IEG 환경지질연구정보센터

지하수 수량․수질 통합관리시스템 개발

Development of Integrated Groundwater Information System

이창원

, 김양희

, 김규범

, 손영철

, 정의진

, 윤운상

1)

(주)

넥스지오

2)

한국수자원공사 국가지하수정보센터

요약 (Abstract): The main objective of this study is to develop a web-based Geographic Information System (GIS) application for efficient management of groundwater data. Various groundwater measurements, monitoring data, well data, and hydrogeological map were archived into the database and Web-based GIS system was implemented for Cheonan and Daegu city in Korea. The system provides client users with basic groundwater measurements, time-series analysis results of groundwater level and quality, statistical uses of wells and so on. As a result, the system makes the efficient management, distribution and utilization of groundwater data possible by Web-based GIS technology.

주요어 (Keywords): Web-based GIS, Groundwater data, trend-analysis

1. 서론

기존의 지하수 조사, 관측자료 및 통계자료는 개별 시스템으로 구축되어 사용자가 활용시 많은 어려움이 있었다. 지리정보시스템은 위치에 기반을 둔 방대한 지하수정 보를 관리하는데 유용하며웹 GIS는 정보의 교환 및 배포에 있어서 기존의 데스크탑 GIS에 비해 유리하다.

본 연구는 웹 GIS 기반의 수량․수질통합관리시스템을 개발하는 것으로 일차적으 로 천안, 대구지역의 지하수자료를 대상으로 시범시스템의 구축이 이루어졌다.

2. 개발내용 2.1. 구축대상자료

시스템의 주요 구축 대상자료는 정호에서 이루어지는 조사 및 관측자료, 지형도, 수

문지질도 등의 도면자료, 각종 인허가 시설물에 대한 이용통계자료이다 (표 1).

구분 종류 주요 내용

정호자료

국가지하수관측망 관측정제원, 시추, 착정, 시추주상자료, 물리검층, 양수시험, 수위, 수질 환경부수질측정망 관측정제원, 수질

지자체보조측정망 관측정제원, 수위, 수질

지하수기초조사공 시추/착정, 시추주상자료, 대수성시험, 수위, 수질 영향조사공 수위, 수질, 시추/착정, 시추주상자료, 양수시험, 물

리탐사, 화학분석결과 인허가시설 관정정보, 수질 도형자료

기본도 행정구역, 등고선, 건물, 도로, 하천, 주기

수문지질도 지하수 수질현황도, 지질구조선 분포도, 지하수 심 도 분포도, 지하수 유동체계도등

통계자료 지하수 조사연보 용도별 이용현황, 허가신고현황, 신규개발현황, 개 발가능량대비 이용량, 정호형태별 이용현황등 표 1. 구축 대상자료의 종류

지하수의 시간적, 공간적 특성 변화를 지속적으로 모니터링하기 위해서는 조사 및 관측자료의 반영주기가 짧아야 한다. 또한 입력자료의 신뢰도 향상, DB 구축비용의 절감을 위해서는 조사, 관측자료의 자동화된 수집체계가 필요하다. 이를 위해 국가지 하수관측망의 관측자료 자동전송 시스템 운영, 시군구행정정보연계망을 통한 시군구 인허가 업무DB의 실시간 전송, 영향조사관리프로그램을 이용한 영향조사결과의 표준 화된 입력이 이루어지고 있다.

2.2. 시스템 구성도

시스템의 주요 구성 소프트웨어는 IIS 웹서버, GIS 서비스를 위한 ArcIMS, 공간DB 와 Oracle과의 연계를 위한 ArcSDE이다 (표 2). 시스템의 개략적인 구성도는 그림 1 과 같다.

