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제주도 지하수의 수리학적 유역설정과 유동특성 해석

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Abstract
The correlation between groundwater level data of Jeju Island and altitude was analyzed. The hydraulic watershed was established based on groundwater surface of the equipotential lines. The 3D numerical analysis model was used to interpret flow characteristics of the watershed, and the results of analyzing
hydraulic conductivity computed from the model are as follows. The range of average annual fluctuation of ground water level in Jeju Island was 0.16 ∼ 48.84m. The basal groundwater distribution area was changed to 0.16 ∼ 2.73m, the parabasal groundwater area was changed to 0.47 ∼ 12.56m and the high level groundwater area was changed to 0.62 ∼ 48.84m. Based on analysis of the correlation between altitude and groundwater level for every 100m of altitude, the value of R2 was 0.1653 ∼ 0.8011. There was no
clear correlation between altitude and groundwater level. Especially, the eastern and western areas showed an inversely proportional relationship between altitude and groundwater level. Only a portion of the southern and northern areas showed the inversely proportional relationship. The Kriging technique was used to analyze underground water level data and construct the equipotential lines for all areas of Jeju Island. Eight groundwater watersheds were established by considering the direction of groundwater flow, positions of groundwater level observation wells and long and short axes of the watersheds. Groundwater recharge considering rainfall characteristics, hydraulic conductivity of each spot and observation data were supplemented for the groundwater watersheds to perform 3D numerical analysis. The groundwater flow simulation showed RMSE of 0.554 ∼ 6.177 and the direction of groundwater flow was similar to the equipotential lines, increasing reliability of flow analysis. Based on analysis of hydraulic conductivity distribution according to the results of the groundwater flow simulation in all areas of Jeju Island, hydraulic conductivity was 100m/d or above in the coastal area and 1 ∼ 45m/d in the upstream area. Especially, hydraulic conductivity was 500m/d or above in the lowlands of the eastern area, and it was relatively high in some northern and southern areas. Such characteristics were found to be related to distribution of the equipotential lines and type of groundwater occurrence.
Author(s)
김민철
Issued Date
2018
Awarded Date
2018. 8
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000008643
Alternative Author(s)
Kim, Min Chul
Affiliation
제주대학교 일반대학원
Department
대학원 토목해양공학과
Table Of Contents
目次i
LIST OF FIGURES Ⅴ
LIST OF TABLES Ⅸ
Summary Ⅺ
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구배경1
3. 연구동향3
2. 연구목적6
4. 연구 자료 및 방법 8
Ⅱ. 이론적 배경 10
1. 지하수위 측점의 공간보간법(Spatial Interpolation) 10
1.1 Kriging 11
1.1.1 Simple Kriging(SK) 12
1.1.2 Ordinary Kriging(OK) 13
1.1.3 Universal Kriging(UK) 13
1.1.4 Cokriging(CK) 14
1.1.5 Empirical Bayesian Kriging(EBK) 15
1.2 Inverse Distance Weighted(IDW) 16
1.3 Spline 17
2. 지하수 유동해석 모형19
2.1 MODFLOW 모형의 개요19
2.2 MODFLOW 모형의 방정식20
2.3 MODFLOW 모형의 구성요소31
2.4 MODFLOW 모형의 Package 31
Ⅲ. 연구대상 지역 및 지하수 개발 이용 현황 33
1. 연구대상 지역 33
1.1 강수특성34
1.2 하천특성38
1.3 표고분석39
1.4 경사분석40
1.5 지질특성42
1.6 지하수 부존형태44
2. 지하수 개발 이용 시설 및 관측정 현황 47
2.1 지하수 개발 이용 시설47
2.2 지하수 관측정 현황50
Ⅳ. 결과 및 고찰 52
1. 지하수의 관정 분류 및 관측자료 분석 52
1.1 지하수 개발 이용 시설 분류52
1.1.1 연도별 지하수 개발52
1.1.2 월별 지하수 개발 53
1.1.3 굴착심도별 분류54
1.1.4 지하수위 분류56
1.2 관측정 지하수위 변동분석58
1.2.1 연평균 지하수위 변동분석 58
1.2.2 월평균 지하수위 변동분석 62
1.2.3 누적평균 지하수위 분석 65
1.3 지하수위 자료 분석 및 활용성67
2. 지하수위와 표고 및 해안거리와의 상관분석 69
2.1 해안거리와 표고와의 상관분석70
2.2 지하수위와 해안거리와의 상관분석72
2.3 지하수위와 표고와의 상관분석74
2.4 지역별 표고와 지하수위 관계 비교 분석77
2.4.1 동부지역 표고와 지하수위 비교 분석 77
2.4.2 서부지역 표고와 지하수위 비교 분석 78
2.4.3 남부지역 표고와 지하수위 비교 분석 80
2.4.4 북부지역 표고와 지하수위 비교 분석 81
3. 지하수 등수위선 구축과 지하수 유역경계 설정 83
3.1 지하수 등수위선 구축83
3.2 지하수 등수위선의 검정85
3.2.1 교차 타당성 검정 85
3.2.2 그래프 검정 87
3.3 지하수 유역경계 설정88
3.3.1 지하수 유역의 정의88
3.3.2 제주도의 기존 지하수 유역89
3.3.3 기존 지하수 유역의 문제점90
3.3.4 제주도 지하수 유역 설정92
4. 지하수 유동특성과 수리전도도 해석 95
4.1 MODFLOW 입력자료 분석95
4.1.1 Boundary Coverage 95
4.1.2 Hydraulic Conductivity Coverage 96
4.1.3 Recharge Coverage 98
4.1.4 Observation Coverage 101
4.1.5 지층구조 103
4.1.6 격자망 설정 및 모델의 구축 104
4.2 지하수 유역별 유동 특성 해석110
4.2.1 표선-성산유역110
4.2.2 구좌유역 114
4.2.3 대정-안덕유역118
4.2.4 한림-한경유역122
4.2.5 남원유역 126
4.2.6 서귀유역 130
4.2.7 동제주유역134
4.2.8 서제주유역138
4.3 제주도 수리전도도 특성142
4.3.1 수리전도도 분포 특성142
4.3.2 지하수 부존형태 및 등수위선 분포와의 비교 검토144
4.3.3 양수시험의 수리전도도 결과와 비교 검토146
Ⅴ. 결 론 148
Degree
Doctor
Publisher
제주대학교 일반대학원
Citation
김민철. (2018). 제주도 지하수의 수리학적 유역설정과 유동특성 해석
Appears in Collections:
General Graduate School > Civil and Ocean Engineering
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