1. 서 론
2. 연구방법
2.1 연구순서
2.2 자료수집
2.3 MODFLOW
2.4 지하수자원 관리 최적 운영 방안 선정 및 적용
3. 연구지역
4. 연구결과
4.1 연안도서 취약 지역 지하수위 분포 및 해수침투 면적 현황 분석
4.2 내륙산간 취약 지역 지하수위 분포 현황 분석
4.3 지하수자원을 고려한 최적 운영 방안 선정 및 적용
5. 결 론
1. 서 론
수자원은 인간이 살아가면서 꼭 필요한 요소로 인간의 건강한 삶은 물론 많은 산업 발전에 큰 기여를 하였다. 그러나 전 세계적으로 인간 삶의 질의 향상으로 인한 인구증가와 급격한 산업 발달로 인하여 많은 지역에서 수자원 문제를 겪고 있다. 인구, 경제규모, 산업구조의 다양화 등 다양한 사회·경제적 요인으로 인하여 각종 용수의 수요량 및 이용량이 증가하고 있다(IPCC, 2013). 국내 또한 인구가 증가함에 따라 급수 용량은 점점 증가하게 되어 수자원 부족 문제가 발생하고 있으며, 급격한 산업 발달로 인한 수자원 오염 문제도 심각한 상황이다. 또한 무분별한 화석연료의 사용으로 지구온난화는 심각해지는 상황이며, 지구온난화로 인한 이상기후 현상에 따른 가뭄 및 홍수 피해 등으로 인해 수문순환 체계가 망가지고 있다. Kundzewicz (2008)는 수문순환과 기후변화 간의 밀접한 관계가 있지만 기후변화 속도에 수문순환이 따라가지 못하여 문제가 발생한다고 하였다. 더욱이 이상기후가 빈번히 발생하고 있지만 무분별한 개발에 따른 수자원 남용은 올바른 수문순환이 이루어지기 어렵다고 하였다. Trenberth (1999)는 지구온난화로 인한 지표수의 증발량이 증가하게 되고 거대한 비구름을 형성하게 되고 대규모의 폭우가 발생한다고 하였다.
이러한 수문순환의 체계가 망가지는 것을 방지하고자 많은 수자원 종사들은 연구에 매진하고 있다. 현대에 들어서는 지표수 부족 문제를 해결하기 위해 지하수자원을 이용하여 해결하는 연구들이 선행되어왔다. Lee et al. (2004)는 물 부족 문제 해결을 위한 방안으로 지표수-지하수 연계이용 방안을 제시하였다. 지표수-지하수 연계이용은 매우 현실적이고 효율적인 대안이 될 수 있다고 하였다. Kim et al. (2004)는 앞서 설명한 연구의 후속 연구로 지표수-지하수 연계이용 방법론을 제시하였다. 방안과 효과를 정량적으로 제시하며, 물 관리 계획수립시 유용하게 활용할 수 있을 것으로 제안하였다. 최근 국내에서는 일정한 온도의 지하수를 이용하여 난방비를 절약하는 수막재배와 농업용 지하수의 이용량이 증가하는 추세이다(Park et al., 2016). 지하수자원의 활용으로 지표수의 부족 문제를 해결해가고 있으며, 지하수자원을 활용한 농업과 산업의 발달로 우리 사회는 좀 더 여유를 찾았다고 말할 수 있다. 그러나 현재 국내 지하수 개발·이용시설 수는 지속적으로 증가 추세를 나타내고 있다. 최근 2019년 한 해 동안 165만여 개의 지하수 이용공을 이용하여 약 29.1억 m3의 지하수를 이용하였다. 국외의 경우 OECD (2006-2008)에 따르면 미국은 용수 이용량 4,768억 톤 중 24.1%인 1,150억 톤, 일본의 경우는 용수 이용량 870억 톤 중12.6%인 110억 톤을 이용하고 있다고 한다.