구 분 내 용 DBMS Oracle 10g

서버

운영체제 Windows 2000 server 웹서버 IIS 5.0, Tomcat 4.1, GIS 엔진 ArcIMS 9.1, ArcSDE 9.1

개발도구 Microsoft Visual Studio .NET, Java, ChartFX, DataGrid

표 2, 소프트웨어 구성

IG IS 웹 서 버 A R CI MS

T E C H O R A CL E 1 0G 시 군 구 연 계 서 버

S D E _N G W S O R A C L E 10 G

수 자 원 공 사 내 부 망 IIS S e rve r

속 성 정 보 연 동 공 간 정 보 연 동

사 용 자

사 용 자

사 용 자 인 터 넷

시리 얼 통신

그림 1. 시스템 구성도. (a) 전체구성도 (b) 세부구성도

2.3. 주요 시스템 기능

수량․수질 통합관리시스템의 주요 기능은 웹 GIS 기본모듈, 기초자료 서비스, 분 석자료서비스, 통계자료서비스로 구성된다 (표 3). 사용자는 기본적인 GIS기능을 이용 하여 각종 도면자료 및 정호관련 현황을 검색/조회할 수 있다 (그림 2).

구 분 주요 기능

GIS 기본모듈 화면 확대/축소/이동, 거리/면적 측정, 정호검색등 기초자료

서비스 관정제원보기, 조사/관측자료 조회 분석

서비스

수위 관측망 수위분석, 평균수위분석

수질 관측망/수질측정망 수질분석, 영역별 수질분석, 온도/전기전도 도분석

지층 분석 평균관정심도, 지층단면도, 수리상수통계 통계서비스

용도별 이용현황, 허가신고현황, 신규개발현황, 개발가능량대비 이용량, 정호형태별 이용현황, 공당이용현황, 토출관직경별 이 용현황, 양수능력별 이용현황, 정호구경별 이용현황 등

표 3, 시스템의 주요 기능

수위자료분석은 관측소별 시계열 수위자료의 선형 경향성분석과 영역별 평균수위분

석으로 나누어진다. 선형경향성분석법(Linear Trend Analysis)은 지하수위, pH, EC등

의 시계열관측자료의 선형추세를 (선형적 증감) 파악하는 모수방법(parametric

method)이며 선형회귀모델 수립, t-test를 이용한 기울기의 통계적 검정 두 단계과정

을 거친다 (Yangxiao, 1992, 그림 3a). 평균수위는 사용자가 설정한 임의의 영역, 행정

구역에 대해 해당 영역내에 포함된 모든 수위자료의 산술평균값으로 계산된다.

그림 2. 수량수질통합관리시스템의 화면 및 정호정보 조회

수질자료는 년 2회 정기적으로 측정되므로 일반적인 시계열 분석과 같이 많은 자료 를 필요로 하는 분석기법을 사용하기 어렵다. 또한 결측값, 이상값이 존재하는 수질자 료 특성상 수질분석에 전통적인 모수적 방법 (parametric methods)을 적용시키기 어 렵다 (Gibbons, 1994). 따라서 수질경향성 분석에 대표적 비모수적 추정방법인 (nonparametric method) Sen's Test, Mann-Kendall Test를 사용하였다 (그림 3b).

그림 3. 시계열 관측자료 경향성 분석결과 (a) 수위 (b) 수질

지층분석서비스는 선택된 시추공들의 시추주상정보를 텍스트나 이미지형태로 제공

한다 (그림 4a). 통계서비스는 인허가시설들의 행정구역별 이용량, 개소수정보를 지도,

막대그래프형태로 제공한다.

그림 4. (a) 시추주상정보 조회 화면 (b) 지하수 이용량 통계정보

3. 결론

본 연구에서는 천안, 대구를 시범지역으로 웹기반의 지하수정보시스템을 개발하였 다. 지하수정보를 GIS기반으로 제공함으로써 사용자가 원시자료의 조회/검색 및 다양 한 분석․통계정보를 종합적으로 이용할 수 있어 지하수정보 활용성이 증대될 것으로 판단된다.

참고문헌

Peng, Z.-R., Tsou, M.-H., 2003, Internet GIS, John Wiley and Sons, 679pp.

Yangxiao, Z., 1992, Design and Analysis of Groundwater Monitoring System, unpublished lecture note, Delft University, 124pp.

Gibbons, R.D., 1994, Statistical Methods for Groundwater Monitoring, John Wiley and Sons, 304pp.

한국수자원공사, 2004, 국가지하수관측망 관리시스템 보고서, 411pp.