발간등록번호 79-6500314-000005-01 지하수자원특별관리구역관리실태 평가및개선방안연구 2009. 2 제주특별자치도환경자원연구원
- 목차 - 1. 연구개요 1 1.1. 연구배경및목적 1 1.2. 연구범위 2 1.2.1. 연구범위 2 1.2.2. 지하수관리구역관리계획의주요내용 2 1.3. 지하수관리구역지정현황 3 1.4. 지하수관리구역지하수개발ㆍ이용현황 4 1.5. 연구보고서작성 6 2. 외국의사례 7 2.1. 일본 7 2.1.1. 일본의지하수관련법제도 7 2.1.2. 일본자치단체의지하수관리 12 2.2. 미국하와이주 18 2.2.1. 수자원관리구역의지정및관리 18 2.2.2. 오폐수무단방류금지구역 (No Pass Zone) 20 2.2.3. 보전구역 22 2.2.4. 지하주입관리프로그램 23 3. 지하수관리구역관리실태조사 27 3.1. 지하수개발ㆍ이용량조사 27 3.1.1. 지하수개발량조사결과 27 3.1.2. 지하수이용량조사결과 28 3.1.3. 지하수개발ㆍ이용허가량조정 30 3.2. 지하수개발ㆍ이용시설관리실태조사 32 - i -
3.2.1. 지하수오염방지시설조사 32 3.2.2. 지하수폐공등원상복구대상관정조사 34 3.3. 지하수위조사 38 3.3.1. 지하수위관측망설치ㆍ운영 38 3.3.2. 구역별지하수위변동 40 3.4. 지하수수질조사 47 3.4.1. 수질조사자료분석결과 47 3.4.2. 구역별질산성질소변화추세분석 52 3.4.3. 구역별염소이온변화추세분석 54 4. 지하수관리구역재분석 57 4.1. 분석방법 57 4.2. 분석결과 58 4.2.1. 지하수관정밀도 58 4.2.2. 지하수개발량 60 4.2.3. 지하수이용량 63 4.3. 무릉-상모구역의집중관리 69 5. 향후관리방안 73 5.1. 지정기간연장 74 5.2. 대체수자원개발및이용확대 74 5.3. 소규모사설관정의적극적정비 76 5.4. 지하수개발 이용허가제도의개선 77 5.5. 지하수모니터링 78 6. 요약및결론 81 - ii -
- 표목차 - < 표 1-1> 지하수관리구역지정기준 3 < 표 1-2> 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용현황 5 < 표 2-1> 공업용수법에의한허가대상지역 9 < 표 2-2> 빌딩용수법에의한허가대상지역 12 < 표 2-3> 공업용수법과빌딩용수법에의한동경도지하수규제 13 < 표 2-4> 동경도공해방지조례에의한지하수규제 13 < 표 2-5> 오사카부의지하수규제에관한법률 15 < 표 2-6> 하와이주의보전지역지정요건 22 < 표 2-7> 하와이주의지하주입정분류기준 25 < 표 3-1> 지하수관정수및개발량분석결과 27 < 표 3-2> 지하수이용량분석결과 ( 일최대 ) 29 < 표 3-3> 지하수개발ㆍ이용허가량조정결과 31 < 표 3-4> 지하수허가량감소현황 32 < 표 3-5> 지하수허가량증가현황 32 < 표 3-6> 지하수개발ㆍ이용실태조사결과 34 < 표 3-7> 지하수폐공원상복구조치결과 36 < 표 3-8> 폐공원상복구용도별현황 36 < 표 3-9> 폐공원상복구원인별현황 38 < 표 3-10> 지하수위관측망설치현황 39 < 표 3-11> 노형-신촌구역지하수위분포특성 41 < 표 3-12> 무릉-상모구역지하수위분포특성 43 < 표 3-13> 하원-법한구역지하수위분포특성 44 < 표 3-14> 서귀-세화구역지하수위분포특성 45 - iii -
< 표 3-15> NO - 3 -N 통계분석결과 47 < 표 3-16> NO - 3 -N 빈도분석결과 48 < 표 3-17> 염소이온통계분석결과 50 < 표 3-18> Cl - 빈도분석결과 50 < 표 3-19> 연도별 NO - 3 -N 검출농도분석결과 52 < 표 3-20> 연도별 Cl - 검출농도분석결과 54 < 표 4-1> GIS 중첩분석기준 57 < 표 4-2> 지하수관정밀도비교분석결과 58 < 표 4-3> 지하수개발량비교분석결과 61 < 표 4-4> 일최대지하수이용량비교분석결과 63 < 표 4-5> 최근 8년간의지역별연강수량및평년대비결과 66 < 표 4-6> 일최대지하수이용량비교분석결과 ( 가뭄시 ) 66 - iv -
- 그림목차 - < 그림 1-1> 지하수자원특별관리구역지정현황 4 < 그림 2-1> 지반침하량변동분포 14 < 그림 2-2> 오사카의법률, 조례에의한지하수채수규제지역 17 < 그림 2-3> 오아후섬의오폐수무단방류금지구역지정도 21 < 그림 2-4> 오아후섬의토지이용계획도 23 < 그림 2-5> 오아후섬의지하주입허용및금지구역지정도 24 < 사진 3-1-ⅰ> 상부보호시설불량관정 35 < 사진 3-1-ⅱ> 상부보호시설이없는관정 35 < 사진 3-2> 상부보호시설보완관정 35 < 사진 3-3> 사용하지않고방치되고있는폐공 37 < 사진 3-4> 폐공원상복구중간과정및완료후지표전경 37 < 그림 3-1> 지하수위관측망설치위치도 39 < 그림 3-2> 노형-신촌구역지하수위변동추세 41 < 그림 3-3> 무릉-상모구역지하수위변동추세 43 < 그림 3-4> 하원-법환구역지하수위변동추세 44 < 그림 3-5-ⅰ> 서귀-세화구역지하수위변동추세 46 < 그림 3-5-ⅱ> 서귀-세화구역지하수위변동추세 46 < 그림 3-6> 질산성질소검출농도의공간적분포특성 49 < 그림 3-7> 염소이온검출농도의공간적분포특성 51 < 그림 3-8> NO - 3 -N 변화추세 53 < 그림 3-9> Cl - 검출농도변화추세 55 - v -
< 그림 4-1-ⅰ> 지하수관정밀도 4공이상분포지역 59 < 그림 4-1-ⅱ> 지하수관정밀도 6공이상분포지역 59 < 그림 4-1-ⅲ> 지하수관정밀도 8공이상분포지역 60 < 그림 4-2-ⅰ> 지하수개발량 1,000m3 / 일이상분포지역 61 < 그림 4-2-ⅱ> 지하수개발량 1,500m3 / 일이상분포지역 62 < 그림 4-2-ⅲ> 지하수개발량 2,000m3 / 일이상분포지역 62 < 그림 4-3-ⅰ> 지하수이용량 1,000m3 / 일이상분포지역 64 < 그림 4-3-ⅱ> 지하수이용량 1,500m3 / 일이상분포지역 64 < 그림 4-3-ⅲ> 지하수이용량 2,000m3 / 일이상분포지역 65 < 그림 4-4-ⅰ> 지하수이용량 1,000m3 / 일이상분포지역 67 < 그림 4-4-ⅱ> 지하수이용량 1,500m3 / 일이상분포지역 68 < 그림 4-4-ⅲ> 지하수이용량 2,000m3 / 일이상분포지역 68 < 그림 4-5> 서부지역지하수위변화추세 69 < 그림 4-6-ⅰ> 무릉1 관측정수위-전기전도도변화추세 70 < 그림 4-6-ⅱ> 무릉2 관측정수위-전기전도도변화추세 71 - vi -
1. 연구개요 1.1. 연구배경및목적 제주도는연평균강수량이 1,975mm에달하는국내최대의다우지역임에도불구하고투수성이좋은화산암류로이루어져있어지표수의발달이빈약한관계로먹는물을비롯한생활용수, 농업용수등모든용수를지하수에의존하고있음 지하수함양량은강수량에따라변동하므로가뭄이장기간지속될경우에는지하수함양량부족으로지하수가집중적으로개발된지역을중심으로지하수위하강, 해수침투에의한수질저하등지하수장해발생이우려됨 특히, 제주시를비롯한서귀포시, 남원읍, 대정읍등의일부지역은지하수개발량이적정개발량을초과하는과다개발이이루어져지하수의적정관리를위한특단의대책마련이필요함에따라제주특별자치도에서는 ( 구 ) 제주국제자유도시특별법 에지하수자원특별관리구역 ( 이하 지하수관리구역 이라함 ) 의지정및관리에관한제도를도입하였음 (2002. 2. 4) 이에따라제주특별자치도에서는지하수관리구역을지정ㆍ고시하기위한기초연구를실시하고, 지하수관리구역지정 ( 안 ) 을마련한뒤제주특별자치도의회의동의를얻어 2003년 6월 25일지하수가과다하게개발된 4개구역을지하수관리구역으로지정ㆍ고시하였음 지하수관리구역을지정ㆍ고시한경우에는 제주특별자치도지하수관리기본조례 제30조제5항의규정에의거지정ㆍ고시일로부터 6개월이내에지하수관리구역관리계획을수립ㆍ시행하고, 매 5년마다관리계획이행결과를평가한후, 지정기간연장또는해제여부를결정하도록하고있음 따라서, 본연구는지난 2003년 12월 24일수립된지하수관리구역관리계획이행결과를평가함과아울러, 도전역의지하수개발ㆍ이용실태분석을통해지하수관리구역기간연장또는해제여부를검토하고, 향후관리방안을제시하는데그목적이있음 - 1 -
1.2. 연구범위 1.2.1. 연구범위 공간적범위 : 지하수관리구역 4개구역 (160.065km2) 및그주변지역 노형-신촌구역 : 43.145km2 무릉-상모구역 : 38.346km2 하원-법환구역 : 12.897km2 서귀-세화구역 : 65.677km2 시간적범위 : 2004. 1. 1 ~ 2008. 12. 31(5년 ) 1.2.2. 지하수관리구역관리계획의주요내용 관리계획의목표 지하수개발ㆍ이용시설의적극적정비를통한수량ㆍ수질의적정관리 지하수허가량의합리적조정을통한지하수의합리적이용제고 지하수장해발생사전예방을위한지하수관측망구축ㆍ운영 지하수인공함양연구를통한지하수이용량증대방안강구 관리계획의주요내용 지하수개발ㆍ이용시설관리실태조사 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용시설에대한전수조사를실시하여사용하지않는관정, 보호시설불량관정, 예비용관정, 수질불량관정등정비가필요한관정등을선별 지하수관정의정비 지하수개발ㆍ이용시설에대한조사결과원상복구또는시설정비가필요하다고판단되는관정에대해원상복구나시정조치 지하수허가량의조정 기간연장허가시실제이용량에근거해허가량을조정 지하수이용량모니터링및지하수위관측정설치및운영 지하수허가량조정기초자료로활용하기위한지하수이용량모니터링및지 - 2 -