이처럼 지하수 이용량이 증가하는 추세는 머지않아 지하수자원도 지표수와 마찬가지로 무분별한 사용으로 인한 고갈의 위험과 많은 개발로 인한 지하수 오염을 초래할 수 있다. 지하수자원은 지표면 밑에 있는 미지의 자원이기에 우리는 지하수자원의 정확한 부존량과 오염 정도를 파악하기 어렵다. Wada et al. (2010)은 지하수 이용량을 분석하여 지하수 취수율이 지하수 보충률 보다 높게 측정되는 지하수 위험 지도를 제작하는 연구를 진행하였다. 그러나 확실하고 정확한 파악이 어려운 지하수자원 관리를 위하여 본 연구는 이러한 지하수자원의 무분별한 사용을 막고 지하수자원 활용을 극대화할 수 있는 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하여 국내 수자원 관리에 도움이 되고자 한다. 본 연구는 지난 Lee et al. (2021a)가 연구한 지표수-지하수 연계를 고려한 국내 내륙산간 지역 시공간적 지하수자원 관리 취약성 평가 기법 개발과 Lee et al. (2021b)가 연구한 국내 연안 및 산간지역 지하수위 관리 취약성 평가 연구의 후속 연구이다. 선행연구에서 취약성 평가를 통해 도출해낸 국내 연안도서 및 내륙산간 지역에서의 지하수자원 관리 취약 지역을 대상으로 지하수 유동 해석 프로그램 MODFLOW (McDonald and Harbaugh, 2003)를 이용하여 지하수위 분포 및 해수침투 면적 현황을 분석하였다. MODFLOW를 이용으로 분석된 결과를 바탕으로 지하수위 상승과 해수침투 저감을 위해 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 선정하였다. 선정된 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 취약 지역에 적용하였고 전과 후를 비교 분석하여 지하수위 상승과 해수침투 저감을 분석하였다.
2. 연구방법
2.1 연구순서
본 연구는 선행연구에서 취약성 평가를 통해 선정된 국내 지하수자원 관리 취약 지역을 대상으로 지하수위 분포 현황과 해수침투 면적 현황을 분석을 진행하였다. 우선 기존 선행연구에서 수집한 기초 자료들과 더불어 MODFLOW 구동에 필요한 기초 자료들을 수집하였다. 모델링의 경우 자연현상과 가깝게 진행하기 위하여 선행연구에서 수집한 기초 자료들을 검토하였으며, 선행연구에서 수집하지 않은 지하수 이용량, 함양량, 수리전도도 등 부족한 부분을 수집하였다. 기초 자료수집이 끝나고 MODFLOW 구동을 위해 격자 구성, 속성 입력, 경계조건 및 매개변수 입력순으로 구성 준비를 하였고, 분석을 진행하였다. 분석 결과로 정류상태에서의 지하수위와 해수침투 현황을 파악하였다. 다음으로 지하수자원 관리 최적 운영 방안 선정을 위한 대안들을 분석하였다. 대안들은 지하수위 상승과 해수침투 저감에 긍정적인 효과를 주는 지하수 이용량 감소, 인공함양, 함양지, 지하저류지로 선정하였다. 선정된 대안들을 조합하여 국내 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 선정하였고, 연구지역에 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 적용하였다. 최적 운영 방안 적용 전과 후를 비교 분석하였고, 비교 분석된 내용을 바탕으로 국내 지하수자원 관리에 도움이 되고자 한다.
Fig. 1은 연구 진행 순서도이다.
2.2 자료수집
각 연구지역을 대상으로 지하수위 분포 현황 분석을 위해 면적평균강수량, 평균지하수위, 수리전도도, 지하수 이용량, 지하수 이용공, 지형정보, 지하수 양수량 등을 수집하였다. 연안도서 지역의 경우 해수침투 면적 현황을 분석하기 위해 해수위도 수집하였다. 자료들은 국가수자원관리종합정보시스템, 국토지리정보원, 국가지하수정보센터, 국립해양조사원에서 공개 자료들을 수집하였다.
Table 1은 연구진행을 위한 기초 자료수집 목록과 그 출처이다.
Table 1.
