부산 도시지역 토지 피복에 따른 지하수위 및 강수량의 상관관계 연구

Abstract

Groundwater recharge by precipitation hardly occurred in urban areas due to land cover change related to urbanization. This study investigated urban/green effects related to land cover on groundwater recharge. The geostatistical analysis with time series precipitation and groundwater data was performed to estimate lag-time based on correlation coefficients calculated from auto-correlation (ACF), cross-correlation (CCF), and moving average (MA) in GW01, GW02, GW03, GW04, and GW05. The GW04 presented a relatively higher distribution (65%) of green land cover than other groundwater wells. In addition, the estimated lag-time using the CCF and MA was 4 and 67 days, indicating a relatively short lag-time compared to that of groundwater wells with a high distribution of urban land cover (CCF: 42 ~ 71 days and MA: 148 ~ 161 days). The results of this study indicate that the land cover distribution could have a positive influence on natural groundwater recharge by precipitation, suggesting the importance of high green land distribution.

도시화에 따라 도시 내 토지피복도 변화하여 불투수층이 점차 확대되고 강우에 의한 자연적인 지하수 함양이 어려워지고 있다. 본 연구에서는 부산 도심 지역을 대상으로 토지피복 현황에 따른 도심영향/식생영향을 구분하고, 지하수 관측공 반경 내 지역의 토지피복도를 기반으로 강수량과 지하수위 시계열 데이터를 활용하여 시간지연(lag-time)을 구하여 토지피복에 따른 강수량과 지하수위의 상관관계를 파악하였다. GW01, GW02, GW03, GW04, GW05 관측공의 지하수위와 강수량의 상관관계를 파악하기 위하여 자기상관함수(ACF), 교차상관함수(CCF), 이동평균법(MA)을 통한 지구통계분석을 하였다. 투수성을 가진 식생영향의 토지피복 분포가 높은 GW04 관측공은 도심영향을 제외한 식생영향의 토지피복이 65%로 다른 관측공보다 비교적 높은 식생영향 분포를 나타내는데, 교차상관함수에 의한 시간지연(lag-time)이 4일, 이동평균법(MA) 67일로 비교적 도심영향이 강한 다른 관측공의 시간지연 보다 짧은 것을 확인하였다. 불투수성의 특성을 나타내는 도심영향의 분포가 많은 지역인 4개의 관측공은 투수성을 가진 식생영향의 분포가 많은 관측공의 시간지연 보다 약 2배 이상의 긴 시간지연을 가지는 것으로 확인되었다. 예외적으로 GW02 관측공의 시간지연은 94일로 토지피복이 88%의 도심영향을 보이는 반면, 비교적 짧은 시간지연을 가지는 이유는 도심공원 내에 관측공이 위치하여 녹지공간의 영향이 직접적으로 크게 작용한 것으로 판단된다. 본 연구를 토대로 토지피복에 따른 지하수위와 강수량의 시간지연을 산정하는 지구통계분석을 활용하여 비교적 식생영향이 큰 지역이 도심영향이 큰 지역 보다 강수에 의한 자연적인 지하수 함양이 잘 일어날 수 있음을 확인 하였다.