하수위및해수침투여부를감시ㆍ관측하기위한관측망을설치하여운영 지하수수질조사 상수도ㆍ전용수도등을제외한정기적으로수질검사를받지않는관정에대해수질검사를실시 지하수인공함양 해안변및중산간지역에인공함양정을설치하여인공함양조사ㆍ연구 1.3. 지하수관리구역지정현황 2003년 6월 25일지정ㆍ고시된지하수관리구역은 2001년 6월부터 2002년 9월까지도전역의지하수개발ㆍ이용실태를조사하여지하수개발ㆍ이용량, 지하수위, 지하수수질분포현황등기초조사자료를정리ㆍ분석한후 도서지역을제외한제주도전역을 250m 250m의격자망으로구성하고, 격자점을중심으로반경 500m 내의지하수관정수, 개발량, 이용량에대해지리정보시스템 (GIS) 으로공간분석을수행하여 < 표 1-1> 과같이지하수관리구역지정기준을마련하였음 < 표 1-1> 지하수관리구역지정기준 구분지정기준 ( 반경 500m 내지역 ) 관정수지하수개발량 ( 평균 ) 지하수이용량 ( 평균 ) 개발량대비이용률 (%) 5공이상 1,650m3 / 일이상 1,590m3 / 일이상 95% 이상 지하수관리구역지정안은 < 표 1-1> 에제시된지정기준을 GIS를활용하여지하수관정밀도, 개발량, 이용량을중첩분석하여 3가지의안을마련한후 지하수개발ㆍ이용실태, 대상지역면적, 지정구역의연속성, 토지이용현황등을감안해지정안을마련한다음제주특별자치도의회의심의를거쳐지하수관 - 3 -
리구역으로지정ㆍ고시 ('03. 6. 25) 하였음 지하수관리구역으로지정된지역은 < 그림 1-1> 과같이지하수가과다개발된지역으로서노형-신촌, 무릉-상모, 하원-법환, 서귀-세화에이르는 4개지역이며, 지정면적은제주도총면적의 8.7% 인 160.065km2임 지하수관리구역지정현황 노형 - 신촌구역 : 43.145 km2 하원 - 법환구역 : 12.897 km2 무릉 - 상모구역 : 38.346 km2 서귀 - 세화구역 : 65.677 km2 < 그림 1-1> 지하수자원특별관리구역지정현황 (2003. 6. 25. 고시 ) 1.4. 지하수관리구역지하수개발ㆍ이용현황 ( 지정당시 ) 지하수관리구역으로지정된 4개지역에는 2002년 12월기준도전역에개발된지하수관정 4,881공의 54.2% 인 2,653공이개발되었고, 지하수개발량은도전체개발량 (1,485,741m3/ 일 ) 의 40.1%(597,519m3 / 일 ) 를차지하고있는것으로분석되었으며, - 4 -
지하수적정개발량 (1,689천m3/ 일 ) 1) 대비 305 ~ 511% 를초과하였을뿐만아니라, 일최대이용량은 174 ~ 356% 를초과한상태였음 구역별지하수개발ㆍ이용현황을보면 (< 표 1-2> 참조 ) 서귀-세화구역이지하수관정개발공수 (1,238공) 가가장많고, 적정개발량초과율도개발량 (511%) 과이용량 (356%) 모두가장높은것으로분석되었음 노형-신촌구역은지하수관정수가 743공이나개발량은 182,671m3 / 일로적정개발량 (41,111m3/ 일 ) 을 444% 초과하였으며, 일최대지하수이용률도지하수적정개발량대비 198% 를나타내었음 또한, 무릉-상모구역과하원-법환구역도지하수개발량이적정개발량을 300% 이상초과하였음 특히하원-법환구역은지하수관정수는 220공으로많지않으나일최대지하수이용량은적정개발량을 306% 초과한것으로분석되었음 < 표 1-2> 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용현황 ('02. 12. 31. 기준 ) ( 단위 : m3 / 일, 공 ) 구분 면적 ( km2 ) 적정개발량관정수허가량일최대이용량 지하수적정개발량초과율 (%) 허가량 이용량 합계 160.065 140,219 2,653 597,519 366,760 426 262 노형-신촌 43.145 41,111 743 182,671 81,311 444 198 무릉-상모 38.346 34,077 452 103,783 59,248 305 174 하원-법환 12.897 10,676 220 33,194 32,636 311 306 서귀-세화 65.677 54,355 1,238 277,871 193,565 511 356 1) 현재적용하고있는지하수적정개발량은 2003 년 " 제주도수문지질및지하수자원종합조사 (Ⅲ)" 에서재산정된 1,768 천m3 / 일임. - 5 -
1.5. 보고서작성 성명전공분야보고서작성내용 강봉래환경공학 보고서총괄작성 김기표수리지질학 지하수위현황분석 문덕철수리수문학 강수량현황분석 고기원수문지질학 향후관리방안및보고서검토 - 6 -
2. 외국의사례 2.1. 일본 일본에서의지하수개발ㆍ이용은 대부분공업용수나생활용수로사용되고있는데, 1868년에서 1912년근대산업의발전과더불어지하수를본격적으로개발하여이용하기시작했으며 그후 1950년대에이르러산업활동이활발해지면서공업용수수요에따른지하수채수량이증가됨에따라지반침하가진행되어심한곳은연간 20cm 이상침하가발생하기도하였음 1960년대후반이후부터는대체수원의개발과각종규제로인해지하수채수량이감소한동경, 오사카등의지역에서는지반침하가안정되기시작했으나 물수요증대에비해댐등에의한용수공급이부족하여지하수채수량이지속적으로증가하는지역은지반침하가계속진행되었음 또한, 해안변의충적층평야지대에서는지하수를과다채수함에따라해수침투가발생하였는데 일본은대부분의도시나공업지대가해안가에접해있어해수침투에의한수질악화, 농작물피해등이발생하고있으며, 이러한지역은해수침투와더불어지반침하도병행하여발생하고있었음 이절에서서술하는일본의지하수관리사례는 일본지하수정책연구회에서발간된 우리나라의지하수, 그이용과보전 이라는서적과한국지질자원연구원에서발간된 지질자원기술동향 제2권제1호의 일본의지하수관리실태조사 ( 조민조저 ) 에서발췌한것임. 2.1.1. 일본의지하수관련법제도 2.1.1.1. 공업용수법 일본에서는지반침하및해수침투로인한피해를저감시키기위해 1956년 공업용수법 을제정하여동경, 오사카등일부지역을지하수허가지역으로지정 - 7 -
하는등공업용지하수채수에대한허가제도를처음도입하였음 허가지역은지하수를보전하기위한지역으로서, 공업용수가이미개발되어있거나 1년이내에공업용수를개발할계획이있는지역으로다음과같은지정요건을가지고있음 지하수를채수함으로써지하수위의이상저하, 염수또는오수가지하수수원에유입되거나지반침하가일어나는경우 공업용으로공급하는지하수의양이대규모인경우 지하수수원보전측면에서지하수의합리적이용을도모할필요가있는경우 이미공업용수도가포설되었거나, 또는 1년이내에공업용수도의포설공사가개시될것으로예견되고있는경우 결국, 공업용수법 은지정구역내에서공업용수를공급하기위해지하수를개발ㆍ이용하는경우에이법에의한허가를받도록하는법으로서지하수보전ㆍ관리보다는공업용수확보에더큰비중을두고있음 공업용수법상의허가관련사항은 지하수허가지역내에서일정규모이상의지하수를개발하여이용하고자하는경우에는허가를받도록하고있으며 여기서일정규모이상인지하수란동력을사용하는양수설비에서양수펌프의토출단면적이 6cm2를초과하는 ( 토출관직경 15mm이상 ) 경우로되어있음 허가시스트레이너설치위치등지하수관정설치가기술적기준에적합하지않으면허가를하지않으며 이러한기술적기준은지하수위강하에의한해수침투및지반침하를발생하지않도록채수량과대수층을고려하여결정하고있음 특히, 스트레이너설치위치는지반침하를일으키지않은심층에설치하도록하고있었으나심층지하수채수에의해서도지반침하가발생하는경우가나타나므로현재는심층일지라도이용가능한지하수가부족한경우에는스트레이너설치를금지하고있는지역이많음 일본에서 공업용수법 에의해지하수허가지역으로지정된지역은 < 표 2-1> 와같이宮城縣, 福島縣, 崎玉縣, 千葉縣, 東京都, 神奈市縣, 愛知縣, 三重 - 8 -
縣, 大坂縣, 兵庫縣 10 개지역에지정되어현재까지유지되고있으며 < 표 2-1> 공업용수법에의한허가대상지역 번호 도도부현명 ( 都道府縣名 ) 시구정촌명 ( 市區町村名 ) 면적 ( km2 ) 계 10 도부현 1,957 1 미야기현 센다이시일부, 다카이죠시일부, 이찌가하마읍일부 지정년월일 90 1975. 7.11 2 후꾸시마현하라마찌시일부 41 1979. 6. 1 3 사이타마현 4 치바현 5 동경도 가와구찌시일부, 우라와시일부, 요노시, 소오카시, 와라비시, 토다시, 카모가다나시, 야시오시치바시일부, 이찌가와시, 후나바시시, 마쯔도시, 나라시노시, 이찌하라시일부, 우라야스시, 소데가우라시일부스미다구, 고오도오구, 키타구, 아라가와구, 이타비시구, 아타찌구, 카츠시가구, 에도가와구 6 카나가와현가와사끼시일부, 요꼬하마시일부 73 7 아이찌현 나고야시일부, 이찌노야가미시, 쯔시마시, 고오난시, 오니시시, 이나사와시, 기요수읍, 키소가와읍, 소부에읍, 헤이와읍, 시쯔보오읍, 미와읍, 지모구지읍, 오오하루읍, 카니에읍, 쥬시산촌, 도비시읍, 야도미읍, 사야읍, 타쯔타읍, 하라가이읍, 사오리읍 8 미에현요카이찌시일부, 쿠스읍 34 9 오오사카부 오오사카시일부, 토요나카시일부, 후키다시일부, 다카즈키시일부, 이바라기시일부, 셋시, 모리구찌시, 야오시일부, 와야가와시일부, 다이토오시일부, 카도마시, 히가시오오사카시일부, 시죠나와데시일부, 키시와다시일부, 이즈미오오쯔시, 카이쯔카시일부, 와이즈미시일부, 타다오카읍 10 효고현아마카사키시, 니시노미야시일부, 이타미시 95 154 326 254 458 432 1963. 6. 1 1979. 6. 1 1969. 9.11 1970. 4. 3 1974. 6.28 1960.12.19 1961. 6. 1 1972. 4. 3 1957. 6.10 1958. 3. 6 1962.10.20 1960. 5.17 1984. 6. 5 1957. 6.10 1963. 6.24 1958.12. 4 1962.10.20 1963. 6. 1 1965. 9.25 1966. 5.17 1977.12.26 1957. 6.10 1960.10. 7 1962.10.20 1963. 6. 1-9 -
