지하수 수질 관측에 의한 제주도 대정수역의 지하수계 및 오염특성 분석

Interpretation of Groundwater System and Contamination by Water-Quality Monitoring in the Daejung Watershed, Jeju Island

  • 우남칠 (연세대학교 지구시스템과학과) ;
  • 김형돈 (연세대학교 지구시스템과학과) ;
  • 이광식 (한국기초과학지원연구팀) ;
  • 박원배 (제주발전연구원) ;
  • 고기원 (제주도 광역수자원관리본부) ;
  • 문영석 (제주도 광역수자원관리본부)
  • 발행 : 2001.10.01

초록

본 연구는 제주도 남서부의 대정수역 30개의 우물에 대하여 지하수 수질의 주기적 관측을 통하여 이 지역의 지하수 수질과 오염의 시공간적 변화 특성을 규명하고자 실시되었다. 수질 분석은 주 양.음이온 및 산소-수소-질소 등위 원소에 대하여 이루어졌다. 연구지역의 지하수 수질은 Na(Mg)-HCO3 유형이 우세하며, 국지적으로는 Ca-HCO$_3$, NaCl 유형 등도 나타난다. 지하수 시료의 주 이온함량 린 EC 값의 변화, 질산성질소와 염소이온과의 상관관계 등으로 부터 지하수 수질의 시공간적 변화는 국지적으로 발달된 지하수 유동경로의 변화, 강우의 함양과 이에 따른 지표오염 물질의 유입, 해안지역에서의 해수침투 등에 의해 복합적으로 영향을 받고 있는 것으로 해석된다. 질산성질소에 의한 오염도의 변화는 강우의 함양사건에 직접적으로 관계된다. 질간성질소의 월별 농도를 보면, 정도의 타이는 있으나 강우 후 2~8배의 농도 증가를 보이고 있다. 지하수의 산소 . 수소 동위원소비는 시기별로 채취된 피하수가 서로 다른 강우로부터 기인하였음을 지시한다. 질소 동위원소 자료를 사용하여 지하수의 질산성질소 오염원을 정성적으로 추분하고, 공간적인 오염 영향범위를 평가하였다. 축산폐수의 영향을 받은 것으로 사료되는 지역에서는 상대적으로 NO$_3$-N농도가 높고 $\delta$$^{15}$ N의 값도 5$\textperthousand$ 이상으로 나타난다. 동남부의 농작지역에서는 NO$_3$-N 농도는 논으나 $\delta$$^{15}$ N의 값은 5$\textperthousand$ 이하로 나타난다. 지하수의 지속적인 수질관측 자초는 지하수 함양과 이에 따른 지표오염물직의 유입에 의한 지하수 오염현상을 시 .공간적으로 평가하고 예측하는데 중요한 요소로 활용할 수 있다.

This study was objected to identify the temporal and spatial variations oi groundwater quality and contamination using monthly groundwater monitoring data collected from 30 wells in Daejung watershed, Jeju Island. Water samples were analyzed for major cations. anions, and environmental isotopes including $^{18}0-H_2$O,$^{2}H-H_2$O and$^{15}$ N-NO$_3$The groundwater represented mostly Na(Mg)-HCO$_3$ type, with local change toward Ca-HCO$_3$ type and Na-Cl type. Groundwater quality depends upon various factors such as the local groundwater flowpaths, input of surface contaminants with recharge events, and sea-water intrusion along the coastal area. Nitrate contamination changed temporally according to recharge events and spatially. $\delta$$^{18}$ O-$\delta$$_2$H data for monthly sampled groundwaters showed distinctive clusters, implying that groundwater was originated from independent precipitation, and subsequently recharged very fash. Using$\delta$$^{15}$ N-NO$_3$ data, major sources of nitrate and its areas of influence could be identified. The areas under influence of livestock farms showed relatively high NO$_3$-N concentrations and$\delta$$^{15}$ N values higher than 5$\textperthousand$. The agricultural areas in southeastern part showed very high concentrations of NO$_3$-N with the $\delta$$^{15}$ N values of lower than 5$\textperthousand$.

