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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박남식
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수64
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기후변화에 따른 해수면 상승으로 인한 해안지역 지하수계의 해수침투가 가중된다. 지하수의 염분농도의 증가에 따른 지하수면 상부 불포화 토양층에서도 염분 농도가 증가할 수 있으며, 농경지에서 염분에 의한 작물피해를 일으킬 수 있다. 또한 해수면이 상승함에 따라 내륙 지하수위도 함께 상승하는데, 이는 불포화 토양층의 두께 감소로 인해 해안 저지대의 경작에 피해를 끼칠 수 있다.
본 연구에서는 기후 변화로 인한 해수면 상승에 따른 연안 대수층의 해수 침투 및 토양 염류화를 평가하기 위한 포화대 및 불포화대 합성모델의 적용 가능성을 평가하였다. 합성모델에, 해안 대수층의 포화 영역에서의 흐름은 3 차원 가변 밀도 흐름 및 용질 수송 모델인 SUTRA로 모의하고, 지표면과 지하수면 사이의 불포화 영역에서는 연직 1 차원 모델인 VADOFT를 사용하여 모의하였다. 농경지의 토양 염류화 판단기준은 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판단하였다.
본 연구에서는 기후변화 시나리오 중 RCP 4.5 및 8.5 시나리오를 적용한 한반도 미래 해수면 상승량을 대한민국 91 개 국가 관리 간척지의 해수면 상승에 적용하였다. 해수면 상승으로 인한 해수침투 및 토양 염류화를 정량적으로 산정하고 종합적인 결과를 제시하였다. 또한 흥왕, 덕촌, 월천, 백수 지구 이상 4개의 간척지에 대해서는 상세 결과를 제시하였다.
해수면 상승 시나리오를 미래 기간별(SL0:1996, SL1:2050, SL2A:RCP 4.5 2100, SL2B:SL2A:RCP 8.5 2100)로 구분하였다. 과거 SL0 대비 미래 SL2A에서 91개 간척지 전체 지하수 해수침투 및 토양 염류화 피해 면적이 최대 13.5 %^, 10.4 % 증가하였고, 미래 SL2B에서는 14.1 %, 11.1 %. 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 지하수위는 과거 SL0 대비 미래 SL2A에서 0.41 m, SL2B에서는 0.51m 증가하는 것으로 분석되었다.
종합적인 분석 결과는 간척지의 해수면 상승으로 인해 발생할 수 있는 광범위한 피해를 보여 주며, 많은 지역의 해수 침투는 시간이 지남에 따라 지하수의 염류화가 가속화 될 것으로 나타났다. 또한, 지하수 해수침투 및 토양 염류화 면적은 간척지의 규모, 해안선의 길이. 소류지의 유무, 소류지의 관리 수위, 소류지의 위치 등으로 결정되었다. 간척지에서 낮은 수위의 소류지가 내륙에 위치할 경우 해수는 내륙으로 더 깊숙이 침투하는 경향을 보였다. 해수면보다 높은 수위의 소류지가 해안가에 위치 할 경우 지하수 해수 침입을 효과적으로 저감하는 결과를 보였다. 본 연구 결과는 기후 변화로 인한 해수 침투에 대비하여 국가 차원의 수자원에 대한 장기 종합 계획을 수립하고 이행하는 데 사용될 수 있으며 미래의 해수 침투에 대한 대책을 수립하기 위한 기초를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 기후 변화로 인한 해수면 상승에 따른 연안 대수층의 해수 침투 및 토양 염류화를 평가하기 위한 포화대 및 불포화대 합성모델의 적용 가능성을 평가하였다. 합성모델에, 해안 대수층의 포화 영역에서의 흐름은 3 차원 가변 밀도 흐름 및 용질 수송 모델인 SUTRA로 모의하고, 지표면과 지하수면 사이의 불포화 영역에서는 연직 1 차원 모델인 VADOFT를 사용하여 모의하였다. 농경지의 토양 염류화 판단기준은 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판단하였다.
