지하수 이용량 추정기법 개발

우남칠 ( Nam Chil Woo ),조민조 ( Min Joe Cho ),김남종 ( Nam Jong Kim ) 대한지질공학회 1994 지질공학 Vol.4 No.3

위스컨신주 도어지역의 지하수내 남성분의 불규칙한 분포에 관한 연구

우남칠 ( Nam Chil Woo ) 대한지질공학회 1993 지질공학 Vol.3 No.3

울산광산 주변지역 수계에서 유기 및 무기 비소 종 분포

김연태,우남칠,윤혜온,윤철호,Kim, Youn-Tae,Woo, Nam-Chil,Yoon, Hye-On,Yoon, Cheol-Ho 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.6

비소 오염이 심각한 것으로 알려진 울산광산과 인근지역의 수환경에 대한 비소 오염도와 종 분포 특성을 조사하였다. 채취한 광산 내 지하수 시료의 62%에서 우리나라 먹는물 수질 기준인 0.05 mg/l를 초과하는 비소 농도가 검출되었다. 비소는 모두 무기종으로, As(V)가 우세하고 일부 지점에서 As(III)이 검출되었다. 지하수 내 비소는 관측정을 통한 산화환원환경의 변화로 인해 새로운 평형으로 이동하는 과정 중으로 유추된다. 주변수계는 울산광산과 천곡약수가 비소의 주 오염원으로 파악되며, 지하수와 하천수 시료의 $30{\sim}33%$가 총 비소농도 0.05 mg/l를, $60{\sim}67%$ 시료가 0.01 mg/l를 초과하였다. 특히 천곡약수는 0.345 mg/l의 비소 농도를 보여 먹는물 수질기준의 7배에 달하는 오염도를 보인다. 지하수와 천곡약수에서 비소는 모두 As(V) 형태로 존재하였으나, 농도가 높은 일부 지점에서는 As(III)이 검출되었다. 한 지점에서는 DMA, AsB와 같은 유기비소가 소량 검출되어, 비소의 종 변이 또는 유기적 기작의 관련성을 제시한다. Distribution and speciation of arsenic in water resources was investigated in the Ulsan mine area. In 62% of uoundwater samples from the mine area, total As concentrations exceeded 0.05 mg/l, the Korean Drinking Water Standard. As(V) was the major type in groundwater with minor As(III). Arsenic species appeared to be in transition stages following redox changes after exposure to the air through the monitoring wells. In areas around the mine, the mine and Cheongog spring appeared to be the sources of arsenic contamination of water resources. The spring showed 0.345 mg/1-As, as much as seven times of the Korean standard. Groundwater and stream samples showed As-concentrations greater than 0.05 mg/l in 30% and 33% samples, respectively, and 60 and 67% of samples exceeded 0.01 mg/l of WHO guideline, respectively. Again, As(V) was a dominant species, however, several samples had As(III) in appreciable levels. In one stream sample, organic species including DMA and AsB were detected in low levels, probably resulted from transformation or related biogeochemical processes.

연안지역 화학공장부지의 부지환경평가를 위한 복합조사기법의 적응

최승진,우남칠,Choi, Seung-Jin,Woo, Nam-Chil 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.4

최근 국내에서는 외국기업의 국내진출에 따른 M&A, 미국과의 자유무역협정에 따른 시장개방에 따라 부지환경평가 (토양환경평가)의 결과를 반영할 필요성이 점차 증가되어 왔다. 따라서 이 연구에서는 연안매립지역에 위치한 대규모 화학공장부지에 대한 실제적인 부지환경평가를 통하여 국내의 토양환경평가 지침의 문제점을 보완하고 효율적, 경제적 평가를 위한 복합적 조사기법들을 이용하였다. 이 연구는 기초조사, 부지현황조사, 시료채취와 분석, 관측정 설치와 수리지질 조사, 자료 분석의 6단계로 진행되었다. 각각의 조사단계에서는 기존자료조사, 선구조분석, 지표지질조사, 지구물리탐사, 시추조사, 수리전도도, 지하수의 유향유속측정, 시료채취 및 분석 결과를 조합하여 복합적으로 해석하였다. 연구결과, 부지환경평가를 위한 이러한 다양한 조사기법들의 적용은 부지의 오염현상, 지하매질에 대한 부지특성화에 매우 효과적이었다. 국내에서는 '토양환경평가 지침'에 의한 기초조사에 있어 기존자료의 이용, 가용한 자료의 보관상태, 평가를 위한 관계자 인터뷰 등에 있어 매우 열악한 여건을 가지고 있다. 따라서 '부지환경평가'를 수행하는데 있어 이러한 복합조사기법의 적용은 더욱 경제적이고 효율적이며, 토양과 지하수오염을 연계하여 평가하는데 있어서도 매우 유용할 것으로 기대된다. Recently, the branch-out of foreign companies into domestic markets through M&A and the opened followed by the Free Trade Agreement(FTA) with America have made the environmental site assessments of specific site more necessary. In this study, through case study of conducting actual environmental site assessment by use of a toolbox approach at a large scale of chemical plant with various contaminants located in a coastal area, the problems of guideline of domestic environmental assessment of soil were complemented. And an efficient and economical assessment was achieved. All six steps such as basic investigation, environmental site history survey, sampling and analysis, installation of monitoring wells and hydrogeological survey, and data interpretation were conducted in this study. All results of document survey, geological lineament analysis, field geology survey of surrounding area, geophysical prospecting of the site, hydraulic conductivity, measurement of groundwater flow rate and direction, sampling and analysis at each step were associated and estimated as an integrated tool box approach. As a consequence of this study, toolbox approaches were very useful techniques for contamination level and site characterization of subsurface media. The given conditions to conduct a basic survey for domestic soil environment assessment of site by use of existing documents, as well as interviews with the owner/manager/user of all adjacent properties and thorough review of all practically reviewable records pertaining to the property and surrounding properties within "Guideline for Soil Environment Assessment" radii are very poor. As a result, the application of toolbox approach in the environment site assessment of site is not only more efficient and economical, but also could be very useful assessment to integrate the soil and groundwater contamination.