지정후지반침하율을조사한결과지반침하율이줄어든것은사실이나만족할만한수준이아니라고평가되고있음 이와같은결과는 공업용수법 자체가지하수과다채수에의한지반침하대책을마련하기위한법이라기보다는공업용수의원활한공급을목적으로하고있어 기설관정을관리대상에서제외시켰고, 공업용수와별개로사용하는냉방용수, 생활용수등의지하수이용시설은배제하였기때문에 공업용수법 을적용하여지반침하를방지하기에는역부족이라는평가를받았음 2.1.1.2. 건축물용지하수채취규제에관한법률 일본에서지하수의채수량을증가시키는것은 공업용수이용에만한정된것은아니고도시지역에있어서냉ㆍ난방이나, 수세식화장실등의생활용수수요가급증함에따라지하수이용이급증하여지반침하의또다른요인이되었음 이때문에일본에서는 1962년 공업용수법 과는다른 건축물용지하수채취규제에관한법률 이제정되어건축물용지하수채수가규제되기시작하였으며, 일본에서는이법을간략하게 빌딩용수법 이라는약칭을주로사용함 빌딩용수법 에의한지하수허가제도는 공업용수법 과비슷하며, 허가지역내에서건축물에서이용하는일정규모이상의지하수관정에대하여허가를받도록하고있음 공업용수법 에서는그목적이 이법률은특정의지역에대해서공업용수의합리적공급을확보함과아울러동시에지하수수원의보전을도모하여... 라고되어있어공업용수공급을우선하고있는것에반해 빌딩용수법 은 이법률은특정의지역내에서건축물용지하수의채취에대해지반침하의방지를위해필요한규제를행하는것으로서... 라고되어있어지반침하방지를위한규제임을명시하고있음 빌딩용수법에서말하는건축물용지하수는 - 10 -
냉방설비, 수세식변소, 그외정령 ( 政令 ) 으로정한설비의사용에공급하는지하수 ( 온천, 공업용수를제외 ) 로되어있고 정령에있어서는냉방설비, 자동차차고에설치한세차설비, 공중목욕탕 ( 욕실의면적의합계가 150m2를초과하는경우 ) 으로규정되어있음 또한, 지정대상지역은 당해지역내에서지하수를채취함으로써지반이침하되거나, 이것에수반하여해일이나홍수등에의해재해가발생한경우정령으로지정하도록하고있으며 특히, 지반침하에의한해일, 홍수등의재해피해방지를위해규제하는경우를명확하게나타내고있음 지하수허가기준은 일정규모이상의정호에대해서는 공업용수법 과동일하게동력을사용하여지하수를채취하기위한시설로서양수기의토출단면적이 6cm2를초과하는것으로하고있으며 양수설비의스트레이너위치및양수기의토출단면적이총리부령으로정한기술적기준에적합한경우가조건으로되어있지만 이미지정된기술적기준에적합하지않은지하수관정을이용하고자하는경우에대해서는지역지정일로부터 2년이상의기간으로서총리부령으로정한기한내에허가를받도록정하고있음 이경우총리부령으로정한기간은보통 2~7년으로되어있으며이기간이내에기준에적합하게보완하지않으면지하수를이용하지못하도록되어있음 < 표 2-2> 는빌딩용수법에근거한지정지역을나타낸것으로 大阪市, 東京都, 埼玉縣, 千葉縣의 4개도부현이지정되고있으며 지정지역은상당부분이 공업용수법 의지정지역과중복되어서그지역에서는두법률에의한지하수채취량의삭감이추진되어지반침하방지에큰효과를거두고있는것으로나타나고있음 - 11 -
2.1.2. 일본자치단체의지하수관리 일본의각지방자치단체에서는 지역실정에맞게조례등으로지하수의채취규제및보전을도모하고있으며 조례에의한지하수규제정도는규제지역과기준을제정하는것 ( 허가제또는신고제 ) 에서부터채취량측정의무를제정하는것에이르기까지다양하게규정되어있음 < 표 2-2> 빌딩용수법에의한허가대상지역 번호 도도부현명 ( 都道府縣名 ) 시구정촌명 ( 市區町村名 ) 면적 ( km2 ) 계 4 도부현 1,597 지정년월일 1 오오사카부오오사카시 203 1965. 8.24 2 동경도특별구전역 577 3 사이타마현 4 치바현 가와구찌시, 우라와시, 오오미야시, 요노시, 와라비시, 토다시, 하토가야시 치바시일부, 이찌가와시, 후나바시시, 마쯔도시, 나라시노시, 이찌하라시일부, 카마가야시, 우라야스시 1963. 6. 1 1972. 4. 3 253 1972. 4. 3 564 1972. 4. 3 1974. 6.28 2.1.2.1. 東京都 동경도의경우, 앞에서서술한 공업용수법 및 건축물용지하수채취규제에관한법률 과 동경도공해방지조례 에의거지하수채취를규제하고있는데, 이를요약하면 < 표 2-3> 및 < 표 2-4> 와같음 표에서보면동경도에서는 공업용수법 등관련법령과조례가제정되면서지하수이용자는양수량보고를의무적으로수행토록하고있는데 지하수이용자는양수량을측정하여시군에보고하고, 시군에서는관련자료를취합하여환경청에보고하여년 1회통계를작성하고있음 동경도에서는이와같은관리대책시행으로지난 10년간에는 2cm 이상의지반침하는없는것으로나타나고있음 (< 그림 2-1> 참조 ) - 12 -
< 표 2-3> 공업용수법과빌딩용수법에의한동경도지하수규제 대상지역 대상용도 구분공업용수법 板橋, 足立, 北, 葛節, 江東, 墨田, 荒川, 江戶川등 8 개구 제조업, 전기, 가스열공급 허가, 인가, 신고우물개발시채취허가 ( 지사 ) 양수기구조기준 토출구단면적 : 6~21 cm2이하스트레이너위치 : 550~650m 건축물용지하수채취규제에관한법률 23 개구 냉난방설비, 수세식화장실, 세차설비, 공중목욕탕 양수설비설치시채취허가 ( 지사 ) 토출구단면적 : 6~12 cm2이하스트레이너위치 : 400~650m 양수량보고의무허가우물설치자연 1 회보고허가우물설치자연 1 회보고 위반우물에대한조치 허가취소또는채수정지명령 허가취소또는시정조치명령 ( 채수금지등 ) < 표 2-4> 동경도공해방지조례에의한지하수규제 구 분 동경도공해방지조례 공장지정작업장기타 대상지역 대상용도 허가, 인가, 신고 공업용수법에의해지정된 8 개구를제외한 15 개구와 25 시지정 해당공장의용수공급용지하수 신설 : 공장설치ㆍ변경인가기설ㆍ폐지 : 신고폐지 : 우물폐지보고서 25 시 1 정 25 시 1 정 냉난방설비수세식화장실세차설비공중목욕탕 신설 : 지정작업장설치ㆍ변경신고기설ㆍ폐지 : 신고폐지 : 우물폐지보고서 냉난방설비수세식화장실세차설비 신설 : 양수시설신고기설 : 신고폐지 : 우물폐지보고서 양수기구조기준 양수량보고의무 위반우물에대한조치 토출구단면적 : 6~12 cm2이하 스트레이너위치 : 400~550m 스트레이너위치 : 400~500m 양수시설설치자연 1 회보고, 대상지역도내전역 개선명령, 감소권고, 시설개선권고 - 13 -
< 그림 2-1> 지반침하량변동분포 지하수개발규제대상지역, 스트레이너설치위치, 양수기구조기준등은일본 토목기술연구소에서동경도를대상으로실시한기반암의심도등의지질및수 리지질조사결과를토대로정하고있음 - 14 -
또한, 동경도에서는지하수위하강을방지하기위하여 빗물의지하침투능력을향상시키는노력을진행중에있으며, 빗물침투장치를가정이나건물등에설치할경우제주특별자치도처럼동경도에서도일부재정지원을하고있음 그리고 '90년대말부터는대규모건물의기초를굴착ㆍ설치할경우에는지하수유동통로를확보할수있도록기초내부또는기초아래에관 (pipe) 을설치하는등의방법으로지하수가원활히흐를수있도록하고있음 2.1.2.2. 大阪府 오사카에서는지하수가양호한수질을가지고있기때문에, 음용수등의수자원으로지하수를이용하고있어서 지하수과다양수로인한지반침하및해수침투방지와수질오염을예방하기위해 < 표 2-5> 에나타낸바와같이지하수를개발ㆍ이용하고자하는경우에는법률에따라규제를받고있음 특히, 오사카지역은지하수수질이양호하므로다른지역에는없는수도사업용지하수허가를받아지하수를상수도로공급할수있도록하고있음 < 표 2-5> 오사카부의지하수규제에관한법률 규제법률규제대상지하수용도규제내용규제규모 공업용수법 건축물용지하수의채취의규제에관란법률 오사카부 ( 大阪府 ) 생활환경보전의예 공업용지하수 ( 제조업, 전기ㆍ가스ㆍ열공급업에사용 ) 건축용지하수 ( 냉온방용, 수세식화장실등에사용 ) 수도사업용지하수 ( 급수인구 5 천이상의수도사업 ) 전체용도 허가 ( 지사 ) 허가 ( 지사, 지정도시의장 ) 허가 ( 지사 ) 수량측정기설치지하수채수량보고 ( 지사 ) 규제지역내에서양수기토출구의단면적이 6cm2이상이며동력을사용하는것 - 15 -
또한, 오사카지역은보전지역을지정관리하고있는데 < 그림 2-2> 에서보는바와같이오사카의보전지역은 공업용수법 에의한보전지역, 빌딩용수법 에의한보전지역, 오사카부생활환경보전조례 에의한보전지역등으로구분되며 이들지역은지하수채취량측정의무지역으로지정되어있고이중에서 5개市町은지하수채취규제에관한조례를제정하여운영하고있음 이외에도오사카에서는유해물질에의한지하수오염을방지하기위해 유해물질을지하에침투시키는것을법률로금지하고있으며 육상오염물질이지하수관정을통해서심층부로침투하는경우도있기때문에, 지하수관정원상복구시에는지하수오염을확대시키지않도록주의하도록하고있음 - 16 -
< 그림 2-2> 오사카의법률, 조례에의한지하수채수규제지역 - 17 -
2.2. 미국하와이주 하와이주는 120여년이라는긴세월속에서지하수개발ㆍ이용과관련된여러가지를경험하면서독자적인관리체계를이룩하였는데 특히, 주정부의수자원관리위원회를중심으로토지및자연자원국, 보건국, 호놀룰루시수도국, 미국지질조사소, 하와이대학수자원연구센터등이공조하는물관리체계를통해염수침입과농약오염같은예기치못한지하수문제를극복해나가고있을뿐만아니라 지하수체의실체를보다더현실에맞게규명하기위한지속적인조사ㆍ연구를통해수자원관리구역의지정과지하수이용량통제, 하와이주수자원계획수립등의성숙한지하수관리제도를정착시켜나가고있음 이절에서는제주도광역수자원관리부 ( 현, 제주특별자치도상하수도본부 ) 에서 2001년발간한 하와이주의수문지질과지하수관리 ( 고기원저 ) 에서하와이주의지하수보전관리구역과관련된사항을발췌하였음 2.2.1. 수자원관리구역의지정및관리 2.2.1.1. 수자원관리구역의지정 수자원관리위원회는현재의지하수채수량이나채수계획량, 또는하천수의전용으로당해지역의수자원관리에위협이초래되고있는지역에대한과학적인조사ㆍ연구를실시하고 수자원의합리적이고유익한이용을위해지하수나지표수의채수및전용을통제할필요가있다고인정되는경우에는그지역을수자원관리구역으로지정할수있음 지하수개발ㆍ이용에따른수자원관리구역의지정기준 지하수이용량또는지하수채수계획량이당해지역의지하수적정이용량의 90% 에도달하는경우 주보건국에의해실제적인수질저하또는수질저하의우려가있는것으로결정된지역 지하수위강하가과다하게진행되어향후의물수요를위해지하수채수량을 - 18 -
