[논문]낙동강 함안군 칠서 강변여과 개발 예정지역의 수리지구화학적 특성조사

김주환; 백건하; 김형수; 김진삼; 윤성택

낙동강 함안군 칠서 강변여과 개발 예정지역의 수리지구화학적 특성조사 원문보기

김주환 (한국수자원공사 수자원연구원) , 백건하 (한국수자원공사 수자원연구원) , 김형수 (한국수자원공사 수자원연구원) , 김진삼 (한국수자원공사 수자원연구원) , 윤성택 (고려대학교 지구환경과학과)

강변여과수 개발 예정지역인 함안군 칠서지역의 수질특성을 알아보기 위해 2003년 4월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 강변여과수 양수정, 관측정, 주변지역 지하수 및 낙동강 원수 등 총 38개의 물시료를 채수하여 분석하였다. 용존 이온 분석 결과 연구 지역 지하수의 경우는 Ca-HCO$_3$ 유형 또는 Ca-Cl 유형에 속하며, 조사 지점에 따라 충적층 및 암반 지하수의 특징이 확연히 구분되었다. 조사된 지하수의 경우, 질산성질소와 철, 망간의 농도가 다른 성분에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 외의 중금속의 오염은 미미한 것으로 나타난다. 낙동강 원수의 경우 질산성 질소, 철, 망간은 지하수에 비해 낮은 것으로 나타났으나, 조류의 영향으로 매우 높은 pH 값을 보여주었다. 채수된 전체 시료의 분석 결과, 질산성질소(39.1%), 철(13%), 망간(39.1%)이 주로 먹는 물 수질기준을 초과하는 항목으로 나타났다.

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문제 정의

강변여과수는 일종의 간접인 공함양 방식으로서 하천수를 강변에 분포하는 충적층에 통과시켜 취수하는 방식이다)낙동강 하류에 위치하는 창원시에서는 이미 대산면과 북면지역에 강변여과수 취수 및 정수 시설을 건설하여 용수공급 중이며 함안군과 김해시에서도 강변여과수 취수사업을 진행 중에 있다. 본 연구 지역인 경남 함안군 칠서면 낙동강 우안 지역은 앞으로 강변여과 방식 용수 공급 계획을 가지고 있으며, 현재 사업이 진행 중에 있다, 본 연구는 강변여과 개발예정지역 중 하나인 경남 함안군 칠서 지역의 전반적인 수질특성을 고찰하기 위한 목적으로 수행되고 있으며, 추후 2회 이상의 시료 채취 및 분석을 통한 자료 보완이 계획되어 있다.

제안 방법

경남 함안 칠서면 강변여과 개발 예정 현장에서의 수리 지구화학적 특성을 파악하고자 2회에 걸쳐 총 38개 시료에 대한 수질 분석 결과를 가지고 예비적인 수질 특성을 파악하였다. 연구지역의 철, 망간의 수질은 국내 음용수 수질 기준에서 각각 13%, 39% 상회하는 것으로 나타났으며, 질산성 질소의 경우는 39%가 상회하는 것으로 나타났다.
함안군 칠서 지역에서 채수된 지하수의 수질유형을 파악하기 위하여 파이퍼 다이어그램을 도시하였다. 파이퍼 다이어그램에서 당량의 비가 양이온 및 음이온에서 각각 50%이상이면 이들 원소가 많이 분포하는 유형으로 구분한다.

대상 데이터

경남 함안군 칠서면 낙동강 우안에 위치한 본 연구 지역은 낙동강 중하류부로서 장년기 내지 노년기 의 지형을 가지고 있다. 또한 이 지역 낙동강은 완만한 구배를 이루며, 하상에 충적층이 크게 발달된 지형적 특성을 갖고 있다.
415) 조사된 시료는 계절적인 차이를 알아보기 위하여 2003년 4 월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 일차적으로 채수되었으며, 추후 2회의 조사가 계획 중이다. 총 38개(조사 지점 23개) 조사 시료는, 강변여과 개발 예정 지역의 시험용 양수정, 관측정, 주변마을의 지하수 및 강물이 포함되어 있다ig 2). 현장 조건에 민감한 기본적인 물리화학적 인자들은 채수 즉시 측정하였으며, 화학분석은 고려 대학교 전략광물자원연구센터 및 기초과학지원 연구원에서 수행하였다.