질산성 질소로 오염된 소유역 하천 수질의 계절 변화

김연태,우남칠,이광식,송윤구,Kim Youn-Tae,Woo Nam-Chil,Lee Kwang-Sik,Song Yun-Goo 한국지하수토양환경학회 2005 지하수토양환경 Vol.10 No.2

밀집된 축사의 영향으로 충적층 지하수가 질산성 질소로 심하게 오염되어 있는 소유역을 흐르는 화봉천 수질의 계절 변화를 연구하였다. 이 하천에서 축산폐수의 직접 유입이 확인되었으며, 오염된 지하수 유입으로 인한 수질 변화가 나타났다. 건기에는 축산폐수의 직접 유입이 하천수질에 큰 영향을 미치고 있다. 우기에는 강수에 의한 희석효과에도 불구하고 지표수의 질산성 질소 농도가 오히려 증가하였으며, 질산성 질소로 오염된 지하수 유입량 증가가 큰 영향을 미친 것으로 판단된다. 지하수의 하천 유출은 산소, 수소 동위원소 조성을 이용하여 증명하였다. 질산성 질소 농도는 화봉천이 청미천보다 상대적으로 높으므로, 화봉천 유업에 의해 청미천의 질산성 질소 농도가 증가되고 있으며, 하천수의 질산성 질소 농도가 높아지는 우기에 이러한 수질 영향이 더욱 커졌다. The seasonal variation of water quality was studied in the Hwabongcheon. It runs though a small catchment where shallow groundwater was contaminated with $NO_3-N$ by intensive livestock facilities. A direct inflow of animal waste and incoming of contaminated groundwater affected its water quality. In the dry season, an important factor of water quality in the Hwabongcheon was direct inflow of animal waste. In the wet season, concentrations of $NO_3-N$ in the Hwabongcheon were elevated in spite of being diluted by precipitation. It could be explained by the effect of increased incoming of contaminated groundwater and showed by oxygen and hydrogen isotope values. $NO_3-N$ concentration in the Cheongmicheon was lower than that in the Hwabongcheon, so it increased next a junction. This effect was intense in wet season because $NO_3-N$ concentration in the Hwabongcheon was high.

경기도 지역 농경지의 천부 지하수 내 질산염 오염특성과 변화

이은재,우남칠,이병선,김양빈,Lee, Eun-Jae,Woo, Nam-Chil,Lee, Byung-Sun,Kim, Yang-Bin 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.4

이 연구는 우리나라의 농촌지역에서 유기비료로 살포되는 축산 분뇨가 농경지 지하수의 수질과 오염에 미치는 영향을 시공간적 변화를 중심으로 규명하기 위하여 수행되었다. 연구는 경기도의 한 농경지에서 200길 2월, 4월, 6월, 10월에는 관측정을 통한 지하수위 관측과 함께 지하수질 모니터링을 수행하였다. 그 결과 봄-여름-가을로 이어지는 계절과 축분을 뿌리는 시기에 따라서 지하수의 수질과 오염현상의 변화는 축분을 가장 많이 뿌리는 시기인 4월에 질산성 질소 농도가 가장 높게 나타났다. 그리고 지하수 내 Mn, Fe 등의 농도와 용존 유기물함량(DOC) 등을 모니터링 함으로써 천부 지하수의 산화-환원상태와 대수층 내 미생물의 활성도가 연구부지 지하수 내 질산성 질소의 농도변화에 가장 중요한 요인으로 작용하는 것으로 유추할 수 있다. Hydrogeochemistry of groundwater was studied in order to identify the influence of cow manure, distributed to a farmland as organic fertilizer, on nitrate concentrations in shallow groundwater and its spatio-temporal variations. From monitoring wells, water levels were measured using automatic data loggers, and water samples collected and analyzed in Feb., April, June and Oct. 2007. The average electric conductivity and concentration of nitrate in the groundwater show the highest levels in April and decline in subsequent sampling times. Decreases in dissolved oxygen(DO) and nitrate concentrations from April to Oct. and corresponding increases in $HCO_3$ concentrations indicate denitrification processes by microorganisms. Spatial variation of nitrate concentration appeared to be affected by the redox conditions of groundwater controlled by geochemical reactions of Mn, Fe and DOC contents.

