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문제 정의
- 본 연구에서는 북한강 지류 하천 주변의 충적충 선상 지에서 온도 관측, 유향유속 검층, 지화학 분석 등을 통하여 지하수와 지표수의 상호 작용을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 온도와 수위 변화는 5개월 이상(2010년 2월 24일~2010년 7월 28일) 1시간 간격으로 측정하였다. 또한, 각 관측정 및 기존 우물에서의 심도별 지하수 흐름을 파악하기 위하여 갈수기(3월)에 일본 알렉 사의 GEOFLO 를 사용하여 2차원 유향유속 검층을 수행하였으며, 지층 의 수리특성을 파악하기 위한 순간충격시험을 실시하였다. 상기 물리적 조사 방법에 병행하여 지표수와 지하수의 상호작용을 파악하기 위하여 심도별 지하수 및 지표수 시료를 채취하여 지화학 분석을 실시하였다.
- 본 연구에서는 03]역을 대상으로 심도별로 측정한 온도 관측 자료, 유향유속 실험 결과 및 수질 분석 자료를 활용하여 다음과 같은 결과를 도출하였다.
- 또한, 각 관측정 및 기존 우물에서의 심도별 지하수 흐름을 파악하기 위하여 갈수기(3월)에 일본 알렉 사의 GEOFLO 를 사용하여 2차원 유향유속 검층을 수행하였으며, 지층 의 수리특성을 파악하기 위한 순간충격시험을 실시하였다. 상기 물리적 조사 방법에 병행하여 지표수와 지하수의 상호작용을 파악하기 위하여 심도별 지하수 및 지표수 시료를 채취하여 지화학 분석을 실시하였다.
- 설치된 8개소 관측정 및 기존 우물 1개소에 DALLAS 사의 ttiamochron tbutton의 온도 센서를 심도 50 an 간 격으로 설치하고, Divei를 설치하여 지하수위를 측정하 였다(Fig. 3). 온도와 수위 변화는 5개월 이상(2010년 2월 24일~2010년 7월 28일) 1시간 간격으로 측정하였다.
- 수질분석 결과를 토대로 삼각 다이어그램을 도시하여 지표수와 지하수의 상관관계를 알아보고 심도에 따른 지 하수질의 변화 경향을 알아보았다. Fig.
- 연구지역 상하류 지표수 5개 지점(30G~800m 간격) 및 9개 지하수 관측정에서 2회(7월 및 9월) 수질 분석을 실시하여 지화학 특성에 있어서의 지표수와 지하수 연계성을 파악하였다. 1차 조사에는 지하수 관측정과 하천수에 대하여 베일러를 이용하여 심도 구분 없이 시료 채취하였으며, 2차 조사에서는 하천과 인접한 BH-6, 7호공 및 연 구지역 중앙부에 있는 BH-3, 4호공 등 총 4곳의 관측 정에서는 저속정량펌프를 이용하여 심도별로 수질 시료를 채취하였다(Fig.
- 3). 온도와 수위 변화는 5개월 이상(2010년 2월 24일~2010년 7월 28일) 1시간 간격으로 측정하였다. 또한, 각 관측정 및 기존 우물에서의 심도별 지하수 흐름을 파악하기 위하여 갈수기(3월)에 일본 알렉 사의 GEOFLO 를 사용하여 2차원 유향유속 검층을 수행하였으며, 지층 의 수리특성을 파악하기 위한 순간충격시험을 실시하였다.
- 지층내 온도 변화를 이용한 지표수.지하수 연계 특성을 파악하기 위하여 건기 및 우기의 지층 심도에 따른 온도 변화를 분석하였다. 건기의 지하수 괸정(Well)에서는 지 하수면 상부에서는 저온을 보이지만 심도가 깊어짐에 따라 12℃ 전후를 보이며, BH-6, BH-2, BH-7호공은 6~10℃의 범위로 상대적으로 낮은 값을 보인다(Fig.
- 층적층내 지하수의 흐름을 파악하기 위하여 각 관측 공내에서 심도별 유향유속 검층을 실시하였다. 하천과 떨 어진 관측공 BH-1, BH-3, BH-8호공은 지표하 5~9m까 지의 평균 지하수 유향은 각각 174.
