동위원소 추적자를 이용한 수문분리에 대한 연구–리뷰 (A review on hydrograph separation using isotopic tracers)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 53권 / 2호 / 339 ~ 346페이지
· 저자명 : 이정훈

초록

강우가 발생한 후, 어떠한 경로로, 얼마만큼의 물이 유출 또는 침투가 발생하는 가를 이해하는 것은 환경변화 및 기후변화에 대응하기 위하여 매우 중요하다. 동위원소수문분리법은 강우 및 융설, 지하수, 토양수등이 하천에 얼마만큼씩 기여하는 가를 정량적으로 계산하는 방법이다. 최근 레이저분광법이 개발되어 하천과 투입성분(강우 및 융설)의 고해상도 이중 동위원소 분석이 가능해졌다. 이를 통해 이전 강우에 의해 물이 하천에 도달하는 과정에 대해 근본적인 재해석을 필요로 하고 있다. 본 논평에서는 주로 이성분계를 이용할 때 고려해야 하는 사항과 이성분계 수문분리의 계통오차에 대하여 논하였으며, 토양수가 포함된 삼성분계에서 필요한 식을 유도하여 제시하였다. 또한, 각 성분의 산소 및 수소동위원소의 특성 역시 논하였다. 이성분계 수문분리를 이용하여 이전 강우인 지하수가 하천에 기여하는 바가 강우보다 크다는 것이 알려져 있지만, 최근의 환경변화 및 기후변화에 의해 그 기여도 또한 바뀔 것으로 예상된다. 향후, 이러한 환경변화 및 기후변화가 물의 순환에 미치는영향을 이해하기 위해서는 수문분리를 통한 소유역의 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

영어초록

It is very crucial to understand what pathway water takes and how much water is delivered by runoff and percolate into subsurface after rain storms. Isotopic hydrograph separation quantitatively calculates how much each component, such as rainfall and snowmelt, groundwater and soil water, contributes to stream. Recent advent of laser-spectroscopy enables high frequency observations of dual isotopes of stream and input component (rainfall and snowmelt). This forces a fundamental re-examination of processes of water delivery to streams by pre-event water. In this review, assumptions and systematic errors of two component hydrograph separation is mainly discussed. Governing equations for three component hydrograph separation considering soil water are derived and presented. Isotopic characteristics of each component (δD and δ18O) are discussed. Although it is known that a contribution of pre-event water to stream water is greater than that of event-water, such as rainfall or snowmelt by hydrograph separation, it will be expected to change due to recent environmental and climate change. To better understand influences of this environmental and climate change on the hydrological cycle, it is necessary to monitor a specific watershed by isotopic hydrograph separation.

참고자료

· 없음