지하수 흐름의 회귀모형에 대한 통계학적 분석

정일문,조원철,이원환,허준행 대한토목학회 1994 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1994 No.2

춘천 서상리 계곡부 샌드댐 설치를 위한 수문학적 예비 설계

정일문,이정우 대한토목학회 2019 대한토목학회논문집 Vol.39 No.6

샌드댐(Sand dam)은 계곡하천을 가로지르는 보에 의해 모래가 쌓이고 그 공극속으로 계곡수가 저장되어 수위가 높아지면서 가뭄때 보조 수자원으로 활용토록 하는 구조물이다. 주로 아프리카 지역 등 건조지역에서 활용되는 이 구조물은 우리나라에는 설치된 사례가 없으며 계곡토석류를 방지하는 일부 사방댐에서 취수를 하는 경우는 찾아볼 수 있다. 본 연구에서는 춘천 서상리 계곡부를 대상으로 기존 취수보 하류부에 샌드댐을 설치하였을 때 물공급 효과를 평가하고자 한다. 이를 위해 유역수문모형과 저수지 추적 모형을 연계한 모델링을 수행하였으며 샌드댐의 규모와 취수량 등에 따른 댐체 내의 수위, 저류량, 방류량의 변화를 케이스별로 제시하였다. 적용 결과 샌드댐 설치로 인한 물공급 능력이 95% 신뢰도에서 제고되는 것을 알 수 있었다. 특히 하루 50톤의 물공급을 목표로 하였을 경우 L × B × Ho = 25 m × 15 m × 1 m 규모로 설치하고, 상류취수보와 하류 샌드댐 취수량을 (Q1, Q2) = (30, 20), (35, 15) m3/day로 운영할 때가 가장 효율적인 것으로 나타났다. Sand dams are structures that can be used as auxiliary water resources in case of drought as sand accumulates due to barriers crossing valley rivers and valley water is stored in the voids, increasing the water level. This structure, which is mainly used in arid regions such as Africa, has not been installed in Korea. In Korea, there are only a few cases where water is taken from debris barriers that preventdebris flow. The purpose of this study is to evaluate the effect of water supply when the sand dam is installed downstream of the existing intake barrier in Seosang-ri valley, Chuncheon. For this purpose, modeling was performed by linking the basin hydrologic model and reservoir routing model. Changes in the water level, storage and discharge in the sand dam reservoir according to the size and intake of the sand dam are presented on a case-by-case basis. As a result of application, it was found that the water supply capacity due to the sand dam installation was improved at 95% reliability. Especially, when the size is L × B × Ho = 25 m × 15 m × 1 m and the pumping rates from intake barrier and sand dam are (Q1, Q2) = (30, 20), (35, 15) m3/day, the efficiency was the best for water supply of 50 m3/day.

수변충적층에서 하천유량상태에 따른 지표수-지하수 변동분석

정일문,박승혁,장선우,김윤정 대한지질공학회 2016 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2016 No.1

하천변 충적층에서 지하수와 하천수의 관계는 상호 긴밀하게 연결되어 있으며 유역내의 유출프로세스에 기여한다. 하지만 대부분의 유역에서 일어나는 인위적인 변화에 따라 유역의 유출현상은 왜곡되어 정상성을 잃고 있다. 그에 비해 지하수위는 유역의 인위적 변화에 따른 충격으로부터 다소 독립성을 유지하고 있는 것이 사실이다. 따라서 지하수위와 하천수위의 관계를 추론함으로써 유역유출의 정상성을 확인할 수 있다. 본 연구에서는 전남 장성지역의 북하천의 하천수위 지하수와의 관계를 고찰하고, 두 관계의 변화에서 인위적인 영향에 의한 패턴을 찾아내는 연구를 수행하였다. 이를 위해 통합수문해석 모형인 SWAT-MODFLOW를 사용한 유역의 자연유량을 계산하고 계산된 유량과 관측된 유량의 비교를 통해 실제로 비정상적 패턴을 보이는 구간을 찾아내었고, 당시의 하천에서 벌어진 인위적인 공사로 인한 영향임을 정량적으로 확인할 수 있었다. 이러한 접근방법은 타 유역에서도 적용될 경우 유역의 건전성 평가에 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

