제주도 삼양 3수원지의 염소이온농도 상승 원인에 관한 연구

이성복; 김구영; 한소라; 한정상

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이성복 (연세대학교 지구시스템과학과) 김구영 (연세대학교 지구시스템과학과) 한소라 (연세대학교 지구시스템과학과) 한정상 (연세대학교 지구시스템과학과)

저널정보: 한국지하수토양환경학회 지하수토양환경 지하수토양환경 제4권 제2호

발행연도: 1997.1

수록면: 85 - 94 (10page)

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연구 지역은 제주도의 해안 용천수를 수원지로 하고 있는 삼양 3수원지로서 1996년 1월부터 원수의 염소이온농도가 먹는 물 수질기준치인 150 mg/ι를 훨씬 초과하여 그 원인을 수리지질학적으로 규명하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구결과 그 원인은 다음과 같은 매우 복잡한 자연 및 인위적인 현상에 의해 발생하였다. 1996년 1월~9월 동안 내린 강수량은 그 이전 36년간 제주시에서 발생한 연평균 강수량의 41.7%에 해당하는 극심한 한발기로서 이러한 강수량의 감소는 결국 용천 유출량의 감소와 용천수위 강하의 원인이 되었고, 이로 인해 만조시 매 주기 별로 2~3.8시간 동안 해수면이 수원지내 지하수위보다 4.4~12.4cm 높게 되어 기존 차수벽 하부의 투수대 구간을 통해 해수가 역동수구배를 따라 수원지내 유입되어 지하수의 염소이온농도 증가원인이 되었다. 또한 주기적인 조석간만의 영향으로 인해 발생한 두께가 얇아진 담수체의 수축 팽창현상이 점이대의 확장을 촉진시켜 염소이온농도를 증가시켰으며, 뿐만 아니라 강수량 감소에 따른 지하함양량 감소로 점이대에서 지하수 흐름의 역전현상이 발생하였고, 이에 부가하여 강우누적결핍시기 동안 해안지하수체의 수축현상이 가장 심하게 발생한 간조시에 일평균 2790$\pm$450 ㎥의 지하수를 반복채수함으로 인해 추가적인 지하수위의 하강을 초래하여 점이대의 확장과 염수의 역상승 현상을 유발하였다. 수원지 주변 용천에서 염소이온농도가 150 mg/l이하로 유출되는 순수지하수 유출지속 시간은 하루 약 2시간 정도였으며 유출량은 532 ㎥/일 이였고 만조시 C $l^{－}$ 이온의 농도는 1900 mg/1 이상이다.

The study is aimed to find out the causes of rapidly increasing chloride (Cl$^{－}$) concentration of the Samyang 3rd pumping station originated from coastal springs of Cheju since January 1996. The study results show that it was caused by following complicated natural and anthropogenic effects. Due to severe draught in 1996 with total rainfall of only 41.7% of annual mean of the last 36 years (1991 to 1995), it creates firstly), significant decrease of the spring discharges as well decline of the groundwater level at the site . Sea water level was in general 4.4 cm to 12.4 cm higher than the groundwater level of the site during 2 to 3.8 hours at each high tide. Those higher potential head of sea water motivates the sea water intrusion into the fresh water lens through the permeable clinkers and fracture zones situated beneath the existing grouted zone which was installed to a maximum 10 m below the ground water surface, The repeated expansion and contraction of the fresh water lens occurred by periodic changes of the sea water level at high and low tide accelerates secondly the enlargement of the transition zone between the fresh and sea water at the site. The decrease of recharge amount by rainfall shortage creates thirdly the reverse flow at the interface of sea water and groundwater. The repeated groundwater extraction of 2790${\pm}$450 $m^3$d$^{－1}$ at the time of low tide, when the fresh water lens of the sire is under the contraction stare, makes additional drawdown of the ground water level and induces the upconing of salt water into the fresh water lens. The duration of spring discharge whose Cl concentration is less than 150 mg/1 at the low tide measured at the nearby springs was about two hours with discharge rate of 532 $m^3$d$^{－1}$ and after that Cl$^{－}$ concentration is increased up to more than 1900 mg/ι.eased up to more than 1900 mg/L.

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