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수리지질과 지하수모델링

저자	:	한정상



면수	:	722



발행일	:	2015-06-20



정가	:	\ 35,000



ISBN	:	9788957174340



도서코드	:	93450



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독자서평

예제소스

정오표

지구상에 부존된 담수 중 하천이나 호수와 같은 지표수는 단지 2.5% 정도이고 잔여 97.5%는 지하에 지하수 형태로 부존되어 있다. 지하수자원은 지하에 부존된 자연자원 가운데 유일하게 매년 지하로 재충전 되는 자연 자원으로서 이를 잘 관리 이용하면 영원히 이용 가능한 재생자원이 된다.

지구상에서는 물자원이 부족해서 고통을 받고 있는 반면 물자원이 비교적 풍부한 지역도 수자원의 비합리적인 관리로 인해서 물자원이 대규모로 오염되는 등 심각한 부작용을 낳고 있다. UN의 1997년 보고서에 의하면 1995년에 전 세계 인구의 20%가 깨끗한 식수를 마시지 못하고 있으며, 수세식 화장실 사용 인구는 50% 이상이다. UN의 영국대사였던 Tickell경에 의하면 “지구는 현재 광범위한 물 문제를 안고 있으며, 오히려 Oil shock 보다 더 많은 문제와 국지적인 전쟁을 유발시킬 수 있는 요인이 될 소지가 있다”고 경고한 바 있다.
세계적으로 물소비량은 매 21년마다 2배씩 증가하고 있으나 우리가 쓸 수 있는 물의 양은 한정되어 있는데 문제의 심각성이 있다. 따라서 지금이라고 지구상의 물자원에 대한 극단의 조치가 강구되어야 할 때이다.
물은 생명체의 원천일 뿐만 아니라 지역 경제성장과 산업발전 및 도시성장의 기초자원이기 때문에 앞으로의 수자원의 오염양태, 물 분쟁 빈도나 양상은 더욱 복잡하고 심각해질 것으로 예상된다.
연간 65%가 비풍수기인 우리나라의 수문특성상 이 시기의 하천수중 그 대부분이 풍수기에 강수가 지하로 침투된 후 지하수로 변했다가 갈수기에 다시 하천을 통해 서서히 지표로 배출되는 지하수임을 감안한다면 지하수자원의 오염은 지표수자원의 오염과 직결되어 있다. 따라서 범정부차원의 오염된 지하수의 정화대책이 얼마나 시급한 명제인지를 우리는 쉽게 알 수 있을 것이다.
특히 지금처럼 불량 폐기물매립지, 각종 유해폐기물의 저장, 운송, 처리시설, 최근에 사회적인 문제가 되고 있는 미 8군을 위시한 군부대에서 운영한 각종 유류저장탱크로부터 누출된 독성 유기화학물질, 제초제와 같은 농약의 부적절한 살포와 처분, 산성광산 폐수와 같은 각종 잠재오염원으로부터 과거 두레박으로 퍼서 시원하게 마실 수 있었던 우리의 순수한 천연의 지하수자원을 지금처럼 마구 방치만 하는 경우에 나타날 결과는 자명한 사실이다. 따라서 정부는 소 잃고 외양간 고치는 누를 범하지 않도록 현행 지하수법을 적극 활용하여 지하수자원의 보전과 최적 활용에 극단적인 조치를 취해야 할 시점이라 생각된다.
이 이외에도 오염된 지하수정화를 위해서는 오염대수층의 정화가 반드시 병행되어야 하는데 현재 국내 실정은 그러하지 못하다. 이는 정부가 규정한 지하수의 정화기준(생활용수 적용)이 다음과 같이 지극히 비현실적이기 때문이다.

① 지하수의 생활용수 수질기준 가운데 카드뮴, 비소, 시안 및 수은의 수질기준은 정부가 국민에게 먹는 물로 공급하는 상수도나 정부가 철저히 규제하고 있는 해당성분의 먹는 물의 수질기준과 동일하거나 훨씬 엄격하다.
② 만일 현재 농공업용수로 허가를 받아 사용하던 지하수가 오염되어 농공업용수로 사용하지 못할 정도로 오염이 된 경우에 이들 오염된 지하수의 정화기준을 지하수의 생활용수 기준으로 격상하여 정화해야 할 것인지 아니면 아예 정화를 하지 않아도 되는지 이에 대한 명확한 규정이 없다.
③ 지하수 상위에 소재하는 오염토양을 현재의 토양정화기준(TPH, BTEX 및 기타 중금속 들)으로 정화했을 경우에 그 하부에 부존된 지하수수질이 현재 설정된 지하수의 정화기준을 초과하지 않는다는 과학적인 근거가 전혀 없다.
④ 초기에 지하수의 수질기준을 설정할 당시에는 지표수 수질기준을 바탕으로 하여 짜깁기 식으로 지하수 수질기준을 지하수의 이용목적에 따라 설정하여 지하수의 보전측면이 전혀 고려되지 않았다. 지하수의 생활용수 수질기준은 국민건강과 삶의 질을 고려하여 국민이 사용하는 각종 생활용수의 수질기준으로 설정한 기준이지 결코 오염된 지하수를 정화하기 위한 기준이 아님을 명심할 필요가 있다.

