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변동유형 분석법을 이용한 해수침투 관측망 자료 평가
Evaluation of Long-term Data Obtained from Seawater Intrusion Monitoring Network using Variation Type Analysis

송성호   (한국농촌공사 농어촌연구원CC0188455  ); 이진용   (강원대학교 지질학과UU0000037  ); 이명재   ((주)지오그린21CC0153263  );
  • 초록

    우리나라 서, 남해안에 지하수의 해수침투 현상을 관측하기 위해 설치된 관측망 자료를 이용하여, 해당지역별 대수층을 통한 해수침투의 유형을 분석하였다. 분석에 이용된 관측정은 25개 해안지역 소유역의 총 45개 암반관정으로, 지하수위, 수온, 전기전도도를 대상으로 기본통계분석, 상관성 분석 및 변동유형 분류를 수행하였다. 분석 결과 지하수위의 경우 강우 영향을 받거나 양수에 의한 수위강하가 나타나는 관측정에서 큰 폭으로 변동하고 있다. 지하수온은 대부분의 경우 변동폭이 $0.2^{\circ}C$ 이내로 안정적인 특징을 보여주고 있으며, 전체적으로 평균 온도가 $15^{\circ}C$ 이상으로 나타났다. 전기전도도의 경우 상대적으로 변동폭이 크고 불규칙한 특징을 가지고 있으며, 평균값이 $2,000\;{\mu}S/cm$ 이내의 관측정이 28개, $10,000\;{\mu}S/cm$ 를 초과하는 관측정은 9개소로 나타났다. 교차상관도 분석에 의하면, 지하수위는 강우의 영향을 받아 변동하는 형태가 많았지만 수온과 전기전도도는 상대적으로 강우의 영향이 없는 것으로 나타났다. 조석의 경우에는 일부 관측정에서 강우에 의한 영향보다 높은 교차상관도가 나타났다. 본 연구에서는 장기관측자료를 변동형태에 따라 정상형, 추세형, 주기형, 충동형, 계단형, 경사형 등 6가지로 분류하였다. 지하수위의 경우 강우나 양수의 영향을 받는 충동형이 가장 많은 73.3%이며, 조석의 영향은 13.4%에 해당되었다. 지하수온의 경우 변동폭이 일정한 정상형태가 51.2로 가장 높게 나타났으며, 강우나 양수에 의한 충동형이 26.7%에 해당되었다. 전기전도도의 경우는 지하수위나 지하수온과 달리 추세형, 계단형, 경사형 등의 변동형태가 우세한 것으로 나타났다. 전체적으로 동일한 해안지역에 설치된 관측정별로 관측자료의 변동 특성이 상이한 경우가 나타남에 따라, 향후 각 소유역별로 관측정 자료의 정기적인 변동 경향성을 분석하는 것이 필요하다.


    With groundwater data of seawater intrusion monitoring network in coastal areas of Korea's main land, we analyzed types of seawater intrusion through the coastal aquifer. The data including groundwater level, temperature and electrical conductivity obtained from 45 monitoring wells at 25 watershed regions were evaluated. Based on statistical analysis, correlation analysis and variation type analysis, groundwater levels were mainly affected by rainfall and artificial pumping. About 78% of the monitoring wells showed average temperature higher than $15^{\circ}C$ and about 58% of them showed minimum variations less than $0.2^{\circ}C$ . Electrical conductivities showed a large magnitude of variation and irregular characteristics compared with groundwater levels and temperatures. Average electrical conductivities lower than $2,000\;{\mu}S/cm$ were observed at 28 monitoring wells while those of higher than $10,000\;{\mu}S/cm$ were done at 9 monitoring wells. From the cross-correlation analysis, groundwater levels were mostly affected by precipitation while temperature and electrical conductivity showed very low correlation. Meanwhile tidal variations strongly affected the groundwater levels comparing to precipitation. We classified the long-term monitoring data according to variation types such as constant process, linear trend, cyclic variation, impulse, step function and ramp. Impulse type was dominant for variations of groundwater level, which was largely affected by rainfall or artificial pumping, the constant process was dominant for temperature. Compared with groundwater level and temperature, electrical conductivities showed various types like linear trend, step function and ramp. According to the discrepancy of variation characteristics for monitoring data at each well in the same region, periodical analysis of monitoring data is essentially required.


  • 주제어

    해수침투 관측망 .   장기관측자료 .   통계분석 .   교차상관도 분석 .   변동유형 분류.  

