Statistical Approach to Groundwater Recharge Rate Estimation for Non-Measured Areas of Water Levels

미계측 지역 지하수 함양량 추정을 위한 통계적 접근

320 national groundwater monitoring stations have been constructed since 1995 and groundwater levels are measured automatically 4 times a day at each well. It has a difficulty to estimate an average recharge rate of watershed using the recharge rate of the monitoring site because of the lack of its representative on converting a point recharge rate into a spatial one. In this study, the relations between site characteristics (topography, hydraulics, geology, facilities, etc.) and recharge rates of 223 monitoring sites, which were selected using cluster analysis, were analyzed using statistical methods, and finally, regression models were constructed for a recharge rate estimation of non-measured areas. The independent variables for these simple regression models, 1) width of adjacent stream, 2) distance to the nearest stream, 3) topographic slope, and 4) rock type, are proposed using analysis of variance. These models have lots of advantages such as an easy data collection from topographic and geologic maps, a few input variables, and also simplicity in use. Suitability analysis from the comparison between estimation values and original ones at monitoring sites shows that these models are useful for a groundwater recharge estimation.

우리나라에는 1995년부터 전국에 지하수 관측소를 설치하여 2005년에 320개소를 완료하였으며, 일 4회 지하수위 자료가 자동 측정되고 있다. 지하수 수위 강하곡선법으로 산정한 관측 지점에서의 지하수 함양율 자료의 평균값을 유역 평균 함양율로 사용하는 것은 대표성이 결여되어 있기 때문에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수위 미계측 지역을 대상으로 지하수 함양율을 추정할 수 있도록 223개 관측 지점의 특성 인자와 지하수 함양율과의 관계를 통계적 기법을 활용하여 분석하고 이를 토대로 회귀모형을 구축하였다. 본 연구에서는 군집분석을 통하여 분석대상 관측정을 선정하고, 분산분석을 통하여 지하수 함양량 추정에 필요한 4가지 인자(대상 지점 인근하천의 규모, 하천까지 거리, 지형 경사도, 암석 성인)를 추출하였으며, 이들 인자에 대한 각 관측지점의 특성 자료를 수집하여 회귀 모형에 적합시킨 결과 미계측 지역의 지하수 함양율 추정이 가능한 것으로 평가되었다.