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독일을 중심으로 재조명한 심부지하수 연구

전문가 제언: ○ 논문에서는 독일을 중심으로 심부지하수 연구의 발자취를 조명하였다. 19세기 심부(deep)지하수란 용어가 등장할 당시의 관심사는 심부에서도 지하수가 움직이는지 혹은 정체되어 있는지에 관한 의문이었다. 1940대에 이르러 현대 물리학을 도입시킴으로서 심부지하수를 이해하는데 크게 공헌하게 되었고, 이때부터 지하수가 심부에서는 정체된다는 개념을 부정하게 되었다. 최근에는 심부지하수의 정의가 지하수의 심도뿐 아니라 기원, 연령, 화학성분에 의해 정해진다.

○ 심부지하수는 주로 지열개발이나 방사성폐기물 처분부지 확보를 위한 조사연구 과정에서 규명된 경우가 많다. 독일에서는 지열개발을 위해 최대 1,500m의 시추를 실시하였고, 대륙 지각의 지구물리학적 특성을 평가하기 위해 1987년 착수한 독일대륙의 심부시추 프로그램의 시추공 심도는 9,100m에 이른다. 이러한 사업들을 통하여 심부에서의 지하수 현상을 평가하게 되었다. 연구결과 심부에서도 Darcy의 유동 메커니즘이 작용한다는 사실을 확인하였다.

○ 심부지하수 조사를 위해서는 많은 어려움이 뒤따른다. 여기에는 비싼 기술 장비, 높은 유체 염도로 인한 시추의 어려움, 낮은 투수성으로 인한 유동시험의 어려움, 시료채취의 난관 등이 있다. 또한 시험공과 관측공 확보에 과다한 비용이 소요되는 단점도 있다. 단일 공에 의한 방법이 개발되기도 했으나 이 경우 유동속도의 과대평가, 이수에 의한 오염 등으로 수문화학 및 동위원소 특성 확인 등에 제한이 따른다.

○ 우리나라의 심부지하수 조사는 주로 지열조사와 연관된다. 지온경사가 높은 지역에서 500m 이상의 심도에서 온수를 개발한 예가 수십 건 보고되고 있으나 대부분 심부에서 양수되는 지하수의 토출온도와 지온경사 자료가 전부이다. 보다 상세한 심부지하수 연구사례는 고준위 방사성폐기물 처분을 위한 심부 지하수 거동연구가 있다. 이 경우 대상지역 선정기준이 투수성이 낮은 지역이 우선이므로 일반적인 대수층 지하수 특성을 보여주지는 않는다.

저자: K.H.Hebig, N.Ito, T.Scheytt and A.Marui
자료유형: 학술정보