수막재배지역의 수문성분 해석 및 평가

정일문,장선우,Chung, Il-Moon,Chang, Sun Woo 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.9

본 연구에서는 청주시 청원군에 위치한 수막재배 소유역을 대상으로 2010년부터 2015년까지의 수문성분 분석을 수행하고 강수에 따른 자연 지하수 함양량의 월별 변화를 살펴보았다. 그 결과 강수량의 크기에 따라 증발산량, 지표유출량, 지하수 함양량의 비율이 다르게 나타나며 강수에 대한 각 요소의 상관성이 해마다 다르게 나타남을 알 수 있었다. 강수량 대비 연 함양률은 최소 8.3~19%까지 나타났으며 강수에 대한 함양량의 결정계수도 0.39~0.94로 변화폭이 큰 것으로 나타났다. 특히 2015년과 같은 갈수년의 경우 저조한 강수량으로 인해 자연 지하수 함양이 제대로 이뤄지지 않아 지하수위는 지속적으로 하강하는 것으로 나타났다. 따라서 수막재배지역을 대상으로 하는 특별한 지하수 개발가능량 산정방법이 도입되어야 할 것으로 판단된다. This study conducts the hydrological component analysis from 2010 to 2015 at the water curtain cultivation area in Cheongwon-gu, Cheongju-si and investigates the monthly based groundwater recharge variation. It is found that the rates of evaportranspiration, surface runoff and groundwater recharge were varied according to the total annual precipitation and their correlations were also changed annually. Annual recharge rates for annual precipitation ranged from 8.3% to 19%, and their coefficient of determination ranged from 0.39 to 0.94. Especially in 2015, when the severe drought came upon this area, the lack of groundwater recharge made groundwater level decrease consistently. Thus, it is thought that the special method of estimating exploitable groundwater in water curtain cultivation site is to be introduced.

소유역에서 지하수 함양과 기타 수문성분과의 상관성 분석

정일문,장선우,김윤정,박승혁 대한지질공학회 2015 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2015 No.1

