Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

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Enhancement of Coupling between Soil Water and Groundwater in Integrated SWAT-MODFLOW Model

SWAT-MODFLOW 결합모형의 토양수-지하수 연결성 개선

  • 김남원 (한국건설기술연구원 수문연구실) ;
  • 이정우 (한국건설기술연구원 수문연구실) ;
  • 정일문 (한국건설기술연구원 수문연구실) ;
  • 원유승 (국토해양부 한강홍수통제소 하천정보센터)
  • Published : 2009.01.31
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Abstract

This study presents the effects of temporally varied groundwater table on hydrological components such as surface runoff, evapotranspiration, and soil water content. To this end, the SWAT-MODFLOW model in which the groundwater module of SWAT is replaced with MODFLOW model has been used with a modification to enhance the coupling between the water content in soil profile and the groundwater in shallow aquifer. The variable soil layer construction technique (VSLT) is developed in the present work to represent the direct interaction of soil water and groundwater more realistically, and then the VSLT is incorporated into SWAT-MODFLOW model. In VSLT, when the simulated groundwater table rises within the soil zone, the soil layers below the water table is regarded as a portion of the shallow aquifer, so that those layers are excluded from the initially defined soil zone and are governed by the MODFLOW. From the simulation tests for the Musim river basin, the improved SWAT-MODFLOW model with VSLT is found to correctly evaluate the spatial distributions of overland flow, soil moisture, evapotranspiration according to the groundwater table variation.

본 연구는 지하수위의 시간적인 변화가 지표수 유출, 증발산, 토양 수분 등 다른 수문성분에 미치는 개별적 영향을 평가한 것이다. 이를 위하여 기 개발된 완전연동형 지표수-지하수 통합모형인 SWAT-MODFLOW 모형에서 토양층의 수분과 얕은 대수층의 지하수의 결합과정을 새롭게 개선하여 토양수분과 지하수간의 보다 현실적인 상호작용이 가능하도록 가변 토양층 구조 기법(The variable soil layer construction technique, VSLT)을 개발, SWAT-MODFLOW에 탑재시켰다. 이 기법에서는 모의된 지하수위가 토양 영역내로 상승하면, 토양층 아래의 지하수위를 얕은 대수층의 일부로 간주함으로써 해당하는 토양층들이 초기에 정의된 토양 영역에서 배제되어 MODFLOW모형의 지배를 받게 된다. 무심천 유역에 대한 시험 적용을 통해 본 연구에서 VSLT를 고려하여 개선한 SWAT-MODFLOW 모형은 토양층내 지하수위의 변동 영향을 보다 현실적으로 고려할 수 있을 뿐 아니라 지하수위 변동에 따른 지표면 유출, 토양수분, 증발산 등 수문성분의 공간분포에 미치는 영향의 정량적 평가에도 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

Keywords

References

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