• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제29권4호
• /
• pp.32-43
• /
• 2024

Recently, numerous earthquakes have caused significant casualties and property damage worldwide, including major events in 2023 (Türkiye, M7.8; Morocco, M6.8) and 2024 (Noto Peninsula, Japan, M7.6; Taiwan, M7.4). In South Korea, the frequency of detectable and noticeable earthquakes has been gradually increasing since the M5.8 Gyeongju Earthquake. Notable recent events include those in Jeju (M4.9), Goesan (M4.1), the East Sea (M4.5), and Gyeongju (M4.0) since 2020. This study, for the first time in South Korea, monitored groundwater levels and temperatures at a 1Hz frequency to observe the responses in groundwater to moderate and small earthquakes primarily occurring within the country. Between April 23, 2023, and May 22, 2023, 17 earthquakes were reported in the East Sea region with magnitudes ranging from M2.0 to M4.5. Analysis of groundwater level responses at the Gangneung observation station revealed fluctuations associated with five of these events. The 1Hz observation data clearly showed groundwater level changes even for small earthquakes, indicating that groundwater is highly sensitive to the frequent small earthquakes recently occurring in South Korea. The analysis confirmed that the maximum amplitude of groundwater level changes due to earthquakes is proportional to the earthquake's magnitude and the distance from the epicenter. These findings highlight the importance of precise 1Hz-level observations in earthquake-groundwater research. This study provides foundational data for earthquake monitoring and prediction and emphasizes the need for ongoing research into monitoring the changes in groundwater parameters (such as aquifer characteristics, quantity/quality, and contaminant migration) induced by various magnitudes of earthquakes that may occur within the country in the future.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권4호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

본 연구에서는 복합토양층(조립질 모래, 세립질 모래, 실트 점토의 혼합토)에서 수행된 현장추적자시험과 3개 토양층에서 채취된 시료를 이용한 실내주상실험의 자료를 이용하여, 복합토양층의 수리분산특성을 분석하였다. 토양층별 투수성과 유동 분석에 의해, 유효공극률이 낮은 실트 점토의 혼합토와 세립질 모래에서 평균선형유속이 높고, 유효공극률이 큰 조립질 모래에서는 수리전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 평균토양입경에 따른 수리전도도 함수는 Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$로 추정되었으며 결정계수는 0.90이었다. 평균토양입경에 따른 평균선형유속 함수는 Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$로 추정되었으며, 결정 계수는 0.81이었다. 그리고 평균토양입경에 따른 종분산지수 함수는 Y = 0.00256$e^{5971x}$이었으며, 결정계수는 0.98 정도로 나타났다. 평균선형유속과 종분산지수의 선형회귀분석 결과, 함수는 Y = 21.7527x+0.0063로 추정되었으며 결정계수는 0.9979로서 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 산정된 현장규모/실내쥬모의 종분산지수비는 54.09로서 규모종속효과를 나타내었다. 현장추적자시험을 실시하여 산정한 종분산지수(1.39m)가 Xu와 Eckstein(1995)의 방법에 의해 산정된 종분산지수(0.186m)에 비해 7.47배 정도 크게 나타났다. 이는 시험 대수층 내 중 조립질 모래층에서의 우세한 확산 흐름에 의한 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.478-490
• /
• 2007