감소시킬필요가있는지역 현재의지하수채수율ㆍ채수시간ㆍ관정의심도등이지하수체의안정성또는최적개발을위태롭게하여염수침입이나염수의역상승을일으킬우려가있는지역 현재관정지하수의염소이온함량이채수량을대폭적으로줄이지않으면안되는수준까지증가해있는경우 지나친지하수의낭비가이루어지고있는경우 지하수자원의이용과관련해심각한분쟁이발생하고있는경우 연방정부ㆍ주정부ㆍ자치단체의지하수개발프로젝트로인하여위사항중어느한가지라도발생할수있는우려가있어수자원관리위원회가수자원관리지역으로지정이필요하다고결정을내린경우 지표수의이용에따른수자원관리구역의지정기준 강우량의변화와는상관없이지표수의수위가과도하게하강함으로써향후의수요를위해지표수이용량을감소시킬필요가있다고인정되거나 현재의하천수이용량또는하천수전용계획량이기존이용자에게심각한영향을끼칠정도로증가한경우 하천수의전용으로기존의이용자또는공공위생에악영향을줄수있을정도로하천수의양이감소한경우 지표수자원의이용과관련해심각한분쟁이일어나고있는경우 2.2.1.2. 수자원관리구역의관리 수자원관리구역으로지정된지역내에서 개인이생활용수를이용하는경우와집수시설을설치해물을이용하는경우를제외한지하수채수ㆍ하천수전용ㆍ저수등을하고자하는경우에는모두수자원관리위원회로부터허가를받아야함 수자원관리위원회는 수자원관리구역내또는밖의지역에서물이용허가량을충족시킬만큼물이충분하지않거나 수자원의보호를위해일시적으로물이용량을줄이지않으면안되는 물부족 - 19 -
사태 가발생하면물부족상황임을선포하고 그기간동안수원의종류에따라취수방법과이용량에대한허가계획을수립해이용량을줄이도록요구할수있음 즉, 가까운장래에 1지하수채수량이함양량을초과하거나, 2지하수위하강이과다하게지속되거나, 3염소이온농도의증가로수질이악화되거나, 4과다한물낭비를예방해야하거나 5향후추가적인수자원개발이대수층또는기존물공급시스템에해를줄수있는상황이일어날수있기때문에이를미리예방하기위한대책을강구하는것임 그러나, 더이상일시적인물부족상황이지속되지않는경우에는물부족선포를해제해야함 또한, 수자원관리구역내또는밖의지역에서물부족상태로인하여비상사태가발생하거나 수자원관리위원회가공공의위생ㆍ안전ㆍ복지, 동물이나어류의생존, 수생생물의생존, 공공상수도의안정적공급, 레크리에이션ㆍ생활용수ㆍ농업용수ㆍ기타정당한물이용을보호하는데물이부족하다고판단되는경우에는물비상사태를선포함 물비상사태를선포함과동시에수자원관리위원회는일간지에처음 1주일간은매일게재하고 2번째주부터해제할때까지는 1주간격으로공고하며 해당지역물이용허가를받은사람모두에게우편을통해물비상사태가선포되었음을통지함 2.2.2. 오ㆍ폐수무단방류금지구역 (No Pass Zone) 호놀룰루시수도국은지하수의오염을방지하기위해다음과같은시설을설치하고자하는경우수도국장의승인을얻도록조례 (Rules and Regulations) 로규정하고있음 하수처리시스템 구정물웅덩이, 정화조, 개인주택의호기성분뇨처리시설 - 20 -
오ㆍ폐수주입관정, 위생쓰레기매립장, 폐기물처분장, 하수처리장, 안정화저류지, 기타오폐수처리시설 특히, 이조례에는지하수의오염방지를위해 " 오ㆍ폐수무단방류허용및금지구역 (Pass and No Pass Zone)" 을지정해업무수행지침으로활용하도록규정하고있음에따라수도국에서는 1976년이구역을지정하였음 (< 그림 2-3>) 오ㆍ폐수무단방류금지구역으로지정된지역안에서는오폐수를무단으로지하로침투시키거나공공수역으로방류할수없도록하고있음 이구역은연안퇴적층즉, 복개암 (cap rock) 의내륙쪽분포경계를기준으로설정되었음 복개암의분포경계를구역설정의기준으로정한것은복개암이저투수성지층이므로오ㆍ폐수에의한지하수오염을차단시키거나지연시키는역할을하고있으며, 복개암분포지역대부분이염분함량이많은염수지하수가부존하고있기때문임 < 그림 2-3> 오아후섬의오ㆍ폐수무단방류금지구역지정도 - 21 -
2.2.3. 보전구역 하와이주는 1961년미국의 50개주중에서처음으로토지이용법을제정하여토지를보전지역ㆍ농경지역ㆍ전원지역ㆍ도시지역의 4가지지역으로분류하여관리하고있음 이들구역중에서보전구역은 < 표 2-6> 과같은기준에의해다시절대보전지구 (protective), 제한지구 (limited), 자원지구 (resource), 일반지구 (general), 특별지구 (special) 의 5가지세부지구로구분하여관리하고있음 < 표 2-6> 하와이주의보전지역지정요건세부구역명대상지역 유역 상수원 용수공급상보호를필요로하는토지나수역절대보전지구 역사적또는고고학적유적지와독특한자연지형의보존및증진에필요한토지 (protective) 식물 어류 야생동물의자연생태계보존을위해보호가필요한지역 미드웨이섬을제외한하와이주북서부에위치한모든섬 제한지구 (limited) 자원지구 (resource) 일반지구 (general) 특별지구 (special) 홍수나토양침식에민감한토지또는중대한침식위험이있거나자치단체ㆍ주정부ㆍ연방정부에서홍수 침식예방개선조치가필요하다고인정하는토지 쓰나미ㆍ홍수ㆍ화산활동ㆍ산사태의우려가있거나경사도가 40% 이상되는지역으로서공공의건강ㆍ안전ㆍ복지등의보호를위해필요한지역 장래공원지역으로이용할예정이거나현재국가ㆍ주정부ㆍ자치단체ㆍ개인에의해공원으로이용되고있는토지 목재또는그외임산물의생육과수확에적합한토지 사냥 낚시 등산 야영 피크닉과같은야외레크리에이션활동에적합한토지 절대보전지구와제한적이용지구로지정되지아니한하와이주외해에위치한섬 파도의영역에서벗어난내륙의토지나해안 지형ㆍ토양ㆍ기후등환경여건이도시ㆍ전원ㆍ농경지로이용하기에적절하지않은토지 농업ㆍ화원ㆍ탁아소ㆍ과수원ㆍ방목에적합한토지 보전지역으로지정되었으나타보전지구로지정되지아니한토지 하와이주토지이용법의토지분류체계는우리나라의국토이용관리법과유사하지 만보전지역의지정요건을구체적으로명시하고그에해당하는토지를세분해 - 22 -
관리하고있다는점이큰차이점임 특히, 수자원의수량과수질을적극적으로보전하기위해절대보전지구에지하수및지표수의유역이나상수원지역을포함하고있음 < 그림 2-4> 는오아후섬의토지이용현황도를나타낸것임 보전지역지정현황을보면, 주전체적으로카우아이섬이 56% 로보전지역지정면적비율이가장높고하와이섬은 50.2% 임 1961년이후지금까지토지이용계획이몇차례에거처변경되었지만, 보전지역면적이줄어든예는없으며, 오히려약간증가한사례가있음 < 그림 2-4> 오아후섬의토지이용계획도 (2000) 2.2.4. 지하주입관리프로그램 하와이주에서는안전음용수법의규정에의한지하주입관리프로그램 (Underground Injection Control Program) 을시행하고있는데 - 23 -
o < 그림 2-5> 과같이지하주입허용지역과금지구역을지정해지하주입관리프로그램을시행하고있음 이프로그램은액상위해폐기물을지하로주입하거나처분함으로써발생할수있는오염으로부터지하수원을적극적으로보호하고자하는데목적을두고있으며, 다음과같은대상은프로그램적용에서제외됨 1일 3.78m3이하의생활하수를발생시키는단독주택의개별폐수시스템 1일 3.78m3이하의폐수를발생시키는비-주택폐수처리시스템 조사종료후불투수성물질로되메움처리가된시험시추공 그라우트재나토양으로되메움된관정 < 그림 2-5> 오아후섬의지하주입허용및금지구역지정도 보건국장은하와이주의지하주입관리프로그램규정을적용받지아니하는대수 층지역을다음과같은기준에따라지정하고매 3 년마다이를검토해야하며, 지하주입관리도 (UIC 도면 ) 를작성하도록규정하고있음 - 24 -
< 표 2-7> 하와이주의지하주입정분류기준 분류적용대상 Class Ⅰ Class Ⅱ Class Ⅲ Class Ⅳ Subclass A Subclass AB 음용수원으로이용하는대수층분포지역에지하 400m 이내의액상위해폐기물이나산업및생활폐수처분을위한주입정 원유또는천연가스의회수율을높이기위한목적이나표준온도 압력하에서액체로되는탄화수소를저장하기위한주입정 frasch 공정에의한유황의채광, 비정상적인기술을이용해현장에서우라늄또는다른금속의채취, 염이나잿물 (p tash) 채광용액등을포함하는광물의추출을위한주입정 음용수원으로이용하는대수층분포지역에지하 400m 이내의액상위해폐기물또는방사능폐기물의처분장소로이용하는주입정 음용수원으로이용하는대수층내로생활하수의주입, subclass AB 또는 B 로분류된것이외의액상산업폐기물을주입하는주입정 지하주입이허용된대수층분포지역에서생활하수나, Subclass B 로분류되지아니한탈염공정에서발생하는소금물따위의산업폐기물을주입하는주입정 Class Ⅴ Subclass B Subclass C Subclass D Subclass E 지하수를오염시킬우려가없는물을지하로주입하는주입정. 즉, 냉난방용펌프에사용된물이나냉각용수로사용된물의주입, 대수층의저류량증량을목적으로오염되지아니한물의주입, 해수침투를방지하기위해염소이온농도가낮은물의주입, 담수어양식에사용된총고형물질농도가 5,000 mg /l 이하의물을주입하기위한주입정등 폭우시범람되는지표수를주입하기위한목적의주입정 상수도시스템의잉여수를주입하기위한주입정 지열개발이나회수를위한주입정등 현재음용수수원으로이용하고있지아니하는대수층 다음과같은이유로인하여현재는물론장래에도음용수원으로이용할수없는대수층 - 경제적및기술적으로음용수목적으로회복시키는것이불가능한깊이또는위치에존재하는대수층 - 25 -
- 오염이심하게진행되어있어경제적및기술적으로사람이복용할수있을정도의수질로회복시키기가현실적으로불가능한대수층 지하수의총고형물질농도가 5,000mg /l이상으로공공또는개인이음용수로이용할수없는수질의대수층 주입정 (Injection Well) 은 < 표 2-7> 과같이등급Ⅰ~등급Ⅴ로분류되며 등급Ⅴ 이외에는하와이주영토내에설치할수없도록규정하고있으며 등급Ⅴ의주입정을설치하고자하는경우에는주보건국의허가를받아야함 - 26 -
3. 지하수관리구역관리실태조사 3.1. 지하수개발ㆍ이용량조사 3.1.1. 지하수개발량조사결과 지하수개발량조사는 2007년 12월현재개발ㆍ이용되고있는지하수관정을대상으로조사하였으며, 2002년지정당시와비교한결과를 < 표 3-1> 에나타내었음 < 표 3-1> 에서보면 2007년도는 2,530공에 619,429m3 / 일이개발되어지정당시분석한 2002년보다관정수는 123개공이감소하였지만, 개발량은 21,910m3 / 일이증가하였음 이와같이관정수는감소하였지만개발량이증가한사유는 지하수관리구역내의지하수개발ㆍ이용시설에대한관리강화로미사용공이나폐공이원상복구되면서관정수는감소하였으나, 2005년과 2007년도기간연장허가를하면서지하수개발ㆍ이용실태조사결과를반영하여개발량을수정하였는데, 조사결과실개발량보다적게기재된관정들이많아이를수정반영하면서개발량이다소증가하였을뿐만아니라, 관정당지하수개발량이많은공공관정신규개발이이루어졌기때문으로사료됨 < 표 3-1> 지하수관정수및개발량분석결과 ( 단위 : m3 / 일 ) 구분 관정수 지하수개발량 2002 년 2007 년증감 2002 년 2007 년증감 계 2,653 2,530-123 597,519 619,429 21,910 노형-신촌 743 663-80 182,671 179,121-3,550 무릉-상모 452 449-3 103,783 116,830 13,047 하원-법환 220 216-4 33,194 36,287 3,093 서귀-세화 1,238 1,202-36 277,871 287,191 9,320-27 -