지하수 오염복원에서 현장규모 이방성의 효과

이재민,이병선,우남칠,Lee, Jae-Min,Lee, Byung-Sun,Woo, Nam-Chil 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.6

As a preliminary survey to improve efficiency of well-based permeable reactive barrier system for groundwater remediation, this site-scale study was carried to identify the flowpaths and controlling factors of plume at a remediation site in Suwon City, Korea. A total of 22 monitoring wells were installed as a grid system in the $4m{\times}4m$ square area by 1-m interval. For the groundwater characterization, various tests were performed including water-level monitoring, water sampling & analysis, pumping and slug tests, and tracer tests. The aquifer appeared to be unconfined with hydraulic conductivities (K) ranging from $2.6{\times}10^{-4}cm/s$ to $9.5{\times}10^{-3}cm/s$. The average linear velocity of groundwater was estimated to be $2.94{\times}10^{-6}m/s$, and the longitudinal dispersivity of a conservative tracer to be $5.94{\times}10^{-7}m^2/s$. Groundwater plume moves preferentially through the high-K zones, and the relatively high ion concentrations along the low-K zones implying deterred groundwater flow. Consequently, the spatial variation of hydraulic conductivity caused by aquifer heterogeneity and anisotropy appears to be the most important factor to maximize the effect of plume treatment system for application of in-situ groundwater remediation techniques.

농촌용수 수질관리를 위한 비농업시설의 영향 연구

이병선,엄재연,김양빈,우남칠,남경필,이종민,Lee, Byung-Sun,Um, Jae-Yeon,Kim, Yang-Bin,Woo, Nam-Chil,Nam, Kyoung-Phile,Lee, Jong-Min 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.2

국제농촌지역은 국제적인 농산물 개방 여파, 대도시 인근지역 택지개발 및 산업시설 설치, 각종 레저산업의 유입등 비농업시설이 기존 농경지를 대체 개발하면서 다각적인 발전의 활로를 모색하고 있다. 그러나 이러한 개발속도에 비해 수질솬리는 상대적으로 뒤쳐지는 편이다. 이연구는 개발이 활발한 경기도 OO시 A저수지 유역 대표적인 비농업시설을 중심으로 지하수 및 하철수 시료를 채수하여, 비농업시설 설치운영이 농촌용수 수질에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구지역 내 비농업시설에 의한 수질오염은 적절한 처리시설 없이 하수가 A 저수지로무단 방류되는 지역과 공장밀집지역에서 발생했다. 배경수질 분석결과, 두 지역의 하철수 및 지하수에서 (Na+K)-Cl, Ca-(Cl, SO$_4$, Ca-Cl유형들이 나타나 외부 오염 물질의 유입을 보였다. 하수 무단방류지는 면소재지 발생하수가 하천수에 유입됨에 다라 COD, T-N, T-P 오염이 심각했고, 인접한 지하수는 하철수의 유도함양 결과, 화학비료 기원의 NO$_3$-N 오염이 진행 중이었다. 공장밀집지는 T-N, NO$_3$-N 오염이 심각했고, 공장지역 정화조 액상오수의 무단방류가 NO$_3$-N오염의 원이이었다. 축산시설개발지역에서는 가축분뇨에서 기원한 유기물이 하천수 및 지하수에 유입되어NO$_3$-N, Mn오염을 보였다. 농약은 골프장을 비롯한 전체 빈오시설 지역에서 불검출 되었고, SAR(Sodium Adsorption Ratio)-전기전도도 분석 결과,연구지역 용수를 관개용수로 사용 시 알칼리도 및 염도에 대한 위해가 없는 것으로 나타났다. 실버타운, 레저관광지, 골프장 주변 지역의 용수는 대체적으로 수질이 양호했다. 결론적으로 연구지역 내 수질 오염은 국지적인 비농업시설 설치지에서 발생하였으나, 이러나 오염수가 연구지역의 최종 집수지인 A저수지에 유입되면, 타 수계의 청정수와 혼합 희석에 의해 A 저수지에서는 수질 오염이 거의 나타나지 않았다. 그러나 향후 연구지역에 비농업시설이 난립할 경우 A저수지의 희석효과를 기대하기 어려우므로, 농촌개발과 병해할 수 있는 농촌 용수 수질관리 계획이 수립되어 청정한 농촌용수 수질관리가 이루어질 필요가 있다. This study was objected to identify the effect on water quality and contamination by non-agricultural facilities in 'A' reservoir watershed located in OO city, Kyounggi-do, Korea. Ground- and stream water samples showed (Na+K)-Cl, Ca(Cl, SO$_4$) and Ca-Cl type in an illegally discharging area of sewage and a densely industrial area indicating water contamination. Stream water of an illegally discharging area of sewage had high COD, T-N and T-P. In this area, direct incoming of sewage into stream water was induced ground water system by well pumping, and it made a progress of ground water contaminations with those components. Groundwater of a densely industrial area showed high concentrations of T-N, NO$_3$N. From a nitrogen isotope analysis, stream water of an illegally discharging area of sewage has ${\delta}^{15}N-NO_3$values of 0.7%0 was strongly affected by nitrogen originated from agrochemicals, and a densely industrial area of 19.7%0 from septic system. Ground- and stream water of a livestock fanning area were contaminated with NH$_3$-N and Mn, which was affected by intensive livestock facilities. SAR-conductivity plot indicates the water does not pose either alkalinity or salinity hazard for irrigation. COD, T-N, T-P, NO$3$-N, NH$_3$N and Mn concentrations from contaminated areas were diminished by mixing with 'A' reservoir water. There were no water contaminations in silver towns, vacationlands around reservoir and golf links. Consequently, it should be made a plan of systematic managements for past and- present possible contaminants and sewage systems in preventing water contamination by non-agricultural facilities.