우리나라 서, 남해안에 지하수의 해수침투 현상을 관측하기 위해 설치된 관측망 자료를 이용하여, 해당지역별 대수층을 통한 해수침투의 유형을 분석하였다. 분석에 이용된 관측정은 25개 해안지역 소유역의 총 45개 암반관정으로, 지하수위, 수온, 전기전도도를 대상으로 기본통계분석, 상관성 분석 및 변동유형 분류를 수행하였다. 분석 결과 지하수위의 경우 강우 영향을 받거나 양수에 의한 수위강하가 나타나는 관측정에서 큰 폭으로 변동하고 있다. 지하수온은 대부분의 경우 변동폭이 $0.2^{\circ}C$ 이내로 안정적인 특징을 보여주고 있으며, 전체적으로 평균 온도가 $15^{\circ}C$ 이상으로 나타났다. 전기전도도의 경우 상대적으로 변동폭이 크고 불규칙한 특징을 가지고 있으며, 평균값이 $2,000\;{\mu}S/cm$ 이내의 관측정이 28개, $10,000\;{\mu}S/cm$를 초과하는 관측정은 9개소로 나타났다. 교차상관도 분석에 의하면, 지하수위는 강우의 영향을 받아 변동하는 형태가 많았지만 수온과 전기전도도는 상대적으로 강우의 영향이 없는 것으로 나타났다. 조석의 경우에는 일부 관측정에서 강우에 의한 영향보다 높은 교차상관도가 나타났다. 본 연구에서는 장기관측자료를 변동형태에 따라 정상형, 추세형, 주기형, 충동형, 계단형, 경사형 등 6가지로 분류하였다. 지하수위의 경우 강우나 양수의 영향을 받는 충동형이 가장 많은 73.3%이며, 조석의 영향은 13.4%에 해당되었다. 지하수온의 경우 변동폭이 일정한 정상형태가 51.2로 가장 높게 나타났으며, 강우나 양수에 의한 충동형이 26.7%에 해당되었다. 전기전도도의 경우는 지하수위나 지하수온과 달리 추세형, 계단형, 경사형 등의 변동형태가 우세한 것으로 나타났다. 전체적으로 동일한 해안지역에 설치된 관측정별로 관측자료의 변동 특성이 상이한 경우가 나타남에 따라, 향후 각 소유역별로 관측정 자료의 정기적인 변동 경향성을 분석하는 것이 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
• /
• pp.119-120
• /
• 2004

Urban groundwater has a unique hydrologic system because of the complex surface and subsurface infrastructures such as deep foundation of many high buildings, subway systems, and sewers and public water supply systems. It generally has been considered that increased surface impermeability reduces the amount of groundwater recharge. On the other hand, leaks from sewers and public water supply systems may generate the large amounts of recharges. All of these urban facilities also may change the groundwater quality by the recharge of a myriad of contaminants. This study was performed to determine the factors controlling the recharge of deep groundwater in an urban area, based on the hydrogeochemical characteristics. The term ‘contamination’ in this study means any kind of inflow of shallow groundwater regardless of clean or contaminated. For this study, urban groundwater samples were collected from a total of 310 preexisting wells with the depth over 100 m. Random sampling method was used to select the wells for this study. Major cations together with Si, Al, Fe, Pb, Hg and Mn were analyzed by ICP-AES, and Cl, N $O_3$, N $H_4$, F, Br, S $O_4$and P $O_4$ were analyzed by IC. There are two groups of groundwater, based on hydrochemical characteristics. The first group is distributed broadly from Ca-HC $O_3$ type to Ca-C1+N $O_3$ type; the other group is the Na+K-HC $O_3$ type. The latter group is considered to represent the baseline quality of deep groundwater in the study area. Using the major ions data for the Na+K-HC $O_3$ type water, we evaluated the extent of groundwater contamination, assuming that if subtract the baseline composition from acquired data for a specific water, the remaining concentrations may indicate the degree of contamination. The remainder of each solute for each sample was simply averaged. The results showed that both Ca and HC $O_3$ represent the typical solutes which are quite enriched in urban groundwater. In particular, the P$CO_2$ values calculated using PHREEQC (version 2.8) showed a correlation with the concentrations of maior inorganic components (Na, Mg, Ca, N $O_3$, S $O_4$, etc.). The p$CO_2$ values for the first group waters widely ranged between about 10$^{-3.0}$ atm to 10$^{-1.0}$ atm and differed from those of the background water samples belonging to the Na+K-HC $O_3$ type (<10$^{-3.5}$ atm). Considering that the p$CO_2$ of soil water (near 10$^{-1.5}$ atm), this indicates that inflow of shallow water is very significant in deep groundwaters in the study area. Furthermore, the P$CO_2$ values can be used as an effective parameter to estimate the relative recharge of shallow water and thus the contamination susceptibility. The results of our present study suggest that down to considerable depth, urban groundwater in crystalline aquifer may be considerably affected by the recharge of shallow water (and pollutants) from an adjacent area. We also suggest that for such evaluation, careful examination of systematically collected hydrochemical data is requisite as an effective tool, in addition to hydrologic and hydrogeologic interpretation.ion.ion.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제7권3호
• /
• pp.3-17
• /
• 2002