각구역별조사결과를보면 노형-신촌구역은 4개구역중유일하게지하수관정수와개발량이모두감소한지역으로관정수는 80공, 개발량은 3,550m3 / 일이감소하였음 서귀-세화구역은 1,202공에 287,191m3 / 일로관정수와개발량이가장많으며, 지정당시와비교해볼때관정수는 36공이감소하였으나개발량은 9,230m3 / 일이증가하였음 지하수개발량이가장많이증가한구역은무릉-상모구역으로서, 지정당시보다지하수개발량이 13,047m3 / 일이나증가하여가장큰증가율을보이고있는데, 이는, 2007년도에특별법에의해최초로농업용관정기간연장허가를하면서지하수개발ㆍ이용실태를직접조사한결과, 양성화된대부분의농업용관정이실제개발량보다적게신고된것으로파악되었고, 이를현실화시키는과정에서개발량이증가한것으로분석되었음 3.1.2. 지하수이용량조사결과 지하수관리구역지정전후의지하수실이용량비교분석을위해 2007년 12월말기준지하수이용량을조사ㆍ분석하였음 사설생활용관정의지하수이용량은지하수원수대금부과자료를수집ㆍ분석하였고, 공공생활용 ( 상수도 ) 관정은 2005년 ~ 2007년까지월별검침자료를수집ㆍ분석하였음 또한, 사설농업용관정은지하수이용량모니터링자료및관정별전력사용량을근거로환산한농업용관정의평균및최대사용량자료를적용하여분석하였음 위와같은방법에의해지하수실이용량을분석한결과는 < 표 3-2> 와같으며, 4개구역의일최대기준지하수실이용량은지정당시에비해약 10천m3 / 일정도감소한것으로분석되었음 즉, 2002년기준지하수실이용량은일최대기준 366,757m3 / 일이었으나, - 28 -
2007 년에는 356,491 m3 / 일로분석되었음 < 표 3-2> 지하수이용량분석결과 ( 일최대 ) ( 단위 : m3 / 일 ) 구분 2002 년 2007 년증감비고 계 366,757 356,491-10,266 소계 81,311 60,371-20,940 노형 - 신촌 공업용 1,594 647-947 농업용 13,875 13,711-164 생활용 65,842 46,013-19,829 소계 32,636 32,798 162 하원 - 법환 농업용 31,176 31,381 205 생활용 1,460 1,417-43 소계 59,245 56,542-2,703 무릉 - 상모 공업용 797 132-665 농업용 54,992 53,790-1,202 생활용 3,456 2,620-836 소계 193,565 206,781 13,216 서귀 - 세화 공업용 5,589 464-5,125 농업용 153,125 150,231-2,894 생활용 34,851 56,085 21,234 지하수관리구역별지하수이용량을살펴보면 노형-신촌구역은 2002년 81,311m3 / 일이었으나 2007년에는 60,371m3 / 일로 20,940m3 / 일이감소한것으로분석되었으며 이와반대로서귀-세화구역인경우에는 2002년 193,565m3 / 일에서 2007년 206,781m3 / 일로 13,216m3 / 일이증가한것으로나타나고있음 무릉-상모구역과하원-법환구역은농업용수이용이많은지역으로서지정당시와크게차이가나지않는것으로분석되었음 - 29 -
노형-신촌구역의지하수이용량이감소된원인은 이구역은농업용수보다는생활용수사용량이많은지역으로서 2005년부터애월정수장계통의광역상수도급수가이루어지면서지하수관리구역밖의상귀및외도수원에서채수된지하수 ( 상수도 ) 가제주시내로공급되고, 시내에위치한기존상수도관정의가동율이감소되었기때문에생활용수이용량이큰폭으로감소하게된것임 서귀-세화구역의경우는 노형-신촌구역과반대로생활용수이용량이 34,851m3 / 일에서 56,085m3 / 일로증가하였는데, 이는남원정수장계통신흥 1ㆍ2수원및의귀 1ㆍ2수원의지하수 ( 상수도 ) 채수량이증가하였기때문임 하원-법환구역및무릉-상모구역은농업지역인관계로구역내전체관정중생활용관정이 5% 미만으로높지않으며, 대부분이관정이농업용수로이용되고있기때문에지하수이용량에서큰변화가없는것으로나타났음 3.1.3. 지하수개발ㆍ이용허가량조정 상하수도본부에서 2005년및 2007년지하수개발ㆍ이용기간연장허가를하면서지하수관리구역에대한현장조사결과를근거로지하수관리구역내의지하수관정에대해지하수개발ㆍ이용허가량을조정하였는데, 그결과를 < 표 3-3> 에나타냈음 < 표 3-3> 에나타낸바와같이, 총 181공에대해지하수개발ㆍ이용허가량조정이이루어졌음 조정내역은허가량감량이 8,010m3 / 일, 허가량증량이 45,343m3 / 일이며, 총괄조정결과허가량이 37,333m3 / 일증가하였음 허가량조정과정에서허가량이가장많이증가한구역은서귀-세화구역으로 14,074m3 / 일에이르며, 용도별로는농업용관정이 78공에 27,543m3 / 일이증가하여대부분농업용관정의허가량이조정전보다많이증가하였음을알수있음 - 30 -
생활용관정은 90공으로농업용보다많지만조정된허가량은 9,664m3 / 일에불과함 이와같이기간연장허가과정에서허가량이증가된사유는 지하수관리구역에대한이용실태조사를실시하면서관정별실양수능력을조사한결과 1993년양성화당시신고된관정들의양수능력이실양수능력과차이를보이는관정 ( 주로농업용 ) 이발생하여현실에맞게조정하면서허가량이증가하게된것임 < 표 3-3> 지하수개발ㆍ이용허가량조정결과 ( 단위 : 공, m3 / 일 ) 구분계노형 - 신촌무릉 - 상모서귀 - 세화하원 - 법환 계생활용농업용공업ㆍ기타 공수 181 82 43 49 7 조정량 37,333 7,688 12,680 14,074 2,891 공수 90 66 5 19 조정량 9,664 5,660-700 4,704 공수 78 6 38 27 7 조정량 27,543 4,024 13,380 7,248 2,891 공수 13 10 3 조정량 126-1,996 2,122 참고로허가량조정에따른세부내역은 < 표 3-4> 및 < 표 3-5> 에나타냈음 기간연장허가시에허가량을감량한관정은총 63개공에서 8,010m3 / 일이감소되었으며 (< 표 3-4> 참조 ), 허가량이증량된관정은 118공에, 45,343m3 / 일이증가되었음 (< 표 3-5> 참조 ) - 31 -
< 표 3-4> 지하수허가량감소현황 ( 단위 : 공, m3 / 일 ) 구 분 관정수 2002년 2007년 감소량 계 63 32,630 24,620 8,010 노형-신촌 34 13,729 8,032 5,697 무릉-상모 15 9,680 8,408 1,272 서귀-세화 14 9,221 8,180 1,041 하원-법환 - - - - < 표 3-5> 지하수허가량증가현황 ( 단위 : 공, m3 / 일 ) 구 분 관정수 2002년 2007년 증가량 계 118 56,113 101,456 45,343 노형-신촌 48 18,306 31,691 13,385 무릉-상모 28 18,661 32,613 13,952 서귀-세화 35 16,575 31,690 15,115 하원-법환 7 2,571 5,462 2,891 3.2. 지하수개발ㆍ이용시설관리실태조사 3.2.1. 지하수오염방지시설조사 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용실태조사는 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용시설에대한전수조사를실시하여사용하지않는관정, 보호시설불량관정, 예비용관정, 수질불량관정등정비가필요한관정등을선별하여 미사용관정및폐공은원상복구조치를시행하고, 상부보호시설불량관정은시설개선조치를취함으로써, 폐공이나시설불량관정에의한수질오염을사전에예방하고자계획되었음 조사방법은 - 32 -
지하수관리구역에대한지하수개발ㆍ이용실태조사는 2003년 12월 24일수립된지하수관리구역관리계획에따라 제주특별자치도상하수도본부에서연도별조사계획에의거구역별로아래와같이현장전수조사를실시하였음 2004년노형-신촌구역 743공 2005년무릉-상모구역 391공, 하원-법환구역 223공 2006년 ~ 2007년서귀-세화구역 853공 2008년서귀-세화구역 385공 주요조사내용으로는 지하수오염방지를위한상부보호시설설치및시설관리상태, 지하수수질검사이행여부, 지하수관정실제사용여부및폐공확인등이며 2004년부터 2008년까지이용시설관리실태조사결과및시설개선조치결과를 < 표 3-6> 에나타내었음 지하수개발ㆍ이용실태조사결과 2008년 10월현재조사대상지하수관정 2,653공중 2,595공에대한조사를완료하였음 이중지하수관정상부보호시설등오염방지시설이불량하여시설개선이나정비가필요한경우가 609공으로조사되었으며 이들관정에대해서는상하수도본부에서관정소유주에게시설개선조치명령을내려 2008년 3월까지 582공이시설개선조치가완료되었음 < 표 3-6> 에나타낸시설개선대상관정은 < 사진 3-1-ⅰ> 에나타낸바와같이상부보호시설이불량하게시설되어있거나, < 사진 3-1-ⅱ> 와같이상부보호시설이설치되어있지않은경우로 이런상태의지하수관정은비가내리는경우지표에존재하는오염물질이지하수관정을통해지하로유입되어지하수를오염시킬우려가매우높으므로 이러한시설보완대상관정들은 < 사진 3-2> 와같이시설을보완하도록조치하였음 - 33 -
