연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 지하수 수위 및 수질을 조사한 결과, 갈수기와 풍수기에 상관없이 지하수 수위가 해수면 이하인 지역에서는 해수침입의 가능성이 나타났다. 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 $Ca(HCO_3)_2$ 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 $NaHCO_3$ 유형, $CaSO_4$ 유형 및 $CaCl_2$ 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다. 연구지역에서 지하수 수위 하강의 원인을 규명하기 위해 지하수 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수량의 조사를 실시하였다. 지하수 이용량 조사 결과, 306개소에서 $1,531,000m^3$/년을 이용하는 것으로 나타났고, 지하철의 유출지하수량은 6개의 역사에서 $751,000m^3$/년이 발생하고, 이는 지하수 개발가능량인 $951,000m^3$/년의 2.4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교 분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다. 연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.
연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 지하수 수위 및 수질을 조사한 결과, 갈수기와 풍수기에 상관없이 지하수 수위가 해수면 이하인 지역에서는 해수침입의 가능성이 나타났다. 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 $Ca(HCO_3)_2$ 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 $NaHCO_3$ 유형, $CaSO_4$ 유형 및 $CaCl_2$ 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다. 연구지역에서 지하수 수위 하강의 원인을 규명하기 위해 지하수 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수량의 조사를 실시하였다. 지하수 이용량 조사 결과, 306개소에서 $1,531,000m^3$/년을 이용하는 것으로 나타났고, 지하철의 유출지하수량은 6개의 역사에서 $751,000m^3$/년이 발생하고, 이는 지하수 개발가능량인 $951,000m^3$/년의 2.4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교 분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다. 연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.
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문제 정의
연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 이러한 연구는 향후 수영지역에서 발생할 수 있는 지하수 수질 문제에 대비하여, 지하수 보전 및 관리 대책의 수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.
제안 방법
2009년 8월(풍수기)에 총 50개의 수질 시료(지하수 시료 44개, 유출지하수 시료 1개, 수영강 시료 2개, 해수 시료 3개)를 채취하여 지화학적 분석을 실시하였다.
현장 간이수질은 수질이 안정될 수 있도록 충분히 양수 후 측정을 하였고, 측정에 이용된 장비는 iSTEK사의 CPD-65N을 이용하여 측정하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 현장에서 시료채취 시 충분히 양수 후 수온, pH, EC가 안정된 다음 채취하였고, 알칼리도(alkalinity)는 0.
45㎛ 크기의 필터로 여과한 후 흡착을 방지하기 위해 60%의 농질산으로 pH 2 이하로 안정시킨 후 4℃이하에서 냉장보관 하였으며, 음이온 분석용 시료는 필터 여과 후 냉장보관 하였다. 채취된 시료의 분석은 부경대학교 공동실험실습관의 미량 분석실 및 질량 분석실에서 수행되었으며, 양이온과 중금속 및 기타 무기 성분은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광기(ICP-AES, PerkinElmer Optima 3300XL)를 이용하였고, 음이온은 이온크로 마토그래피(IC, Altech Model 651, 641/PerkinElmer Series 200)를 이용하여 분석이 수행되었다.
02N H2SO4 용액을 이용하여 적정법으로 현장에서 바로 분석하였다. 채취용기는 시료로 3회 정도 씻은 다음, 양이온과 중금속 및 기타 무기 분석용 시료는 0.45㎛ 크기의 필터로 여과한 후 흡착을 방지하기 위해 60%의 농질산으로 pH 2 이하로 안정시킨 후 4℃이하에서 냉장보관 하였으며, 음이온 분석용 시료는 필터 여과 후 냉장보관 하였다. 채취된 시료의 분석은 부경대학교 공동실험실습관의 미량 분석실 및 질량 분석실에서 수행되었으며, 양이온과 중금속 및 기타 무기 성분은 유도결합 플라즈마 원자 방출 분광기(ICP-AES, PerkinElmer Optima 3300XL)를 이용하였고, 음이온은 이온크로 마토그래피(IC, Altech Model 651, 641/PerkinElmer Series 200)를 이용하여 분석이 수행되었다.
