Hydrograph Separation Using a Chemical Tracer(Cl) and Estimation of Baseflow Rate in Two Small Catchments, Yuseong, Daejeon

추적자(Cl)를 이용한 유성지역 소유역에서의 유출수문곡선분리와 기저유출량의 산정

Cho, Sung-Hyeon;Moon, Sang-Ho;Kho, Dong-Chan;Cho, Min-Joe;Song, Moo-Young
조성현;문상호;고동찬;조민조;송무영

  • Published : 20050900

Abstract

This study aims to separate hydrograph into baseflow and event water to calculate baseflow rateduring a rainfall in two small catchments, Yuseong, Daejeon. The two catchments adjoin and one catchment area tream during a period with no excess rainfall wil decay and the discharge is composed entirely of groundwater contributions. During the period, the Cl concentration of the stream water can be regarded as being in equilibrium with that of the groundwater. Using Cl as a conservative tracer, two-component hydrograph separations were performed froThe required data were obtained by monitoring the surface water table along with discharge rate of stream. Cl concentration of rainfall, surface water were measured and recorded. Hydrograph separation, a mixing model using chemical tracer is applied to chemical hydrograph separation technique. These results show that baseflow rates udy period.

본 연구는 대전광역시 유성지역의 두 소유역에서 Cl 추적자를 이용하여 유출수문곡선으로부터 강우성분과 기저유출을 분리하고 강우량에 대한 기저유출량의 비율을 산정한 것이다. 두 집수구역은 서로 인접해 있으며, 두 집수구역의 면적 비는 약 세배이다. 유효강우가 없는 기간동안 지표수 유출은 기저유출에 전적으로 의존하는데 이 시기에 지표수의 Cl 농도는 기저유출의 농도이다. 유효강우에 의해 이 시기가 끝나는 시점부터 다시 지표수 유출이 지하수에 의존할 때까지 지표수위와 유량을 측정하고 강우와 지표수 시료를 채취하였고 2성분계 혼합모델(mixing model) . 연구결과 강우량에 대한 기저유출량의 비율은 두 집수구역에서 각각 11.8%와 31.6%이었다. 이 연구는 추적자를 이용하여 유출수문곡선으로부터 기저유출성분을 분리하고 이 양을 정량적으로 나타낼 수 있다는데 의의가 있다.

Keywords

References

  1. Bottomley, D. J., Craig, D. and Johnston, L. M., 1984, Neutralization of acid runoff by groundwater discharge to streams in Canadian Precambrian Shield watersheds. J. Hydrol., Vol. 75, 1-26 https://doi.org/10.1016/0022-1694(84)90044-1
  2. Bottomley, D. J., Craig, D. and Johnston, L. M., 1986, Oxygen-18 studies of snowmelt runoff in a small Precambrian Shield watershed: Implications for streamwater acidification in acid-sensitive terrain. J. Hydrol., Vol. 88, 213-234 https://doi.org/10.1016/0022-1694(86)90092-2
  3. Cook and Herczeg, 2001, Environmental tracers in subsurface hydrology, Kluwer Academic Publishers, 529
  4. Eshleman, K. N., Pollard, J. S. and O'brien, A. K., 1993, Determination of contributing areas for saturation overland flow from chemical hydrograph separations. Water Resources Research, Vol. 29 No. 10, 3577-3587 https://doi.org/10.1029/93WR01811
  5. Hinton, M. J and Schiff, S. L., 1994, Examining the contributions of glacial till water to storm runoff using two-and three-component hydrograph separations. Water Resources Research, Vol. 30, No. 4, 983-993 https://doi.org/10.1029/93WR03246
  6. Hooper, R. P. and Shoemaker, C. A., 1986, A comparison of chemical and isotopic hydrograph separation. Water Resources Research, Vol. 22, No. 10, 1444-1454 https://doi.org/10.1029/WR022i010p01444
  7. Kendall, C. and McDonnell, J. J., 2000, Isotope tracers in catchment hydrology. Elsevier Science B. V., 839
  8. Lee, E. S and Krothe, N. C., 2001. A four-component mixing model for water in a karst terrain in south-central Indiana, USA. Using solute concentration and stable isotopes as tracers. Chemical Geology, Vol. 179, 129-143 https://doi.org/10.1016/S0009-2541(01)00319-9
  9. Lee, K. S., Grundstein, A. J., Wenner, D.B., Choi, M.S., Woo, N.C. and Lee, D.H., 2003, Climatic controls on the stable isotopic composition of precipitation in Northeast Asia. Climate Research, Vol. 23, 137-148 https://doi.org/10.3354/cr023137
  10. McDonnell, J. J., Stewart, M. K. and Owens, I.F., 1991, Effect of catchment-scale subsurface mixing on stream isotopic response. Water Resources Research, Vol. 27, No. 12, 3065-3073 https://doi.org/10.1029/91WR02025
  11. Moore, R. D., 1989, Tracing runoff sources with deuterium and oxygen-18 during spring melt in a headwater catchment, Southern Laurentians, Quebec. J. Hydrol., Vol. 112, 135-148 https://doi.org/10.1016/0022-1694(89)90185-6
  12. Sklash, M. G. and Farvolden, R. N., 1979, The role of groundwater in storm runoff. J. Hydrol., Vol. 43, 45- 65 https://doi.org/10.1016/0022-1694(79)90164-1
  13. Sklash, M. G., Stewart, M. K. and Pearce, A. J., 1986, Storm runoff generation in humid headwater catchments, 2. A case study of hillslope and low-order stream response. Water Resources Research, 22, 1273-1282 https://doi.org/10.1029/WR022i008p01273
  14. Wels, C., Cornett, J. and LaZerte. B., 1991, Hydrograph separation: A comparsion of geochemical and isotopic tracers. J. Hydrol., Vol. 122, 253-274 https://doi.org/10.1016/0022-1694(91)90181-G
  15. 건설교통부, 한국수자원공사, 1995, 지하수 관리조사 보고 서; 지하수자원 기본조사(3차), IPD-95-5a
  16. 김경수, 조기태, 2000a, 대청댐유역의 기저유출분리를 통한 기저유량 산정에 관한 연구, 지하수환경, 7(1), 15-19
  17. 김경수, 조기태, 2000b, 섬진강 쌍치유역의 기저유출감수 곡선식 개발에 관한 연구, 지하수환경, 7(1), 66-77
  18. 박재성, 김경호, 전민우, 김지수, 1999, 소유역의 지하수함양율 추정기법, 지하수환경, 6(2), 76-86
  19. 박창근, 1996, 우리나라 지하수 개발가능량 추정: 1. 개념정 립과 기법의 개발, 지하수환경, 3(1), 15-20
  20. 원이정, 김형수, 한찬, 2000, 낙동강 진동 및 왜관 수문자료 를 이용한 기저유출 분리방식 지하수 개발가능량 산정, 한국지하수토양환경학회 창립총회 및 춘계학술발표회, p157
  21. 이동률, 윤용남, 1996, 우리나라의 지하수 함양량 추정과 분석, 대한토목학회, 16, 321-334
  22. 조성현, 문상호, 이광식, 김석중, 2003, 산소동위원소($^{18}O$) 추적자를 이용한 청도지역 소유역에서의 유출수문곡선분리 연구, 36(4), 509-518