[수질] 지하수

Q. 지하수의 특징이라 할 수 없는 것은?

① 세균에 의한 유기물 분해가 주된 생물작용이다.
② 자연 및 인위의 국지적 조건의 영향을 크게 받기 쉽다.
③ 분해성 유기물질이 풍부한 토양을 통과하게 되면 물은 유기물의 분해산물의 탄산가스를 용해하여 산성이 된다.
④ 비교적 낮은 곳의 지하수일수록 지층과의 접촉시간이 길어 경도가 높다.

답: 4번

Q. 지하수의 성질 중 옳지 않은 것은?

① 유속이 적고 수온 변화가 적다.
② 지리적 환경조건의 영향을 크게 받지 않는다.
③ 미생물에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이다
④ 지표수보다 용존 염류량이 다소 많다.

답: 2번

Q. 지하수의 특징에 대한 설명으로 볼 수 없는 것은?

① 지하수는 빗물과 지표수가 땅속에 들어가 대수층에 고인 것이며, 용천수와 복류수 등도 포함된다.
② 대수층이 두 개의 불투수성 암석층 사이에 존재하는 경우는 높은 압력을 가지게 된다.
③ 지하수는 태양광선의 차단으로 인해 광화학반응이 일어나지 않기 때문에 세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이다.
④ 지하수는 유속이 하천수에 비해 느리므로 국지적으로 환경조건의 영향을 적게 받아 근접한 지하수간의 수질은 거의 일정하다.

답: 4번

Q. 지표수가 지하수로 침투되어감에 따라 생기는 여러 가지 변화에서 옳지 못한 것은?

① 불용성 현탁물질과 콜로이드 등은 지표수가 지하로 투과되는 과정에서 제거된다.
② 석회암층을 통과하는 물은 다량의 염분을 함유한다.
③ 유기물 분해에 의해서 생긴 CO2가 풍화 작용을 촉진하게 된다.
④ 지중에는 산화상태의 철이나 망간이 많이 존재한다.

답: 4번

Q. Darcy 법칙은 다공성 매질을 통과하는 유체의 흐름을 나타낸 경험법칙이다. 다음 중 다르시 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 유체의 흐름이 층류일 경우 적용 가능하다
② 유체의 점성은 고려하지 않는다
③ 유량은 수두차에 비례하고 거리에 반비례한다
④ 지하수의 흐름속도는 수두구배에 비례한다

답: 2번

Q. 오염된 지하수의 Darcy 속도가 0.2m/d이고 공극률이 0.35일때 오염원으로부터 500m 떨어진 지점에 도달하는데 걸리는 시간은?

풀이:

실제유속 = darcy유속 / 공극률 = (500m ÷ 0.2m/d x 1y/365d ) / 0.35 = 2.39

답: 약 2.4년

---

● 지하수

지하수는 전 세계 민물에서 20% 정도를 차지하며 이는 바다와 영구적인 얼음을 포함한 전 세계 물의 0.76%에 해당한다. 지하수는 남북극을 포함하여 눈과 얼음주머니에 저장된 민물의 양과 거의 맞먹는다
수질이 지표수에 비해 양호하며 광물질을 많이 포함하고 있다.
종류는 깊이와 흐름 형태에 따라 천층수, 심층수, 복류수로 나눈다

① 종류

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190318093500056

 

- 천층수: 지하로 침투한 물이 제1불투수층 위에 고인 물로서 자유면 지하수, 수질이 좋지 않고 대장균이 나타나는 경우가 있음
- 심층수: 지하의 제1불투수층과 제2불투수층 사이의 피압면지하수, 무균에 가까운 상태
- 용천수: 피압 지하수면이 지표면 상부에 있을 경우 지하수는 우물로부터 용출됨
- 복류수: 하천, 저수지 혹은 호수의 바닥 또는 주변 자갈, 모래층 중에 들어있는 지하수, 철분, 망간 등의 함량이 적고 수량은 안정적이다

 

https://www.htikorea.co.kr/service/service1_bunya.php?field=16

② 특성
- 지표수보다 수온변화가 안정하고 DO농도는 낮으며 유속은 느리고 경도와 알칼리도가 높다
- 자정속도가 느리고 국지적인 환경영향을 크게 받아 한번 오염되면 회복시키기 매우 어렵다
- 지표수에 비해 CO2농도가 높다
- 미생물이 거의 없고 오염물질이 적다
- 주로 혐기성 세균에 의한 유기물 분해작용이 일어난다

 

- 피압대수층은 제1불투수층과 제2불투수층 사이에 위치
- 비피압대수층은 지하수면과 제1불투수층 사이에 위치
- 비피압대수층은 호기성 상태이고 강수량에 따라 수량이 변한다
- 저투수층은 투수도가 낮지만 물을 저장할 수 있다
- 피압면 지하수는 자유면 지하수층보다 수온과 수질이 안정하다

https://blog.daum.net/kim-tae-ho/500

③ 지하수의 수질관리 및 정화계획
- 지하수의 수질관리 및 정화계획에 관한 기본방향
- 지하수 오염의 현황 및 예측
- 지하수의 수질보호계획
- 지하수 수질측정망의 운영계획
- 지하수의 수질에 관한 정보화계획
- 그 밖에 지하수의 수질관리 및 정화에 필요한 사항

④ Fick's law
오염지역 내 지하수계의 동수구배가 없다고 가정하는 경우 누출된 수용성 오염물질이 지하수 내에서 확산되는 메거니즘을 설명하기 위해 사용할 수 있는 법칙

⑤ 지하수 오염의 특징
- 원상복구의 어려움
- 지하수 흐름방향의 모호성

⑥ 지하수 오염물질의 거동
- 분산: 토양의 공극을 통과하는 지하수는 이류과정의 마찰과 교란에 의해 분산이 발생, 토양 공극의 불균질성으로 인해 물질 이동 경로의 불규칙성과 토양 공극 사이 이동 속도의 차이로 인해 일어남
- 확산: 토양 공극 내에서 농도구배에 의해 오염물질이 이동하는 현상
- 이송
- 흡착 및 탈착
- 분해: 호기성 혐기성 미생물에 의한 분해, 방사성 붕괴

⑦ 오염지하수 정화방법
- 양수처리기법: 양수정들을 오염원하류에 위치시켜 지하수 오염원을 효과적으로 포획하여야 한다

 

- NAPL 처리
· LNAPL: BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌), 원유, 휘발유
· DNAPL: PCE, PCB, 페놀, 사염화탄소

 

- 토양증기추출법

 

- 공기분사법: in-situ, 지하수, 포화대 내의 휘발성유기물질을 제거하기 위해서 사용된다

⑧ 지표수와 지하수의 비교

	지표수	지하수
유기성 오염물 유입가능성	높다	낮다
병원성균 존재가능성	높다	낮다
홍수시, 갈수시 오염농도 변화가능성	높다	낮다
수온변화	심하다	안정하다
DO 농도	높다	낮다
유속	빠르다	느리다
경도	낮다	가장 높다

⑨ Darcy 법칙

출처:

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%80%ED%95%98%EC%88%98