Lists of selected observation station
2.3 MODFLOW
지하수 유동 해석 프로그램인 MODFLOW는 지하수 분포 및 해수침투 면적 현황을 분석할 수 있다. MODFLOW는 포화대에서의 지하수 유동을 모의할 수 있으며 MODFLOW에서의 지하수 흐름조건의 선택은 다양하게 할 수 있다(Yang et al., 2018). MODFLOW의 구동 순서는 크게 자료수집, 격자 구성, 속성 입력, 경계조건 및 매개변수 입력, 모델링 실행 순으로 이루어진다.
MODFLOW의 격자구성은 수치지도 자료를 통하여 구축하며, 격자의 크기에 따라서 분석의 세밀도와 계산리소스가 결정되므로 숙련된 전문가의 판단하에 적절한 격자크기를 결정하는 것이 필요하다.
다음으로 속성을 입력하여야 한다. 속성 입력은 분석하고자 하는 각 지역별 속성값을 입력해주는 것이다. 예를 들어 분석하고자 하는 지역의 지하수 이용공, 지하수 이용량, 지하수위 관측소 등 그 지역의 특성을 입력하는 것이다. 속성중에는 수리전도도가 포함되는데 수리전도도는 우리가 잘 알고 있는 투수계수라 생각하면 된다. 수리전도도는 지하수관측연보나 해당 연구지역의 지하수 기초조사 보고서에 기록된 양수시험, 대수성시험, 착정 자료등을 통해 입력하였다. 수리전도도 다음 속성으로 지하저류지 시설이나 저수지 및 함양지가 존재한다면 입력해주어야 한다. 그러나 본 연구의 연구지역에는 따로 지하저류지와 저수지 및 함양지가 존재하지 않아 입력하지 않았다.
속성 입력이 끝났다면 경계조건 및 매개변수 값을 입력해주어야 한다. 경계조건은 하천 현상을 입력해주면 된다. 하천 입력은 Constant head와 River로 구분되는데 Constant head의 경우는 본류 하천을 위주로 시스템에 입력하였다. 한 가지 주의할 점은 Constant head는 모델링 결과에 큰 영향을 미칠 수 있기에 자연현상에 벗어나지 않고 최대한 가깝게 입력해주어야 한다. River는 Constant head가 본류 하천이라면 지류 하천이라 생각하면 이해하기 쉽다. 지류 하천보다 폭이 좁고 여러 갈래로 뻗어 있기에 Single line으로 입력해주었다. 다음 경계조건으로 Recharge 값을 입력하였다. 일반적으로 함양은 강수로 인한 강우의 침투로 인해 발생하나 MODFLOW에서는 관개, 인공함양, 저류지 등과 같은 함양을 모의하는데 사용된다. 본 연구의 연구지역에서 연안도서 지역에 해당하는 지역들은 MODFLOW내 SEAWAT엔진을 이용하여 해수침투 면적 현황을 분석하였다. SEAWAT에서는 Density 옵션이 추가된다. Simulated density는 입력수두가 격자에 계산된 유체밀도를 이용하여 참조수두로 변환된다. Specific Density는 입력수두가 사용자가 지정한 밀도값을 사용하여 참조수두로 변환된다. 해수의 밀도와 동일하게 할당되는 해양 경계에서 주로 사용된다.
Fig. 2는 MODFLOW 구동 순서를 간략히 나타내었다.
2.4 지하수자원 관리 최적 운영 방안 선정 및 적용
지하수 유동 해석 프로그램인 MODFLOW를 이용하여 지하수위 분포 및 해수침투 면적 현황을 파악하고 나면 그에 따른 지하수위 상승과 해수침투 면적의 감소를 기대할 수 있는 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 선정 및 적용하였다. 연구지역에 선정된 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 적용 전과 후를 비교하여 어떤 방안에서 가장 긍정적인 효과가 나타나는지를 파악하였다. 지하수자원 관리 최적 운영 방안은 여러 가지 대안들을 조합하여 총 4가지의 최적 운영 방안을 선정하였다. 조합된 대안들은 지하수 이용량 감소, 인공함양, 함양지, 지하저류지 설치로 모두 지하수위 회복을 기대할 수 있는 대안들이다.
