(Jeongwoo Lee)
์ด์ ์ฐ1โ
(Il-Moon Chung)
์ ์ผ๋ฌธ2
-
ํ๊ตญ๊ฑด์ค๊ธฐ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ตญํ ๋ณด์ ์ฐ๊ตฌ๋ณธ๋ถ, ์ฐ๊ตฌ์์
(Korea Institute of Civil engineering and building Technology)
-
ํ๊ตญ๊ฑด์ค๊ธฐ์ ์ฐ๊ตฌ์ ๊ตญํ ๋ณด์ ์ฐ๊ตฌ๋ณธ๋ถ, ์ ์์ฐ๊ตฌ์์
(Korea Institute of Civil engineering and building Technology)
Key words (Korean)
Hunt ํด์ํด, Ward & Lough ํด์ํด, ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์, ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋
Key words
Huntโs analytical solution, Ward and Loughโs analytical solution, Shallow groundwater pumping, Deep groundwater pumping, Stream depletion
1. ์ ๋ก
๊ณผ๋ํ ์งํ์ ์ฌ์ฉ์ ๋์์ธต ๊ณ ๊ฐ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ธฐ์ ์ ๋ ๊ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ์ด์, ์ํํ์ ๊ธฐ๋ฅ ์ ํ๋ฅผ ๊ฐ์ ธ์ฌ ์ ์๊ธฐ์ ์ ์ ํ ์งํ์ ์ด์ฉ๋ ๊ด๋ฆฌ๊ฐ
ํ์ํ๋ค. ํนํ ํ์ฒ ์ธ๊ทผ ์ง์ญ์ ํ์ฒ์์ ์งํ์์ ์ํธ ์ ๋์ด ํ๋ฐํ ์ผ์ด๋๋ ๊ณณ์ผ๋ก ์งํ์ ์ด์ฉ์ด ํ์ฒ์ ์๋์ ๋จ๊ธฐ๊ฐ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ์ ์๊ธฐ์
์ด ์ง์ญ์ ๋ํด์๋ ์งํ์ ์ด์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์๋ ๊ฐ์ ํ๊ฐ ๋ฑ ํ์ฒ์์ ์งํ์๋ฅผ ํตํฉ์ ์ผ๋ก ๊ณ ๋ คํ ์๋ฐํ ์์์ ๊ด๋ฆฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ด๋ฆฌ ์ฐจ์์์
๊ตญ๋ด ์งํ์๋ฒ ์ 7์กฐ์2์์๋ ํ์ฒ ์ธ๊ทผ์์ ์งํ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฐยท์ด์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ์งํ์ ์ทจ์๊ฐ ํ์ฒ์ ์๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ง๋ฅผ ์ฌ์ ์ ๊ฒํ ํ์ฌ ํ๊ฒฝ๋ถ์ฅ๊ด(ํ์ํต์ ์์ฅ
์์)๊ณผ ํ๊ฐ ์ ์ ํ์ํ๋๋ก ๋ช
์๋์ด ์๋ค. ๋ํ ํ์ฒ์๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ธ์ ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ทจ์๋, ์ทจ์์ ํ, ์ทจ์๊ธ์ง ๋ฑ์ ํ์ ์กฐ์น๋ฅผ ์ทจํ
์ ์๊ฒ ๋์ด ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ด๋ฌํ ์ ๋์ ์ฅ์น๊ฐ ์คํจ์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ ค๋ฉด ์งํ์ ์ด์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์๋ ์ํฅ ํ๊ฐ๊ฐ ๊ธฐ์ ์ ์ผ๋ก ์ด๋ค์ ธ์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋, ์ ๋์ ์ธ ์ํฅ ํ๊ฐ์ ์๋ฐ๋๋
๋น์ฉ, ์๊ฐ, ๊ธฐ์ ์ ์ธ ๋ฉด์์ ์ ์ฝ์ด ์๊ธฐ์ ์ค๋ฌด์์๋ ํต์์ ์ผ๋ก ์งํ์ ๊ด์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ญ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ๋๋ฐ ํ์ฉ๋๋ ์ํฅ๋ฐ๊ฒฝ ์ฐ์ ๊ฒฝํ์์ ํ์ฒ์๋
์ํฅ ๊ฒํ ์๋ ํ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ์ํฅ๋ฐ๊ฒฝ ๋ด์ ํ์ฒ์ด ํฌํจ๋๋๋ ์ฌ๋ถ๋ก ํ์ฒ์ ์๋์ ์ํฅ์ ์ค ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ ์ฑ์ ์ผ๋ก ํ๊ฐํ๊ณ ์๋ค. ์ด ์ธ์ ํ์ฒ์์
์งํ์์ ๊ฐ์ด ์์ง ๋น๊ต, ์งํ์ ๊ฐ๋ฐ ์ฌ๋ ๋ฑ์ ๊ฒํ ํ์ฌ ์งํ์ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ๋ ํ๋ค. ํนํ ๊ฐ๋ฐ ์ฌ๋ ์์ฃผ๋ก ํ๊ฐํ ๋ ์๋ฐ์ธต๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฌ๋ถ๋์์ธต์์
์ทจ์ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ ํ์ฒ๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ์ง์ ์ฐ๊ฒฐ๋์ง ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ฒ์ ์๋์ ์ํฅ์ด ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋จํ๊ธฐ๋ ํ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ด ์งํ์ ์ทจ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์์
๋ฏธ์น๋ ์ํฅ ํ๊ฐ๋ ์ ๋์ ์ด๊ธฐ ๋ณด๋ค๋ ์ ์ฑ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์์กดํ๊ณ ์๋ ์ค์ ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์งํ์ ์ทจ์์ ํ์ฒ์๋๊ฐ์ ์ ๋์ ์ธ ๊ด๊ณ๋ฅผ ํ์
ํ ์ ์๋ ์ค์ฉ์ ์ธ
์ํฅํ๊ฐ๊ธฐ๋ฒ์ด ํ์ํ๋ค.
