[논문]울릉도 북면 천부리 추산 용출소의 수질화학적 특성

이병대; 조병욱; 추창오

doi:10.9720/kseg.2018.4.565

울릉도 북면 천부리 추산 용출소의 수질화학적 특성
The Hydrochemistry of ChusanYongchulso Spring, Cheonbu-ri, Buk-myeon, Northern Ulleung Island 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.28 no.4, 2018년, pp.565 - 582

이병대 (한국지질자원연구원 지질환경연구본부) , 조병욱 (한국지질자원연구원 지질환경연구본부) , 추창오 (안동대학교 지구환경과학과)

초록
AI-Helper

울릉도 북면 천부리에 소재하는 자분샘인 추산용출소 지하수의 수질특성을 규명하고, 이를 통하여 대수층의 발달특징을 고찰하였다. 상류구배인 나리분지 일대에 광범위하게 분포하는 부석층과 화산쇄설층, 칼데라 함몰과 관련된 단층과 절리와 같은 파쇄대는 투수계수가 높아 용출소의 지하수함양에 유리한 조건을 제공한다. 특히 다공성이며 표면적이 넓은 알칼리성 화산쇄설물로 구성된 화산암류로 인해 상류하천수와 용출소는 독특한 수질특성을 보인다. 용출소의 수질유형은 $Na-HCO_3$형이며, 상류의 샘과 하천수는 $Na-HCO_3$형과 Na-Cl형의 경계에 놓인다. EC과 상관성이 높은 성분으로는 $HCO_3$와 Na를 비롯하여 F, Ca, Mg, Cl, $SiO_2$, $SO_4$ 등이 있다. 높은 Na, Cl 함량은 울릉도 지질 전반에 알칼리계열의 화산암이 분포하며, 고기 화산활동에 영향을 받은 것으로 판단된다. 물-암석반응을 잘 반영하는 요소인 Eh와 pH는 어떤 수질성분과도 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다. 요인분석결과에 의하면, 요인 1의 영향력은 54%로 나타났으며, 요인 2의 경우 25.8%이다. 요인 1에 높은 적재량을 가지는 성분은 F, Na, EC, Cl, $HCO_3$, $SO_4$, $SiO_2$, Ca, $NO_3$, Mg 등이다. 요인 2에 대해 적재량이 높은 성분은 Mg, Ca이며, 음의 적재값이 높은 성분은 K, $NO_3$, DO 등이다. 이 지역의 독특한 수질특성 즉 높은 Na, Cl, F, $SO_4$ 등은 알칼리계열의 화산쇄설암류의 세립질 입자, 높은 공극률 등이 물-암석반응을 가속화시킨 결과로 해석된다. 그러나 울릉도의 수질특성과 대수층의 발달, 수리순환을 규명하기 위하여서는 광범위한 지구물리탐사와 더불어, 동위원소, 미량원소, 추적자 등을 통한 추가연구가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the hydrochemical properties of ChusanYongchulso Spring located in Buk-myeon, Ulleung Island, focusing on the formation and characteristics of aquifers in and around the Nari caldera. Abundant pumice with high permeability and numerous fractures (including faults and joints) that formed as a result of caldera subsidence are widely distributed in the subsurface, favoring the formation of aquifers. Because of the presence of porous pyroclastic rocks with a high internal surface area, the water type of the springs is characterized by $NaHCO_3$, with upper stream waters and the upper spring being characterized by $NaHCO_3$ and NaCl, respectively. Components with a high coefficient of determination with EC are $HCO_3$, Na, F, Ca, Mg, Cl, $SiO_2$, and $SO_4$. The high concentrations of Na and Cl might be attributable to the main lithologies in the area, given that alkaline volcanic rocks are distributed extensively across Ulleung Island. Eh and pH, which are considered to be important indicators of water-rock interaction, are unrelated to most components. According to the results obtained from factor analysis, the variance explained by factor 1 is 54% and by factor 2 is 25.8%. Components with a high loading on factor 1 are F, Na, EC, Cl, $HCO_3$, $SO_4$, $SiO_2$, Ca, $NO_3$, and Mg, whereas components with a high loading on factor 2 are Mg and Ca, along with K, $NO_3$, and DO with negative loadings. It is suggested that the high concentrations of Na, Cl, F, and $SO_4$ are closely related to the presence of fine-grained alkaline pyroclastic rocks with high permeability and porosity, which favorintensewater-rock interaction. However, a wide-ranging investigation that encompasses methods such as geophysical prospecting and geochemical analysis (including isotope, trace-element, and tracer techniques) will be necessary to gain a better understanding of the groundwater chemistry, aquifer distribution, and water cycling of Ulleung Island.