본 연구는 부산시 동남해안 지역에서 해수침입의 지역적 특성과 해수침입의 범위를 파악하기 위하여 지하수 모니터링공의 자료분석과 지구통계학적 기법을 이용하였다. 강수에 의한 직접적인 지하수의 충진으로 모니터링 우물에서의 지하수위는 강수량과 비례하지만 전기전도도는 강수량과 대체로 반비례하는 것으로 나타났다. 모니터링 우물에서 전기전도도는 약 24m심도에서 급격히 증가되어 26m전후에서 20,000$\mu\textrm{s}$/cm를 초과하였고, 지하수위와 전기전도도를 비교한 결과, 지하수위가 낮아질수록 해수와 담수의 경계면이 상승하는 경향을 보인다. 교차상관성 분석에 의하면 지하수위와 강수량은 시차가 0일 때 교차상관 계수가 최대이지만, 전기전도도와 강수량의 교차상관계수는 시차가 9일 때 최대로 나타났다. 이것은 지하수위 변동이 강수에 의하여 단시간에 영향을 받고 있으나, 해수와 담수의 경계면은 강수에 의하여 매우 느리게 반응한다는 것을 나타낸다. 2개의 측선에서 실시된 수평전기탐사 자료의 역산결과, Line 1에서는 동쪽 끝에서 내륙으로 약 14m지점까지, Line 2에서는 동남쪽 끝에서 내륙으로 약 25m지점까지 해수가 침투한 것으로 나타났다 5월과 7월에 슬럼버져 배열의 수직전기탐사를 실시하여 획득한 자료는 각각 대수정규분포를 나타내었고, 크리깅에 의한 겉보기비저항 분포도와 전기비저항 분포도를 비교하면 5월보다 7월에 비저항치가 상승한 것으로 나타났다. 이것은 6, 7월에 내린 강수로 지하수의 함양량이 증가하여 대수층내 해수의 농도가 감소하였기 때문이다 겉보기비저항의 수직단면도 및 평면도 그리고 전기비저항 분포도를 분석한 결과. 지구통계학적 기법은 해안 지역에서의 전기비저항 분포 변화를 파악하는데 매우 유용하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

논으로 공급되는 관개용수는 필지에서의 증발산량 및 지하침투량과 용배수로를 통한 자연적 및 인위적인 배수량으로 소비된다. 관개 회귀수량은 관개를 통해 농경지에 공급된 수량 중에서 증발산에 의해 소비되지 않고 침투 또는 배수 등을 통해 하천으로 회귀되는 수량이다. 논 관개 회귀수량은 농업용수의 건전한 물순환 관리에 중요한 역할을 하며, 유역의 용수공급계획, 하천유황의 예측, 관개용수의 사용량 결정, 하천수질관리 및 농업유역의 수문모델링 등에 중요한 인자로 작용한다. 본 연구에서는 강원도 원주시 흥업저수지를 대상으로 단일 수원공 및 농업유역 단위의 회귀율을 추정하기 위하여 2017년부터 2020년까지 모니터링 및 EPA-SWMM (Environmental Protection Agency-Storm Water Management Model) 모델링을 수행하였다. 기상자료, 저수율, 관개수로 실측 유량자료를 입력하여 평야부의 관개수로 네트워크 모델 기반 SWMM 모델링을 수행하였으며, 용배수로별 공급량과 배수량을 산정하였다. 2020년 실측 저수율, 용배수로 유량 모니터링 데이터를 활용하여 SWMM 모델의 적용성을 검증하였으며, 평야부 수혜면적의 용배수로 네트워크를 구성하여 저수지로부터 공급된 관개량 중 배수로를 통해 하천으로 유입되는 신속회귀수량 및 회귀율을 추정하였다. 흥업저수지의 회귀수량 산정 결과 2017년부터 2020년까지의 연평균 신속회귀수량 및 회귀율은 각각 2,407,000 m³, 53.1%로 추정되었으며, 대상 저수지의 시점부 및 취입보 공급량, 수로부 배수량, 회귀수량 산정 결과를 활용하여 소규모 단일유역인 농촌유역의 물순환 특성 분석을 수행하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제57권9호
• /
• pp.633-643
• /
• 2024