์งํ์ ์์์ํฅ์ ํ์ง์์ ์ฅ๊ธฐ๊ฐ ์ง์ ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ์ฅ ์ ํํ์ง๋ง ๋น์ฉ์ด๋ ์๊ฐ์ ์ธก๋ฉด, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฌ์ ์ง ์ ์ฉ ๋ฑ ํ์ฅ ์ฌ๊ฑด์ ์ ์ฝ์ด ์๊ณ , ์ด๋ฅผ
๋์ฒดํ๊ธฐ ์ํด ํ์ฒ๊ณผ ์งํ์๋ฅผ ํตํฉ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ณํ ์ ๋ฐํ ์์น๋ชจ๋ธ๋ง์ ์ํํ ์ ์์ผ๋, ์ด ๋ํ ๊ณ ๋๋์ ์ ๋ฌธ์ฑ, ๋น์ฉ ๋ฑ์ด ์๋ฐ๋์ด ํ์
์์ ํ์ฉํ๊ธฐ์
ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ์ด์ ๋์์ผ๋ก ํ๊ฐํ์ํต์ ์(HRFCO, 2018)์์๋ ์ฌ๋ฌ ์ํ์ ์ญ์ ๋ํด ์๋ง์ ์งํ์ ๊ด์ ์ ๋ํด ์งํ์-์งํ์ ํตํฉ๋ชจ๋ธ๋ง์ ํตํด ์งํ์ ์ด์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ ๋ชจ์ํ๊ณ ์ด๋ฅผ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก
์ฌํด์ํ์ฌ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋ ์ฐ์ ๊ฐํธ ๊ฒฝํ๊ณต์์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ๋ํ ํ์ฒ-๋์์ธต-์์์ ์์คํ
์ ๊ฐ๋ตํํ ์กฐ๊ฑด์์ ์ ๋๋ Hunt(1999), Hunt(2009), Ward and Lough(2011) ๋ฑ์ ๋ค์ํ ํด์ํด๋ค์ ์ ์ฐํ(Lee et al., 2016a; Lee et al., 2016b; Lee et al., 2016c)ํ๊ณ ์ด๋ฅผ ๊ฒฝํ๊ณต์๊ณผ ํจ๊ป ํ์ฒ์ ๊ด๋ฆฌ์์คํ
์ ํ์ฌํ์ฌ ์ค๋ฌด์ ํ์ฉํ ์ ์๊ฒ ํ์๋ค(Hong et al., 2019). ํนํ ํด์ํด๋ ๋์ ์๋ฌธ์กฐ๊ฑด๊ณผ ์๋ฆฌ์ ๋น๊ท ์ง์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ง ๋ชปํ๋ ํ๊ณ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์งํ์ ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋(streamflow depletion)์
ํ์ฒ-๊ด์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ, ๋์์ธต ๋ฐ ํ์์ ์๋ฆฌํน์ฑ์ธ์ ๋ฑ ๋ช ๊ฐ์ง ์ธ์๋ง์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐํธํ๊ฒ ์ฐ์ ํ ์ ์๋ ์ฅ์ ์ด ์์ด ๋งค์ฐ ์ค์ฉ์ ์ด๋ค. ํด์ํด์
๊ตญ๋ด ์ ์ฉ ์ฐ๊ตฌ๋ก Kim(2010)์ Hunt(1999) ํด์ํด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ์ฒ ์ ์ญ์ ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ ๋ถ์ํ์๊ณ , Lee et al.(2016c)์ ์ด ํด์ํด๋ก ํ์๊ณผ ๋์์ธต์ ๋ค์ํ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋, ์งํ์์ ์ ํ๋ ๋ฑ์ ๋ชจ์ ๋ถ์ํ์๋ค. Lee et al.(2016b)์ ํ์ฒ-์ฒ๋ถ๋์์ธต-์ฌ๋ถ๋์์ธต-์ฒ๋ถ์งํ์ ์์ ์์คํ
์ ๋ํ Hunt(2009) ํด์ํด๋ฅผ, ๋ํ Lee et al.(2016a)์ ํ์ฒ-์ฒ๋ถ๋์์ธต-์ฌ๋ถ๋์์ธต-์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ์์คํ
์ ๋ํ Ward and Lough(2011) ํด์ํด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๋์์ธต์ ๋ค์ํ ํฌ์์ฑ๊ณผ ์ ๋ฅ์ฑ, ํ์ฒ-๋์์ธต๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ์ ๋ณตํฉ์ ์ผ๋ก ๊ณ ๋ คํ
ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ถ์ํ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์งํ์ ๊ฐ๋ฐ ์ฌ๋๊ฐ ๊น์์๋ก ์ฌ๋ถ๋์์ธต(deep aquifer) ์์๊ฐ ์ฒ๋ถ๋์์ธต(shallow aquifer) ์์์ ๋นํด ํ์ฒ์ ์๋์
๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ์ ์ ๊ฒ์ผ๋ก ์ธ์๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ํ์ฒ ๋ฐ๋ฅ์ด ์ถฉ์ ์ธต๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ ์ผ๋ถ ๊ดํตํ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ์ด๊ณ ์๋ฐ์ธต๊น์ง ๊น๊ฒ ๋ด๋ ค๊ฐ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ
ํ์น ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฐ์ธต ์๋ถ๊ฐ ํฌ์์ฑ์ด ๋ฎ์ ํ์ฌ์ธต์ผ๋ก ํผ์๋์ด ์ถฉ์ ์ธต๊ณผ ์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋จ์ ๋์๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ํ ์ถฉ์ ์ธต๊ณผ ์๋ฐ์ธต์ด
์๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์๋ค ํ๋๋ผ๋ ์ธต๊ฐ ๋์์ ๋(leakance)๋ ๊ฐ ์ธต์ ์๋ฆฌํน์ฑ์ ์ฐจ์ด๋ก ์๋ฐ์ธต ์์ ์ํฅ์ด ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ์ง์ฒด๋์ด ํ์ฒ์ ๋๋ฌํ๋ค๊ณ
๋ณด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด๋ฌํ ์ง๊ด์ ํ๋จ์ด ํ๋นํ์ง๋ฅผ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด์ ์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์๋ ๊ฐ์์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์๋์
์ฐจ์ด๋ฅผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ๋ถ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด์ Hunt(2009) ํด์ํด์ Ward and Lough(2011) ํด์ํด๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ ๋ชจ์ํ๊ณ ์๋ก๊ฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ถ์ํ์๋ค. ๋ํ ํ์ฒ๊ณผ ๊ด์ ๊ฐ์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ, ํฌ์๋๊ณ์์ ์ ๋ฅ๊ณ์์
๋์์ธต์ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด, ํนํ ์๋ถ์ธต๊ณผ ํ๋ถ์ธต๊ฐ์ ๋์์ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์์ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๊ณ ์ฐฐํ์๋ค.
2. ํด์ํด ๋ฐ ๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ
Hunt(2009)๋ ์, ์๋ ๋ ๊ฐ์ ๋์์ธต ์ฌ์ด์ ๋ฐ๋์์ธต(aquitard)์ด ์๋ ๋์๋์์ธต-ํ์ฒ-์์์ ์์คํ
์ ๋ํด ์๋ถ์ธต ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์
๊ณ์ฐํ๋ ํด์ํด๋ฅผ Eq. (1)๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ฐ๋ฐํ์๋ค.
$$\triangle Q/Q=\mathcal L^{-1}\left(\frac{\lambda^\ast}p\frac{exp(-\sqrt{\gamma_1})\sqrt{\gamma_2}/l_1^2+exp(-\sqrt{\gamma_2})\sqrt{\gamma_1}/l_2^2}{(\sqrt{\gamma_2}+\lambda^\ast/l_2^2)\sqrt{\gamma_1}+(\sqrt{\gamma_1}+\lambda^\ast/l_1^2)\sqrt{\gamma_2}}\right)$$
|
(1)
|
์ฌ๊ธฐ์,
๋ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋,
๋ ์์๋,
๋ ๋ผํ๋ผ์ค ์ญ๋ณํ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ธฐํ ๋ณ์๋ค์ Eqs. (2)~(5)์ ๊ฐ๋ค.
$$\triangle=2(\sqrt{\gamma_2}+\lambda^\ast/l_2^2)\sqrt{\gamma_1}+2(\sqrt{\gamma_1}+\lambda^\ast/l_1^2)\sqrt{\gamma_2}$$
|
(2)
|
$$l_1^2=1+T^\ast\left(\frac{b_{11}-\gamma_1}{b_{12}}\right)^2,\;l_2^2=1+T^\ast\left(\frac{b_{11}-\gamma_2}{b_{12}}\right)^2$$
|
(3)
|
$$\gamma_i=\frac12\left(b_{11}+\frac{b_{22}}{T^\ast}\right)+-\sqrt{\frac14\left(b_{11}+\frac{b_{22}}{T^\ast}\right)^2+\frac{(b_{12}^2-b_{11}b_{22})}{T^\ast}}$$
|
(4)
|
$$(T^\ast,\;S^\ast,\;K^\ast,\;\lambda^\ast)=\left(\frac{T_2}{T_1},\;\frac{S_2}{S_1},\;\frac{(K_v/B)L^2}{T_1},\;\frac{\lambda
L}{T_1}\right)$$
|
(5)
|
์ฌ๊ธฐ์,
์ 1์ธต ํฌ์๋๊ณ์,
๋ 2์ธต ํฌ์๋๊ณ์,
๋ 1์ธต ์ ๋ฅ๊ณ์,
๋ 2์ธต ์ ๋ฅ๊ณ์,
๋ ๋ฐ๋์์ธต์ ์๋ฆฌ์ ๋๋,
๋ ๋ฐ๋์์ธต ๋๊ป,
์ ํ์ฒ๊ณผ ์์์ ๊ฐ ๊ฑฐ๋ฆฌ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ , ๐๋ ํ์์๋ฆฌ์ ๋์ฑ์ผ๋ก ํ์์๋ฆฌ์ ๋๋
์ ํํญ
์ ๊ณฑ์ ํ์ฒ๋ฐ๋ฅ์ธต ๋๊ป
์ผ๋ก ๋๋ ๊ฐ์ด๋ค.