주제어

표/그림 (16)

그림 Fig. 1. Shaded relief topographic map showing the study area location (rectangular box) in the northwestern part for he Nari caldera (modified after Kim and Lee, 2008)
그림 Fig. 2. Topographic map of the Nari caldera area, northern Ulleung Island, showing the sampling sites.
그림 Fig. 3. The dam constructed at Yongchulso Spring.
표 Table 1. Spring water and stream water of northern Ulleung Island. CS: Chusan Spring, SY: Silyungsu, SV: Sungin Valley stream(*). The unit of chemical component concentrations is mg/L unless otherwise noted.
그림 Fig. 4. Water types plotted on a Piper diagram.
그림 Fig. 5. Stiff diagrams of Sungin Valley and Sillyung Spring. (a) Sungin Valley 1 (October 2010). (b) Sungin Valley 2 (October 2010). (c) Sillyung spring (August 2010).
그림 Fig. 6. Stiff diagrams for Yungchulso Spring 2 by season.
그림 Fig. 7. Stiff diagrams forYungchulso Spring 3(discharge water) by season.
그림 Fig. 8. Chemical relationships of HCO₃ and Na with EC.
그림 Fig. 9. Chemical relationships of Na and Ca with HCO₃
그림 Fig. 10. Chemical relationships of Ca and K with Na.
그림 Fig. 11. Chemical relationships of Cl, Ca, and SO₄ with F.
그림 Fig. 12. Chemical relationships of Eh with Do and of Na with Cl.
표 Table 2. Correlation matrix of physicochemical components
표 Table 3. Factor matrix extracted using principal component analysis
그림 Fig. 13. Factor plot of the hydrochemical characteristics of Ulleung water.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	울릉도의 주요 암질은?	울릉도는 지질학적으로 신생대3기 말에서 제4기 말까지 활발한 화산활동으로 형성된 화산섬으로서 주요 암질은 현무암, 조면암, 포놀라이트, 화산각력암, 응회암, 부석 등으로 구성된다. 특히 성인봉을 비롯한 여러 외륜산으로 둘러싸인 나리칼데라를 중심으로 부석층, 화산쇄설암, 각력암, 함몰파쇄대, 냉각절리 등과 같은 다공질 및 불연속면이 잘 발달한 화산 암의 지질특성은 울릉도의 풍부한 강수량과 더불어 지하수 함양에 매우 유리한 조건이 된다.
	울릉도는 지질학적으로 어떻게 형성되었는가?	울릉도는 지질학적으로 신생대3기 말에서 제4기 말까지 활발한 화산활동으로 형성된 화산섬으로서 주요 암질은 현무암, 조면암, 포놀라이트, 화산각력암, 응회암, 부석 등으로 구성된다. 특히 성인봉을 비롯한 여러 외륜산으로 둘러싸인 나리칼데라를 중심으로 부석층, 화산쇄설암, 각력암, 함몰파쇄대, 냉각절리 등과 같은 다공질 및 불연속면이 잘 발달한 화산 암의 지질특성은 울릉도의 풍부한 강수량과 더불어 지하수 함양에 매우 유리한 조건이 된다.
	나리용출소의 유량은 하루 2만 톤에 달하는데, 이 중 수력발전으로 이용되는 양은?	나리분지 북편에 위치하는 자분샘의 일종인 나리용출소는 활용 도와 역사성으로도 유명한데, 유량은 하루 2만 톤에 달한다. 이 중 9,000 톤은 수력발전으로 이용되는데, 이는 울릉도 전체 전력의 24%를 차지하며, 1,000 톤은 울릉도 북부지역의 상수원으로 이용되고 있다. 울릉도는 해양성 기후로 인하여 연평 균기온은 12.

참고문헌 (23)

Arai, F., Oba, T., Kitazato, H., Horibe, Y., Machida, H., 1981, Late Quaternary tephrochronology and paleo-oceanography of the sediments of the Japan Sea, The Quaternary Research, 20(1), 209-230.
Bank, D., Reimann, C., Royset, O,, Skarphagen, H., Saether, O.M., 1995, Natural concentrations of major and trace elements in some Norwegian bedrock groundwaters, Applied Geochemistry, 10(1), 1-16.

상세보기
Carrillo-Rivera, J.J., Cardona, A., Edmundo, W.M., 2002, Use of abstraction regime and knowledge of hidrogeological conditions to control high-fluoride concentration in abstracted groundwater: San Luis Potosi basin, Mexico, Journal of Hydrology, 261(1), 24-47.

상세보기
Chebotarev, I. I, 1955, Metamorphism of natural waters in the crust of weathering - 1, Geochimica et Cosmochimica Acta, olume 8(1), 22-33.

