[논문]영천댐 도수터널 주변지역 지하수위 영향 분석

김규한; 문성우; 서용석

doi:10.9720/kseg.2023.3.461

영천댐 도수터널 주변지역 지하수위 영향 분석
Effect of the Yeongcheon Dam Waterway Tunnel, Korea, on Local Groundwater Levels 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.33 no.3, 2023년, pp.461 - 474

김규한 (충북대학교 지구환경과학과) , 문성우 (충북대학교 지구환경과학과) , 서용석 (충북대학교 지구환경과학과)

초록
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본 연구에서는 경상북도 청송군 현서면과 안덕면 일원에 설치되어 있는 영천댐 도수터널 구간과 도수터널 주변지역의 지하수위를 측정하여, 도수터널 시공 이전 대비 지하수위 회복여부를 조사하였다. 2017년 9월부터 2018년 8월까지 매월 1회 이상 총 12회에 걸쳐 지하수 관정 156공에 대한 지하수위를 측정하였으며 지하수위 관측조사 결과, 직접 영향구역에 분포하는 관정의 지하수위 값이 간접 영향구역의 값에 비하여 상대적으로 낮은 수치를 보이고 있다. 이러한 결과는 지형조건보다는 지질학적 불연속면으로 작용하는 도수터널에 의한 영향, 즉 지하수 흐름이 직간접적인 경로를 통하여 도수터널로 유출되는 것에 지배적으로 영향을 받는 것으로 추정되며, 향후 지하수 시설물의 유지관리 및 지하수 환경의 보전을 위하여 지속적인 모니터링 및 추가 조사가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

The study area is located in Hyeonseo-myeon and Andeok-myeon of Cheongsong-gun, Korea around the Yeongcheon dam waterway tunnel, and in this paper, it is analyzed whether the groundwater level is recovered or not compared to groundwater level before waterway tunnel construction by measuring the groundwater level of 156 wells which were installed in areas near and away from the waterway tunnel. From September 2017 to August 2018, the groundwater level of the well was measured at least once a month, and as a result of groundwater level observation survey, the groundwater level of wells distributed in the directly affected zone by the waterway tunnel is relatively lower than that of the indirectly affected zone apart from the waterway tunnel. These results are estimated to be predominantly affected by the effect of waterway tunnel acting on geologic discontinuities rather than by terrain conditions, i.e. groundwater flows being leaked to the waterway tunnel through direct or indirect channels. Continuous monitoring and further investigation will be required to maintain groundwater facilities and preserve groundwater environments in the future.

주제어

표/그림 (16)

그림 Fig. 1. Location and geological map of the study area (Chang et al., 1977).
그림 Fig. 2. Cross-section of the waterway tunnel.
그림 Fig. 3. Segmentation chart of the waterway tunnel.
그림 Fig. 4. Inner cross-section and the form of support of the waterway tunnel.
그림 Fig. 5. Location map of the groundwater level observation well in the study area.
표 Table 1. Average groundwater level and width of level difference in the directly affected zone and indirectly affected zone by the waterway tunnel
표 Table 2. Monthly mean value of ground water level during survey period (unit：GL (ground water level)-m)
표 Table 3. Average elevation and groundwater level of the well distributed in the directly affected zone by the waterway tunnel
그림 Fig. 6. Average elevation and ground water level of wells in the study area.
표 Table 4. Average elevation and groundwater level of the well distributed in the indirectly affected zone by the waterway tunnel
그림 Fig. 7. Precipitation of survey period in the study area.
그림 Fig. 8. Equipotential lines of the study area.
표 Table 5. The result of groundwater level comparison by village (unit : GL-m)
표 Table 6. The data of groundwater level measurement of K-water takeover welIs (unit:GL-m)
표 Table 6. The data of groundwater level measurement of K-water takeover welIs (unit:GL-m)
그림 Fig. 9. The result of groundwater level recovery of K-water takeover wells in study area.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 도수터널 직접 영향구역과 간접 영향구역에 대한 표고와 지하수위와의 관련성을 분석하였다. 직접 영향 구역의 경우, 평균 지하수위는 지표하 23.

