지하수위변동법 및 조석분석법을 이용한 제주도 대수층의 수리상수 산정

국문 초록 (Abstract)

제주도는 각 지역별 지층형성이 다르기 때문에 수리지질학적 특성을 정확하게 제시하기 어렵다. 제주도 대수층은 클링커층, 치밀질 현무암층 및 서귀포층으로 구성되어있으며 주로 클링커층을 통하여 지하수 흐름이 이루어진다. 동부지역은 서부지역에 비하여 현무암층이 발달되어 클링커층이 다량으로 분포하여 투수성이 높다고 평가되어있다. 남부지역은 서귀포층이 해수면 보다 높은 위치까지 발달하여 해수와의 상호작용이 단절되어있다. 이와 같이 평가되어있는 각 지역의 수리상수를 지하수위변동법과 조석분석법을 통하여 객관적으로 분석하고자 한다. 지하수위변동법은 지하수위 상승량과 비산출률을 이용하여 지하수 함양량을 추정하는 방법이다. 지하수 함양률이 알려진 지역은 지하수위변동법을 이용하여 비산출률을 산정할 수 있다. 해안에 가까운 관측정은 조석운동의 영향을 받아 지하수위 상승량을 정량적으로 산출하기 어렵기 때문에 이동평균법을 적용하여 조석운동의 영향을 최소화한 후 지하수위 상승량을 계산하였다. 일반적으로 알려진 제주도 함양률인 45%를 적용하여 비산출률을 산출하였다. 결과적으로 동부지역의 비산출률이 서부지역에 비하여 크게 산출되었다. 가뭄이 지속되면 더 많은 물이 불포화대의 함수비를 증가시키고 지하수면에 도달하는 함양량이 줄어든다. 전국적으로 가뭄기였던 2013년과 2017년은 같은 양의 강수량이라도 평년에 비하여 지하수위 상승량이 적은 것으로 확인되었다. 조석분석법은 해양의 조석운동과 이의 영향을 받는 지하수위간의 관계식을 통하여 수리확산계수를 산정하는 방법이다. 조석분석법으로 산정된 수리확산계수 또한 동부지역이 서부지역보다 크게 산정되었다. 동부지역 대수층이 나타내는 높은 수리확산계수는 동부지역에 분포하는 상당수 용암동굴과 클링커, 베게용암 등을 통한 도관 흐름과 관련이 있을 것으로 추정하였다. 제주도는 동부지역과 서부지역의 대수층 특성이 다르게 나타나기 때문에 지하수 이용 문제 발생 시 각 지역의 특성에 맞는 해결방안을 제시하고, 관리대책을 수립해야한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In Jeju Island, it is difficult to accurately present the hydrogeologic parameter because the formation of strata in each region is different. The aquifer of Jeju Island is composed of the clinker floor, the dense basalt layer and the Seogwipo layer, groundwater flows mainly through the clinker layer. In the eastern region, the basalt layer is developed and the clinker layer is distributed in large quantities compared to the western region, and it is evaluated that the permeability is high. In the southern region, the Seogwipo floor has developed to a position higher than the sea level, and the interaction with seawater has been disrupted. We try to analyze the hydrogeologic parameter of each area evaluated in this way objectively through the Water-Table fluctuation method and tidal method. The Water-Table fluctuation method is a method for estimating groundwater recharge by using the groundwater level rise and the specific yield. In areas where the groundwater recharge rate is known, the specific yield can be calculated using the Water-Table fluctuation method. Since the observation wells near the coast are difficult to calculate the amount of groundwater level rise quantitatively due to the influence of tidal effect, applying the moving average method to minimize the effect of tidal effect. The specific yield was calculated by applying 45% of the generally known Jeju Island recharge rate. As a result, the specific yield in the eastern region was larger than that in the western region. If drought continues, more water will increase the water content of the unsaturated zone and less recharge will reach the groundwater table. In 2013 and 2017, the nation's drought season, it was confirmed that the same amount of precipitation was less than the normal year. The tidal method is a method for calculating the Hydraulic diffusivity via the relational expression between the tidal movement of the ocean and the affected groundwater level. The Hydraulic diffusivity calculated by the tidal method was also larger in the eastern region than in the western region. Compared to the western region, the basalt layer is thicker in the eastern region, and the connection between the lava cave and the clinker layer is well developed and the water permeability is good. Therefore, it is judged that the Hydraulic diffusivity was calculated to be very high. Since Jeju Island displays the characteristics of aquifers in the eastern and western regions differently, it is necessary to present a solution that matches the characteristics of each region when groundwater use problems occur and to establish management measures.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 2. 지하수 관측정 현황 3
• 2.1. 제주도 지하수 관측정 3
• 2.2. 지하수위 관측자료에 나타난 양수의 영향 11
• 3. 지하수위변동법을 통한 수리상수 산정 13
• 3.1. 강수에 대한 지하수위 반응 13
• 3.2. 지하수위변동법 16
• 3.2.1. 분석 방법 16
• 3.2.2. 분석 결과 17
• 4. 가뭄에 따른 함양량 변화 20
• 5. 조석분석법을 통한 수리상수 산정 23
• 5.1. 해안지역 지하수위 조석변동 23
• 5.2. 조석분석법 27
• 5.2.1. 이론적 배경 27
• 5.2.2. 분석 방법 및 결과 28
• 6. 토의 및 결론 35
• 7. 참고문헌 37
• ABSTRACT 39