여러 해안지역 국가들은 다양한 형태의 담수 대수층과 지하수자원을 해수 침투로부터 보호하기 위하여 매우 광범위하고 다양한 기술과 정책 수단을 개발하여 복합적으로 사용하고, 이러한 정책 목적을 실현하기 위한 법적·제도적 기반을 마련하여 시행하고 있다. 본 연구는 미국 동부지역 연안 주, 네덜란드, 일본, 인도 등 주요 연안 국가들의 해안 지하수관리를 위한 정책적 수단과 조치, 법적·제도적 기반 등 사례를 검토·분석하고, 국내 해안지역 지하수 관리제도 사례로서 제주도의 지하수 기준수위 제도를 비교 고찰함으로써 향후 제주도뿐만 아니라 우리나라 해안지역 지하수 관리방안에 대한 논의의 기반을 제공하고자 하였다. 검토·분석 결과, 전 세계 다수 국가가 해당 지역의 현안과 특성에 기반한 해안 지하수 관리제도를 다양하게 개발하여 시행하고 있는 것을 볼 수 있었다. 다만, 이러한 관리제도는 지하수 취수량의 안정적 확보 및 해수 침투 방지라는 공통 목표를 달성하고 지하수관리의 효율성을 극대화하고자 다음과 같은 몇 가지 주요 요소를 기반으로 최적의 관리방안을 모색하고 있는 것으로 파악되었다. 첫 번째, 해안 지하수의 특수한 성격과 지위를 고려하여 국가 지하수 관리체계의 범주 내에서 별도의 특별 관리체계를 수립하여 시행하고 있다. 두 번째, 지하수위 하강 방지 및 적정 지하수위 유지, 해수 침투 방지 등 핵심적인 정책목표를 달성하기 위해 지하수 취수량을 효과적으로 제한하는 기술적·정책적·법적 조치를 다양하게 수립·시행하고 있다. 세 번째, 정책 및 제도의 개발·적용은 철저하고 정확한 과학·기술적 연구·분석 데이터를 기반으로 한다. 네 번째, 다양한 기술적·정책적·제도적 수단과 조치를 혼용하여 복합적으로 활용함으로써 시너지 효과의 극대화를 도모한다. 다섯 번째, 기술과 정책, 법·제도 등의 개발 및 시행은 해당 지역과 현장을 기반으로 함으로써 지역사회의 이해와 협력을 최대한 확보하고 정책·제도의 현장 적응성과 실효성을 제고한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권7호
• /
• pp.41-53
• /
• 2012

강우에 수반된 급경사지의 붕괴는 지반에 수분이 침투하여 평형상태에서 중력방향으로 지반이 이동하는 현상으로 지형과 지질 등에 의한 내적 요소와 강우, 지진 등에 의한 외적요인에 따라 붕괴의 정도가 달라진다. 암종에 따른 수분의 침투특성을 파악하기 위해 백악기말 고철질화강암이 분포하는 부산 금정산 지역과 퇴적암이 분포하는 지역 중 단양지역(사암), 진주지역(셰일), 포항지역(이암-미고결퇴적암) 등 4개 지역을 시범지역으로 선정하여 전기비저항 모니터링탐사를 실시하였다. 탐사기간은 우기가 시작되는 6월부터 하절기를 지나 건기에 해당하는 11월까지 수행하였다. 모니터링 결과 금정 지역과 진주 지역은 표준 강우량 산정 시 우기 동안의 선행강우량의 영향은 6월에서 10월까지의 전체 강우를 대상으로 산정할 필요성이 있고 반감기의 산정 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. 또한 저비저항 이상대의 수직적인 분포는 수분의 침투가 지표에서 하부 지반으로 균일하게 발생하는 것이 아니라 풍화대의 균열이나 토층의 이완된 간극을 따라 발생하고 있다. 포항지역 미고결퇴적암은 수분의 침투 형태가 화강암 및 쇄설퇴적암과는 상이하며, 강우 이후 하부지반으로 침투되는 속도가 빠르고 하부의 암반대수층으로 함양되는 기간이 짧아 현재 사용되는 표준강우량 산정 시 적용하는 선행강우량의 영향기간과 유사한 시간을 보인다. 지반의 함수 정도에 의해 단양의 쇄설성 퇴적암 분포지의 하부 지반에서 관찰되는 저비저항 이상대의 유지 기간은 포항지역과 유사하며, 집중호우 시측방으로 수분이 확산되는 정도는 진주의 쇄설성 퇴적암과 같은 형태를 보인다. 이상의 분석결과에서 단양 지역은 선행 강우량이 미치는 기간이 3주 정도로 추정된다.