Ward and Lough(2011)๋ ์, ์๋ ๋ ๊ฐ์ ๋์์ธต ์ฌ์ด์ ๋ฐ๋์์ธต์ด ์๋ ๋์๋์์ธต-ํ์ฒ-์์์ ์์คํ
์ ๋ํด ์๋ 2์ธต ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ ๊ณ์ฐํ๋ ํด์ํด๋ฅผ
Eq. (6)๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ฐ๋ฐํ์๋ค.
$$\triangle Q/Q=\mathcal L^{-1}\left(\frac{2\pi\lambda^\ast}{l_1^2\triangle}\left[\left(\frac{\lambda^\ast}{l_2^2}+2\sqrt{\gamma_2}\right)\beta_1\exp(-\sqrt{\gamma_1})-\frac{\lambda^\ast\beta_2}{l_2^2}\exp(-\sqrt{\gamma_2})\right]+\frac{2\pi\lambda^\ast}{l_2^2\triangle}\left[\left(\frac{\lambda^\ast}{l_1^2}+2\sqrt{\gamma_1}\right)\beta_2\exp(-\sqrt{\gamma_2})-\frac{\lambda^\ast\beta_1}{l_1^2}\exp(-\sqrt{\gamma_1})\right]\right)$$
|
(6)
|
Eq. (6)์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ณ์๋ค์ Eqs. (7)~(11)๊ณผ ๊ฐ๋ค.
$$\triangle=4\sqrt{\gamma_1\gamma_2}+2\lambda^\ast\left(\frac{\sqrt{\gamma_1}}{l_2^2}+\frac{\sqrt{\gamma_2}}{l_1^2}\right)$$
|
(7)
|
$$\beta_i=\frac1{2\pi p}\left(\frac{\gamma_iT^\ast-b_{11}}{b_{12}}\right),\;l_i^2=T^\ast+\left(\frac{\gamma_iT^\ast-b_{11}}{b_{12}}\right)^2$$
|
(8)
|
$$\gamma_i=\frac12\left(\frac{b_{11}}{T^\ast}+b_{22}\right)\pm\sqrt{\frac14(\frac{b_{11}}{T^\ast}+b_{22})^2+\frac{(b_{12}^2-b_{11}b_{22})}{T^\ast}}$$
|
(9)
|
$$b_{11}=T^\ast\alpha^2+S^\ast p+K^\ast,\;b_{12}=b_{21}=-K^\ast,\;b_{22}=\alpha^2+p+K^\ast$$
|
(10)
|
$$(T^\ast,\;S^\ast,\;K^\ast,\;\lambda^\ast)=\left(\frac{T_1}{T_2},\;\frac{S_1}{S_2},\;\frac{(K_v/B)L^2}{T_2},\;\frac{\lambda
L}{T_2}\right)$$
|
(11)
|
Eq. (11)์์ ์ฌ์ฉ๋
,
,
,
,
,
,
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ , ๐๋ Eq. (6)๊ณผ ๋์ผํ๋ค. Hunt(2009) ํด์ํด ๋ฐ Ward and Lough(2011) ํด์ํด์ ๊ดํ ๋ณด๋ค ์์ธํ ์ฌํญ์ ๊ฐ๊ฐ Lee et al.(2016b)์ Lee et al.(2016a)๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ ์ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์ ๋ชจ์์คํ์ Hunt(2009) ํด์ํด๋ฅผ, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ๋ชจ์์คํ์ Ward and Lough (2011) ํด์ํด๋ฅผ ์ ์ฉํ์ฌ ๋ค์ํ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ ์งํ์ ์์๋ ๋๋น ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋(์ดํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น)(
)๋ฅผ ์ฐ์ ํ์๋ค. ์งํ์ ์์ ๋ชจ์์กฐ๊ฑด์ผ๋ก
๊ณผ
๋ 10
๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 10 ~ 100
๊ฐ๊ฐ 10๊ฐ์ง,
์ 0.05 ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 0.05 ~ 0.3 ๊น์ง 6๊ฐ์ง,
๋ 0.01, 0.001, 0.0001๋ก 3๊ฐ์ง, 1, 2์ธต๊ฐ ๋์๊ณ์(
)๋
๊น์ง 10๋ฐฐ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 5๊ฐ์ง, ๐๋ 10 m/d,
์ 100 m ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 100 ~ 500 m์ 5๊ฐ์ง ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์กฐํฉํ์ฌ ์ด 45,000 ๊ฐ์ง ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด ๋ ํด์ํด๋ก ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์ฐ์ ํ์๋ค.
์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ ์ผ๋จ์๋ก 5๋
๊ฐ ๋ชจ์ํ์๊ณ , ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
๋ฐ 5๋
๋์์ ํ๊ท ์ ์ธ ๊ฑฐ๋, ์ฆ, 1๋
๋์ ์ผ๋จ์ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น
๋ฐ 5๋
๋์ ์ผ๋จ์ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ํ๊ท ํ์๋ค. ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์ ์ ๋๋ฅผ ๋น๊ตํ์์ผ๋ฉฐ, ํนํ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต๊ฐ ์๋ฆฌ์
์ฐ๊ฒฐ์ฑ ์ฒ๋์ธ ๋์๊ณ์ ํฌ๊ธฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณํ ์์์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ๊ณ ์ฐฐํ์๋ค.
3. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
Figs. 1~5๋ 45,000๊ฐ์ง ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ์ฌ ์ฒ๋ถ์งํ์์ ์ฌ๋ถ์งํ์๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์์ํ์ ๋ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ข
ํฉํ์ฌ 1:1๋ก
๋น๊ตํ์ฌ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Fig. 1์ ์๋ถ์ธต๊ณผ ํ๋ถ์ธต๊ฐ์ ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋ ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
(Fig. 1(a)) ๋ฐ ์์๊ธฐ๊ฐ 5๋
(Fig. 1(b)) ํ๊ท ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ์ฐ์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ์์ 1๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์
๊ฒฝ์ฐ์๋ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ๋ณ๋์ด ํฌ์ง๋ง ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ชจ๋ 0.2 ๋ฏธ๋ง์ ๊ฐ์ ๋ณด์ฌ ํ์ฒ์ ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ๋งค์ฐ ์์
๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์์ 5๋
์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ ์์ 1๋
์ ๋นํด ์ฝ 2๋ฐฐ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๋์๊ณ์๊ฐ ๋งค์ฐ ์๊ธฐ
๋๋ฌธ์ ์ฌ์ ํ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ์ํฅ์ด ์ฒ๋ถ์งํ์๋ฅผ ๊ฑฐ์ณ ํ์ฒ์ ๋๋ฌํ๋ ์ํฅ์ ์๋ค. ์ฃผ์ด์ง ์ ์ฒด ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ํ๊ท ๊ฐ์ ๊ทธ๋ฆผ์์ ํ์
์์ผ๋ก ํ์ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์ 0.36, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ 0.02, ์์๊ธฐ๊ฐ 5๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์ 0.61, ์ฌ๋ถ์งํ์
0.05์ ์์๋ ๋๋น ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ด ๋ฐ์ํ๋ ๋ถ์๋์๋ค.
Fig. 1.
Comparison of Dimensionless Streamflow Depletions between Shallow and Deep Groundwater
Pumping (
)
Fig. 2๋ ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ์ญ์ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด์ง๋ง ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ
์์ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ด ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋นํด ํฌ์ง๋ง ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๊ฐ 0.2 ๋ฏธ๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ ์ผ๋ถ ์กฐ๊ฑด์์
์คํ๋ ค ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ด ๋ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ผ๋ถ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์ฌ๋ถ์งํ์์ ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์๊ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์์ ๋นํด ๋ง์ด ์ปค์ ์์์ ๋ํ
๋ฐ์์ด ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ณต๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ฐ์ ๊ธฐ์ธํ๋ค. ์์๊ธฐ๊ฐ์ด 1๋
์์ 5๋
์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ฒด ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด ํ๊ท ์ ์ผ๋ก ์ฒ๋ถ์งํ์
์์๋ 0.36์์ 0.60์ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๋ 0.07์์ 0.19๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
Fig. 2.
Comparison of Dimensionless Streamflow Depletions between Shallow and Deep Groundwater
Pumping (
)
Fig. 3์
์ผ ๋์ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ๋ค์ํ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ํ๊ท ์น๊ฐ ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์๋ 0.36, ์ฌ๋ถ์งํ์๋ 0.22,
์์๊ธฐ๊ฐ 5๋
์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์๋ 0.59, ์ฌ๋ถ์งํ์๋ 0.41์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์์ ๋์๊ณ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋นํด ์ฒ๋ถ์งํ์์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ
์๋น ๋ถ๋ถ ์ค์ด๋ค์์ผ๋ฉฐ, ํนํ 1:1 ์ ์ด 45๋ ์ ์ ๊ฐ๊น๊ฒ ๋ถํฌํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ง์ ๋์๊ณ์๊ฐ ๋น๊ต์ ํฐ ๋์์ธต์์๋ ์งํ์ ์์ ์ฌ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์๋
๊ฐ์ ์ํฅ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ค์ด๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. Figs. 1 and 2์ ๋นํด ๋์๊ณ์๊ฐ 100๋ฐฐ, 10๋ฐฐ ์ฆ๊ฐํ์์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์๋ก
์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ํ๊ท , ์ต์, ์ต๋์น์ ๋ณํ๋ ๊ฑฐ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋ฉด ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ํ๊ท ์น์ ๋ณํ๊ฐ 2 ~ 10๋ฐฐ ๋งํผ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์
์ฒ๋ถ๋์์ธต์์ ์งํ์๋ฅผ ์์ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๊ฐ ๋์๊ณ์ ํฌ๊ธฐ์ ๋๊ฐํ๊ณ ์ฌ๋ถ๋์์ธต์ ์๋ฆฌํน์ฑ ์ํฅ์ ์ ๊ฒ ๋ฐ์ผ๋, ์ฌ๋ถ๋์์ธต ์์์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋
๋์๊ณ์๊ฐ์ ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐ์ํ์ฌ ๊ฒฐ๊ตญ ์ฌ๋ถ์ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ ์๋ฆฌํน์ฑ์ด ๋ณตํฉ์ ์ผ๋ก ์์ฉํ์ฌ ํ์ฒ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ผ ์ ์์์ ์๋ฏธํ๋ค.
Fig. 3.
Comparison of Dimensionless Streamflow Depletions between Shallow and Deep Groundwater
Pumping (
)
Figs. 4 and 5๋ ๊ฐ๊ฐ
,
์ผ ๋์ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น ์ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ 0.2, ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ฑฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์
์ํ๋ถ ์ธต๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ์ด ํฐ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์งํ์ ๊ฐ๋ฐ ์ฌ๋๋ฅผ ๊น๊ฒ ํ๋๋ผ๋ ํ์ฒ์ ์๋ ์ธก๋ฉด์์๋ ์ ๋ฆฌํ์ง ์์์ ์ ์ ์๋ค.