연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 현장 간이수질은 수질이 안정될 수 있도록 충분히 양수 후 측정을 하였고, 측정에 이용된 장비는 iSTEK사의 CPD-65N을 이용하여 측정하였다. 또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다.
또한, 정밀 지하수 수질 분석을 위하여 2009년 8월에 50지점의 수질 시료(지하수 44지점, 유출지하수 1지점, 수영강 2지점, 해수 3지점)를 대상으로 지화학적 분석을 실시하였다. 현장에서 시료채취 시 충분히 양수 후 수온, pH, EC가 안정된 다음 채취하였고, 알칼리도(alkalinity)는 0.02N H2SO4 용액을 이용하여 적정법으로 현장에서 바로 분석하였다. 채취용기는 시료로 3회 정도 씻은 다음, 양이온과 중금속 및 기타 무기 분석용 시료는 0.
대상 데이터
본 연구에서는 지하수 개발․이용 현황을 조사하기 위해 수영구청에서 관리를 하고 있는 지하수 이용량의 자료(지하수 이용부담금 부과 관정)와 현장 방문을 통해 자료를 수집하였다. 총 377개소 중 폐공/방치공, 측정거부 및 현장에서 위치확인이 불가한 71개소를 제외한 306개소를 대상으로 조사한 결과, 연평균 지하수 이용량은 1,530,960 ㎥이고, 일평균 지하수 이용량은 4,243 ㎥으로 조사되었다.
연구지역에 위치한 6개의 지하철 역사에서 연평균 751,000 ㎥(일평균 2,057 ㎥)의 유출지하수가 발생되는 것으로 조사되었다. 지하수관리 기본계획 보고서(건설교통부․한국수자원공사, 2007)에 의하면 연구지역의 지하수 개발가능량은 951,000 ㎥/년이고, 지하수 실태조사를 실시한 결과, 지하수 이용량은 1,531,000 ㎥/년이며, 지하철 역사에서 발생하는 유출지하수량은 751,000 ㎥/년이다.
연구지역에서 지하수 수위 및 현장 간이수질(수온, 수소이온농도, 산화-환원전위, 전기전도도, 염도, 용존산소)의 현장조사는 갈수기(2007년 12월)와 풍수기(2008년 7월과 2009년 8월)로 구분하여 약 140여개 관정을 대상으로 실시하였다. 현장 간이수질은 수질이 안정될 수 있도록 충분히 양수 후 측정을 하였고, 측정에 이용된 장비는 iSTEK사의 CPD-65N을 이용하여 측정하였다.
연구지역은 부산광역시 동남부의 황령산 남측에 자리 잡고 있으며, 주변지역은 동북쪽으로 수영강을 경계로 해운대구와 서남쪽으로는 대남로타리를 경계로 연제구와 남구 등 4개의 자치구와 인접하고 있으며, 서북쪽으로는 금련산을 경계로 부산진구와, 북쪽으로는 동래구와 접하고 있으며, 남쪽은 해안에 접해있는 지역이다. 면적은 부산광역시 총면적 765.
바다와 인접한 부산지역에서 주요 하천인 동천, 수영강 및 온천천 등은 해수의 침입으로 염수화 되어 가고 있고, 이 하천들은 주변의 지하수와 상호 작용을 하여 지하수의 수질을 악화시키고 있다. 연구지역인 수영지역은 부산 동남부 해안가에 위치한 도심지역으로서 수영만과 수영강에 직접 접하고 있어 해수침입의 가능성이 존재하고 있다. 본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다.
21 ㎢이다. 지질은 중생대 백악기 유천층군에 속하는 안산암질화산각력암, 안산암류, 암회색응회질퇴적암 및 소량의 유문암질암과 이를 관입한 백악기 불국사관입암류 (각섬석화강섬록암과 화강반암)와 신생대 제4기 충적층으로 구성되어 있다. 해안가에는 충적층이 분포되어 있어 해수침입이 비교적 원활하게 일어나고 있을 것으로 추정된다.
