[논문]먹는샘물 제조업체의 취수량 및 감시정 관리에 관한 고찰

손두기; 박승혁; 정교철

doi:10.9720/kseg.2019.3.329

초록
AI-Helper

샘물개발허가의 유효기간은 5년이며, 연장허가를 위하여 만료 6개월 전까지 샘물환경영향조사 보고서를 첨부하여 기간 연장을 신청하여야 한다. 제출된 보고서의 심사과정에서 가장 큰 관심은 샘물 취수에 따른 지하수위 강하, 원수 수질분석 및 감시정의 모니터링 결과에 집중된다. 중생대 백악기 지역과 선캠브리아기 변성암 지역에 각각 위치하는 먹는샘물 제조업체의 취수정에 대하여 수중모터펌프의 양수능력과 양수시간을 조절하는 방법으로 수위강하량과의 상관성을 조사하였다. 양수능력을 감소시키는 방법이 매시간 동일하게 양수시간과 회복시간을 조정하는 방법보다 수위강하량을 줄이는데 효과적이었다. 또한 변성암 지역에 설치한 감시정에 대하여 pH센서의 계측자료를 분석한 결과, 설치 후 경과시간에 따라 계속 증가하여 일정한 값에 수렴하는 것으로 조사되어 관리가 어려운 pH항목을 감시정에서 제외하거나 사용자 친화적인 계측방법으로 보완이 필요할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Bottled water companies in Korea are required to conduct an environmental impact assessment of their drinking water supply at least six months before the expiration of their five-year marketing and production license. The water level drawdown, production well water quality, and monitoring well obser...

Bottled water companies in Korea are required to conduct an environmental impact assessment of their drinking water supply at least six months before the expiration of their five-year marketing and production license. The water level drawdown, production well water quality, and monitoring well observation results are the most important items that are evaluated in the assessment report. Here we evaluate the relationship between well drawdown and pumping capacity with pumping time from the production wells of bottled water manufacturers located in Cretaceous granite (site A) and Precambrian gneiss (site B). The method to reduce the pumping capacity is more effective in decreasing the drawdown than the method to simultaneously control the pumping and recovery times. Furthermore, the monitoring data from the pH monitoring sensors that were installed in Precambrian gneiss (site C) yield pH values that increase with time and eventually plateau at a certain value. We therefore propose that pH monitoring is either discontinued or improved to provide more reliable and usable results.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Status of the pumping well permits, permitted withdrawal rates, and bottled water fadlities for the 2010-2018 period.
표 Table 1. Average of the total permitted withdrawal rate based on the bottled water facility and pumping well data for the 2010-2018 period
그림 Fig. 2. Comparison of the water level fluctuations in the monitoring wells based on adjustments to the pumping well withdrawal rate.
그림 Fig. 3. Examples of erroneous pH curves from the monitoring wells for bottled water facilities.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 2018년 61 개소의 먹는샘물 제조업체의 경우 업체별로 3개 이상의 감시정을 운용하고 있다. 감시정의 용도는 취수정에서 샘물을 취수할 때 주변 대수층으로부터 유입되는 지하수의 수소이온농도, 전기전도도, 온도 수위를 실시간 측정하여 장 - 단기간의 수질변화를 모니터링 하는데 목적이 있다. 취수정 가동에 따라 단기적으로 수위를 비롯하여 수소이온농도, 전기전도도, 온도가 민감하게 반응한다면 대수층의 주유입구간의 변동 등을 추정할 수 있고, 장기적으로 풍수기와 갈수기의 강수량에 따른 수질 및 수위의 변화를 분석하여 기원변화 등을 예측할 수 있을 것이다.
또한 감시정의 센서에 이상이 발생하는 다수의 요인은 우천시 낙뢰에 의한 손상이며, pH 센서와 같이 Buffer solution 을 이용해 정기적으로 교정이 필요한 측정항목도 있으나 실행에 큰 어려움이 따른다. 따라서 가장 센서의 민감도가 크고, 주기적인 보정이 필요한 pH 항목을 제외하거나 센서의 오작동에 따라 빠른 대처가 가능하도록 원수를 탱크로 이송하는 배관 혹은 취수정으로부터 이송된 원수를 저장하는 탱크에서 일정량을 배수 시키며 pH를 측정하는 방법도 고려해볼 만하다. 따라서 이러한 다양한 수질측정 방법의 적용은 pH 센서와 같이 일일점검항목으로 정해져 있는 계측기기의 교정 및 교체를 수월하게 하여 보다 효율적으로 감시정 운용이 이루어지게 해야할 것으로 판단된다.
따라서 본 연구에서는 먹는샘물 보고서의 심사과정에서 주된 관심인 샘물취수에 따른 수위강하에 대하여 사례를 통해 수중모터펌프의 양수능력과 양수시간을 조절하는 방법으로 수위강하량과의 상관성을 분석해 보고 감시정 계측센서 운용상 현장의 문제점을 찾아 적정한 샘물관리 방안을 제시해 보려 한다.