Table 2는 지하수자원 관리 최적 운영 방안에 지하수위 상승효과를 기대하는 각 대안 들을 표로 정리하였다.
3. 연구지역
본 연구에서 선정한 분석 대상 지역은 본 연구의 선행연구에서 선정된 국내 159개 시·군 단위 행정구역에서 각 권역별 지하수자원 관리 취약 지역을 선정하여 연구를 진행하였다. 총 7개의 지하수자원 관리 취약 지역들은 연안도서 지역에서 서해는 김포시, 남해는 진도군, 동해는 삼척시가 취약 지역으로 분석되어 연구지역으로 선정하였고, 내륙산간 지역에서 중부산야는 하남시, 산악은 가평군, 남서산야는 구례군, 남동산야는 양산시로 선정하였다.
Fig. 3은 본 연구의 연구지역을 그림으로 표현하였다.
4. 연구결과
4.1 연안도서 취약 지역 지하수위 분포 및 해수침투 면적 현황 분석
연안도서 취약 지역인 진도군, 김포시, 삼척시를 대상으로 MODFLOW 프로그램을 이용하여 지하수위 분포 현황을 파악하였다. 연안도서 지역은 지역 특성상 해수침투 문제가 발생하기 때문에 MODFLOW에서 SEAWAT을 이용하여 해수침투 면적 현황도를 아래와 같이 분석하였다. 분석을 위해서는 기존에 수집한 자료들을 통해 하천 경계조건을 입력하고, 함양량의 경우 NRCS-CN 방법을 이용하여 함양량을 산정하였다. 앞서 설명했듯이 연안도서 지역은 해수침투 면적 현황을 분석해야 하므로 해수면 경계조건까지 입력하였다. 지하수위 분포 현황 및 해수침투 면적 현황 분석은 2009년부터 2018년까지 10년간의 자료들을 통해 분석을 진행하였다. 분석 결과 지하수위 분포 현황의 경우 진도군 4.90 El.m, 김포시 19.46 El.m, 삼척시 103.85 El.m로 나타났으며, 해수침투 면적 현황의 경우 진도군은 7.08 km2(11.66%), 김포시 1.06 km2 (5.89%), 삼척시 1.26 km2(4.75%) 증가한 것으로 나타났다. 10년간의 자료를 분석한 결과들은 지하수위 분포는 감소하였고, 해수침투 면적은 증가하였다. 앞으로 이러한 지하수자원 악영향에 대한 대책 방안을 시행하지 않으면 더욱 심해지는 지하수위 감소 및 해수침투 면적 증가로 인해 지하수자원 이용에 많은 어려움이 있을 것으로 예상된다.
Figs. 4~6은 연안도서 취약 지역별 지하수위 분포 현황 결과 값이며, Figs. 7~9는 해수침투 면적 현황 분석 결과 값을 나타냈다.
4.2 내륙산간 취약 지역 지하수위 분포 현황 분석
내륙도서 취약 지역인 가평군, 구례군, 양산시, 하남시를 대상으로 연안도서 취약 지역과 같이 MODFLOW 프로그램을 이용하여 지하수위 분포 현황을 파악하였다. 내륙도서 지역은 해수침투 문제가 발생하지 않기 때문에 해수침투 면적 현황은 따로 분석하지 않았다. 분석을 위해서는 기존에 수집한 자료들을 통해 하천 경계조건을 입력하고, 함양량의 경우 NRCS-CN 방법을 이용하여 함양량을 산정하였다. 연안도서 지역과 마찬가지로 2009년부터 2018년까지 10년간의 자료들을 통해 분석을 진행하였다. 분석 결과 지하수위 분포 현황은 가평군 4.90 El.m, 구례군 19.46 El.m, 양산시 103.85 El.m, 하남시 103.85 El.m로 나타났다. 10년간의 자료를 분석한 결과들은 지하수위 분포는 감소하였다. 연안도서 지역과 마찬가지로 앞으로 이러한 지하수자원 악영향에 대한 대책 방안을 시행하지 않으면 더욱 심해지는 지하수위 감소 인해 지하수자원 이용에 많은 어려움이 있을 것으로 예상된다.
