농업지역 토지이용상태와 하천수위가 지하수위에 미치는 영향 :The effect of the conditions of land and the river levels on the groundwater levels in agricultural regions

윤성필

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자료유형: 학위논문

저자정보: 윤성필 (계명대학교, 계명대학교 대학원)

지도교수: 배상근

발행연도: 2014

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2014

농업지역 토지이용상태와 하천수위가 지하수위에 미치는 영향

윤성필 , 배상근 대한토목학회 학술대회 2014.10 학술대회자료

농업지역 토지이용상태와 하천수위가 지하수위에 미치는 영향

윤성필 토목공학과 2014.01 학위논문

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하천변 농업지역에서는 4대강 살리기 사업으로 하천수위가 일정하게 운영되면서 수문환경의 변화가 생겼고 고소득을 위한 지역 차별화?집중화 현상으로 비닐하우스 재배가 증가하고 있어 지표수뿐만 아니라 지하수위 및 유동에도 변화가 발생하고 있다. 이러한 지하수위의 변화는 농경지 침수와 같은 유해한 영향을 미치기도 하며 지하수이용량이 많은 곳에서는 평균 지하수위 상승과 함께 풍부한 수자원 활용으로 인하여 이점으로 작용하기도 한다. 이와 같이 농업지역에서는 단기간에 수문환경 변화가 이루어짐에 따라 지하수의 물순환이 변화되었으며 기존의 지하수 관리 시스템 적절성 검토의 재고가 필요한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 경상북도 성주군 용암면 일대를 대상으로 농업지역의 토지이용상태와 하천수위를 변화를 분석하고 변화 인자를 지하수 모델링에 적용하여 지하수위 변화 특성을 파악하였다.
모델링 수평단면 분석 결과 CASE 2, CASE 4가 CASE 1, CASE 3보다 낙동강 인접 지역에서 지하수위가 약 4 m 높게 나타나고 무명천 인근 지역에 가까워질수록 그 차는 줄어들었다. 신천상류 지역은 모든 CASE에서 내륙에서 하천으로 지하수가 유출하고 있고 백천 지역은 CASE 2와 CASE 4의 경우 내륙에서 하천으로 유출하고 있으나 CASE 1과 CASE 3은 하천에서 내륙으로 유입되고 있다. CASE 1, CASE 2가 CASE 3, CASE 4보다 동일한 하천수위 조건에서 지하수위가 약 1 m 높으며 지하수 유동 방향은 유출입이 혼잡한 백천 지역 일부를 제외하고는 큰 차이가 없다.
모델링 수직단면 분석 결과 전반적으로 유역 상류에서 하류인 낙동강으로 유동방향을 가지고 있으나 하천수위 및 토지이용상태 변화에 따라 지하수 유동 방향 및 수위의 변동이 발생하였다. 수직단면 경계 지점의 지하수위 분포는 CASE 2, CASE 4, CASE 1, CASE 3의 순으로 높게 나타났다.
수직단면 경계 지점의 지하수위 변동 폭은 하천 수위의 변화에 의해 1 ∼ 3 m이며 토지피복상태 변화에 의해 1 m 내외로 나타났다.

Changes in the hydrological environments have occurred near rivers and streams in agricultural regions as a result of maintaining strict water levels for the Four Major Rivers Restoration Project. The push towards regional differentiation and centralization of produce for higher profits have been followed by a rise in the number of greenhouses, also effecting the surface water and groundwater levels and cycle. Changes in the groundwater levels like this can cause flooding and other damages to the farmland above. In areas that use a lot of groundwater, the average groundwater levels are raised to increase the amount of available water resources, which is often seen as something positive. But due to the changing of the hydrological environment in a short period of time, the water cycles within groundwater systems have been altered. Examinations to determine whether the groundwater maintenance systems are still suitable are required.
This study analyzes the changes in the conditions of land through use and river levels in the agricultural regions located around Yongam-myeon, Seongju-gun, Gyeongsangbuk-do, and applies those factors to the groundwater model to understand the characteristic changes in the groundwater levels in these regions.
Analysis of the horizontal sections of the model show that cases 2 and 4 had groundwater levels approximately 4 meters higher than in cases 1 and 3 in areas around the Nakdong River. However, this difference decreased whit increasing proximity to smaller streams. Areas around the upper region of Sincheon showed that groundwater drained from inland into the stream in cases 2 and 4, but floed inland from the stream in cases 1 and 3. With river levels set as a constant in all four cases, cases 1 and 2 showed groundwater levels approximately 1 meter higher than that of cases 3 and 4. Aside from a section of Baekcheon with chaotic inflow and outflow, no significant differences were found in the flow direction in all four cases.
Analysis of the horizontal sections of the model showed that the overall flow direction moved from the basin up stream to Nakdong River down-stream, but changes in the flow direction of groundwater occured when groundwater levels and the conditions of the land were changed. According to the boundary points of the horizontal sections, the distribution of groundwater levels were ordered highest to lowest as follows: case 2, case 4, case 1, and case 3.
Changes in the river level made a 1-3 meter effect and conditions of the land created an approximately 1-meter effect on the groundwater levels at the boundary point.

#지하수위 #하천수위 #토지이용상태 #지하수모델링

1. 서 론 1
1.1 연구목적 및 필요성 1
1.2 연구동향 3
1.2.1 하천수위 변화에 따른 지하수위 변동 3
1.2.2 토지이용상태 변화에 따른 지하수위 변동 4
1.3 연구 방법 6
2. 연구지역 현황 10
2.1 지형 10
2.2 지질 및 지층 분포 12
2.3 기상 및 수문 14
2.4 토지이용상태 16
2.5 지하수이용량 17
2.6 지하수 관측정 현황 18
3. 변동 인자 21
3.1 보 건설 전후 하천 수위 21
3.2 토지이용상태 별 지하수함양량 21
4. 지하수 모델링 24
4.1 3차원 지하수 모델링 모형의 개요 24
4.2 모델링 구성 27
4.2.1 영역 및 격자망 27
4.2.2 모델 경계조건 설정 28
4.2.3 모델 입력변수 설정 29
4.2.4 모델 보정 32
4.3 결과 및 분석 34
5. 결론 46
참고문헌 48
영문초록 50
국문초록 53

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