์ผ ๋ ํ๊ท ์ ์ธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์ 0.37, ์ฌ๋ถ์งํ์ 0.36, ์์๊ธฐ๊ฐ 5๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์๋ 0.61, ์ฌ๋ถ์งํ์๋
0.59์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๊ณ ,
์ผ ๋๋ ํ๊ท ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๊ฐ ์์๊ธฐ๊ฐ 1๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์ 0.41, ์ฌ๋ถ์งํ์ 0.43, ์์๊ธฐ๊ฐ 5๋
๋์ ์ฒ๋ถ์งํ์๋ 0.66, ์ฌ๋ถ์งํ์๋
0.67์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์ด ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ํ์ฒ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ๋ค.
Fig. 4.
Comparison of Dimensionless Streamflow Depletions between Shallow and Deep Groundwater
Pumping (
)
Fig. 5.
Comparison of Dimensionless Streamflow Depletions between Shallow and Deep Groundwater
Pumping (
)
์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ผ๊ธฐํ๋ ๋์๊ณ์๊ฐ ์ด์ธ์ ๋ค๋ฅธ ์๋ฆฌํน์ฑ์ธ์์ ์ํฅ์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด์ Fig. 6๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์
๋ฐ๋ฅธ 5๋
ํ๊ท ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ์ฐ์ ํ๊ณ ๊ทธ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ ํ์ฒ๊ณ ๊ฐ์ธ์(Stream Depletion Factor, SDF)์ ๋ฐ๋ผ ๋ํ๋ด์๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ SDF๋ ํ์ฒ-๊ด์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ ์ ๊ณฑ๊ณผ ์ ๋ฅ๊ณ์์ ๊ณฑ์ ํฌ์๋๊ณ์๋ก ๋๋ ๊ฐ์ผ๋ก์ ํ์ฒ-๊ด์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๊ฑฐ๋ ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์(T/S)๊ฐ ์ปค์ง์๋ก
์งํ์ ์์์ ์ํฅ์ด ํฌ๊ณ ๋น ๋ฅด๊ฒ ํ์ฒ์ ๋๋ฌํจ์ ์๋ฏธํ๋ค(Lee et al., 2016b). Fig. 6(a)๋
์ผ ๋ SDF์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก SDF๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ง์ํจ์์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๋ ์์์ ๋ณด์ด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ํ์ธต๊ฐ์ ๋์๊ณ์๊ฐ
์์ ํ๋ถ์ธต์ ์๋ฆฌํน์ฑ์ ์ํฅ์ด ์ ๊ฒ ๋ฏธ์ณ ์ฐํฌ๋๋ ์๊ฒ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ค. ๋์๊ณ์๊ฐ ๋งค์ฐ ์์ ์ง์ญ์์๋ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF์ ๋ฐ๋ผ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์
์์ ์ํฅ์ด ํฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ์์์ ์ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ Figs. 6(b) and 6(c)๋ ๊ฐ๊ฐ ๋์๊ณ์๊ฐ
,
์ผ ๋์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก์ ์ญ์ SDF๊ฐ๊ณผ ์ง์ํจ์์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์์ง๋ง ์ํ์ธต๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ์ด ์ปค์ง์ ๋ฐ๋ผ ์ฒ๋ถ์งํ์์ ์ฌ๋ถ์งํ์๊ฐ์ ์ํธ ์ํฅ
์ํฅ์ด ์ฆ๊ฐํ์ฌ Fig. 6(a)์ ๋นํด ๋์ผ SDF์ ๋ํด ํธ์ฐจ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ํนํ SDF๊ฐ ์์ ๋ฒ์์์๋ ๊ทธ ์์์ด ๋์ฑ ๋๋๋ฌ์ง๊ฒ
๋ํ๋๊ณ ์๋ค. Fig. 6(b) ์ฒ๋ผ SDF๊ฐ ์ฝ 3,000 d ๋ณด๋ค ํฐ ๊ฒฝ์ฐ ์คํ๋ ค ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ ๊ฐ์ ๋ณด์ฌ ์ฌ๋ถ์ธต ์์์ ์ํฅ์ด
๋ ํฐ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ์ฐ๋ ํ๋ถ์ธต์ ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์์ ๋นํด ์๋ถ์ธต์ ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์๊ฐ ๋งค์ฐ ์์ ๋ ๋ฐ์ํ์๋ค. Fig. 6(d)๋
๋ก ํฐ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ต๋ 0.2 ๋งํผ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์๊ณ ๊ทธ ์ธ์๋ SDF ๊ฐ๊ณผ ์๊ด์์ด ๊ฑฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ์์ง ์๋ค. ์ฆ, ๋์๊ณ์๊ฐ ํฐ ์ง์ญ์์๋
์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์๋ก ๊ฑฐ์ ๋์ผํจ์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๊ฐ ํญ์ ํ์ฒ์ ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด
์ ๋์ ์ผ๋ก ์์ ๊ฒ์ด๋ผ๋ ์ง๊ด์ ํ๋จ์ ์ณ์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ธ๋ค.
Fig. 6.
