Exploration and Verification of Submarine Groundwater Discharge on Jeju Island by Remotely Sensed Based Water Quality Analysis

시계열 수질 분석에 의한 제주도의 해저용출수 탐사 및 검증

  • Baek Seung-Gyun (Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University) ;
  • Park Maeng-Eon (Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University)
  • 백승균 (부경대학교 환경지질과학과) ;
  • 박맹언 (부경대학교 환경지질과학과)
  • Published : 2005.08.01

Abstract

To explore submarine groundwater discharge (SGD) into the coastal zone of Jeju Island, the water quality analysis with seasonal remotely sensed data was carried out. If the groundwater is directly discharged into the ocean, the water quality of coastal zone is influenced. Therefore sea surface temperature (SST), the transparency, and Chlorophyll-a's concentration were analyzed for extracting the anomaly zone related with SGD using Landsat Thematic Mapper (TM) data acquired on April, August, and December. Then the spatial characteristics of springs, which located along the coastal area, were analyzed by CIS data integration based on Fuzzy logic. The integration results were compared with the anomaly zone extracted from Landsat TM data, and it is considered that springs has close relationship with SGD.

새로운 수자원으로서의 가능성이 대두되는 제주도 연안의 해저에 존재하는 용출수의 위치를 파악하기 위해 원격탐사 자료와 GIS 기법을 적용하였다. 4월, 8월, 12월에 촬영된 Landsat TM자료를 이용하여 해수면 온도, 투명도, 클로로필-a 분포 특성을 분석함으로써 제주도 연안 해저의 용출수와 관련된 이상대를 파악하였다. 또한 지질도, 수계분포도, 분석구 분포 밀도도, 선구조 분포 밀도도, 지하수위도 등의 주제도를 이용한 퍼지기반 공간통합분석을 실시하여 제주도 해안에 주로 분포하는 용천수의 분포 특징을 분석한 결과 Landsat TM 자료 분석 결과와 밀접한 상관관계를 나타내었다.

