심도변화에 따른 흥해지역 지하수의 수리 지화학적 특성 = Hydrogeochemical Characteristics of Groundwater on Well Depth Variation in the Heunghae Area, Korea

국문 초록 (Abstract)

포항시 흥해읍 일대 지하수의 수리지화학적 특성을 파악하기 위하여, 지표수, 천부지하수 및 중간심도 와 심부 지하수를 대상으로 수질 및 안정동위원소 분석을 수행하였다. 심도별 수질 유형은 지표수 및 천부지하수는 Ca-Cl, 중간 심도는 Na-HCO3, 심부지하수는 Na-Cl형이 우세하게 나타난다. HCO3- 및 SiO2의 기원은 천부 지하수의 경우 규산염광물의 풍화에서, 심부 지하수는 탄산염 광물의 풍화에서 생성되었다. Ca 및 Mg 이온은 천부 및 심부 모두 석회석 및 백운석에서 기인한다. 천부 지하수의 SO42- 기원은 황철석에서 기인하는 것으로 나타난다. 심도의 증가에 따라 pH 및 TDS는 증가하나, Eh 및 DO는 감소하는 경향을 보인다. 알카리 금속(K, Na, Li)은 심부로 갈수록 농도가 증가하나, 알카리 토금속(Mg, Ca) 및 Al은 천부로 갈수록 증가하는 양상을 보인다. 음이온인 할로겐 원소(F, Cl, Br) 및 HCO3-의 농도도 심부로 갈수록 증가함을 보인다. 산소 및 수소 안정동위원소 평균값은 심부 지하수는 평균값:δ18O=-10.1 ‰, δD=-65.8 ‰, 중간심도는 평균값:δ18O=-8.9 ‰, δD=-59.6 ‰, 천부 지하수는 평균값:δ18O=-8.0 ‰, δD=-53.6 ‰, 지표수는 평균값:δ18O=-7.9 ‰, δD=-53.3 ‰의 값을 각각 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Chemical and isotopic analysis for stream water, shallow groundwater, intermediate groundwater and deep groundwater was carried out to grasp hydrogeochemical characteristics of groundwater in the Heunghae area, Pohang city. Water type of stream water and shallow groundwaters is typified as Ca-Cl type, intermediate groundwater is Na-HCO3, and deep groundwater is prominent in Na-Cl type. HCO3- and SiO2 in shallow groundwater are originated from weathering of silicate minerals, whereas those of deep groundwaters are resulted from weathering of carbonate minerals. Ca and Mg ions in both shallow and deep groundwaters are resulted from weathering of calcite and dolomite. SO42- in shallow groundwater is originated mainly from pyrite oxidation. As well depth increases, pH and TDS increase, but Eh and DO decrease. Alkali metal contents(K, Na, Li) increases as well depth increases, but alkali earth metal(Mg, Ca) and Al concentrations increase as well depth decreases. Anions, halogen elements(F, Cl, Br), and HCO3 contents increase as well depth increases. The average stable isotope value of the groundwater of each depth is as follows; deep groundwater:δ18O=-10.1 ‰, δD=-65.8 ‰, intermediate groundwater:δ18O=-8.9 ‰, δD=-59.6 ‰, shallow groundwater:δ18O=-8.0 ‰, δD=-53.6 ‰, surface water:δ18O=-7.9 ‰, δD=-53.3 ‰ respectively.

참고문헌 (Reference)

1 "풍기지역 지하수의 수리지구화학 및 환경안정동위원소 특성연구" 지하수환경학회 5 : 177-191, 1998

2 "포항천연가스후보지구 지질 및 물리탐사종합보고 국립지질조사소" 1967

3 "포항강수의 안정동위원소 조성 변화" 30 : 321-325, 1997

4 "지구 온천공 조사 보고서 한국자원연구소 온천공조사보고서" 한국자원연구소, 62-, 2000

5 "우리나라 대전과 서울지역 강수의 안정동위원소 성분" 475-481, 1994

6 "영일 신광 지구 온천 종합 조사 보고서 한국자원연구소" 1992

7 "에 분포하는 화산암류에 대한 암석학적 층서학적 연구" 117-129, 1988

8 "심부지열에너지 개발사업," 한국지질자원연구원 85-03, 2003

9 "심부지열에너지 개발사업" 한국지질자원연구원 226-, 2004

10 "남한의 지하수 및 강수의 안정동위원소조성" 37-46, 1988

11 "국립지질조사소" 1964

12 "국립지질조사소" 1968

13 "Revised stratigraphy and reinterpretation of the Miocene Pohang basinfills sequence development in response to tectonic and eustassy in a back-arc basin margin" 143 : 265-285, 2001

14 "Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic consideration" 1523-1534, 1984

15 "Practical guide for groundwater sampling" 1985

16 "Mineral-water equilibria in silicate weathering XXIII" 149-160, 1968

17 "Isotope measurements in research on seawater intrusion in the carbonate aquifer of the Salentine Peninsular Isotope technique in groundwater hydrology" 441-463, 1974

18 "Fan-delta systems in the Pohang basin" Seoul Nat'l Univ 1993

19 "Environmental isotope hydrology in the Hodna-Algeria region isotope techniques in groundwater hydrology" Dincer 293-316, 1974

20 "Environmental isotope as a hydrogeological tool Isotope in der Natur" 177-179, 1976

21 "Criteria for recognition of seawater in groundwater" 593-597, 1941

22 "Chemical composition of petrographic assemblage of igneous and related rocks in south Korea" 75-92, 1977

23 "Characterization of the principal weathering types by the geochemistry of waters from some European and African crystalline massif" 253-271, 1971