Differences of Dimensionless Stream Depletions according to SDF Values
์ด์์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ
์ดํ์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF์ ์ง์ํจ์์ ๊ด๊ณ๊ฐ ๋๋ ทํ ์์์ ๋ณด์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ SDF
์ธ์๋ง์ผ๋ก ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๊ฐ ํ์ฒ์ ์๋์ธก๋ฉด์์ ์ผ๋ง๋ ๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ง๋ฅผ ํ๋จํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ๋์๊ณ์๊ฐ
์ด์์ธ ๊ฒฝ์ฐ SDF๊ฐ ๋งค์ฐ ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ง ์ต๋ 0.2๋ก ์์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์๊ณ ๋๋ถ๋ถ SDF ๊ฐ๊ณผ ์๊ด์์ด ํ์ฒ์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ์ฒ๋ถ๋ ์ฌ๋ถ๋ ๊ฑฐ์
์ฐจ์ด๊ฐ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์ฒ์๋ ๊ฐ์ ์ธก๋ฉด์์๋ ์งํ์ ์์์ฌ๋๊ฐ ์ค์ํ ์์๋ก ์์ฉํ์ง ์์์ ์๋ฏธํ๋ค.
์
๋ก ๋์๊ณ์๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ์ค๊ฐ ํฌ๊ธฐ์ผ ๋์๋ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ด ํ์ฒ-๊ด์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ ์๋ฆฌํ์ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ SDF ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ
์ฌ๋ถ๋์์ธต์ ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์ ํฌ๊ธฐ์๋ ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค. ์ด๋ฌํ ์กฐ๊ฑด์ผ ๋ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ฐจ์ด๋ฅผ
Fig. 7๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต ์๋ฆฌํ์ฐ๊ณ์(
)์ 1/2์น(
)์ ๋ฐ๋ผ 2์ฐจ์ ํ๋ฉด์์ ๋์ํ์๋ค. ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ค์ด๋๋ ์์์ ๋ณด์ด๊ณ ์๊ณ ์ฌ๋ถ์ธต ์์๊ฐ ํ์ฒ์๋์
๋ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ถ๋ช
ํ๊ฒ ํ์ธํ ์ ์๋ค. Fig. 7(a)์ ๊ฐ์ด
์ผ ๋์๋ SDF๊ฐ 300d ๋ณด๋ค ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๋๋ถ๋ถ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3์ ์ด๊ณผํ์๊ณ , SDF๊ฐ 400~600d ์ด๋ฉด์
๊ฐ 200~300
๋๋ 700~1,000
์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ ์์ ์ํฅ์ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3 ๋ณด๋ค ์ปธ๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ Fig. 7(b)์ ๊ฐ์ด
์ผ ๋์๋ Fig. 7(a) ๋ณด๋ค ์์ ๋ฒ์๋ก SDF๊ฐ 300d ๋ณด๋ค ์์ผ๋ฉด์
๊ฐ 200~300 ์ด๊ฑฐ๋ 1,000
์ผ ๋ ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3 ๋ณด๋ค ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 7.
Differences of Dimensionless Stream Depletions according to SDF and
Values
4. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋์๋์์ธต-ํ์ฒ-์์์ ๊ฒฝ๊ณ์น ๋ฌธ์ ์ ๋ํ Hunt(2009) ํด์ํด์ Ward and Lough(2011) ํด์ํด๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ํฌ์๋๊ณ์์ ์ ๋ฅ๊ณ์์ ๋์์ธต ์๋ฆฌํน์ฑ, ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต๊ฐ ๋์๊ณ์, ํ์ฒ-๊ด์ ์ด๊ฒฉ๊ฑฐ๋ฆฌ ์กฐํฉ์ ๋ฐ๋ผ ์ด 45,000๊ฐ์ง ์กฐ๊ฑด์
๋ฐ๋ฅธ ์ฒ๋ถ ๋ฐ ์ฌ๋ถ ์งํ์ ์์๋ ๋๋น ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ ์ฐ์ , ๋น๊ตํ์ฌ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์ ์ ์์๋ค.
(1)์ธต๊ฐ ๋์๊ณ์๊ฐ
๋ก ๋งค์ฐ ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ 5๋
ํ๊ท ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ ์๋ฆฌ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ์๊ฒ๋ 0.05์์ ํฌ๊ฒ๋ 0.9๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ํฐ ๋ณ๋์ ๋ณด์ด์ง๋ง
์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์์๋ 0.05~0.35์ ๋ฒ์๋ก ์๋์ ์ผ๋ก ์์ ๊ฐ๊ณผ ๋ณ๋์ฑ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋๋ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๊ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์ ํ๊ท 0.60, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ํ๊ท 0.19, ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋์๋ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์ ํ๊ท 0.59, ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ํ๊ท 0.41๋ก ์ฐ์ ๋์ด ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๊ฐ ์ฒ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋นํด ํ์ฒ์๋์ ์ํฅ์
๋ฏธ์น๋ ์ ๋๊ฐ ์๊ณ ๋์๊ณ์๊ฐ ์์์๋ก ๋์ฑ ๊ทธ๋ฌํ ์์์ ๋ณด์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋, ์ผ๋ถ ์๋ฆฌํน์ฑ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด์๋ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ด ๋ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๋
๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋์๋ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์๋ก ์ธํ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ต๋ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.2๋ก ํฌ๊ฒ ์ค๊ณ , ๋์๊ณ์๊ฐ
๋ก ๋งค์ฐ ํฐ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๋ ์ธต์ ๋ํ ์์ ์ํฅ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฑฐ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ธต๊ฐ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ์ด ํฐ ๋์์ธต ์กฐ๊ฑด์๋ ์งํ์ ์์
์ฌ๋๋ฅผ ๊น๊ฒ ํ๋๋ผ๋ ํ์ฒ์ ์๋ ๋ณด์ ์ธก๋ฉด์์ ์ ๋ฆฌํ์ง ์์ ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค.