건설기술을 말하다 - 지하수는 미래의 성장동력이다

정일문,Jeong, Il-Mun 한국과학기술단체총연합회 2014 과학과 기술 Vol.547 No.-

물부족 지역에서 샌드댐 설치에 의한 장기 물공급 개선 효과 분석

정일문,이정우,이정은,김일환 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.12

The Chuncheon Mullori area is an underprivileged area for water welfare that does not have a local water supply system. Here, water is supplied to the village by using a small-scale water supply facility that uses underground water and underground water as the source. To solve the problem of water shortage during drought and to prepare for the increasing water demand, a sand dam was installed near the valley river, and this facility has been operating since May 2022. In this study, in order to evaluate the reliability of water supply when a sand dam is assumed during a drought in the past, groundwater runoff simulation results using MODFLOW were used to generate inflow data from 2011 to 2020, an unmeasured period. After performing SWAT-K basin hydrologic modeling for the watershed upstream of the existing water intake source and the sand dam, the groundwater runoff was calculated, and the relative ratio of the monthly groundwater runoff for the previous 10 years to the monthly groundwater runoff in 2021 was obtained. By applying this ratio to the 2021 inflow time series data, historical inflow data from 2011 to 2020 were generated. As a result of analyzing the availability of water supply during extreme drought in the past for three cases of demand 20 m3/day, 50 m3/day, and 100 m3/day, it can be confirmed that the reliability of water supply increases with the installation of sand dams. In the case of 100 m3/day, it was analyzed that the reliability exceeded 90% only when the existing water intake source and the sand dam were operated in conjunction. All three operating conditions were evaluated to satisfy 50 m3/day or more of demand based on 95% reliability of water supply and 30 m3/day or more of demand based on 99% of reliability. 춘천 물로리 지역은 지방상수도가 보급되지 않은 물복지 소외지역으로 복류수 및 지하수를 수원으로 하는 소규모 급수시설로 마을에 물을 공급하고 있다. 가뭄시 물부족 문제를 해결하고 증가하는 물수요에 대비하기 위해 계곡에 연하여 샌드댐을 설치하였으며, 2022년 5월부터 이 시설을 운영하고 있다. 본 연구에서는 과거 가뭄시 샌드댐이 있을 경우의 물공급 신뢰도를 평가하기 위해 MODFLOW모형을 이용한 지하수유출량 모의결과를 활용하여 미계측 기간인 2011년부터 2020년까지의 유입량 자료를 생성하였다. 기존 취수원과 샌드댐이 위치한 곳의 상류부 유역에 대해 SWAT-K 유역수문모델링을 수행하여 지하수유출량을 산정하고, 2021년 월별 지하수유출량에 대한 그 이전 10년 동안의 각 월별 지하수유출량의 상대적 비율을 구한 후 2021년 유입량 시계열 자료에 이 비율을 적용하여 2011년부터 2020년까지의 과거 유입량 자료를 생성하였다. 수요량 20 m3/일, 50 m3/일, 100 m3/일 세 가지 경우에 대해 과거 극한 가뭄시의 물공급 가능여부를 분석한 결과, 샌드댐 설치로 물공급 신뢰도가 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 수요량 100 m3/일인 경우에는 기존 취수원과 샌드댐을 연계 운영해야만 신뢰도 90%를 넘는 것으로 분석되었다. 세 가지 운영조건 모두 물공급 신뢰도 95%를 기준으로는 수요량 50 m3/일 이상, 신뢰도 99%를 기준으로는 수요량 30 m3/일 이상을 만족하는 것으로 평가되었다.

팔당댐 방류량 산정공식의 재작성

정일문,허준행 한국수자원학회 1995 한국수자원학회 학술대회 Vol.1995 No.1

춘천 물로리 지역 샌드댐 채움재 수리특성에 따른 배수량 평가

정일문,이정우,김민규,김일환,Chung, Il-Moon,Lee, Jeongwoo,Kim, Min-Gyu,Kim, Il-Hwan 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.11

The Chuncheon Mullori area is an underprivileged area of water welfare where local water supply is not supplied, and it is supplying water to the villages with small water supply facilities using lateral flow and groundwater as water sources. This is an area with poor water supply conditions, such as relying on water trucks due to water shortages during the recent severe drought. Therefore, in order to solve the problem of water shortage during drought and to prepare for the increasing water demand, a sand dam was installed along the valley, and this facility has been operating since May 2022. In this study, repeated simulations were performed according to the hydraulic conductivity of the filler material and the storage coefficient value for the inflow condition for about two years from mid-March 2020 to mid-March 2022. For each case, the amount of discharge through the perforated drain pipe was calculated. Overall, as the hydraulic conductivity increased, the amount of discharge and its ratio increased. However, when the hydraulic conductivity of the second floor was relatively low, the amount of discharge increased and then decreased as the hydraulic conductivity of the third floor increased. This is considered to be due to the fact that the water level was kept low due to the rapid drainage compared to the net inflow into the third floor because the water permeability of the third floor and the drainage coefficient of the drain pipe were large. As a result of simulating the flow of the open channel in the upper part of the sand dam as a hypothetical groundwater layer with very high hydraulic conductivity, the decrease in discharge rate was slower than the increase in the hydraulic conductivity of the hypothetical layer, but it was clearly shown that the discharge volume decreased relatively as the hydraulic conductivity of the virtual layer increased.

유역수문모형을 이용한 진주지역의 지하수 함양률 추정

정일문,김민규,김일환,이정우 대한지질공학회 2021 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2021 No.1