따라서 지하수의 정화기준은 빠른 시일 내에 현실에 부합되게 수정보완 되어야 하며, 보다 합리적이고 과학적인 국내 오염지하수와 오염대수층의 정화기준 설정을 위한 연구와 더불어 오염 토양정화기준과 지하수 정화기준과의 상호연관성에 관한 연구가 빠른 시일 내에 이루어져야 할 것이다.
본 교재의 제1편인 “수리지질과 지하수 모델링”은 저자가 1999년도에 저술한 “지하수환경과 오염”의 내용 중 필요한 부분을 발췌하여 요약 편집 및 보강하였고 제2편인 “지하수관리와 오염 정화 및 응용”은 각종 지하수의 관리기법과 오염 토양 지하수의 정화방법 등을 저자들이 지난 20여년간 국내외에서 직접 실시했던 지하수조사/개발, 오염 부지조사(environmental site assessment) 및 각종 문제 TSDF에 의해 오염된 토양과 지하수환경의 조사 및 정화사업을 통해 취득했던 현장 경험과 결과들을 토대로 하여 작성하였다. 특히 이를 바탕으로 하여 금년에 미비한 내용을 다음과 같이 다시 보완 수정하여 본 교재들을 발간하게 되었다.
1편의 7장에는 암반 대수층에 심정을 설치할 경우에 현재 국제적으로 널리 적용되고 있는 심정의 설계방법과 강변여과수를 위시한 대용량 지하수개발시설인 방사 수평집수정(radial collector well, laterals 등)을 설치할 경우의 우물설계방법과 사례들을 추가하였다. 특히 한반도는 전국토의 75%정도가 결정질 암석으로 구성되어 있고, 암반지하수는 전체 지하수 부존량의 약 83%에 해당하는 대종을 이루고 있기 때문에 암반지하수가 산출되는 암반 단열매체에서 지하수 산출특성과 대수성시험 분석법을 별도로 9장에서 다루었다. 10장에서는 국내 지하수자원의 최적관리와 오염된 지하수 정화 시 가장 효율적이고 경제적인 방법을 선정하고 결정하는데 필수적인 3차원 지하수모델링기법에 대한 내용과 모델보정과 모델검증 시 이용되는 민감도분석에 관한 내용을 추가하였다.
미국의 경우에 NPL site를 위시하여 오염된 토양과 지하수환경은 고비용의 인공적인(공학적인) 정화방법(superfund innovative technology evaluation)으로 정화작업을 수행해 왔으나, 그 성공률이 매우 저조한 데 비해, 지하환경의 자연적인 저감능에 의한 자연정화가 보다 효율적임이 특히 연료용 유류에 의해 오염된 지역에서 밝혀지기 시작하였다. 따라서 자연저감은 1995년부터 가장 각광을 받고 있는 일종의 경제적이며, 효율적인 정화대안으로 인식되고 있는 자연정화법이다. 따라서 2편의 5장에서는 오염된 지하수의 자연정화기작과 자연정화법을 상세히 기술하였다. 특히 최근 미국을 위시한 선진 제국에서 시행하는 정화작업은 오염된 토양이나 지하수 내에 함유된 오염물질의 양을 인공적으로 감소시키기 위해서 공학적인 정화를 실시하기 이전에 이들 오염물질에 의한 위해로부터 인간을 위시한 각종 수용체에게 미치는 위해성을 경감 및 감소시키는데 주안점을 두고 가장 경제적이고, 효율적인 방법을 결정하기 위해 과거에 사용해 왔던 전통적인 부지조사와 위해성평가를 기초로 하여 정화방법의 선정과 정화기준을 설정하는 종합적인 단계접근법인 위해성 기초 정화󰡈교정방법을 널리 적용하고 있다. 따라서 6장에서는 위해성 기초 정화교정법에 관한 내용을 상세히 다루었다.
7장에 오염된 토양과 지하수의 비용 경제적(cost effective)인 정화방법을 위시하여 국내 오염토양과 지하수에 관한 법령과 정화기준, 공기 분사기법(Air Sparging) 및 양수처리법(Pump and Treat)과 같은 오염 지하수와 오염대수층의 정화방법과 설계방법 등을 구체적으로 기술하였다. 또한 9장에는 남북한에서 사용하는 수문지질단위와 이를 토대로 산정한 지하수자원의 부존량과 개발 가능량 및 남한에서 실시하고 있는 지하수 관리체계와 지하수 정보관리에 대해 기술하였다. 10장에는 현재 재생에너지의 열원으로 우리나라에서 각광을 받고 있는 저 엔탈피의 지하수열을 위시하여 일반 지중열을 이용한 냉난방열에너지 이용방법과 국내 천부 지하수와 천부 지중열의 지역별 분포 특성과 계절별 변동특성을 분석하여 지중열교환기나 지하수열펌프시스템 설계 시 가장 중요한 입력인자인 지역별 평균 지중온도와 계절별 변동특성에 관한 내용을 분석하여 추가하였다.