키워드

참고문헌

  1. 박사학위논문 제주도의 지하수 부존특성과 서귀포층의 수문지질학적 관련성 고기원
  2. 대한자원환경지질학회·(사)대한지하수환경학회 공동학술발표회 발표논문 요약집 제주도 해안지역에서 담·염수 혼합대 하부에 발달한 담수 대수층에 관한 사례 연구 고기원;문영석;강봉래
  3. 제주도보건환경연구원보 v.10 지하수의 질산성질소 오염원조사 김길성;김성홍;이창환;오순미;김태헌;김세라;김민건;고용구
  4. 지질학회지 v.5 제주도 신양리 및 고산리지구의 신양리층에 대한 층서 및 고생물학적 연구 김봉균
  5. 광산지질 v.2 제주도 수자원의 특수성과 개발방안 김옥준
  6. 지질학회지 v.36 제주도 서귀포층과 서귀포조면암층 노두의 자기층서와 대자율 김인수;이동호
  7. 한국지구과학회지 v.16 제주도에 분포하는 서귀포층의 퇴적구조와 생흔 화석의 고환경적 의의 김정률;허원혁
  8. 제주도 지하수 보전 관리계획 보고서 농업기반공사
  9. 제주도 지하수보고서 농업진흥공사
  10. 제주도 지하수 장기개발계획 조사보고서 농업진흥공사
  11. 지질공학 v.10 제주도 동부권역 담지하수 대수층에서의 염수침입 부성안;정교철
  12. 지하수환경 v.6 $δ^{15}N$을 이용한 제주도 지하수 중의 질산염 오염원조사 송영철;고용구;유장걸
  13. 한국수문학회지 v.17 동위원소를 이용한 제주지역 수자원에 관한 연구 안종성;한정상;이정호;정창조;유장걸
  14. 지하수환경 v.4 $δ^{15}N$ 값을 이용한 제주도 지하수중의 질산성질소 오염원 추정에 관한 연구 오윤근;현익현
  15. 지질학회지 v.36 제주도 지하층서 오진용;이성숙;윤선;고기원;윤혜수;이종덕
  16. 지하수환경 v.5 제주도 용천수의 수리화학적 특성 윤정수;박상운
  17. 지질학회지 v.33 제주도 강수의 환경 동위원소 연구 이광식;이인성;최만식;박은주
  18. 지질학회지 v.30 제주도 남사면 화산암류의 화산층서 및 암석학적 연구 이문원;원종관;이동영;박계현;김문섭
  19. 제주의 물: 용천수 제주도
  20. 제주도 지하수 순환시스템 조사 제주발전연구원
  21. "제주도 지하수 자원의 환경학적 보전과 개발이용" 심포지엄 자료집 제주 지하수 장기관측조사 진성원
  22. 지질학회지 v.25 제주도 지하수의 수질특성 최순학;김영기
  23. 광산지질 v.24 제주도 임해지역에서의 해수침입 최순학;김영기;이동영
  24. 지질공학 v.2 제주도와 Oahu도의 지질구조 및 수자원의 특성 최순학
  25. 지질학회지 v.30 제주도 지하수 자원의 보호 전략에 관한 연구 한정상
  26. 지하수환경 v.1 제주도 지하수 자원의 최적개발 가능량 한정상;한규상;김창길;김남종;한찬
  27. "제주도 지하수 자원의 환경학적 보전과 개발이용" 심포지엄 자료집 제주도 토양의 오염물질 흡착능과 지하수 오염 현해남;오상실
  28. Isotope Techniques in Water Resources Development, IAEA Symposium 319, March 1991, Vienna Environmental isotope studies on seawater intrusion into the south-eastern coastal aquifer on Cheju Island. Ahn, J.S.;Kim, S.J.;Kim, J.W.
  29. Environmental isotopes in hydrogeology Clark, I.D.;Fritz, P.
  30. Stable isotopes in precipitation, Tellus v.16 Dansgaard, W.
  31. Water Resources Research v.6 Geohydrologic interpretations of a volcanic island from environmental isotopes Davis, G.H.;Lee, C.K.;Bradley, E.;Payne, B.R.
  32. Ecology 21 Ground water quality concerns about nitrogen;Nitrogen management and ground water protection, developments in agricultural and managed-forest Follett, R.F.;Walker, D.J.;Follett, R.F.(ed.)
  33. Environmental Geology v.33 The groundwater resources and sustainable yield of Cheju volcanic island, Korea Hahn, J.;Lee, Y.;Kim, N.;Hahn, C.;Lee, S.
  34. USGS Water-Supply Paper 2254(3rd ed.) Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water Hem, J.D.
  35. Ground Water v.31 Nitrogen isotope as indicators of nitrate sources in Minnesota Sand-Plain Aquifers Komor, S.C.;Anderson Jr.,H.W.
  36. Journal of Hydrology v.222 Using H- and O-isotopic data for estimating the relative contributions of rainy and dry season precipitation to groundwater: example from Cheju Island, Korea Lee, K.S.;Wenner, D.B.;Lee, I.
  37. Groundwater Occurrence and Behavior Mink, J.F.
  38. Environmental Science & Technology v.1 Nitrate and Other Water Pollutants under Fields and Feedlots Stewart, B.A.;Viets, F.G. Jr.;Hutchinson, G.L.;Kemper, W.D.