대상 데이터
- 연구지역 상하류 지표수 5개 지점(30G~800m 간격) 및 9개 지하수 관측정에서 2회(7월 및 9월) 수질 분석을 실시하여 지화학 특성에 있어서의 지표수와 지하수 연계성을 파악하였다. 1차 조사에는 지하수 관측정과 하천수에 대하여 베일러를 이용하여 심도 구분 없이 시료 채취하였으며, 2차 조사에서는 하천과 인접한 BH-6, 7호공 및 연 구지역 중앙부에 있는 BH-3, 4호공 등 총 4곳의 관측 정에서는 저속정량펌프를 이용하여 심도별로 수질 시료를 채취하였다(Fig. 11, Table 3).
- 8개 시추공(BH-1~8)을 굴착하여 연구지역의 지층 분포상태를 파악하고 관측정을 설치하였다 (Fig. 1 참조). 시추 에 공의 직경은 NX size(q>76mm)이며, 시추공 전구간 스크린을 설치하였다.
- 연구지역은 강원도 춘천시 00부대와 인근 북한강 지류 하천에 위치히며, 북북서 방향과 동서 방향으로 높은 지형 이 발달하는 계곡 형태를 보인다. 연구지역내의 지하수는 지형적 요인에 의하여 광역적으로 북서남동의 흐름 방향을 보이며, 수계는 부분적으로 수지상으로 나타난다(Fig.
성능/효과
- Fig. 12(a)를 보면 7월 에는 지표수의 영향이 적은 BH-1, 2, 3, 4, 8호공은 충 적층 지하수의 일반적인 유형인 Ca-HCQ를 보이는 반면, 하천에 가까이 위치한 BH-6, T흐공은 지표수와 비슷한 위치에 도시되고 있어 하천수의 영향을 받은 것으로 판단된다. 이와 같은 결과는 위에서 분석한 수온 및 유향유 속 분석 결과와 동일한 특성을 보였다' 반면에 Fig.
- 2) 동절기에서 하절기로 오면서 BH-6, 1호공은 심도별 온도의 역전 현상이 약하며 충적층 지하수의 온도 상승이 하천수나 대기의 온도 변화와 유사하게 나티나고 있어 하천수의 영향을 받고 있음을 보여준다.
- 3) 7월의 지표수와 지하수 시료에 대한 지화학 분석 결과, BH-6 및 7호공이 지표수와 유사한 지화학 특성을 보이나 기타 관측공은 일반적인 지하수 유형인 Ca-HCO3 를 보여 하천변 충적층에 지표수 영향이 있음을 알 수 있다. 그러나, 계절에 따라 지화학 특성이 변화하고 있어 충적층에서의 지표수의 유입 유출이 변화하고 있음을 보 여준다.
- 관측기간 동안 측정된 지하수위는 관측기간 평균 약3.96 m의 수심을 보이며, 2월에서 7월로 가면서 증가하는 경향을 보이는데, 2월에는 평균 4.11m, 7월에는 평균 3.93 m의 수심을 보이고 있어 약 0.18 이의 수위 상승이 나타났다. 기존 우물(Wfell)에서의 지하수위는 7월이 되면 서 10 cm 정도의 약한 수위 강하를 보이고 있다(Table 1).
- 유속 검층 결과를 토대로 심도별 유속을 도시한 결과, 하천 부근의 BH-6 및 BH-7호정의 심도 6 m 부근에서의 유속이 약 Ukm/sec로서 상하의 지층보다 빠른 것으로 나타났다(Fig. 6).
- 이상과 같이, 지류 하천변의 충적층 분포 지역인 본 연 구지역에서는 지하수와 지표수의 상호 작용이 활발히 이루어지고 있으며, 계절에 따라 상호 작용이 변화하고 있음을 알 수 있다. 아울러, 본 연구에서 사용된 thermochron I-button의 사용은 저비용의 온도 계측이 가능한 기술로서 향후 지표수 지하수 연계특성 평가에 활용되길 기대한다.
후속연구
- 이상과 같이, 지류 하천변의 충적층 분포 지역인 본 연 구지역에서는 지하수와 지표수의 상호 작용이 활발히 이루어지고 있으며, 계절에 따라 상호 작용이 변화하고 있음을 알 수 있다. 아울러, 본 연구에서 사용된 thermochron I-button의 사용은 저비용의 온도 계측이 가능한 기술로서 향후 지표수 지하수 연계특성 평가에 활용되길 기대한다.
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