제주학 아카이브

제주대학교 대학원 박사학위 논문

본 연구는 제주도 표선유역 지하수의 수리지구 화학적 특성을 밝히기 위해 수행되었다. 표선유역은 지질학적으로 표층의 화산회토와 현무암류의 화산암으로 구성되어 있다. 화산회토는 일반 토양에 비해 양이온 교환 용량이 크고, 중금속과 유해 유기물질에 대한 흡착력이 높은 특성을 갖고 있어 지하수의 수질에 영향을 줄 것으로 예상된다. 또한, 표선유역의 대수층에는 현무암류의 용암층, 화산쇄설물 및 퇴적 클레이층 등이 불연속적으로 겹겹이 분포하고 있어 지하수의 수리지구화학적 특성이 다양하게 나타날 것으로 보인다. 따라서, 본 연구를 통하여 표선유역 토양과 지하지질층의 다양한 광물의 화학적 특성과 토양공극수 및 지하수의 수리화학과의 연관성을 대해 물-광물 상호작용 관점에서 해석하고자 하였다. 1장. 표선유역 지하수의 수리지구화학 특성 본 연구의 1장에서는 표선유역에 분포하는 지하수 관정 47개소를 대상으로 표선유역 지하수의 수리지구화학적 특성을 평가하였고, 이를 국내 먹는샘물 11종과 비교하였다. 특히, 표고에 따른 지하수의 수리화학적 특성의 변화양상을 주의깊게 분석하였다. 표선유역 지하수 수질은 표고 200~300m 부근을 경계로 특징적인 차이를 보였다. EC, TDS, pH 및 경도와 Ca, Mg, Na, HCO₃, SiO₂ Ba, Sr 등은 지하수 함양지역으로부터 유출지역으로 유동하면서 증가하다가 표고 200~300m 부근을 기점으로 정체 또는 감소되거나 완만한 증가를 보였다. 지하수 수질유형은 표고 200m를 기점으로 해안저지대에서 Cl+NO₃ 이온이 증가하는 패턴을 보였다. 따라서, 표선유역의 지하수의 수리지구화학적 특성은 표고 200m를 기점으로 중산간지대와 해안저지대에서 뚜렷한 차이를 보였다. 표고 200m 이상의 표선유역 지하수와 국내 먹는샘물의 수질특성에 대한 비교 분석결과, EC, 경도, TDS, Ca, HCO₃, SO₄, NO₃는 국내 먹는샘물이 높고, pH, K, Mg는 표선유역 지하수가 높았다. 주요이온의 당량농도비중 (Na+K)/(Ca+Mg)는 표선유역 지하수 0.76, 국내 먹는샘물 0.42로서 표선유역지하수는 알칼리금속과 알칼리토금속의 비가 상대적으로 균형적이었다. 수질유형은 표선유역 지하수가 Na-Mg-HCO₃와 Mg-Na-HCO₃가 주를 이룬 반면, 국내 먹는샘물은 Ca-Na-HCO₃형이 주를 이루었다. 표선유역 지하수중 Na, Ca, Mg, HCO₃, SO₄간에는 모두 양의 상관성을 나타낸 반면, 국내 먹는샘물의 경우 Na는 다른 주요이온과 상관성을 보이지 않았다. 이는 국내 먹는샘물중 다수가 대수층이 탄산염 광물로 구성되어 Na에 비해 Ca의 농도가 상대적으로 높기 때문인 것으로 파악되었다.