Keywords

References

  1. 강태연, 최영찬, 고유봉 (1996) 제주도 주변 용승역의 생물생태학적 기초연구(I), 한국수산학회지, 29권, p. 603-613
  2. 국립수산과학원 (1998) 한국근해 30년 평균 수온 염분 용존산소 수평분포도. 국립수산과학원, 268p
  3. 김환기, 김태근 (1996) 원격탐사에 의한 대청호 수질 관리 방안, 대한환경공학회지, 18권, p. 1383-1396
  4. 농림부, 제주도, 농어촌진층공사 (1998) 제주도 지하수 개발 보고서. 348p
  5. 박관석 (2004) 제주도에서 해저를 통해 유출되는 지하수의 화학적 특성과 유출량 측정. 부경대학교 박사학위논문, 141p
  6. 박노욱, 지광훈, Chung, C.J.F., 권병두 (2003) 퍼지 이론을 이용한 GIS 기반 자료유도형 지질자료 통합의 이론과 응용. 자원환경지질, 36권 p. 243-255
  7. 박원배, 박윤석, 고기원, 문덕철 (2003) 제주도 동부지역 지학수의 담 . 염수경계면 분포와 변화. 한국지하수토양환경학회 춘계학술대회, p. 55-58
  8. 송시태, 윤선 (2002) 제주도 곶자왈지대의 용암 No. 1, 조천-함덕 곶자왈지대. 지질학회지, 38권, p. 377-389
  9. 원중선, 류주형, 지광훈 (1998) RadarSat SAR 자료를 이용한 제주도 선구조 연구 및 용천 특성 연구. 대한원격탐사학회지, 14권, p. 325-342
  10. 윤정수, 변충규 (1992) 제주 연안해역의 부유물질 변화특성. 한국양식학회지, 5권, p. 93-108
  11. 이대근, 김형수, 박찬석, 원종호, 김규범 (2002) 거제도 해안유출지하수 예비조사 및 활용방안 연구. 한국지하수토양환경학회 추계학술발표회, p. 253-256
  12. 이문원 (1994) 제주도의 형성사와 지질구조. 대한지하수환경학회, 전략광물자원 연구센터 -제주도 지하수자원의 환경학적 보전과 개발 이용, p. 54-74
  13. 이봉주, 문상호, 박기화, 고동찬, 고기원 (2002) 제주도 용천수의 수리지화학적 특성. 지질학회지, 38권, p. 421-439
  14. 이상규 (1994) 제주도 지하수 문제에서 물리탐사의 역할. 대한지하수환경학회, 전략광물자원 연구센터-제주도 지하수자원의 환경학적 보전과 개발 이용, p. 75-91
  15. 이상호 (1994) 제주도 해안지하수의 염수침입 개연성. 대한지하수환경학회, 전략광물자원 연구센터-제주도 지하수자원의 환경학적 보전과 개발 이용-, p. 145-165
  16. 정종철, 유신재 (1998) Landsat TM 을 이용한 수온 분포 분석. 대한원격탐사학회 1998년도 춘계 학술대회 논문집, p. 67-71
  17. 제주도 (1998) 제주 . 애월도폭 지질보고서. 290p
  18. 제주도 (1999) 제주의 물, 용천수. 392p
  19. 제주도 (2000a) 서귀포.하효리도폭 지질보고서. 163p
  20. 제주도 (2000b) 제주도 지하수 보전.관리계획 보고서. 588p
  21. 제주도 (2002) 제주도 수문지질 및 지하수자원 종합조사(II). 343p
  22. 제주도, 한국수자원공사 (2003) 제주도 수문지질 및 지하수자원 종합조사(III). 425p
  23. 한국자원연구소 (2000) 모슬포.한림도폭 지질보고서. 56p
  24. 한국자원연구소 (2000) 제주(백아도, 진남포) 지질도폭 설명서(1:250,000). 59p
  25. An, E, Moon, W.M., and Rencz, A. (1991) Application of fuzzy set theory to integrated mineral exploration. Canadian Jour. Exploration Geophysics, v. 27, p. 1-11
  26. Burnett, W.C., Taniguchi, M., and Oberdorfer, J (2001) Measurement and significance of the direct discharge of groundwater into the coastal zone. Journal of Sea Research, v. 46, p. 109-116 https://doi.org/10.1016/S1385-1101(01)00075-2
  27. Catt, M., Saito, K., and williams, WP. (1984) Excitation-energy distribution in green algae. The existence of two independent light-driven control mechanisms. Biochimica et Biophysica Acta, v. 767, p. 39-47 https://doi.org/10.1016/0005-2728(84)90077-X
  28. Choi, S.W, Moon, W.M., and Choi, S.G. (2000) Fuzzy logic fusion of W-Mo exploration data from Seobyeog-ri, Korea. Geosciences Journal, v. 4, p. 43-52 https://doi.org/10.1007/BF02910126
  29. Chung, C.F, and Fabbri, A.G. (1999) Probability prediction models for landslide hazard mapping. Photo-grammetric Engineering & Remote Sensing, v. 65, p. 1389-1399
  30. Duda, R.O., Hart, R, and Nilsson, No. (1976) Subjective Bayesian methods for rule-based inference systems. Proceedings of the 1976 National Computer Conference, p. 1075-1082
  31. Jo, M.H., Suh, Y.S., and Kim, B.S. (1999) A study on Chlorophyll estimating algorithm in Kwangyang bay using satellite image. Proceedings of International Symposium on Remote Sensing, p. 249-255
  32. Lathrop, R.G., and Lillesand, T.M. (1987) Calibration of thematic mapper thermal data for water surface temperature mapping: Case study on the Great Lakes. Remote Sensing of Environment, v. 22, p. 297-307 https://doi.org/10.1016/0034-4257(87)90063-0
  33. Lee, J.C. (1983) Variations of sea level and sea surface temperature associated with wind-induced upwelling in the southeast coast of Korae in summer. The Jour. Oceanological Soc. Korea, v. 18, p. 149-160
  34. Moon, W.M. (1998) Integration and fusion of geological exploration data: a theoretical review of fuzzy logic approach. Geosciences Journal, v. 2, p. 175-183 https://doi.org/10.1007/BF02910163
  35. Slomp, C.P. and Cappellen, R V. (2004) Nutrient inputs to the coastal ocean throught submarine groundwater discharge: controls and potential impact. Journal of Hydrology, v. 295, p. 64-86 https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2004.02.018
  36. Stumpf, R.R, and Tyler, M.A. (1988) Satellite detection of bloom and pigment distributions in estuaries. Remote Sensing of Environment, v. 24, p. 385-404 https://doi.org/10.1016/0034-4257(88)90014-4
  37. Suh, Y.S., Jang, L.H., and Lee, N.K. (2004) Detection of low salinity water in the Northern East China Sea during summer using ocean color remote sensing. Korean Jour. Remote Sensing, v. 20, p. 153-162