본 연구에서는 기후변화 시나리오 중 RCP 4.5 및 8.5 시나리오를 적용한 한반도 미래 해수면 상승량을 대한민국 91 개 국가 관리 간척지의 해수면 상승에 적용하였다. 해수면 상승으로 인한 해수침투 및 토양 염류화를 정량적으로 산정하고 종합적인 결과를 제시하였다. 또한 흥왕, 덕촌, 월천, 백수 지구 이상 4개의 간척지에 대해서는 상세 결과를 제시하였다.
해수면 상승 시나리오를 미래 기간별(SL0:1996, SL1:2050, SL2A:RCP 4.5 2100, SL2B:SL2A:RCP 8.5 2100)로 구분하였다. 과거 SL0 대비 미래 SL2A에서 91개 간척지 전체 지하수 해수침투 및 토양 염류화 피해 면적이 최대 13.5 %^, 10.4 % 증가하였고, 미래 SL2B에서는 14.1 %, 11.1 %. 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 지하수위는 과거 SL0 대비 미래 SL2A에서 0.41 m, SL2B에서는 0.51m 증가하는 것으로 분석되었다.
종합적인 분석 결과는 간척지의 해수면 상승으로 인해 발생할 수 있는 광범위한 피해를 보여 주며, 많은 지역의 해수 침투는 시간이 지남에 따라 지하수의 염류화가 가속화 될 것으로 나타났다. 또한, 지하수 해수침투 및 토양 염류화 면적은 간척지의 규모, 해안선의 길이. 소류지의 유무, 소류지의 관리 수위, 소류지의 위치 등으로 결정되었다. 간척지에서 낮은 수위의 소류지가 내륙에 위치할 경우 해수는 내륙으로 더 깊숙이 침투하는 경향을 보였다. 해수면보다 높은 수위의 소류지가 해안가에 위치 할 경우 지하수 해수 침입을 효과적으로 저감하는 결과를 보였다. 본 연구 결과는 기후 변화로 인한 해수 침투에 대비하여 국가 차원의 수자원에 대한 장기 종합 계획을 수립하고 이행하는 데 사용될 수 있으며 미래의 해수 침투에 대한 대책을 수립하기 위한 기초를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구배경 12. 국내외 연구현황 153. 연구목적 20Ⅱ. 지하수 해수침투 및 토양 염류화 합성 모델 231. 지하수 흐름 수치모델의 종류 232. 토양 염류화 수치모델의 종류 263. 합성 수치모델의 선정 284. 지하수 해수침투 및 토양 염류화 합성모델의 개념 295. 지하수 해수침투 및 토양 염류화 합성모델의 지배방정식 33가. 흐름 방정식 33나. 용질 수송 방정식 34Ⅲ. 합성 모델의 구축 및 적용 361. 대상 간척지 지역 362. 해수면 상승 시나리오 383. 대수층 특성 및 수치모델의 구성 40Ⅳ. 91개 대상 간척지의 모의 평가 461. 대표 간척지 모델 보정 및 모의 결과 46가. 모델 보정 방법 46나. 지하수 해수침투 및 지하수위 보정 결과 482. 대표 간척지 상세 모의 결과 62가. 흥왕지구 62나. 덕촌지구 68다. 월천지구 73라. 백수지구 78마. 4개 대표 간척지 종합 결론 83Ⅴ. 91개 대상 간척지 평가 86Ⅵ. 기후변화 시나리오를 적용한 합성모델의 불확실성에 대한 보완방법 및 고찰 921. 기후변화 시나리오를 적용한 합성모델의 불확실 요인 92가. 지층자료 불확실성 92나. 해수침투 관측정 93다. 기후변화시나리오에 따른 강우량 및 토지이용도 변화 산정 95라. 지하수 이용량 및 소류지 관리 현황 97마. 포화대 모델의 모의 한계 99Ⅶ. 결론 101Appendix. A 111Appendix. B 123Abstract 135
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