제안 방법

Fig. 2는 중생대 백악기 (Site A) 와 선캠브리아기 변성암(Site B) 지역에 위치하고 있는 먹는샘물 제조업체에 개발되어 사용 중인 2개 취수정의 취수량과 그에 따른 감시정의 수위변화를 2014년 8월부터 2019년 7월까지 5년간 도시 (Fig. 2a, 2b) 한 것이고, 강수량에 의한 수위변화(Fig. 2c, 2d) 의 영향을 검토하였다. 이들 감시정 수위는 매시간 측정한 수위를 1 일 평균한 것이다.
먹는물관리법 제13조, 시행규칙 제7조에 의한 환경영향조사결과에 따라 취수정의 위치와 사양, 상하류 구배구간이 결정되면 취수정으로부터 10 m 이상 거리의 상류구배구간에 2개공, 하류구배구간에 최소 1 개공 이상의 감시정을 설치하도록 하고 있다. 감시정의 굴착 심도는 취수정의 심도와 동일하거나 최소 2/3 이상으로 하고, 자동계측기를 설치하여 수위, 전기전도도, 온도, 수소이온 농도를 연속적으로 측정 . 기록하게 하였다.
본 연구에서는 먹는샘물 보고서의 심사과정에서 주된 관심인 샘물취수에 따른 수위강하 사례를 통하여 수중모터펌프의 양수능력과 양수시간을 조절하는 방법으로 수위강하량과의 상관성을 분석하였으며, 또한 양수정 주변 감시정 계측센서 운용상 현장의 문제점을 찾아 적정한 샘물관리 방안을 제시하였다.
환경영향조사는 샘물 등의 개발로 주변 환경에 미치는 영향과 주변 환경으로부터 발생하는 해로운 영향을 예측 . 분석하여 이를 줄일 수 있는 방안에 관한 사항을 조사하며, 원수의 부존량과 산출상태, 적정채수량 . 영향범위 및 포획구간, 환경지질학적 피해, 수질 등에 대해 조사하도록 하고 있다.
3b~3d 에서 볼 수 있는바와 같이 수소이온농도는 계측을 시작한 이후부터 지속적으로 상승하여 약 12 개월이 경과한 후 일정한 값들로 수렴하는 양상을 나타내었다. 시험용 자동계측기 Fig. 3b~3d가 설치된 감시정에서 휴대용 다항목수질측정기(HI 9828, HANNA) 를 이용하여 간이수질을 측정하였다. 수소이온농도는 7.
계측자료에서는 일정한 주기나 패턴으로 증감을 반복하고 있다. 이와 비교하기 위해 동일한 지질의 타 지역 감시정(Fig. 3b~3d) 에 시험용 자동계측장비를 신규로 설치하여 수소이온농도를 계즉한 자료를 제시하였다. Fig.

대상 데이터

감시정의 수질은 단기간에 급격한 변화가 발생하는 경우는 드물며, 일정한 경향을 유지하거나 취수정의 양수에 따른 감시정의 수위변화와 유사한 패턴을 보이는 경우도 있다. Fig. 3은 선캠브리아기 변성암 지 역에 설치된 먹는샘물 제조업체들의 감시정의 수소이온농도 자동계측자료(Fig. 3a)(Gyung-nam Province, 2018)를 대표적으로 2개소 (A, B) 제시하였다.