Figs. 10~13는 내륙산간 취약 지역별 지하수위 분포 현황 결과 값을 나타냈다.
4.3 지하수자원을 고려한 최적 운영 방안 선정 및 적용
4.3.1 최적 운영 방안을 위한 대안 선정
지하수자원을 관리하기 위한 대안들은 다양한 방법들이 존재한다. 그중 본 연구에서 선정한 방안들은 총 4가지이다. 첫째로 가장 단순하면서 효과적인 결과를 기대할 수 있는 지하수 이용량을 감소하는 것이다. 지하수 이용량 감소는 지하수 이용 감소에 따른 지하수 보존량이 많아지게 되므로 지하수위를 확보할 수 있다. 둘째로 실제 설비는 어려울 수 있겠지만 지하수 보존량이 유지 가능한 인공함양 설치이다. 인공함양 설치는 지하수자원 확보 효과를 기대할 수 있다. 셋째로 지표수를 이용한 함양지 구성이다. 지표수-지하수간의 연계를 통해 지하수는 물론 지표수의 보존량도 확보할 수 있다. 마지막 넷째로 지하저류지 설치이다. 지하저류지의 경우 불필요한 지하수 유출을 막으면서, 지하수 보존량을 확보할 수 있는 기대가 있다. 각각의 대안들을 적용하면 지하수위의 상승효과와 더불어 연안도서 취약 지역의 경우 해수침투 면적을 저감할 수 있겠지만, 본 연구에서는 더 확실한 지하수자원 관리에 특출난 대책을 마련하기 위해 선정된 4가지 대안을 조합하여 총 4가지의 최적 운영 방안을 선정하였다.
Table 3은 선정된 지하수자원 관리 최적 운영 방안이다.
Table 3.
Optimal operation plan for groundwater resource management
4.3.2 최적 운영 방안을 위한 대안 적용
앞서 선정된 최적 운영 방안들을 각 취약 지역에 적용하였다. 적용에 앞서 지하수 이용량의 경우 확실한 지하수위 상승량을 알아보기 위해 지하수 이용량을 50% 대폭 감소하여 적용하였다. 인공함양의 설치는 연안도서의 경우 해수침투가 활발히 이루어지는 해안가에 설치하였으며, 내륙산간 지역의 경우 고도가 낮고 도심지 위주로 설치하였다. 함양지와 지하저류지는 지표수와의 연계를 생각하여 하천 주위에 설비하였으며, 함양지와 지하저류지 설치는 MODFLOW 프로그램 특성상 격자 구성 시 그리드 라인을 크게 잡아 격자의 크기를 작게 한다면 실제와 가까워지는 값을 얻을 수 있으나 격자가 작아진 만큼 격자의 개수가 많아져 MODFLOW 구동이 어려워질 수 있다. 이러한 관계로 구동이 가능할 정도의 그리드 라인을 잡게 되어 격자 하나의 크기가 실제 지형 값보다 클 우려가 있어 한 격자에 하나씩 함양지와 지하저류지를 설정하였다.
Tables 4 and 5는 각각 연안도서 취약 지역과 내륙산간 취약 지역에 입력된 대안들의 값을 나타내었다.
Table 4.
Alternative values in scenario entered in areas vulnerable to representative groundwater resources in coastal island areas
| Jindo | Gimpo | Samcheok | |
| Reduce groundwater use | 50% | 50% | 50% |
| Pond [m3] | 29,400 | 21,600 | 43,350 |
| Artificial recharge [m3/d] | 1,000 | 500 | 1,000 |
| Underground storage [m3] | 30,000 | 30,000 | 30,000 |
Table 5.
