지하수위 자료를 이용한 대수층의 수리상수 추정과 추정오차 분석

Aquifer Parameter Identification and Estimation Error Analysis from Synthetic and Actual Hydraulic Head Data

최대우도법 (maximum likelihood method)을 이용하여 정류상태의 지하수위 자료로 부터 불균질성과 비등방성을 가지는 대수층의 수리상수를 추정하는 반전모델을 개발하였다. 반전모델을 이용하여 추정된 수리상수의 추정오차를 분석하기 위하여 Fisher information matrix 분석법을 도입하고, 수리상수의 추정을 위한 Parameterization의 방법으로 소유동영역화 방법 (zonation method)을 사용하였다. 개발된 반전모델을 이용하여 세가지 경우에 대해서 대구지역의 투수량계수를 추정하였다. 또한, 대구지역의 지하 수함양률을 각 소유동영역의 값으로 추정하였다. 각 추정에서 수반되는 추정오차의 특성을 Fisher information matrix를 구하여 사펴보았다.

A method is proposed to estimate aquifer parameters in a heterogeneous and anisotropic aquifer under steady-state groundwater flow conditions on the basis of maximum likelihood concept. Zonation method is adopted for parameterization, and estimation errors are analyzed by examining the estimation error covariance matrix in the eigenspace. This study demonstrates the ability of the proposed model to estimate parameters and helps to understand the characteristics of the inverse problem. This study also explores various features of the inverse methodology by applying it to a set of field data of the Taegu area. In the field example, transmissivities were estimated under three different zonation patterns. Recharge rates in the Taegu area were also estimated using MODINV which is an inverse model compatible with MODFLOW.The estimation results indicate that anisotropy of aquifer parameters should be considered for the crystalline rock aquifer which is the dominant aquifer system in Korea.