< 표 3-6> 지하수개발ㆍ이용실태조사결과 구분대상관정조사관정수시설개선정비대상 ( 단위 : 공 ) 추진상황조치완료추진중 합계 2,653 2,595 609 582 27 무릉-상모 452 391 92 91 1 하원-법환 220 223 55 55 - 서귀-세화 1,238 1,238 61 35 26 노형-신촌 743 743 401 401 - 수질검사이행여부확인은 현장조사시관정소유주및관리자를만나용도별수질검사이행여부를확인하였으며 수질검사를받지않는경우에는 2005년및 2007년지하수개발ㆍ이용기간연장허가시수질검사를받아기간연장허가를신청하도록현장에서조치하였음 3.2.2. 지하수폐공등원상복구대상관정조사 지하수폐공원상복구는 지하수개발ㆍ이용실태조사시모터펌프설치상태를확인하여모터펌프가설치되어있으나정상적으로가동이되지않고고장난상태로방치되거나, 모터펌프가설치되지않은관정을폐공으로규정하여조사를수행하였으며조사결과및조치현황을 < 표 3-7> 에나타냈음 미사용관정이나폐공등 < 사진 3-3> 과같이무단방치되고있는관정은상부보호시설불량관정같이지표에존재하는오염물질을지하로유입시켜지하수를오염시키는오염통로역할과더불어 대부분의폐공은펌프, 모터, 배관시설등우물자재가지하수속에잠겨있어장기간방치해두는경우물속에서녹이발생하는등노후화되어시설자체가오염원이되는상황이되므로우물자재철거및원상복구가요구되는시설임 - 34 -
< 사진 3-1-ⅰ> 상부보호시설불량관정 < 사진 3-1-ⅱ> 상부보호시설이없는관정 < 사진 3-2> 상부보호시설보완관정 - 35 -
< 표 3-7> 을보면지하수관리구역내에서총 168공 (24,260m3/ 일 ) 에대해원상복구를시행하였는데 구역별로는노형-신촌구역이 85공 (13,769m3/ 일 ) 으로가장많고, 서귀-세화구역이 61공 (7,650m3/ 일 ) 임 무릉-상모구역및하원-법환구역은전술한 2개구역과달리각각 12공및 10 공씩원상복구가이루어졌음 < 표 3-7> 지하수폐공원상복구조치결과 구분 관정수 ( 공 ) 허가량 ( m3 / 일 ) 비 고 계 168 24,260 노형-신촌 85 13,769 무릉-상모 12 1,674 서귀-세화 61 7,650 하원-법환 10 1,167 원상복구된관정의용도별현황을보면 (< 표 3-8> 참조 ) 생활용이 91 공으로가장많으며, 그다음이농업용으로 66 공, 공업ㆍ기타가 11 공으로나타나고있으며 < 표 3-8> 폐공원상복구용도별현황 ( 단위 : 공 ) 구 분 계 노형-신촌 무릉-상모 서귀-세화 하원-법환 계 168 85 12 61 10 생활용 91 76 1 14 농업용 66 5 9 42 10 공업ㆍ기타 11 4 2 5-36 -
노형 - 신촌구역인경우 85 공중 89% 인 76 공이생활용관정이었으며, 서귀 - 세 화구역인경우에는생활용과농업용 14 공과 42 공으로나타났으며, 무릉 - 상모 및하원 - 법환구역은농업용관정이대부분이었음 < 사진 3-3> 사용하지않고방치되고있는폐공 < 사진 3-4> 폐공원상복구중간과정및완료지표전경 원상복구원인별현황을보면 (< 표 3-9> 참조 ) 폐공의주원인은업종변경등용도상실로인한원상복구가 63공으로가장많았고, 그다음이미사용관정으로 36공, 수질불량이 29공이며, 그외에도로편입, 상수도공급, 장기미사용, 양수량부족, 염분과다등으로나타났음 특히, 수질불량으로원상복구가된경우는지하수관리구역으로지정된 4개구역전체 29공중 26공이노형-신촌구역에위치하고있음 - 37 -
이와같은현상은노형-신촌구역에분포하는지하수관정들대부분이생활용관정으로서, 생활용관정인경우수질검사시수질기준이농업용보다높은생활용수수질기준을적용받게되어같은수질을가진지하수라도불합격률이높기때문이며 이지역지하수관정대부분이 1990년이전에개발된관정이라서관정시설노후로인해생활하수등잠재오염원에취약하기때문이라판단됨 < 표 3-9> 폐공원상복구원인별현황 ( 단위 : 공 ) 구 분 계 노형-신촌 무릉-상모 서귀-세화 하원-법환 계 168 85 12 61 10 용도상실 63 33 6 21 3 미사용 36 11 2 23 수질불량 29 26 2 1 도로편입 9 1 1 4 3 상수도보급 7 2 5 건물신축 6 2 1 2 1 양수량부족 4 3 1 염분과다 3 1 2 기타 ( 원인모름 ) 11 6 2 2 1 3.3. 지하수위조사 3.3.1. 지하수위관측망설치ㆍ운영 2007년 12월현재제주특별자치도에서설치ㆍ운영하고있는지하수위관측망은해수침투감시관측정을포함하여총 98개소이며, 설치위치는 < 그림 3-1> 과같음 - 38 -
< 그림 3-1> 지하수위관측망설치위치도 지하수관측망은지하수위, 전기전도도 (EC), 수온을 1시간간격으로측정하여 CDMA(Code Division Multiple Access) 무선통신망을이용해환경자원연구원관측망서버로전송하는자동관측시스템으로구축ㆍ운용되고있음 (< 표 3-10> 참조 ) < 표 3-10> 지하수위관측망설치현황 ( 단위 : 개소 ) 구 분 계 2003년까지 2004~2007년 비고 계 33 19 14 15개소증가 노형-신촌 12 7 5 무릉-상모 8 1 7 서귀-세화 12 10 2 하원-법환 1 1 - - 39 -
3.3.2. 구역별지하수위변동 지하수관리구역내의지하수위변동상태를파악하기위해 2003년 1월 ~ 2007 년 12월까지관측결과를강수량과비교하여분석하였으며, 수위분석에이용된강수량자료는다음과같이지하수관리구역내및상류지역에위치한각강수량관측소관측값의일평균강수량을적용하였음 노형-신촌구역 : 제주지방기상청운영북부지역강수량자료 무릉-상모구역 : 제주특별자치도치수방재과운영대정ㆍ구억ㆍ신도관측소강수량자료 하원-법환구역 : 제주특별자치도치수방재과운영대천관측소강수량자료 서귀-세화구역 : 제주지방기상청서귀포기상대자료및제주특별자치도치수방재과운영하례ㆍ효돈ㆍ남원ㆍ수망ㆍ토산관측소강수량자료 3.3.2.1. 노형-신촌구역 노형-신촌구역에위치한 12개관측정의관측결과를 < 표 3-11> 과 < 그림 3-2> 에나타냈음 노형-신촌구역의지하수위는해수면기준최소 0.4m( 신촌1, 표고 18m) 에서최대 55.7m( 용담2, 표고 161.9m) 로표고가높은고지대일수록수위가높게형성되는특성을보임 지하수위변동폭도표고가높은곳에설치된관측정이대체로크게나타나고있는데, 변동폭이가장큰관측정은연동관측정으로 36.1m에이르고있음 지하수위변동폭이가장작은관측정은해안으로부터 336m 떨어진신촌1 관측정으로변동폭이 4.8m로관측되었는데, 이같이변동폭이비교적적은것은이관측정이기저지하수부존지역에설치되었기때문이라사료됨 노형-신촌구역지하수위변동추세를보면 (< 그림 3-2> 참조 ) 이구역에설치된 12개수위관측정의지하수위는전반적으로강수량이많고적음에따라수위가등락하는현상을나타내고있음 - 40 -
< 표 3-11> 노형 - 신촌구역지하수위분포특성 공번 표고 (EL.m) 심도 (m) 해안과의거리 (m) 평균 (EL. m) 일평균수위 ('03 ~ '07) 최대 (EL. m) 최저 (EL. m) 변동폭 (m) 표준편차 (m) 삼양 1 10.8 130 115 2.3 6.3 1.3 5.0 1.1 신촌 1 18.0 90 336 0.9 5.2 0.4 4.8 0.5 이호 35.2 89 780 14.7 25.8 6.6 19.2 4.5 용담 1 38.2 170 962 2.5 9.2 1.2 7.9 1.3 공항 47.2 85 1,732 7.2 16.1 5.0 11.1 2.2 신촌 2 51.6 120 2,427 4.5 17.4 0.5 16.9 4.2 이도 1 65.0 74 1,732 14.9 30.0 9.8 20.2 4.6 삼양 2 75.1 210 2,461 8.1 26.1 3.9 22.2 5.0 도남 1 87.5 117 2,745 14.3 32.9 8.6 24.3 5.4 신촌 3 97.3 120 3,373 8.2 25.0 4.9 20.1 4.0 연동 105.3 130 3,467 23.0 47.8 11.7 36.1 11.3 용담 2 161.9 300 4,150 40.4 55.7 36.9 18.8 3.9 60 0 50 50 수위 (EL. m) 40 30 20 10 100 150 200 250 300 강수량 (mm) 0 03-01 03-03 03-05 03-07 03-09 03-11 04-01 04-03 04-05 04-07 04-09 04-11 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 07-01 07-03 07-05 07-07 07-09 07-11 350 강수량 이호 용담1 용담2 공항 연동 이도1 도남 삼양1 신촌1 신촌2 삼양2 신촌3 < 그림 3-2> 노형 - 신촌구역지하수위변동추세 - 41 -
2004년 11월부터 2006년 4월까지강수량부족이장기간지속된결과, 지하수위는최저수준까지하강하다가 2006년 5월강수에의해회복되는경향을보여주고있음 반면, 2007년 9월의경우에는강수집중으로인해수위가최대값에달하는현상을나타내었음 이와같은수위변동특성을놓고볼때, 가뭄이장기간지속되는상황에서지하수취수량이증가하는경우에는수위하강이가속화되어해안지역으로의담수지하수유출량부족으로인한용천수용출량감소등이발생할수있을것으로판단됨 3.3.2.2. 무릉-상모구역 무릉-상모구역에는 8개소의관측정이설치되어있으나 2003년이후관측자료를보유한관측정 5개소를대상으로분석하였으며, 그결과를 < 표 3-12> 와 < 그림 3-3> 에나타냈음 수위분석결과를보면 (< 표 3-12> 참조 ) 전반적으로지하수위가타구역보다낮게형성되고있으며, 변동폭도최대 14.1m로작은편임 특히, 이구역의최저지하수위가 -0.6m( 무릉2, 표고 45.5m) 까지관측된사례가있으며, 무릉1 관측정도최저수위가 -0.3m( 표고 10.8m) 로해수면이하로하강한사례가있음 무릉-상모구역의지하수위변하추세를보면 (< 그림 3-3> 참조 ) 전반적으로강수량에의해지하수위가변동하는특성을나타내고있으나, 지하수취수에따른수위하강현상도매우뚜렷하게발생하고있음 2005년도의경우고산지역강수량이평년 (1,096mm) 대비 75% 수준인 828mm 에불과하였고, 7 ~ 9월강수량도평년 (508mm) 의 70% 수준인 350mm 밖에안되는가뭄이발생함에따라 8월말부터농업용수공급을위해지하수를집중적으로취수함으로써무릉1, 고산, 용수1 관측정지하수위가해수면이하까지하강하는현상이발생하였음 - 42 -