• 자원환경지질
• /
• 제44권2호
• /
• pp.135-152
• /
• 2011

제주도 남측사면에서 산악지역부터 해안지역에 걸쳐 분포하는 용천수에 대해 풍수기와 갈수기의 2회에 걸쳐 측정된 $NO_3$ 농도를 수해지질학적 인자 및 토지 이용 특성 인자를 포함하는 공간 변수들의 다중선형 회귀모형으로 예측하였다. 용천수의 $NO_3$ 농도는 평균 20 mg/L이며, <0.02~86 mg/L의 범위를 보여 인위적 오염의 정도가 매우 다양하다. 공간 변수는 용천수를 중심으로 원형 버퍼를 설정하여 추출하였으며, 수정결정계수 증가율과 원형 버퍼의 제한점을 고려하여 반경 400 m를 최적 범위로 설정하였다. 선택된 회귀 모형들은 p-값과 더빈-왓슨 통계치에 근거하여 모두 통계적으로 유의하였다. 설명변수는 수정결정계수, Cp (total squared error), AIC (Akaike's Information Criterion)등을 기준으로 선택하였으며 변수들의 유의성과 다중공선성을 확인하여 최적 회귀 모형을 제시하였다. 일부 용천수들은 이상치로 확인되었으나 전체 시료의 10%이내였으며, 이들은 원형 버퍼를 사용하는 다중회귀분석의 한계를 지시한다고 할 수 있다. 변수의 유의성 기준으로 선정된 최적 회귀 모형의 결정계수는 이상치 제거 전이 0.74-0.79, 제거 후가 0.86-0.87의 범위로 높은 설명력을 보여주었으며, 자연지역 면적 비율이 용천수의 $NO_3$ 농도에 가장 큰 영향력을 가지는 것으로 나타났다. 용천수 $NO_3$ 농도에 대한 인위적 토지이용의 영향력은 최적 버퍼 반경에서 두 조사 시기 모두 과수원 > 주거지역 > 밭의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 제주도 남측사면 용천수의 수질이 수리지질학적 인자보다는 토지 이용 특성에 크게 좌우됨을 지시하며, 용천수의 오염 취약성이 주변의 지표 오염원, 특히 과수원 분포에 민감함을 보여준다.

• 자원환경지질
• /
• 제45권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2012

본 논문은 전라북도 진안군 신보광산의 동부지역에서 고품위 우라늄 지화학 이상대와 지질구조 사이의 상관관계를 규명하고 지하수 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 발달하는 연성 및 취성 구조요소의 특성을 파악하였다. 그 결과, 이 지역은 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 규암, 변성이질암, 변성사질암과 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트와 백악기 반암류 등으로 구분되고, 추정과 달리 이들 암상을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군은 관찰되지 않았다. 선캠브리아기 변성퇴적암류의 주요 연성 변형구조는 적어도 세 번의 변형단계 [동북동 방향성의 광역엽리 (D1) -> 동북동 내지 동서 방향성의 파랑엽리 (D2) -> 서북서 내지 동서 방향성의 개방, 밀착, 킹크 습곡 (D3)]를 걸쳐 형성되었고, S1 광역엽리의 방향성은 선캠브리아기 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 우세하게 나타난다. 지하수의 유동과 밀접한 관련성 있는 취성 고각 단열 (경사각${\geq}45^{\circ}$)의 방향성[동북동 (출현빈도: 24.3%), 남북 (23.9%), (북)북서 (18.8%), 서북서 (16.9%), 북동 (16.1%) 단열조 순]은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성 및 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 상기된 선캠브리아 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등으로부터 신보광산과 그 동부지역의 우라늄 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 볼 때 이들 지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암은 기존연구 결과와 같이 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수가 광산지역으로 통과하면서 이차적으로 부화되었을 가능성이 높다고 판단된다.