(2)์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ ์์์ ๋ฐ๋ฅธ 5๋
ํ๊ท ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น๋ฅผ ์ฐ์ ํ๊ณ ๊ทธ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ ํ์ฒ๊ณ ๊ฐ์ธ์ ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋์๊ณ์๊ฐ
๋ก ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์๋ฆฌํน์ฑ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ์ต๋ 0.9๋ก ํฐ ํธ์ฐจ๋ฅผ ๋ณด์ด๊ณ ํ์ฒ๊ณ ๊ฐ์ธ์(SDF) ๊ฐ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ง์ํจ์์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๋ ์์์ด ์ง๋ฐฐ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
๋์๊ณ์๊ฐ
,
๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ธต๊ฐ ์ํธ์์ฉ ์ํฅ์ผ๋ก ์ด๋ฌํ SDF ๊ฐ๊ณผ์ ์ง์ํจ์์ ๊ด๊ณ๊ฐ ์ ์ฐจ ๋ํ๋๊ณ ์ฌ๋ถ๋์์ธต ์๋ฆฌํน์ฑ์ด ๋ฐ์๋์ด ์ฐํฌ๋๊ฐ ์ปค์ง๋ ์์์
๋ํ๋ด์๋ค. ๋์๊ณ์๊ฐ
์ด์์ด ๋๋ฉด ์ต๋ 0.2๋ก ์์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ณ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF ๊ฐ๊ณผ๋ ์๊ด์ฑ์ด ๋ฎ์ ์ธต๊ฐ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ์ด ํฐ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์งํ์ ์์ ์ฌ๋์ ๋ฐ๋ฅธ
ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋์ ์ฐจ์ด๋ ๋งค์ฐ ์ ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค.
(3)์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ์งํ์ 5๋
์์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ฒ์ ๊ฐ์๋น์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ์ฒ๋ถ๋์์ธต์ SDF์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต์
์ ๋ฐ๋ผ ๋์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋์๊ณ์๊ฐ
์ธ ๊ฒฝ์ฐ SDF < 300d ์ผ ๋ ๋๋ถ๋ถ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3์ ์ด๊ณผํ์๊ณ , SDF๊ฐ 400~600d ์ด๋ฉด์
๊ฐ 200~300 ๋๋ 700~1,000
์ผ ๋ ์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ ์งํ์ ์ํฅ์ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3 ๋ณด๋ค ์ปธ๋ค. ๋์๊ณ์๊ฐ
์ผ ๋์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ํฐ ์๋ฆฌํน์ฑ ๋ฒ์๊ฐ ์ค์ด๋ค์ด SDF < 600d์ด๊ณ ,
= 200~300 ๋๋ 1,000
์ผ ๋ ๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ 0.3 ๋ณด๋ค ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด์ผ ๋ ์ฌ๋ถ์งํ์๋ฅผ ์์ํ๋ค๋ฉด ํ์ฒ์๋ ๋ณด์ ์ธก๋ฉด์์ ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ํ์ฉํ Hunt(2009) ๋ฐ Ward and Lough(2011) ํด์ํด์ ๊ทธ ์ ์ฉ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ฐ๋ต์ ์ธ ์ํฅ ๋ถ์๊ณผ ์ ์ํ ์์ฌ๊ฒฐ์ ์ ์ ์ฉํ๊ฒ ํ์ฉํ ์ ์์ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋, ๋ ํด์ํด ๋ชจ๋ ํ์ฒ-๋์์ธต-์์์ ์์คํ
์
๋จ์ํํ ์กฐ๊ฑด์์ ๊ฐ๋ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋์์ธต์ ๋น๊ท ์ง์ฑ ๋ฑ์ ๋ณต์กํ ์๋ฆฌ์ง์ง์กฐ๊ฑด๊ณผ ์๋ฌธ์์คํ
์ ๋์ ๋ณํ์กฐ๊ฑด์ ๋ชจ์ฌํ๋๋ฐ๋ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ์ฒ์
์๋์ ๋ฏธ์น๋ ์งํ์ ์์ ์ํฅ์ ๋ณด๋ค ์ ๋ฐํ๊ฒ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์งํ์ ์ ๋ ์์นํด์ ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ํ์ฅ ์์์ํ์ด ํจ๊ป ์๋ฐ๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ํ
์ฒ๋ถ์ ์ฌ๋ถ๋์์ธต๊ฐ์ ์๋ฆฌ์ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํด์ ํ์ฒ ์ธ๊ทผ ๋์์ธต ์ง์ง๊ตฌ์กฐ ํ์
์ ์ํ ์์ถ ๋ฐ ์ฐฉ์ ์กฐ์ฌ, ๊ฐ ์ธต์ ์ฐ์ง์๋ฆฌ์ ๋๋ ๋ฐ ์ธต๊ฐ ๋์๊ณ์
๊ฐ ์ธก์ ์ ์ํ ํ์ฅ ์๋ฆฌ ์ํ ๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฐ์ ์ด ํ์ํ ๊ฒ์ด๋ค.