성능/효과

Site A 의 경우 2019년 4월 물탱크 설치가 끝난 후부터 2019년 7월까지 수중모터펌프의 양수능력을 2018년 동일기간 대비 약 35% 감소시켰고, 1일 취수량은 약 9% 감소시켰다. 그 결과 감시정의 수위는 평균 약 17.5% 올라왔으나 양수량이 감소한 만큼 수중모터펌프의 가동 시간(24시간동안 가동하는 일수가 증가) 이 증가하여 감시정의 수위가 자연수위에 가깝게 상승하는 일수가 급격히 감소한 것으로 조사되었다. Site B의 경우 2019년 5월 물탱크 설치가 끝난 후부터 2019년 7월까지 수중모터펌프의 양수 능력은 동일하게 운용하고, 가동시간을 1시간 간격으로 40분 가동, 20분 중지를 반복하는 방법으로 양수를 실시하였다 이때 1 일 취수량은 2018년 동일기간 대비 약 10.
2010년부터 2013 년까지 3 년 동안 취수정이 204개까지 증가한 것은 2011 년 3 월에 있었던 동일본대지진에 의한 낙관적인 수출 전망에 따른 것으로 판단된다. 이 기간 동안 5개 업체가 폐업하고 4개 업체가 신규로 허가를 받아 총 업체 수에서는 큰 변화가 없으나 기존 먹는샘물 제조업체에서 31 개의 취수정을 추가로 개발하여 전체적으로 개발공수는 증가하였다. 약 3년간 전체 취수허가량은 26, 939m₃/day 에서 38, 364 m₃/day 로 약 142% 증가하였다.
이러한 먹는샘물 제조업체들이 지하수 보존을 위한 노력의 일환으로 취수정의 양수량을 조절하는 방법을 시행한 결과 수중 모터 펌프에 타이머를 설치하여 가동시간을 조절하는 것 (Site B) 보다 수중모터펌프의 양수능력을 감소시켜 운용하는 것 (Site A) 이 지하수위 강하량을 줄이는데 더 효과적인 것으로 조사되었다. 그러나 이들 방법의 단점은 수중 모터 펌프가 원수 탱크를 채우는데 필요한 시간동안 휴일을 포함하여 계속 가동되어 지하수위가 자연수위에 가깝게 상승하는 날 수가 감소하였다는 것이다.

후속연구

따라서 가장 센서의 민감도가 크고, 주기적인 보정이 필요한 pH 항목을 제외하거나 센서의 오작동에 따라 빠른 대처가 가능하도록 원수를 탱크로 이송하는 배관 혹은 취수정으로부터 이송된 원수를 저장하는 탱크에서 일정량을 배수 시키며 pH를 측정하는 방법도 고려해볼 만하다. 따라서 이러한 다양한 수질측정 방법의 적용은 pH 센서와 같이 일일점검항목으로 정해져 있는 계측기기의 교정 및 교체를 수월하게 하여 보다 효율적으로 감시정 운용이 이루어지게 해야할 것으로 판단된다.
지속적이고 안정적인 수위를 유지하기 위하여 가동 중인 먹는 샘물 제조업체의 취수정 운용방안에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단되며, 금번 조사에서는 대규모 원수저장 탱크를 설치하고 수중모터펌프의 양수능력을 줄였을 때 지하수위 강하량이 감소하는 것으로 나타났으나, 원수탱크를 채우기 위해 수중모터펌프가 계속 가동되어 자연수위로의 회복에 문제가 발생하는 것으로 조사되었다. 따라서 적정한 수중 모터 펌프의 설계에 대한 좀 더 상세한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
그러나 이들 방법의 단점은 수중 모터 펌프가 원수 탱크를 채우는데 필요한 시간동안 휴일을 포함하여 계속 가동되어 지하수위가 자연수위에 가깝게 상승하는 날 수가 감소하였다는 것이다. 따라서 현재처럼 대용량의 물탱크가 없이 생산라인의 가동시간동안 취수정의 수중모터펌프가 가동되도록 높은 양수능력으로 설계하여 생산이 끝난 후 수중모터펌프의 가동이 중단되고 지하수위가 매일 회복되는 시간을 갖는 것과 양수능력을 줄여 수중모터펌프가 원수탱크를 채우는 동안 계속 가동되어 수위가 충분히 회복되지 못하나 수위 강하량은 감소시키는 방법이 적정한지 더 많은 조사가 필요할 것이다.
증가하는 것과 감시정 자동계측자료에 대한 것이다. 지속적이고 안정적인 수위를 유지하기 위하여 가동 중인 먹는 샘물 제조업체의 취수정 운용방안에 대한 연구가 더 필요할 것으로 판단되며, 금번 조사에서는 대규모 원수저장 탱크를 설치하고 수중모터펌프의 양수능력을 줄였을 때 지하수위 강하량이 감소하는 것으로 나타났으나, 원수탱크를 채우기 위해 수중모터펌프가 계속 가동되어 자연수위로의 회복에 문제가 발생하는 것으로 조사되었다. 따라서 적정한 수중 모터 펌프의 설계에 대한 좀 더 상세한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
감시정의 용도는 취수정에서 샘물을 취수할 때 주변 대수층으로부터 유입되는 지하수의 수소이온농도, 전기전도도, 온도 수위를 실시간 측정하여 장 - 단기간의 수질변화를 모니터링 하는데 목적이 있다. 취수정 가동에 따라 단기적으로 수위를 비롯하여 수소이온농도, 전기전도도, 온도가 민감하게 반응한다면 대수층의 주유입구간의 변동 등을 추정할 수 있고, 장기적으로 풍수기와 갈수기의 강수량에 따른 수질 및 수위의 변화를 분석하여 기원변화 등을 예측할 수 있을 것이다. 취수정의 심도가 깊어질수록 보다 심부 수소이온은 광물을 용해시키며 소모되므로 pH는 높아지며, 심부지하수에서 수소이온의 양이 적은 것은 CO₂ 공급이 제한된 심부에 물-암석반응을 많이 거친 물이 존재하고 있는 것으로 볼 수 있다(Lee et al.

