지표수-지하수 상호흐름을 고려한 TANK_GS 모형의 개발 (Development of TANK_GS Model to Consider the Interaction between Surface Water and Groundwater)

서지정보

· 발행기관 : 한국수자원학회
· 수록지 정보 : 한국수자원학회 논문집 / 43권 / 10호 / 893 ~ 909페이지
· 저자명 : 이우석, 정은성, 김상욱, 이길성

초록

지하수의 지속가능개발량을 산정하기 위해서는 유역 내에서 지하수 개발에 따라 시공간적으로 끊임없이 변화하는 하천과 대수층의 상호흐름을 포함한 물 순환계의 유동을 모의하여야 한다. 유역 단위의 지하수 함양 및 하천-대수층 상호흐름 특성을 모의하기 위한 강우-유출모형으로 탱크모형과 SWMM 모형을 선정하였다. 토양저류구조 표준3단 탱크모형을 하천과 대수층의 상호흐름을 모의할 수 있도록 개선하였다. 오차의 비등분산성을 고려하기 위한 분산함수를 가진 최우도추정법을 적용하고, 전역 최적화 기법인 Simulated Annealing 방법을 적용하여 탱크모형과 분산함수의 매개변수를 동시에 추정하였다. 하천-대수층 상호흐름을 개선한 SWMM-GE 모형은 도시하천에 적용되어 검증을 받은 바 있다. 금강의 지류인 갑천 유역에 하천-대수층 상호흐름을 개선한 탱크모형(TANK_GS)을 적용한 결과 개선 전 보다 모형성능평가가 더 나았으며, SWMM-GE 모형과 동일하게 지하수 함양 및 하천-대수층 상호흐름 현상을 잘 모의하고 있었다. 향후 권역 수자원 계획 등에 활용이 용이한 탱크모형(TANK_GS)을 이용하여 지하수의 지속가능 개발량 산정이 가능하다.

영어초록

The purpose of this study is to consider the interaction between surface water and groundwater in basin scale by developing TANK_GS model. The soil moisture structure of tank model with 3 tanks is improved to simulate the appropriate stream-aquifer interactions. Maximum likelihood method is applied to calibrate parameters with variance functions to deal with heteroscedasticity of residuals. The parameters of improved TANK_GS model and variance function are simultaneously estimated by Simulated Annealing method, a global optimization technique. The results of TANK-GE are compared to those of the SWMM-GE model which had been developed to consider the stream-aquifer interactions. The new TANK_GS model and SWMM-GE model are applied to Gapcheon basin, which belongs to Geum River basin. TANK_GS model showed better model performance compared to the original TANK model and characterized the relationship of stream-aquifer interactions as satisfactorily as the SWMM-GE model. The sustainable groundwater yield can be estimated for the regional water resources planning using the TANK_GS model.

참고자료

· 없음