Alternative values in scenario entered in areas vulnerable to representative groundwater resources in mountainous areas
4.3.3 분석 결과
선정된 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 각 취약 지역에 적용하고 적용 전과 후를 분석하였다. 분석 결과 대부분의 최적 운영 방안 적용에서 지하수위 변화량에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 연안도서 지역의 해수침투 면적 변화량 또한 긍정적인 영향을 미쳤다. 총 네가지의 최적 운영 방안 중 Scenario 1에서 가장 효과적인 결과가 나왔고, Scenario 3에서 가장 작은 효과가 나타났다. 결과를 검토하게 되면 대안들 모두가 지하수위 상승효과와 해수침투 면적 저감에 긍정적인 영향을 줄수 있는 것으로 알 수 있다. 그러나 대안들 중 함양지의 유무가 가장 큰 영향력을 미치는 것을 볼 수 있었다. 다음으로 지하수 이용량 감소와 인공함양 설치가 큰 영향력을 미쳤지만 지하수 이용량 감소는 확실한 결과를 도출하기 위해 지하수 이용량을 50% 대폭 감소하였고, 인공함양 설치는 정확한 지하수 시설 설치 기준과 금액적인 부분을 제외하여 많은 인공함양지를 설치하였다. 추후 연구에서는 이러한 문제점들을 감안하여 정확한 영향력을 파악할 수 있을 것으로 예상된다.
Fig. 14는 연안도서 취약 지역에서 최적 운영 방안 적용 전과 후의 지하수위 변화와 해수침투 면적의 변화량을 나타내었고, Fig. 15는 내륙산간 취약 지역에서 최적 운영 방안 적용 전과 후의 지하수위 변화량을 나타내었다.
5. 결 론
전 세계적으로 수자원 부족 문제를 해결하기 위해 지하수자원 이용량은 점점 증가하는 추세이며, 지하수자원을 이용한 개발들이 활발히 이루어지고 있다. 그러나 무분별한 지하수자원 이용은 수자원 부족 문제와 같이 지하수자원도 머지않아 고갈될 위험이 발생할 수 있다. 이에 본 연구는 지하수 유동 해석 프로그램을 이용하여 지하수자원 이용을 원활히 사용하고 안전한 지하수 이용을 제공하기 위해 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하고자 한다. 본 연구는 Lee et al. (2021a)의 지표수-지하수 연계를 고려한 국내 내륙산간 지역 시공간적 지하수자원 관리 취약성 평가 기법 개발 연구와 Lee et al. (2021b)의 국내 연안 및 산간진역 지하수위 관리 취약성 평가 연구의 후속 연구로 취약성 평가를 통해 얻은 국내 취약 지역 7곳을 대상으로 연구를 진행하였다.
지하수 유동 해석 프로그램인 MODFLOW를 이용하여 지하수위 분포와 해수침투 면적 현황을 분석하였다. 우선 MODFLOW를 구동하기 위한 자료들을 수집하였다. 해당 연구지역의 수치지형도, 수계 분포, 기존 자료수집(지하수위, 강수량, 해수위) 등의 자료를 통해 모델링 전 단계를 구성하였다. 지하수위 분포와 해수침투 면적 현황 분석 날짜 기준은 2009년부터 2018년까지의 10년간의 자료를 이용하였으며, 분석 결과 지하수위 분포 현황은 진도군 4.90 El.m, 김포시 19.46 El.m, 삼척시 103.85 El.m, 가평군 115.67 El.m, 구례군 73.77 El.m, 양산시 81.27 El.m, 하남시 30.48 El.m로 나타났다. 연안도서 지역의 경우 SEAWAT엔진을 이용하여 해수침투 면적 현황까지 분석하였다. 분석 결과 해수침투 면적은 2009년부터 2018년까지 진도군은 7.08 km2(11.66%), 김포시 1.06 km2(5.89%), 삼척시 1.26 km2(4.75%)로 증가한 것으로 나타났다. 분석된 지하수위 분포와 해수침투 면적 현황 결과를 바탕으로 지하수위의 상승과 해수침투 면적의 감소를 관찰하기 위한 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 선정하였다.