제안 방법

본 연구에서는 경상북도 청송군 현서면과 안덕면 일원에 설치되어 있는 영천댐 도수터널 구간과 도수터널 주변지역의 지하수위를 측정하여, 도수터널 시공 이전과 2009년, 그리고 터널시공 완료 후인 2018년의 자연수위 측정값을 비교하여 지하수위 회복여부를 조사하였다.
연구지역 일대에 분포하는 지하수 시설 중 지하수위 측정이 가능한 관정은 총 156공이며, 행정구역별로는 현서면에 118개소와 안덕면에 38개소가 있다. 지하수위 측정은 도수터널과 이격거리가 2 km 내로가까운 직접 영향구역(인접지역)과 2 km 초과인 간접영향구역(이격지역)으로 구분하여 실시하였다 . 인접지역의 경우, 현서면의 83개소 중 58개소(70%)와 안덕면 32공의 관정 중에서 14공(44%), 총 115개소의 지하수 시설 중 72공(63%)이 해당되며, 그 외 이격지역에 분포하는 84공을 포함하여 총 156공에 대하여 지하수위 관측조사를 수행하였다(Fig.

대상 데이터

또한, 지하수위 측정가능 관정 156개소 중에서 청송군이 한국수자원공사로부터 인수하여 관리하고 있는 67개 관정에 대한 측정 결과를 별도로 분석하였다. 조사대상 관정 67개소 중 수위 측정이 불가능한 관정 12공을 제외한 55개소 관정에 대하여 지하수위를 측정한 결과, 2000년에 한국자원연구소에서 추정한 도수터널 개발 이전의 자연수위값인 8~12 m (평균 10 m)보다 지하수위가 회복되지 못한 관정은 42공(76%), 이보다 상승된 관정은 13공(24%)으로 파악된다(Table 6).
연구지역 일대에 분포하는 지하수 시설 중 지하수위 측정이 가능한 관정은 총 156공이며, 행정구역별로는 현서면에 118개소와 안덕면에 38개소가 있다. 지하수위 측정은 도수터널과 이격거리가 2 km 내로가까운 직접 영향구역(인접지역)과 2 km 초과인 간접영향구역(이격지역)으로 구분하여 실시하였다 .
영천댐 도수터널은 임하댐 및 길안천의 물을 영천댐으로 도수하여 경북 동남부 지역에 용수를 공급하고 금호강의 수질을 개선하기 위한 목적으로 1991년 4월에 착공하여 2002년 12월말에 준공되었다. 터널 길이는 경북 안동시 길안면 송사리 터널 입구로부터 청송군 및 포항시 일부지역을 지나 영천시 자양면 충효리의 터널 출구까지 총 연장 32.
지하수위 측정은 도수터널과 이격거리가 2 km 내로가까운 직접 영향구역(인접지역)과 2 km 초과인 간접영향구역(이격지역)으로 구분하여 실시하였다 . 인접지역의 경우, 현서면의 83개소 중 58개소(70%)와 안덕면 32공의 관정 중에서 14공(44%), 총 115개소의 지하수 시설 중 72공(63%)이 해당되며, 그 외 이격지역에 분포하는 84공을 포함하여 총 156공에 대하여 지하수위 관측조사를 수행하였다(Fig. 5).
조사지역에 분포하는 지하수 관정 중 지하수위 관측 조사가 가능한 관정은 현서면 118개소와 안덕면 38개소로 총 156공이며 2017년 9월부터 2018년 8월까지 매월 1회 이상 지하수위(자연수위)를 측정하였다. 총 12회에 걸쳐 측정한 지하수 관정 156공에 대한 평균 지하수위는 22.
영천댐 도수터널은 임하댐 및 길안천의 물을 영천댐으로 도수하여 경북 동남부 지역에 용수를 공급하고 금호강의 수질을 개선하기 위한 목적으로 1991년 4월에 착공하여 2002년 12월말에 준공되었다. 터널 길이는 경북 안동시 길안면 송사리 터널 입구로부터 청송군 및 포항시 일부지역을 지나 영천시 자양면 충효리의 터널 출구까지 총 연장 32.97 km에 달하며 본 터널과 3개의 사갱으로 구성되어 있다. 터널 대부분의 구간은 지표하 100~800 m 깊이에 위치하고 있으며 터널 입구(183 m)와 출구(162 m)의 고도차가 21 m인 완만한 경사도(0.
한국수자원공사로부터 인수하여 청송군이 관리하고 있는 67개 관정 중 수위측정이 불가능한 관정 12공을 제외한 55개소 관정에 대하여 지하수위를 측정하였다. 측정 결과, 한국자원연구소에서 예측한 도수터널 굴착이전 자연상태의 지하수위인 8~12 m보다 지하수위가 회복되지 못한 관정은 42개소로 나타나며 수위가 회복된 관정은 13공으로 파악된다.