상세보기
Choo, C.O., Kim, J.T., Chung I.M., Kim, N.W., Jeong, G.C., 2008, Geochemical aspects of groundwater in granite area and the origin of fluoride with emphasis on the water-rock interaction, The Journal of Engineering Geology, 18(1), 103-115 (in Korean with English abstract).
Drever, J. I., 1988, The Geochemistry of Natural Waters, Prentice Hall, 437.
Hwang, S.K., Hwang, J.H., Kwon, C.W., 2012, Geological report of the Ulleung Sheet, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, 84p.
Im, J.H., Choo, C.O., 2015, A study on tree-ring dating and speciation of charcoal found in pumiceous deposit of the Quaternary Nari caldera, Ulleung Island, Korea, Economic and Environmental Geology, 48(6), 501-508 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Im, J.H., Shim, S.H., Choo, C.O., Jang, Y.D., Lee, J.S., 2012, Volcanological and paleoenvironmental implications of charcols of the Nari Formation in Nari Caldera, Ulleung Island, Korea, Geosciences Journal, 16(1), 105-114.
Kim, G.B., Cronin, S.J., Yoon, W.S., Sohn, Y.K., 2014, Post 19 ka B.P. eruptive history of Ulleung Island, Korea, inferred from an intra-caldera pyroclastic sequence, Bulletin of Volcanology, 76(4), 802-828.
Kim, K.B., Lee, G.D., 2008, A study on volcanic stratigraphy and fault of Ulleung-do, Korea, The Journal of Engineering Geology, 18(3), 321-330 (in Korean with English abstract).
Kim, K.H., Tanaka, T., Nagao, K., Jang, S.K., 1999, Nd and Sr isotopes and K-Ar ages of the Ulreungdo alkali volcanic rocks in the East Sea, south Korea, Geochemical Journal, 33(5), 317-341.
Kim, M.I., Suk, H.J., Kim. H.S., 2005, An experimental study on understanding hydraulic storage properties of Ulleung Island, Proceeding of Fall Conference, The Geological Society of Korea, October, 152 (in Korean).
Kim, M.I., Suk, H.J., Kim. H.S., Barry, J., 2005, An evaluation of site applications for aquifer storage and recovery in Ulleung Island, Proceeding of 2005 Spring Conference, Korean Society of Soil and Groundwater Environment, April, 415-419 (in Korean).
Kim, Y. K., Lee, D. S., 1983, Petrology of alkali volcanic rocks in northern part of Ulrung Island, Journal of the Korean Institute of Mining Geology, 16(1), 19-36 (in Korean with English abstract).
Kim, Y.K., 1985, Petrology of Ulreung volcanic island, Korea; Part 1, Geology. Japanese Association of Mineralogists Petrologists and Economic Geologists, 80(1), 128-135.

상세보기
Machida, H., Arai, F., Lee, B.S., Moriwaki, H., Furuta, T., 1984, Late Quaternary tephras in Ulreungdo Island, Korea, Journal of Geography of Japan, 93(1), 1-14.
Min, K.D., Kim, O.J., Yun, S, Lee, D.S., Kim, K.H., 1988, Applicability of plate tectonics to the post-Late Cretaceous igneous activity and mineralization in the southern part of south Korea (II), Journal of the Geological Society of Korea, 24(1), 11-40.
Nordstrom, D. K., Ball, J. W., Donahoe., R. J. and Whittemore, D., 1989, Groundwater chemistry and waterrock interactions at Stripa, Geochimica et Cosmochimica Acta, 53(8), 1727-1740.

상세보기
Okuno, M., Shiihara, M., Torii, M., Nakamura, T., Kim, K., Domitsu, H., Moriwaki, H., Oda, M., 2010, AMS radiocarbon dating of Holocene tephra layers on Ulleung Island, South Korea, Radiocarbon, 52(3), 1465-1470.

상세보기
Seo, Y.S., Jang, H.S., Kim, K.Y., 2013, Assessement of rockfall hazard in the northeast region of Ulleung-Do, The Journal of Engineering Geology, 22(3), 353-363 (in Korean with English abstract).
Song, Y.S., Park, K.H., Park, M.E., 1999, Major, rare earth and trace geochemsitry of Ulleungdo volcanic rocks, Journal of the Petrological Society of Korea, 8(1) (in Korean with English abstract).
Song, Y.S., Park, M.E., Park, K.H., 2006, Ages and evolutions of the volcanic rocks from Ulleung-do and Dok-do. Journal of the Petrological Society of Korea, 5(1), 72-80 (in Korean with English abstract).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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