성능/효과
연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.
연구지역에서 지하수 수위 및 수질을 조사한 결과, 갈수기와 풍수기에 상관없이 지하수 수위가 해수면 이하인 지역에서는 해수침입의 가능성이 나타났다. 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 Ca(HCO3)2 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 NaHCO3 유형, CaSO4유형 및 CaCl2 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다.
연구지역에서는 지하수의 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수에 의해 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고, 이들 지역에 해수침입에 의한 지하수 수질 오염이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 또한, 수영강과 인접한 지역에서는 해수의 영향을 받고 있는 수영강의 유입으로 지하수가 염수화 되어 가고 있는 것으로 나타났다.
그림 7은 수질 삼각 다이어그램을 도시하였으며, 그림 8은 수질 유형 pie chart를 나타내었다. 연구지역의 지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 (CaHCO3)2 유형(34% ), 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 NaHCO3 유형(11%), CaSO4 유형(5% ) 및 CaCl2유형(32%)과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형(18% )으로 분류되었다. 그림 9는 수질 시료 채취 위치도를 나타내었고, 그림 10은 수질 유형 분포도를 나타내었다.
4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교․분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다.
지하수 수질 유형은 일반 지하수를 지시하는 Ca(HCO3)2 유형, 해수침입이나 인위적인 오염 가능성을 지시하는 NaHCO3 유형, CaSO4유형 및 CaCl2 유형과 직접적인 해수침입을 지시하는 NaCl 유형으로 분류되었다. 지하수 이용량과 지하철에서 발생하는 유출지하수량의 조사 결과, 지하수 이용량은 1,531,000㎥/년을 이용하는 것으로 나타났고, 지하철의 유출지하수량은 751,000 ㎥/년으로서 이는 지하수 개발가능량인 951,000 ㎥/년의 2.4배를 초과하여 지하수가 배출되어 지하수 수위하강을 초래하고 있다. 지하수 수위의 하강이 발생하는 지역과 비교․분석한 결과, 수영만에 위치한 광안리해수욕장의 유락시설이 밀집한 지역과 유출지하수가 발생하는 역사 주변 지역에서 지하수 수위의 하강이 크게 일어나고 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 지하수 개발․이용 현황을 조사하기 위해 수영구청에서 관리를 하고 있는 지하수 이용량의 자료(지하수 이용부담금 부과 관정)와 현장 방문을 통해 자료를 수집하였다. 총 377개소 중 폐공/방치공, 측정거부 및 현장에서 위치확인이 불가한 71개소를 제외한 306개소를 대상으로 조사한 결과, 연평균 지하수 이용량은 1,530,960 ㎥이고, 일평균 지하수 이용량은 4,243 ㎥으로 조사되었다.
50 m로 조사되었다. 평균 해수면기준 지하수위는 강수량의 영향으로 갈수기보다 풍수기에서 상승하는 것으로 나타났다. 그림 1에서 3은 갈수기와 풍수기의 해수면기준 지하수위의 분포도를 나타내었는데, 적색 지역은 해수면 이하인 지역을 나타내고 있다.
3.3 지하수 수질 현황
현장 간이수질의 시기별 분석 결과, 수온은 갈수기보다 풍수기에서 증가하는 것으로 나타났고, 수소이온농도(pH)는 갈수기에서는 6.68로 약산성이고, 풍수기에서는 7.01에서 7.08로 중성을 나타내었다. 산화-환원전위(Eh)는 갈수기와 풍수기 모두 산화환경을 나타내었다.
후속연구
본 연구의 목적은 해안가에 위치한 도심지역에서 해수면 이하의 지하수 수위가 분포하고 있고, 이에 따른 지하수 수위 하강의 발생 원인과 해수침입에 의한 지하수 수질 오염에 관한 연구를 수행하였다. 이러한 연구는 향후 수영지역에서 발생할 수 있는 지하수 수질 문제에 대비하여, 지하수 보전 및 관리 대책의 수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.
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