데이터처리

156개의 관측공에 대한 수위측정 결과를 강우량(Fig. 7)에 따른 시기별로 분석하기 위해 2017년 9월부터 2018년 8월까지의 연간 수위자료와 갈수기와 풍수기에 해당하는 지하수위 측정값이 동일한 지점을 연결하여 지하수위 등수위선도를 작성한 후 그 결과를 비교하였다(Fig. 8).

성능/효과

8). 12개월 동안 측정한 연평균 등수위선도의 경우, 직접 영향구역인 두현리, 덕성리, 백자리, 수락리, 그리고 무계리 지역을 중심으로 지하수위가 집중적으로 하강되어 있는 것을 알 수 있다(Fig. 8a).
금회 측정한 지하수위와 도수터널 건설 전추정 자연수위(10 m)와 비교하면 관정이 상대적으로 가장 많이 분포하고 있는 두현리의 경우, 18개 관정이 도수터널 건설 전 자연수위로 회복하지 못한 것으로 파악되며 백자리 14개소의 지하수위 또한 터널 공사 이전의 수위값으로 회복되지 않은 것으로 확인된다(Fig. 9).
도수터널 직접 영향구역에 분포하는 관정의 수위 변화 폭이 간접 영향구역 보다 약 12 m 더 크며 지하수위도 약 10 m가 낮은 현상을 보이고 있다. 이는 도수터널 직접 영향구역에 분포하는 지하수 관정의 수위변동이 도수터널에 의한 영향에 따라 간접 영향구역보다 민감하게 변화함을 지시한다고 할 수 있다.
도수터널이 통과하는 직접 영향구역에 대한 72개 관정의 평균 지하수위는 28.09 m이며 최저 수위와 최고 수위의 차이는 평균12.77 m의 값을 보이고 있다. 반면, 도수터널 영향을 상대적으로 덜 받는 간접 영향구역에 분포하는 84개 관정의 지하수위는 평균17.
73 m로 나타난다(Table 1). 도수터널이 통과하는 현서면의 두현리와 무계리, 백자리, 그리고 수락리와 안덕면 감은리 및 덕성리는 직접 영향구역으로 분류되며, 직접 영향구역에 대한 72개 관정의 평균 지하수위는 지표하 28.09 m이며 최저 수위와 최고 수위의 차이는 평균 12.77 m의 값을 보이고 있다. 반면, 도수터널에 간접적으로 영향을 받는 간접 영향구역에 분포하는 84개 관정의 평균 지하수위는 지표하 17.
77 m의 값을 보이고 있다. 반면, 도수터널 영향을 상대적으로 덜 받는 간접 영향구역에 분포하는 84개 관정의 지하수위는 평균17.67 m이며 최저 수위와 최고 수위 차이 또한 평균5.27 m로 나타나 직접 영향구역의 값과 비교할 때 상대적으로 작은 값을 보이고 있다.
77 m의 값을 보이고 있다. 반면, 도수터널에 간접적으로 영향을 받는 간접 영향구역에 분포하는 84개 관정의 평균 지하수위는 지표하 17.67 m로 최저 수위와 최고 수위 차이 또한 평균5.27 m로 나타나 직접 영향구역의 값과 비교할 때 상대적으로 작은 값을 보이고 있다. 즉, 도수터널 직접 영향구역에 분포하는 관정의 수위 변화 폭이 간접 영향구역 보다 약 12 m 더 크며 지하수위도 약 10 m가 낮음을 알 수 있다.
일반적으로 특정지역에서 특정기간 동안에 발생하는 지하수위 변화는 강우에 의한 지표수의 지표하 침투량과 지하수 이용(양수)에 의해 지배적으로 발생한다. 본 조사 시 직접 영향구역에 분포하는 관정의 경우, 최저 및 최고수위의 차이값이 간접 영향구역의 값보다 현저하게 큰 값을 보이고 있으며, 이는 도수터널과 이격되어 있는 간접 영향구역에 분포하는 관정과 비교할 때 상대적으로 수위 회복 능력에 있어 상당한 차이를 보여주고 있으며, 도수터널에 의한 영향을 지배적으로 받는 것으로 추정된다.