지하수자원 관리 최적 운영 방안을 선정하기 위해 4가지의 대안들을 선정하였다. 첫째로 지하수 이용량 감소이다. 지하수 이용량 감소는 지하수위 상승을 검증하기 위해 대안을 적용하였다. 둘째로 인공함양 설치이다. 인공함양은 지하수 부존량의 증대시키면서 지역 수자원 확보 효과를 검증할 수 있다. 셋째로 함양지 구성이다. 함양지는 지표면에 흐르는 하천을 이용하거나 지표면 유출을 이용한 방법으로 지표수-지하수의 연계를 고려한 현실적인 방안이라 할 수 있다. 넷째로 지하저류지 설치이다. 지하저류지는 지하수위에 직접적인 영향을 받고 지하수자원의 유출을 막으면서 보존량을 증가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 위 4가지 대안들을 조합하여 최종 4가지의 최적 운영 방안을 제시하였다. Scenario 1은 지하수 이용량 감소, 함양지, 인공함양 구성이다. Scenario 2는 지하수 이용량 감소, 함양지, 지하저류지 구성이다. Scenario 3은 지하수 이용량 감소, 인공함양, 지하저류지 구성이다. Scenario 4는 함양지, 인공함양, 지하저류지 구성이다. 최종적으로 선정된 4가지의 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 MODFLOW를 이용하여 각각 적용하여 결과를 비교하였다. 비교 결과 모든 Scenario에서 지하수위 상승과 해수침투 면적 감소에 긍정적인 영향이 나타났다. 그중에서 Scenario 1에서 가장 효과적인 지하수위 상승과 해수침투 면적 감소율이 나타났으며, Scenario 3에서 효과가 가장 낮게 나타났다. 결과적으로 함양지와 같은 지표수와 지하수를 연계한 지하수위 상승 효과 대안의 유무가 가장 차이가 나는 것으로 나타났다.
본 연구는 선행연구에서 취약성 분석을 통한 취약지역만을 선정하였다면, 본 연구에서는 선정된 취약지역을 대상으로 지하수자원의 원활한 이용을 위한 대안들을 제시하였다. 기존 연구들과 달리 지하수 이용 방법이 아닌 지하수위뿐만 아니라 해수침투 면적 변화량까지 분석하여 연안도서 지역의 지하수자원 관리에도 도움이 되고자 하였다. 또한 MODFLOW 모델링을 진행하면서 지하수위의 상승을 위한 지역별 Scenario를 연구지역에 적용하여 지하수자원 관리 방안의 최적화를 제시하고 더 나아가 수자원 확보기술을 개발하고자 한다.
본 연구를 기준으로 향후 지역 맞춤형 수자원 이용과 최적 운영 방안 제공을 통한 지역 내 효과적이고 안정적인 용수량 확보를 기대할 수 있을 것이다. 그러나 연구의 내용중 최적 운영 방안을 선정하는 과정에 있어 확연한 결과 도출을 위해 지하수 이용량 감소율을 대폭 감소함과 시간 및 시간 및 경제적 제한사항으로 직접 현장 답사가 어려웠다. 또한 국내 지하수 시설 설치 기준에 대한 정보가 부족하여 대안들의 설치 기준을 정확히 파악하기 어려웠다. 추후 연구에서는 이러한 문제점들을 보완하여 신뢰도 높은 연구 결과를 바탕으로 국내 지하수자원 관리 대책 방안에 도움이 되고자 한다. 더 나아가 수자원 관련 공공기관과 부처 간 통합물관리를 위한 수자원 특성 평가 관련 해석 기술을 공유하는 시스템 구축 사업의 선행연구가 되길 기대하며 도시 지역 외의 연안도서 지역에 대한 해수침투 면적 저감과 수자원 관리 기술 확보를 통해 비도심 지역에 대한 수자원 관리 연구 또는 수자원 관리 시스템 구축에 선행연구 자료로써 본 연구의 결과가 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
