낙동강 하천 구조물 설치 이후의 지하수위 시계열 특성 |
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학술지명 대한지질공학회
저자 김태형,배종섬,차은지,김덕근,김규범
발표일 2015-04-02
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하천의 변화는 주변지역 지하수의 수문 및 수질 환경에 변화를 야기하며, 지하수와 지표수의 상호작용을 이해하는 것은 효과적인 수자원 관리를 위해 필수적인 사항이다. 국내의 경우 수자원 관리는 지표수에 편중되어 왔으며, 최근에 대규모 하천 정비 사업을 통하여 수변지역 지하수의 개발과 관리에 대한 관심이 증대되고 있다. 하천 정비 사업 이후에 하천수위는 과거 보다 상승하게 되었고, 기존의 지하수와 지표수의 상호 작용 관계에 대한 변화가 예상된다. 지난 수년간의 국내 지하수위 분포 분석 결과, 오랜 기간 지속된 지하수 양수로 인해 수변지역에서의 지하수위는 하천수위와 유사하거나 다소 낮은 특성을 보인다(김규범 외, 2013). 이에 본 연구에서는 낙동강 중하류지역에서 91개소 지하수 관측정에 대해 주변 하천수위와 지하수위의 상관관계를 분석하였고, 또한 요인분석(Factor analysis)을 실시하여 유사한 지하수위의 패턴을 분류하고자 하였다. 요인분석은 분석자료의 적합성을 평가하기 위해 Kaiser-Meyer-Olkin(KMO) 측도와 Bartlett의 구형성 검정을 실시하였고, 각 요인에 대한 요인부하량(factor loading)의 분산을 최대화하기 위하여 베리멕스 직각회전 방식(Varimax orthogonal rotation technique)을 적용하였다. 분석에 이용된 지하수위 자료는 2012년 7월 5일부터 2014년 7월 4일까지 매 1시간마다 측정된 자료를 활용하여 일평균 자료로 환산한 후 분석을 실시하였다. 하천수위와 지하수위의 상관분석 결과, 유의확률(p-값)이 0.05 보다 큰 지하수 관측정 9개소의 자료는 분석에서 제외를 하였고, 상관계수가 0.6 이상인 지하수위 자료는 전체에서 39%를 차지하고 있어 하천수위가 지하수위에 영향을 높게 주는 것으로 나타났다. 나머지 61%의 지하수위 자료는 인근에 위치한 개인관정에서의 지하수 양수로 인한 영향과 하천과의 거리 등의 이유로 하천수위와 지하수위의 상관성이 낮게 나타나고 있다. 지하수위 자료를 이용한 요인분석 결과, KMO 측도와 Bartlett의 구형성 검정에서 각각 0.950과 0.001의 수치를 나타내어 요인분석이 적합하게 이루어졌으며, 고유값(eigen value)은 4 이상을 기준으로 4개의 요인으로 결정되었다. 4개의 요인은 전체 자료의 약 76.6%를 설명하고 있으며, 요인 1은 46.9%, 요인 2는 20.3%, 요인 3은 4.9%, 요인 4는 4.5%에 의하여 설명된다. 여기에서 요인 1은 하천수위와 지하수위의 상관성이 낮은 패턴을, 요인 2는 하천수위와 지하수위의 상관성이 높은 패턴을, 요인 3과 4는 이와는 별개로 지하수위의 패턴을 나타내고 있다. 향후 연구로는 지하수위에 영향을 미치는 외부적인 영향(주변 지하수 양수 등)을 고려하기 위해 지하수위 자료에서 특정 시점별로 구분하여 정밀 분석 중에 있다. |