전체 암반관정의 평균 지하수위는 지표하 22.48 m이며 최저수위와 최고수위의 차이는 평균8.73 m로 나타난다(Table 1). 도수터널이 통과하는 현서면의 두현리와 무계리, 백자리, 그리고 수락리와 안덕면 감은리 및 덕성리는 직접 영향구역으로 분류되며, 직접 영향구역에 대한 72개 관정의 평균 지하수위는 지표하 28.
또한, 지하수위 측정가능 관정 156개소 중에서 청송군이 한국수자원공사로부터 인수하여 관리하고 있는 67개 관정에 대한 측정 결과를 별도로 분석하였다. 조사대상 관정 67개소 중 수위 측정이 불가능한 관정 12공을 제외한 55개소 관정에 대하여 지하수위를 측정한 결과, 2000년에 한국자원연구소에서 추정한 도수터널 개발 이전의 자연수위값인 8~12 m (평균 10 m)보다 지하수위가 회복되지 못한 관정은 42공(76%), 이보다 상승된 관정은 13공(24%)으로 파악된다(Table 6).
27 m로 나타나 직접 영향구역의 값과 비교할 때 상대적으로 작은 값을 보이고 있다. 즉, 도수터널 직접 영향구역에 분포하는 관정의 수위 변화 폭이 간접 영향구역 보다 약 12 m 더 크며 지하수위도 약 10 m가 낮음을 알 수 있다. 이는 도수터널 직접 영향구역의 지하수위가 간접 영향구역보다 상대적으로 낮은 값을 보이고 있으며, 수위변화 폭도 커서 직접 영향구역에 분포하는 지하수 관정의 수위변동이 도수터널에 의한 영향이나 지하수 이용, 또는 강우 여부에 따라 간접 영향구역보다 민감하게 변화함을 지시한다고 추정할 수 있다.
청송군에서 관리 중인 67개소의 지하수 시설물을 포함하여 총 156공에 대한 지하수위 관측조사 결과, 직접 영향구역에 분포하는 관정의 지하수위 값이 간접 영향구역의 값에 비하여 상대적으로 낮은 수치를 보이고 있다. 이러한 결과는 지형 조건보다는 지질학적 불연속면으로 작용하는 도수터널에 의한 영향, 즉 지하수 흐름이 직간접적인 경로를 통하여 도수터널로 유출되는 것에 지배적으로 영향을 받는 것으로 추정되며, 향후 지하수 시설물의 유지관리 및 지하수 환경의 보전을 위하여 지속적인 모니터링 및 추가 조사가 필요할 것으로 판단된다.
조사지역에 분포하는 지하수 관정 중 지하수위 관측 조사가 가능한 관정은 현서면 118개소와 안덕면 38개소로 총 156공이며 2017년 9월부터 2018년 8월까지 매월 1회 이상 지하수위(자연수위)를 측정하였다. 총 12회에 걸쳐 측정한 지하수 관정 156공에 대한 평균 지하수위는 22.48 m이며 최저수위와 최고수위의 차이는 평균 8.73 m로 나타난다.
한국수자원공사로부터 인수하여 청송군이 관리하고 있는 67개 관정 중 수위측정이 불가능한 관정 12공을 제외한 55개소 관정에 대하여 지하수위를 측정하였다. 측정 결과, 한국자원연구소에서 예측한 도수터널 굴착이전 자연상태의 지하수위인 8~12 m보다 지하수위가 회복되지 못한 관정은 42개소로 나타나며 수위가 회복된 관정은 13공으로 파악된다.

후속연구

청송군에서 관리 중인 67개소의 지하수 시설물을 포함하여 총 156공에 대한 지하수위 관측조사 결과, 직접 영향구역에 분포하는 관정의 지하수위 값이 간접 영향구역의 값에 비하여 상대적으로 낮은 수치를 보이고 있다. 이러한 결과는 지형 조건보다는 지질학적 불연속면으로 작용하는 도수터널에 의한 영향, 즉 지하수 흐름이 직간접적인 경로를 통하여 도수터널로 유출되는 것에 지배적으로 영향을 받는 것으로 추정되며, 향후 지하수 시설물의 유지관리 및 지하수 환경의 보전을 위하여 지속적인 모니터링 및 추가 조사가 필요할 것으로 판단된다.

참고문헌 (13)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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