  • 참고문헌 (16)

    1. 농림부, 한국농촌공사, 2006, 2006 해수침투조사 사업 보고서. 한국농촌공사, 512 p 
    2. 이진용, 이명재, 이재명, 안경환, 원종호, 문상호, 조민조, 2006, 국가 지하수관측소 지하수위, 전기전도도 및 수온 자료에 대한 모수적 및 비모수적 변동 경향성 분석. 지하수토양환경, 11 (2), 56-67     
    3. Park, S.C., Yun, S.T., Chae, G.T., and Lee, S.K., 2002, Hydrochemistry of shallow groundwaters in western coastal area of Korea: a study on seawatermixing in coastal aquifers. Journal of KoSSGE, 7 (1), 63-77 
    4. Park, S.C., Yun, S.T., Chae, G.T., Yoo, LS., Shin, K.S., Heo, C.H., and Lee, S.K., 2005, Regional hydrochemical study on salinization of coastal aquifers, western coastal area of South Korea. Journal of Hydrology, 313, 182-194 
    5. Montgomery, D.C., Johnson L.A., and Gardiner, J.S., 1990, Forecasting and Time Series Analysis. McGraw Hill, 381 p 
    6. Lee, J.Y, Yi, MJ., Song, S.H., and Lee, GS., 2007, Evaluation of groundwater data obtained from seawater intrusion monitoring network in Korea. Water International, in press 
    7. Richter, B.C. and Kreitler, C.W., 1993, Geochemical techniques for identifying sources of ground-water salinization. CRC Press, 258 p 
    8. Song, S.H., 2006, Spatial analysis of small-loop electromagnetic survey data in a seawater intrusion region. Exploration Geophysics, 37 (1), 114-120     
    9. Yaffee, R. and McGee, M., 2000, Introduction to time series analysis and forecasting. Academic Press, San Diego, USA, 528 p 
    10. Lee, J.Y and Song, S.H., 2007, Evaluation of groundwater quality in coastal areas: implications for sustainable agriculture. Environmental Geology, 52 (7), 1231-1242 
    11. 이명재, 김규범, 손영철, 이진용, 이강근, 2004, 국가 지하수관측소 지하수위 자료에 대한 시계열분석 연구. 지질학회지, 40(3), 305-329 
    12. 건설교통부, 한국수자원공사, 2006, 지하수관측연보. 한국수자원공사, 1024 p 
    13. Song, S.H., Lee, J.Y, and Park, N., 2007, Use of vertical electrical soundings to delineate seawater intrusion ina coastal area of Byunsan, Korea. Environmental Geology, 52 (6), 1207-1219 
    14. 이명재, 이진용, 김규범, 원종호, 2005, 국가지하수 관측소 측정자료의 이상값 분석 . 지하수토양환경, 10(1), 65-74     
    15. 한국지질지원연구원,2003, 해수침투 평가, 예측 및 방지기술 개발. 과학기술부, 자연재해방재기술개발사업 00-JND-01-B-14, 474 .p 
    16. Todd, D.K., 1980, Groundwater Hydrology. (2nd ed.), John Wiley and Sons, Inc., New York, USA, 535 p 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (7)

    1. Song, Sung-Ho 2007. "Application of Electrical Resistivity Tomography Using Single Well in Seawater Intrusion Areas" 물리탐사 = Geophysical exploration, 10(4): 369~376     
    2. Choi, Hyun-Mi ; Lee, Jin-Yong 2009. "Parametric and Non-parametric Trend Analyses for Water Levels of Groundwater Monitoring Wells in Jeju Island" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 14(5): 41~50     
    3. Yang, Jeong-Seok ; Nam, Jae-Joon ; Park, In-Bo ; Kim, Sangdan 2011. "Analysis of Saltwater Intrusion Effects into Coastal Aquifers in Korea considering Climate Change Effects" 大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, 31(b1): 71~85     
    4. Song, Sung-Ho ; Choi, Kwang-Jun ; Kim, Jin-Sung 2013. "Evaluation of Regional Characteristics Using Time-series Data of Groundwater Level in Jeju Island" Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, 22(5): 609~623     
    5. 2013. "" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 18(6): 1~7     
    6. Kim, Chang-Hoon ; Lee, Su-Gon ; Hahn, Jeong-Sang ; Kim, Nam-Ju ; Jeon, Byeong-Chu 2014. "Classification of Groundwater Level Variation Types Near the Excavated Area of the Temporary Gulpocheon Discharge Channel" 지질공학 = The journal of engineering geology, 24(4): 631~641     
    7. Lee, Byung Sun ; Kim, Young In ; Choi, Kwang-Jun ; Song, Sung-Ho ; Kim, Jin Ho ; Woo, Dong Kwang ; Seol, Min Ku ; Park, Ki Yeon 2014. "Rural Groundwater Monitoring Network in Korea" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 19(4): 1~11     

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