Groundwater Flow Analysis Using Finite Difference Method in Volcanic Island

화산도서에서 유한차분법을 이용한 지하수 유동해석

  • Choe, Yun-Yeong (Dept. of Civil and Environmental Engrg., Kyungbuk Provincial College) ;
  • Lee, Sun-Tak (School of Civil and Urban Engineering, Yeungnam University)
  • 최윤영 (경북도립대학 토목환경학과) ;
  • 이순탁 (영남대학교토목도시공학부)
  • Published : 2000.10.01

Abstract

In this study, MODFLOW model is used to analyze the groundwater flow system of Seoguipo area in Cheju island, The final parameters of permeability coefficient and storage coefficient of target area can be obtained by trial and error method using the measured data of pumping rate as initial values. And it is found that the applicability for groundwater flow system is reflected well from the simulation result of the model. Seoguipo area spring water is thought to appear by relatively stable groundwater recharge below EL. 400m according to head distribution through the analysis of observed data considering topographic and geological characteristics, Lee's study(996), and the simulation result. Also it is known that point II, III, and VI show relatively large velocity vectors, and groundwater flows through the movement path which is distributed in various directions of I, II, III, IV, V, VI, and VIl form the result of velocity vector analysis using head distribution result values to analyze the groundwater flow path under unsteady flow condition.dition.

본 연구에서는 제주도 서귀포유역의 지하수 유동시스템 해석을 위해 MODFLOW 모델을 이용하였으며 양수량 측정자료를 통한 투수량계수 및 저류계수를 초기치로 선정하여 시행착오법을 통한 대상유역의 최종 매개변수를 얻을 수 있었고 모델의 모의 발생을 한 결과 지하수유동시스템에 대한 적용성이 잘 반영됨을 알 수 있었다. 서귀포 유역은 지형지질을 고려한 관측치 해석, 이(1996)의 연구결과 및 모의발생을 통한 결과로 볼 때 지하수두 분포는 표고 400m이내에서 안정된 지하수 함양에 의한 용출이 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 또한, 부정류상태하에서 지하수 유동경로 해석을 위하여 수두분포의 결과치를 이용한 유속벡터 분석을 실시한 결과 유속벡터가 상대적으로 크게 나타난 지역은 II, III 및 Ⅵ지점이었으며 지하수 유동경로는 I, II, III, IV, V, Ⅵ 및 Ⅶ지점의 각 방향으로 분산되어 유출되고 있음을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 이문원 (1967) 제주도의 지질과 지하수와의 관계 연구. 건국대학교논문집, 제 I집
  2. 고병련 (1984) 제주도 지하수 부존형태와 지하수위 변동에 관한 연구, 건국대학교 석사논문
  3. 고병련 (199l) 정상류의 대수층에서 이차원 흐름 해석, 제주대학논문집, 제 12집
  4. 배상근 (1991) 대구지역의 지하수 유동계의 해석. 계명대학교 논문보고집, 제 14집
  5. 농림부 (1990) 제주도지하수개발보고서
  6. 한국수자원공사 (1985, 93) 제주도수자원개발보고서
  7. 한국수자원공사 (1995) 제주도 광역상수도 기본 설계 보고서
  8. Hubbert, M. K. (1940) : The theory of ground water motion. J. Geol., 48, pp. 785-944
  9. Freeze, R. A. and Witherspoon, P. A. (1966) : Theoretical analysis of regional ground-water flow ; 1. Analytical and numerical solutions to the mathematical model, Water Resour. Res., 2, pp. 641-656
  10. Freeze, R. A (1971) : Three-dimensional, transient, saturated-unsaturated flow In a ground-water basin, Water Resour. Res., 7, pp. 347-366
  11. Kuiper, L. K (1975) : A state-wide hydrological model, Trans. Am. Geophys, U, 56, pp.982
  12. Gupta, S. K, Tanji, K K (1976) : A three-dimensional Galerkin Finite Element solution of flow through multiaquifers in Sutter Basin, California, Water Resour. Res., 12, pp. 152-162
  13. Gupta, S. K, Cole, C. R., Pinder, G. F. (1984) : A finite element three-dimensional ground-water model for a multi aquifer system, Water Resour. Res., 20, pp. 553-563
  14. Gustafsson, Y. (1968) : The influence of topography on ground-water formation. Ground-water problems. Pergamon Press
  15. Lee Soontak (1996) : Groundwater Movement in the Volcanic Island of Cheju, Korea, Ph.D.(Sc.)Thesis, Inst. of Geosci., Univ. of Tsukuba, 1996
  16. Narasimhan, T. N., Witherspoon, P. A (1976) : An integrated finite difference method for analyzing fluid flow in porous media, Water Resour. Res., 12, pp. 57-64
  17. Wang, H. F., Anderson, M. P. (1982) Introduction to groundwater modeling
  18. McDonald, M.G. and A.W. Harbaugh. (1991) : A modular three dimension finite difference flow model. IGWMC groundwater modeling software, International groundwater modeling center. Colorado, USA pp. 12