성능/효과

파이퍼 다이어그램에서 당량의 비가 양이온 및 음이온에서 각각 50%이상이면 이들 원소가 많이 분포하는 유형으로 구분한다.6)연구 지역 지하수의 경우는 배후 지역의 경우 대체로 Ca-HCCk, 강 인접 지역의 경우 대체로 Ca-Cl 유형에 속하는 것으로 평가되었다. 또한 충적층 지하수의 수 질중 문제가 되는 질산성 질소철 그리고 망간을 비롯한 각종 중금속은, 질산성질소(39.
대표적인 비 점오염원인 질산성질소의 경우, 지하수 생활 용수 수질기준을 초과하는 시료가 전체의 34.8%에 달하는 것으로 조사되었으며, 이들 기준 초과 시료는 모두 충적층 지하수인 것으로 분석되어, 상당량의 충적층 지하수가 질산성 질소 의해 오염되어 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 지역의 충적층 지하수 개발 시, 질산성 질소 오염원에 대한 평가 및 거동에 대하여 정확한 이해가 요구된다.
6)연구 지역 지하수의 경우는 배후 지역의 경우 대체로 Ca-HCCk, 강 인접 지역의 경우 대체로 Ca-Cl 유형에 속하는 것으로 평가되었다. 또한 충적층 지하수의 수 질중 문제가 되는 질산성 질소철 그리고 망간을 비롯한 각종 중금속은, 질산성질소(39.1 %), 철 (13%), 망간(39.1 %)이 각각 먹는 물 수질기준을 초과하고 있으며, 그 외의 구리, 납, 아연 카드뮴과 같은 중금속은 모두 먹는 물 수질기준치 이하의 농도로서 특별한 오염 현상이 관찰되지 않았다.
경남 함안 칠서면 강변여과 개발 예정 현장에서의 수리 지구화학적 특성을 파악하고자 2회에 걸쳐 총 38개 시료에 대한 수질 분석 결과를 가지고 예비적인 수질 특성을 파악하였다. 연구지역의 철, 망간의 수질은 국내 음용수 수질 기준에서 각각 13%, 39% 상회하는 것으로 나타났으며, 질산성 질소의 경우는 39%가 상회하는 것으로 나타났다. 이 지역 충적층 지하수는 강우에 의해 쉽게 함양되고 보충될 것으로 사료되지만, 동시에 지표의 오염원에 대해서도 민감한 반응을 보일 것으로 사료되므로, 인간 활 동에 의한 수질 영향이 클 것으로 판단된다.

후속연구

본 지역의 지질은 주로 제 4기 충적층과 함안층으로 이루어져 있으며, 충적층 구성물질은 주로 세립질 모래이며, 세립질 모래 사이에 불투수층 점토층들이 협재되어 있는 것으로 보고되어 있다. 또한 함안층의 경우 주로 적색의 셰일, 이암으로 구성되며, 부분적으로 적색의 역질사암 및 사질역암 등이 협재되어 있다(Fig. 1).415) 조사된 시료는 계절적인 차이를 알아보기 위하여 2003년 4 월과 2003년 8월 2회에 걸쳐 일차적으로 채수되었으며, 추후 2회의 조사가 계획 중이다. 총 38개(조사 지점 23개) 조사 시료는, 강변여과 개발 예정 지역의 시험용 양수정, 관측정, 주변마을의 지하수 및 강물이 포함되어 있다ig 2).
이미 함안군 칠서지역 충적층 지하수는 지속적인 농업 활동에 의해 크게 영향을 받은 것으로 여겨지며, 소규모 늪들이 산재되어 있어 지표의 오염원이 지하수로 쉽게 흡수될 수 있는 조건을 지니고 있다. 본 지역은 전형적인 농촌지역이므로 산업 폐수나 대기오염과 관련된 오염원은 거의 없으나 농업 활동에 쓰이는 비료와 인구가 밀집된 취락의 생활하수에 의한 지하수 오염이 발생될 수 있으므로 추후 안전한 용수 공급을 위해 보다 적극적인 지하수 수질보존 대책이 필요할 것으로 판단된다.
연구지역의 암반 지하수의 경우 충적층 지하수와 비교하여 볼 때 총 고용물질(TDS)이 매우 높게 나타났으나, 충적층 지하수와는 달리 질산성 질소의 함량이 극히 미미한 값을 가지고 있다. 이는 지하의 지질매체와 의 물-암석 반응과 밀접한 관계가 있는 것으로 사료되며, 앞으로의 추가 조사를 통한 규명이 필요하다고 판단된다.

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