한강과 금강유역 내 강수와 지하수 수위의 시공간적 변동 평가

이재민(Jae Min Lee),우남칠(Nam Chil Woo),고경석(Kyung-Seok Ko) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

강수는 지하수 함양의 주요인자로서 기후변화에 따른 강수량과 패턴의 변화는 지하수 함양량의 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 강수의 시·공간적 변화와 지하수위의 상관관계 분석결과는 기후변화 대비 지하수 자원의 활용 및 관리방안을 마련하기 위해 필요하다. 본 연구에서는 전국규모의 강수 및 지하수 변화를 도출하기 위한 예비결과로서, 한강과 금강유역 내 강수의 시·공간적 분포 특성을 평가하고, 장기적인 지하수위 변화와 변동요인을 분석함으로써 지하수 가뭄발생 취약지점에 대한 정보를 도출하고자 하였다. 2000년부터 2015년까지 총 16년 동안총 41개소(한강 22개, 금강 19개)의 국가지하수관측공에서 관측된 수위자료와 각 지하수관측공 인근의 기상관측소 20개소의 강수자료를 수집하여 분석에 활용하였다. 강수와 지하수위의 변동 추세와 상관관계를 분석하고, 각각의 가뭄 지수를 산정하여 비교하였다. 지난 16년 동안의 강수량 분포는 한강유역에 속하는 강원도 동쪽과 경기 북부에서 평균 약 1400 mm 이상으로 높았고, 금강유역 내 강수량이 상대적으로 낮았으며, 특히 충주 및 보령 지역은 1200 mm 이하의 낮은 값을 보였다. 가뭄지수 산정결과 강수와 지하수는 유사한 변동유형을 보이고 있어 대부분 강수 부족에 의한 수위저하 영향이 나타나는 것으로 판단되지만, 지하수위 저하는 표준강우지수 보다는 덜 민감한 것으로 나타났다. 가뭄 시기로 평가된 2001, 2008-2009, 2014-2015년 중, 특히 2014-2015년은 한강과 금강유역 모두 가뭄이 지속되고 가뭄심도도 크게 나타났으며, 2008-2009년은 금강유역에서는 –1 이하의 가뭄지수를 보였지만 한강유역에서는 –0.7 정도의 값을 보였다. 소유역별 지하수 이용량과 토지이용 차이에 따른 지하수위 저하를 비교하였는데, 농업용수 사용이 많은 지역에서 높은 지하수 이용량을 보였지만 시기별로는 이용량의 차이가 크지 않았고, 대부분 강수량 감소가 지하수위 저하에 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 향후 우리나라 전지역에 대한 강수 분포와 지하수위 변동 패턴 및 요인에 대한 분석이 마무리되면 가뭄 시기 지하수의 관리 및 지하수를 활용한 가뭄 대응을 위한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Water contamination by acid rock drainage(ARD) and geochemical behavior of Al and Fe in the contaminated water

이병선(Byung Sun Lee),우남칠(Nam Chil Woo) 대한지질학회 2004 지질학회지 Vol.40 No.2