참고문헌 (10)

Cho, B.W., Lee, B.D., Lee, I.H., Choo, C.O., 2002, Speculation on the water quality for the natural mineral water, The Journal of Engineering Geology, 12(4), 395-404 (in Korean with English abstract).
EPA, 2017, Secondary drinking water standards: guidance for nuisance chemicals, URL https://water-research.net/index.php/standards/secondary-standards.
Gyung-nam Province, 2018, The report of drinkable spring water environmental effect investigation to bottled water manufacturer, Joongang Consultant Co., Ltd., 27-32.
Instruction Manual, 2012, HI9829 Multiparameter Meter, URL https://www.manualslib.com/manual/929970/Hanna-Instruments-Hi-9829.html.
Koh, D.C., Ko, K.S., 2018, Recent trends of domestic and international management and research of natural mineral water used for bottled water, Journal of Soil and Groundwater Environment, 23(6), 9-10 (in Korean with English abstract).
Lee, J.E., Jeon, H.T., Jeon, Y.W., 1997, Geochemical characteristics of deep granitic groundwater in Korea, Journal of Korean Society of Groundwater Environment, 4(2), 199-200 (in Korean with English abstract).
Im, H.C., 2004, The study on the quality of natural mineral water, Journal of the Korean Geophysical Society, 7(1), 41-49 (in Korean with English abstract).
Ministry of Environment, 2013, The drinking water management act, URL http://eng.me.go.kr/eng/web/index.do?menuId299&findDepth1.
Ministry of Environment, 2018, The status of the drinking water companies, URL http://www.me.go.kr/home/web/policy_data/read.do?menuId10264&seq7175.
Yoon, D., Lee, B., Wang, C., 2015, A study on the history of the Korean bottled water market, The Review of Business History, 30(1), 137-161 (in Korean with English abstract).

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

먹는샘물 제조업체의 취수량 및 감시정 관리에 관한 고찰
A Study on the Water Withdrawal Permit Rate and Monitoring Well Management of Bottled Water Manufacturers 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

먹는샘물 제조업체의 취수량 및 감시정 관리에 관한 고찰 A Study on the Water Withdrawal Permit Rate and Monitoring Well Management of Bottled Water Manufacturers 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4) 모든 표/그림 보기

표/그림 (4) 슬라이드로 보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

정교철 (116)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

먹는샘물 제조업체의 취수량 및 감시정 관리에 관한 고찰
A Study on the Water Withdrawal Permit Rate and Monitoring Well Management of Bottled Water Manufacturers 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper