The Relationship between Water Resources and Agricultural Land Use in Haean Basin of Korea
저자
발행사항
Chuncheon : Kangwon National University, 2021
학위논문사항
Thesis(Ph.D)-- Graduate School of Kangwon National University : Department of Geology 2021. 2
발행연도
2021
작성언어
영어
주제어
KDC
452.5711 판사항(6)
발행국(도시)
강원특별자치도
기타서명
한국 해안 분지의 수자원과 농지 이용과의 관계
형태사항
x, 116 L. : ill. ; 30 cm
일반주기명
강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
Supervised by professor : Lee, Jin-yong)
Includes bibliographical references : L.93-109
UCI식별코드
I804:42002-000000031954
소장기관
농지 사용 및 관련 관행은 가용 수자원의 양과 질에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 농지 사용은 오염 물질 생산 및 주변 지역에있는 담수로의 수송과 밀접한 관련이 있습니다. 물의 가용성과 지속 가능한 관리에 관한 Sustainable development goal (SDG 6)를 달성하기 위해서는 농지 사용과 담수 자원 간의 연관성을 분석하는 것이 중요합니다.
특유의 지형으로 고지 작물 재배로 유명한 중요한 농업 지역 인 해안 분지. 이 지역은 지하수 우물의 수와 그 사용이 증가함에 따라 본 연구를 위해 선택되었습니다. 해안 분지는 농업 관행이 변하면서 농작물이 한 유형에서 다른 유형으로 옮겨 가고있다. 지하수 사용의 증가와 농지 사용의 변화로 인해 해당 지역의 지하수 양과 담수 품질을 추정 할 필요가 있습니다.
지하수 저장량 추정을 위해 ArcGIS에서 현장 기반 수문 데이터를 보간하여 신뢰할 수있는 결과를 제공했습니다. 지하수 수질 평가를 위해 중요한 지하수 수 화학적 매개 변수의 시간적 변동에 기반한 공간적 변화; 수위, pH, 전기 전도도 (EC), 질산염 (NO3-)은 지구 통계 모델링을 사용하여 분석되었습니다. 통계적 수 화학적 데이터 분석과 동위 원소 접근법의 조합을 사용하여 하천과 지하수 수질을 관찰했습니다.
포화 된 두께, 표면적 및 지하수 대수층의 특정 수확량으로부터, 관측 된 6 년 동안 지하수 저장의 3300 만 입방 미터 (MCM) 감소가 230에서 197 MCM으로 나타났습니다. 관찰 된 6 년 동안 0.49 MCM의 물 사용량 증가로 인해 평균 지하수 수준이 4.6m 감소한 것은 연구 기간 동안 평균 지하수 수준의 변화에 대한 원인입니다. 지하수 자원의 장기적인 지속 가능성을 위해 전체 지하수 저장에 대한 연간 0.14m의 재충전은 거의 무시할 수있는 수준이었습니다. 지하수 수질의 경우 낮은 pH 범위 (5.50–6.50)는 4 년 동안 점차 사라지고 높은 pH 범위 (8.51–9.50)는 2011 년부터 2014 년까지 나타났습니다. EC 값의 변동은 높은 범위 EC에서 이동했습니다. (> 500 μS / cm)에서 더 낮은 범위 (<100 μS / cm)까지. 지하수 EC의 공간적 패턴과 유사하고 pH와는 반대로 연구 기간 (2011 년)에 나타난 지하수 NO3-(> 50mg / L)의 높은 값은 2014 년에 사라졌습니다. 지하수에서 NO3-는 인삼 (68.79 mg / L), 감자 (60.17 mg / L), 논 (63.45 mg / L)에서 더 많은 양의 비료를받은 밭에서 발견되었습니다. 좁은 상류에서 더 넓은 하류로의 희석으로 인해 높은 고도에서 높은 NO3- (20-26 mg / L)가 관찰되고 낮은 고도에서 낮은 NO3- (<15 mg / L)로 관찰되는 차등 고도는 하천 수질에 영향을 미쳤습니다. 더욱이 하천 및 지하수 수질을 고려할 때 농업용 수 수요가 증가함에 따라 지하수 대수층의 수위가 낮아지고 하천의 물 흐름이 감소했습니다.
이 연구의 결과는 수자원의 지역적 규모의 양적 및 질적 분포를 기반으로 한 연구에 대한 기본 지식을 제공 할 수 있습니다. 더 많은 강수량을 저장하고 건기 동안 사용하는 것이 좋습니다. 또한 합리적인 지하수 사용을 위해 지하수 우물의 시추를 제한하는 것이 좋습니다. 이 발견은 또한 비료를 요구하는 밭에서 다량의 비료를 필요로하지 않는 밭에 이르기까지 농지 사용을 개선하는 것으로 승인되었습니다. 전반적인 농업 관행 : 비료 양, 관개 방법 및 농작물 분야의 플라스틱 제품 사용은 관찰 된 잠재적 담수 오염을 관리하기 위해 재검토가 필요합니다. 해안 분지의 담수 자원은 농지 이용과 관련이 있으며 관련 농업 관행의 영향을 받고있는 것으로 판단된다.
Agricultural land use and related practices are supposed to have important impacts on the available quantity and quality of water resources. Agricultural land use is strongly related to contaminant production and transport to freshwater present in the surrounding area. To meet the sustainable development goal (SDG 6) which is about the availability and sustainable management of water, it is important to analyse the linkage between agricultural land use and freshwater resources.
Haean basin, an important agricultural area, famous for the cultivation of highland crops due to its special topography. This area was selected for this research study because the number of groundwater wells and its use increasing in the area. Haean basin is also facing a shift of crops from one type to another type, with changing agricultural practices. Both increasing groundwater use and changing agricultural land uses make it necessary to estimate groundwater quantity and freshwater quality of the area.
For estimation of groundwater storage, field based hydrological data were interpolated in ArcGIS, to give reliable results. For groundwater quality assessment, spatial variations based on temporal fluctuations in important groundwater hydrochemical parameters; water level, pH, electrical conductivity (EC), and nitrate (NO3−) were analyzed using geostatistical modeling. A combination of statistical hydrochemical data analysis and isotopic approach was used to observe stream and groundwater quality.
From the saturated thickness, surface area and specific yield of groundwater aquifer, a decline of 33 million cubic meters (MCM) in groundwater storage were indicated from 230 to 197 MCM during the observed six years. An observable drop of 4.6 m in the mean groundwater level due to increased water use of 0.49 MCM during observed six years, is responsible for the variation in the mean groundwater level during the studied period. Annual recharge of 0.14 m to the overall groundwater storage was near negligible, for the long-term sustainability of groundwater resource. In the case of groundwater quality, low pH range (5.50–6.50) gradually vanished over a period of four years and high pH range (8.51–9.50) appeared in 2014. Variations in the EC values shifted from high range EC (> 500 μS/cm) to lower range (< 100 μS/cm). Similar to the spatial pattern of groundwater EC and contrary to pH, the high values for groundwater NO3− (> 50 mg/L) which appeared at the start of the study period (2011), got vanished in 2014. But, in 2019 high NO3− in groundwater was found under the ginseng (68.79 mg/L), potato (60.17 mg/L), and rice paddy (63.45 mg/L) fields, which received the higher amounts of fertilizers. Differential elevation has affected the stream water quality as: high NO3− (20–26 mg/L) observed at high elevations and low NO3− (< 15 mg/L) at low elevations, because of dilution from narrow upstream to wider downstream. Moreover, considering stream and groundwater quality, an increase in agricultural water demands have resulted in lower water levels in groundwater aquifer and reduced water flows in streams.
Findings of this study can provide basic knowledge for concerning studies specifically that are based on local scale quantitative and qualitative distribution of water resources. A move towards storing more precipitation water and its use during dry season is recommended. Also, restricted drilling of groundwater wells is suggested for rational groundwater use. The findings also endorsed to improve agricultural land use from fertilizer demanding fields to fields that do not require extensive amounts of fertilizers. Overall agricultural practices: fertilizer amounts, irrigation methods, and use of plastic products in crop fields require reconsiderations to manage observed and potential freshwater contamination. It is concluded that freshwater resources of the Haean basin have a relationship with agricultural land uses and are getting affected by the related agricultural practices.
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