< 표 3-12> 무릉 - 상모구역지하수위분포특성 공번 표고 (EL.m) 심도 (m) 해안과의거리 (m) 평균 (EL. m) 일평균수위 ('03 ~ '07) 최대 (EL. m) 최저 (EL. m) 변동폭 (m) 표준편차 (m) 무릉1 10.8 160 279 1.2 2.6-0.3 2.9 0.4 상모1 17.6 170 684 2.8 5.3 1.8 3.5 0.6 상모2 22.6 325 1,413 6.5 9.3 1.5 7.8 1.2 안성 42.2 119 2,784 15.5 20.0 8.7 11.4 1.9 무릉2 45.5 195 3,220 8.8 13.6-0.6 14.1 2.1 이처럼, 무릉-상모구역을포함하는서부지역은 가을철농업용지하수이용량이많은지역으로서, 이시기에가뭄이발생하는경우에는지하수취수에의한수위하강이해수면하부까지이르러해수의역상승에의한수질저하가발생할우려가높은지역이라할수있음 25 0 20 50 수위 (EL. m) 15 10 5 100 150 강수량 (mm) 0 200-5 03-01 03-03 03-05 03-07 03-09 03-11 04-01 04-03 04-05 04-07 04-09 04-11 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 07-01 07-03 07-05 07-07 07-09 07-11 250 강수량무릉 1 무릉 2 상모 1 상모 2 안성 < 그림 3-3> 무릉 - 상모구역지하수위변동추세 - 43 -
3.3.2.3. 하원-법환구역 하원-법환구역내에는지하수위관측정이설치되어있지않으나직상류지역에설치된용흥관측정의지하수위를분석하여 < 표 3-13> 및 < 그림 3-4> 에나타냈음 하원-법환구역은상위지하수부존지역으로서지하수위변동폭도 22m에달할정도로크게변동하고있음 < 표 3-13> 하원 - 법한구역지하수위분포특성 공번 표고 (EL.m) 심도 (m) 해안과거리 (m) 평균 (EL. m) 일평균수위 ('03 ~ '07) 최대 (EL. m) 최저 (EL. m) 변동폭 (m) 표준편차 (m) 용흥 122.0 135 2,646 39.9 53.3 31.7 21.6 4.6 < 그림 3-4> 에나타낸지하수위변동추세를보면, 강수량이계절적변화에따 른동저하고 ( 冬底夏高 ) 의수위변동추세를보여주고있음 60 0 50 50 수위 (EL. m) 40 30 20 10 100 150 200 250 300 강수량 (mm) 0 03-01 03-03 03-05 03-07 03-09 03-11 04-01 04-03 04-05 04-07 04-09 04-11 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 07-01 07-03 07-05 07-07 07-09 07-11 350 강수량 용흥 < 그림 3-4> 하원 - 법환구역지하수위변동추세 - 44 -
3.3.2.4. 서귀-세화구역 서귀-세화구역에는 12개의관측정에서지하수위가관측되고있으며, 2003년부터 2007년까지장기관측결과를 < 표 3-14> 와 < 그림 3-5> 에나타냈음 서귀-세화구역은서귀포시동부지역에서부터표선면세화리에이르는지역을포함하고있는관계로지하수부존형태가비교적복잡하고, 수위변동특성도지역별로차이를나타내고있음 서귀포시서귀ㆍ토평동지역은상위지하수및준기저지하수부존지역으로지하수위가최소 1.0m( 토평1, 표고 35.8m) 에서최대 62.7m( 동홍, 표고 187.6m) 에형성되어있음 또한, 위미ㆍ태흥ㆍ신흥지역은준기저및기저지하수부존지역으로서, 지하수위가최저 0.1m( 태흥1, 신흥1) 에서최고 23.6m( 위미2) 에형성되어있으며, 지하수위변동폭도위미2 관측정 (12.4m) 을제외하면, 1.2m ~ 8.4m 범위로타구역에비해그리크지않은특징을나타내고있음 < 표 3-14> 서귀 - 세화구역지하수위분포특성 공번 표고 (EL.m) 심도 (m) 해안과거리 (m) 평균 (EL. m) 일평균수위 ('03 ~ '07) 최대 (EL. m) 최저 (EL. m) 변동폭 (m) 표준편차 (m) 신흥 1 15.7 92 254 0.6 1.3 0.1 1.2 0.2 태흥 1 15.9 91 343 0.5 1.4 0.1 1.3 0.2 위미 1 22.1 160 375 1.8 2.7 1.2 1.5 0.3 토평 1 35.8 85 1,005 3.5 12.9 1.0 11.8 2.4 남원 43.0 65 1,037 1.7 2.7 1.1 1.6 0.3 신흥 2 76.0 91 3,350 2.4 6.3 1.3 5.0 0.9 위미 2 76.6 210 1,906 14.8 23.6 11.1 12.4 3.5 신흥 3 77.7 85 2,471 2.5 5.7 1.6 4.1 0.8 태흥 2 90.0 100 3,502 12.1 17.8 9.4 8.4 1.9 태흥 3 91.0 100 3,623 3.4 9.0 1.7 7.3 1.6 신례 105.0 110 2,337 44.1 53.5 37.3 16.1 3.3 동홍 187.6 340 3,360 61.6 62.7 60.8 2.0 0.6-45 -
70 0 60 50 수위 (EL. m) 50 40 30 20 10 100 150 200 강수량 (mm) 0 03-01 03-03 03-05 03-07 03-09 03-11 04-01 04-03 04-05 04-07 04-09 04-11 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 07-01 07-03 07-05 07-07 07-09 07-11 250 강수량동흥토평 1 신례 < 그림 3-5-ⅰ> 서귀 - 세화구역지하수위변동추세 수위 (EL. m) 25 20 15 10 5 0 03-01 03-03 03-05 03-07 03-09 03-11 04-01 04-03 04-05 04-07 04-09 04-11 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 07-01 07-03 07-05 07-07 07-09 07-11 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 강수량 (mm) 강수량 위미1 위미2 남원 태흥1 태흥2 태흥3 신흥1 신흥2 신흥3 < 그림 3-5-ⅱ> 서귀 - 세화구역지하수위변동추세 - 46 -
지하수위변동추세를보면 (< 그림 3-5-ⅰ>, < 그림 3-5-ⅱ>) 전반적으로강수량이많은 5월 ~ 10월까지기간에는높은수위를유지하다가 11월에에다음해 4월까지기간에는낮은수위를유지하는계절적변화를보여주고있으며, 무릉-상모구역처럼지하수의집중적채수가없을뿐만아니라, 대수층의수리성이양호한관계로지하수취수에따른큰폭의수위하강현상은발생하고있지않은것으로분석되었음 3.4. 지하수수질조사 3.4.1. 수질조사자료분석결과 도전역의지하수수질현황을파악하기위해 2004년 ~ 2007년까지실시한수질검사자료를대상으로질산성질소및염소이온농도를분석하였음 질산성질소검사자료 : 12,981건, 염소이온검사자료 : 12,095건 3.4.1.1. 질산성질소분포특성 도전역의질산성질소농도는 < 표 3-15> 에제시된바와같이평균 2.3mg /l, 표준오차 1.0mg /l, 표준편차 3.2mg /l로먹는물수질기준 (10mg/l) 을감안하면전반적으로양호한편이라할수있음 < 표 3-15> NO 3 - -N 통계분석결과 ( 단위 : mg /l) 자료수평균표준오차표준편차분산최소값최대값 12,981 2.3 1.0 3.2 1.8 0.1 69.3 검출농도별빈도분석결과를보면 (< 표 3-16> 참조 ) 분석대상수질검사자료 12,981건중 90% 인 11,680건이먹는물수질기준인 10 mg /l를초과하지않았으며 생활용수수질기준인 20mg /l를초과하지않는비율은 98.8% 로분석되었음 - 47 -
따라서, 전체검사건수중 160 건만이먹는물수질기준을초과한것으로분석되 었음 < 표 3-16> NO 3 - -N 빈도분석결과 NO 3 - -N ( mg /l) 빈도수 ( 건 ) 빈도 (%) 누적빈도 (%) log(no 3 - -N) ( mg /l) 빈도수 ( 건 ) 빈도 (%) 누적빈도 (%) 5 9,615 74.1 74.1-1.0 84 0.6 0.6 10 2,065 15.9 90.0-0.5 806 6.2 6.9 15 698 5.4 95.4 0.0 2,412 18.6 25.5 20 443 3.4 98.8 1.0 8,335 64.2 89.9 30 122 0.9 99.7 1.5 1,263 9.7 99.7 50 35 0.3 100.0 1.7 35 0.3 100.0 100 3 0.0 100.0 2.0 4 0.0 100.0 ArcGIS의 Geostatistical Analyst를이용하여분석한질산성질소농도의공간적인분포현황을보면 (< 그림 3-6> 참조 ) 농경지면적이넓고축산폐수배출시설이많은서부지역이전반적으로질산성질소농도가높게검출되고있으며, 그외에조천및동서귀수역의해안지역도비교적높은값을나타내고있는것으로분석되었음 그러나, 해발 200m 이상의중산간지역으로갈수록질산성질소농도는현저히감소하여자연수준의값을나타내고있음 이처럼질산성질소가높게검출되는지역에대한오염원인을규명하고자, 2000 년 ~ 2001년까지보건환경연구원 ( 현, 환경자원연구원 ) 과광역수자원관리본부 ( 현, 상하수도본부 ) 에서환경동위원소를이용한질산성질소오염원조사ㆍ연구를실시하였음 연구결과질산성질소주오염원은농경지에살포되는화학비료와축산시설에서배출되는축산폐수에의한것으로조사되었으며, 2002년제주지역환경기술개발센터에서서부지역을대상으로실시한연구결과에서도이와비슷한결론을내린바있음 - 48 -
< 그림 3-6> 질산성질소검출농도의공간적분포특성 - 49 -
