한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회 2013년 4월 11일-12일 한화리조트 제주
제주특별자치도 지속이용가능량 산정 관련 물수지 분석
최두형1․김남진2․이찬진1*․안경환1․김지욱1․강봉래3․김기표3․문덕철3․이종훈3․고기원4․김현태5
1한국수자원공사, 2한국석유공사, 3제주특별자치도 수자원본부, 4제주특별자치도개발공사, 5(주)유신
*e-mail : [email protected]
Abstract
Because of the high permeable volcanic rock bed, the groundwater is very important source of water resources in Jeju island. Water buget analysis in Jeju island was conducted in order to analyze sustainable yield of the groundwater which is the main water resources in Jeju island. According to the result of study, the groundwater recharge ratio is 44.5% and the groundwater recharge amount was 1,676,000,000m3/yr, and the sustainable yield in Jeju island was 730,000,000m3/yr. But the recommended sustainable yeild was 645,000,000m3/yr for the preservation of water resources.
Key words : Jeju island, water budget, groundwater, sustainable yeild
1. 서론
제주특별자치도(이하 제주도)는 다우지역으로 연평균 강수량은 1,142.8 ~ 1,966.8 ㎜로 상대적으로 많지만 지 역별 및 고도별차이가 크고, 하천은 대부분 건천으로 지표수 개발 여건이 불리하여 지하수를 주수원으로 활 용하고 있으므로 수자원 부존량 및 지속이용가능량에 대한 지속적인 조사 및 연구가 수행되고 있다. 제주도 는 관광객 급증에 따른 생활용수 수급전망 및 이에 대비한 수자원 확충계획이 필요하며, 21세기 블루골드 시대를 맞이하여 우수한 제주지하수를 이용한 다양한 물산업 창출을 위하여 수자원 지속이용가능량에 대한 분석 및 이를 활용한 수자원관리 행정․정책이 필요하다.
2. 물수지 분석
물수지분석을 위하여 수문총량을 분석하였다. 분석대상 우량관측소는 연도별로 48~60개소이며, 분석기 간은 1992년부터 2011년까지 총 20년간 강우자료를 분석하였다. 분석결과 제주도의 평균 수문총량은 3,769백 만 ㎥/년으로 최소 2,703백만 ㎥/년(1996년)에서 최대 5,557백만 ㎥/년(1999년)의 범위를 보이며, 유역별 평균 수문총량은 북부유역이 927백만 ㎥/년, 동부유역이 1,093백만 ㎥/년, 남부유역이 1,203백만 ㎥/년, 서부유역이 546백만 ㎥/년으로 남부유역이 가장 많고 서부유역이 가장 적게 분석되었다.
증발산량은Penman-Monteith 방법을 사용하였으며, 1992년부터 2008년까지의 자료를 분석하고 최근 3개년도 (2009년~2011년)는 중산간 지역의 무인기상관측소(AWS) 자료를 포함하여 분석하였다. 분석결과 실제증발산 량은 평균 1,260백만 ㎥/년이며, 최대 1,390백만 ㎥/년(2009년)에서 최소 1,154백만 ㎥/년(1993년)의 범위를 보 였으며, 유역별 평균 실제증발산량은 북부유역 318백만 ㎥/년, 동부유역 333백만 ㎥/년, 남부유역 386백만 ㎥ /년, 서부유역 223백만 ㎥/년으로 남부유역이 가장 많고 서부유역이 가장 적게 나타났다.
직접 유출량 산정의 기본 방법은 NRCS-CN법을 적용하였으며, NRCS-CN법 유역 적용시 L-THIA (Long-Term Hydrologic Impact Assessment) 모델을 활용하였다. 분석결과 최근 20년간 평균 직접유출량은
833백만㎥/년으로 평균 유출률은 22.1%이며, 최대 유출량은 1,805백만 ㎥/년(1999년), 최소 유출량은 359백만
㎥/년(2005년)으로 최대년과 최소년의 유출량이 차이가 크게 나타났다.
수문총량, 증발산량, 직접유출량 등의 결과값을 바탕으로 산정한 20년 평균 지하수 함양량은 1,676백만 ㎥/
년으로 전체 수문총량 3,769백만 ㎥/년의 44.5%로 최대 2,569백만 ㎥/년(2009년)에서 최소 1,097백만 ㎥/년 (2000년)의 범위를 보였다. 유역별로는 남부유역 및 동부유역이 522백만 ㎥/년(남부유역 함양률 43.4%, 동부 유역 함양률 47.8%)로 가장 많고, 서부 유역이 228백만 ㎥/년(함양률 41.8%)으로 가장 적다.
기존 분석 결과(1993년, 2003년)와 비교할 때, 수문 총량은 증가하고 증발산량은 거의 증감이 없으며 유출량 은 증가한 경향을 보인다.
구 분 수자원개발종합계획
(1993)
제주도수문지질 및 지하수자원종합조사(2003)
금회 계획 (2012) 수문총량(평균강수량) 3,388(1,872㎜) 3,427(1,975㎜) 3,769(2,061㎜)
직접유출량 638(19%) 708(20.7%) 833(22.1%) 증발산량 1,256(37%) 1,138(33.2%) 1,260(33.4%) 지하수 함양량 1,494(44%) 1,581(46.1%) 1,676(44.5%) 표 1. 기존 분석결과와 비교
(단위 : 백만㎥/년)
3. 지속이용가능량
지하수 지속이용가능량은 ‘지하수의 수원고갈이나 수질악화와 같은 지하수 장해를 일으키지 않으면서 대수 층으로부터 지속적으로 채수가 가능한 지하수량’으로 정의할 수 있으며, 유역별 지하수 관리의 지표로 이용 되고 있다. 산정 결과 금회 산정된 제주지역 지속이용가능량은 730백만 ㎥/년이며, 이는 제주도 지역 수문총 량 3,769백만 ㎥/년의 19.4 %, 지하수함양량 1,676백만 ㎥/년의 43.5 %에 해당한다. 2003년 산정 결과와 비교 해 볼 때, 지하수 지속이용가능량은 674백만 ㎥/년에서 730백만 ㎥/년으로 약 56백만 ㎥/년 증가하였으며, 일단위로는 1,848천㎥/일에서 2,000천㎥/일로 약 152천㎥/일 증가하였다.
4. 결론
금번 산정된 지하수 지속이용가능량은 과거 2003년에 산정된 값보다 7.7% 증가된 양이며, 이는 주로 기상 여건 변화로 인한 수문총량의 증가에 기인한다. 금회 분석 결과 가용 수자원총량이 과거보다 증가하여 제주 도 수자원 정책의 원활한 수행이 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 향후 수자원관리 방향이 “지하수의 공공 관리 강화”에 중점을 두고 보다 강화된 보전관리 정책을 추진함에 있어서는 지하수 지속이용가능량 증대 적 용에 보다 신중할 필요성이 있다. 따라서, 수리수문학적 분야에서의 지하수 지속이용가능량은 신규 산정된 730백만 ㎥/년을 적용하고 지하수 행정의 일관성 유지를 위해 지하수 개발 이용 허가 등 행정적 정책적 분 야에서는 기존의 지속이용가능량 645백만 ㎥/년을 적용토록 하는 것이 타당하다고 판단된다.
참고문헌
1. 최현미, 이진용, 하규철, 김기표, 제주도 수리자료에 대한 시계열 분석 및 지하수 함양률 추정 연 구, 지질공학회지 21(4) p.337-348, 2011
2. 한국수자원공사, 제주도 수문지질 및 지하수자원 종합조사(Ⅲ), 제주도․한국수자원공사, 2003