3.4.1.2. 염소이온분포특성 도전역의염소이온분석결과를보면평균 11.7mg /l, 표준오차 1.0mg /l, 표준편차 2.4mg /l를나타내어먹는물수질기준이 250mg /l임을감안하면아주낮은농도를나타내고있음 < 표 3-17> 염소이온통계분석결과 ( 단위 : mg /l) 자료수평균표준오차표준편차분산최소값최대값 12,095 11.7 1.0 2.4 1.4 1.0 500.0 빈도분석결과를보면 (< 표 3-18> 참조 ) 총분석건수 12,095건의 99.4% 가먹는물수질기준 (250mg/l) 을초과하지않았으며, 단지 73건만이먹는물수질기준을초과하였는데, 이들관정들은담-염수경계면을갖는기저지하수가분포하는구좌ㆍ성산ㆍ표선ㆍ하모지역에위치한것으로조사되었음 < 표 3-18> Cl - 빈도분석결과 Cl - ( mg /l) 빈도수 ( 건 ) 빈도 (%) 누적빈도 (%) log(cl - ) ( mg /l) 빈도수 ( 건 ) 빈도 (%) 누적빈도 (%) 50 12,095 94.1 94.1 0.1 135 1.1 1.1 100 386 3.0 97.1 1.1 6,203 48.3 49.3 150 132 1.0 98.2 1.5 5,208 40.5 89.9 200 98 0.8 98.9 2.0 935 7.3 97.1 250 64 0.5 99.4 2.5 334 2.6 99.7 500 73 0.6 100.0 3.0 33 0.3 100.0 염소이온농도의공간적분포현황을보면기저지하수부존지역인구좌, 성산, 표선에이르는동부수역은담수지하수체의두께가얇은관계로해수면하부로깊게착정된관정인경우염소이온농도가높게검출될수있으며 대정읍하모리및한림읍수원리등서부지역해안을따라서도염소이온농도가비교적높은편임 - 50 -
< 그림 3-7> 염소이온검출농도의공간적분포특성 - 51 -
3.4.2. 구역별질산성질소변화추세분석 지하수관리구역내의질산성질소농도변화추세를파악하기위해 1994년부터 2007년까지수질검사자료 3,433건을통계분석한결과를 < 표 3-19> 및 < 그림 3-8> 에나타냈음 연도별질산성질소평균농도변화추세를보면전반적으로도전역평균값이 2.3mg /l 보다높게검출되고있음 노형-신촌구역인경우에는최저 2.8mg /l에서최대 5.8mg /l까지변하고있으며, 서귀-세화구역은최저 2.2mg /l에서최대 8.9mg /l로변화폭이크게나타나고있음 무릉-상모구역인경우에는최저 3.7mg /l에서최대 7.8mg /l로타구역에비해다소높은농도를나타내고있으며, 하원-법환구역인경우에도최저 5.1mg /l 에서최고 9.6mg /l로높은농도분포를나타내고있음 < 표 3-19> 연도별 NO 3 - -N 검출농도분석결과 ( 평균 ) ( 단위 : mg /l) 구분 노형-신촌 무릉-상모 서귀-세화 하원-법환 1994 3.4 5.5 5.6 1995 4.4 7.6 8.9 1996 3.9 5.9 6.8 9.6 1997 5.8 5.3 4.4 5.9 1998 5.3 7.8 5.5 7.5 1999 4.4 6.3 4.2 9.5 2000 3.0 3.7 3.4 2001 4.3 3.9 2002 2.9 2.2 2003 3.3 2.6 2004 2.8 3.0 2005 3.1 2.7 2006 5.8 7.2 4.7 6.5 2007 4.1 5.6 4.3 5.1-52 -
이와같은현상은질산성질소검출농도의공간적분포특성을나타낸 < 그림 3-6> 에제시된바와같이 무릉-상모구역이위치한대정수역과, 하원-법환구역이위치한중서귀수역, 서귀-세화구역이위치한동서귀수역이비교적질산성질소농도가높게검출되는지역으로나타나고있는데 농업지역및축산시설밀집지역이비료사용이나, 축산폐기물발생으로질소오염부하량이크기때문에타지역보다질산성질소농도가높게검출되는것이라사료됨 구역별질산성질소평균농도변화추세를나타낸 < 그림 3-8> 을보면 전반적으로 1995년이후부터 2005년까지지속적으로낮아졌다가 2006년도에일시증가한후다시낮아지는경향을보이고있다. 20 15 NO3-N(mg/l) 10 5 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 노형 - 신촌무릉 - 상모서귀 - 세화하원 - 법환 < 그림 3-8> NO 3 - -N 변화추세 - 53 -
3.4.3. 구역별염소이온변화추세분석 지하수관리구역내의염소이온농도분포현황및변화추세를파악하기위해 1994년 ~ 2007년까지수질검사자료 3,433건을통계분석하여그결과를 < 표 3-20> 및 < 그림 3-9> 에나타냈음 연도별염소이온검출농도분석결과를보면전반적으로 30mg /l 이하의낮은농도로검출되고있음 구역별로보더라도구역간큰차이가없이비슷한농도로검출되고있음 < 표 3-20> 연도별 Cl - 검출농도분석결과 ( 평균 ) ( 단위 : mg /l) 구분 노형-신촌 무릉-상모 서귀-세화 하원-법환 1994 15.2 18.8 16.5 15.3 1995 16.5 17.8 19.0 17.6 1996 18.5 27.2 12.2 5.9 1997 16.5 18.2 20.4 10.1 1998 13.3 17.0 13.0 13.6 1999 16.2 20.9 12.2 12.1 2000 16.1 13.2 9.7 8.5 2001 18.5 12.0 17.3 2002 10.1 10.8 2003 10.5 8.5 2004 9.5 6.5 15.6 2005 17.4 12.3 8.8 2006 32.9 28.8 24.9 12.2 2007 18.3 21.9 23.1 10.0 염소이온의연도별변화추세를나타낸 < 그림 3-9> 를보면연도별로큰변화없이거의일정한농도를나타내고있음 질산성질소농도와같이염소이온도 2006년도에다소증가한현상을보이는데이에대한연구결과가없어향후추가적인연구가필요함 - 54 -
100 80 Cl(mg/l) 60 40 20 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 노형 - 신촌무릉 - 상모서귀 - 세화하원 - 법환 < 그림 3-9> Cl - 검출농도변화추세 - 55 -
- 56 -
4. 지하수관리구역재분석 4.1. 분석방법 지하수관리구역에대한지하수개발 이용실태조사결과 구역별로지하수관정수, 개발량, 실제이용량, 지하수위등에서 2003년지정당시와다소의차이를보이는것으로분석됨에따라지정구역기간연장또는해제, 확대지정등을검토하기위해지하수관리구역에대한재분석을실시하였음 2007년말현재도전역에개발되어이용중인지하수관정 4,941공의위치, 관정별지하수개발량및이용량을 GIS 분석에필요한 DB로구축하였으며, 또한, GIS를이용한공간분석을위해제주도를 250m 250m 간격으로격자망을구성한후, 격자중심점을기준으로반경 500m 이내지역에위치한관정수, 지하수개발량및이용량을분석한다음, < 표 4-1> 과같이각인자에대한구간별가중값을부여한후관정수, 지하수개발량, 이용량항목을중첩시켜 GIS로분석하여이들 3가지인자의중첩정도를분석하였음 < 표 4-1> GIS 중첩분석기준 관정수 개발량 ( m3 / 일 ) 이용량 ( m3 / 일 ) 범위 ( 공 ) 가중값 범위 가중값 범위 가중값 2 이하 1 500 이하 1 500 이하 1 2~4 2 500~1,000 2 500~1,000 2 4~6 3 1,000~1,500 3 1,000~1,500 3 6~8 4 1,500~2,000 4 1,500~2,000 4 8~10 5 2,000~2,500 5 2,000~2,500 5 10 이상 6 2,500 이상 6 2,500 이상 6-57 -
4.2. 분석결과 4.2.1. 지하수관정밀도 지하수관정밀도는반경 500m 내지역에개발된관정수를의미하는것으로서, 분석결과를 < 표 4-2> 와 < 그림 4-1-ⅰ~ⅲ> 에나타내었음 2003년지정당시 (2002년 12월기준 ) 와 2007년 12월현재의관정밀도를비교해보면, 큰차이는없지만도전체적으로관정밀도가다소낮아진것으로분석되었음 관정밀도분석결과를세부적으로살펴보면 반경 500m 이내지역에서지하수관정이 8공이상분포하는지역의면적은 2002년 116.6km2에서 2007년 113.0km2로다소감소하였으며, 관정수도 2002년 2,634공에서 2007년 2,441공으로 193공이감소하였음 이외에 2공 ~ 6공이상분포하는지역도다소감소한것으로분석되었음 이와같은분석결과는 2004년이후 238개의관정이원상복구 ( 지하수관리구역내에는 168공 ) 가이루어졌으며, 특히지하수관리구역내에서는노형-신촌 (85공), 서귀-세화 (61공) 등지하수관정밀도가높은구역을중심으로원상복구가이루어졌기때문인비롯된것으로사료됨 < 표 4-2> 지하수관정밀도비교분석결과 관정밀도 면적 ( km2 ) 관정수 ( 공 ) 2002 년 2007 년 2002 년 2007 년 2공이상 456.4 473.6 4,276 4,198 4공이상 241.3 236.7 3,494 3,308 6공이상 158.6 153.2 3,045 2,792 8공이상 116.6 113.0 2,634 2,441-58 -
관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-1-ⅰ> 지하수관정밀도 4 공이상분포지역 관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-1-ⅱ> 지하수관정밀도 6 공이상분포지역 - 59 -
관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-1-ⅲ> 지하수관정밀도 8 공이상분포지역 4.2.2. 지하수개발량 지하수개발량역시반경 500m 내의지하수개발량을의미하는것이며, 분석결과를 < 표 4-3> 과 < 그림 4-2-ⅰ~ⅲ> 에나타내었음 지하수개발량은관정밀도분포와는달리, 지정당시 (2002년 12월기준 ) 에비해 2007년 12월현재가도전체적으로증가한것으로분석되었음 지하수개발량분석결과를세부적으로살펴보면 반경 500m 이내지역에서지하수개발량이 2,000m3 / 일이상분포하는지역의면적은 2002년 138.2km2에서 2007년 137.0km2로다소감소하였으나 개발량이 1,000m3 / 일이상분포하는지역의면적은 2002년 355.5km2에서 2007 년 379.3km2로조금증가한것으로분석되었음 이와같은결과는 지하수관리구역내의지하수개발ㆍ이용시설에대한관리강화로미사용공이나폐공이원상복구되면서소규모관정수는감소하였으나, - 60 -
공당개발량이많은공공용농업용 16공 (11,450m3/ 일 ) 이신규로개발되었고, 2005년과 2007년도기간연장허가를하면서지하수개발ㆍ이용실태조사결과를반영하여개발량을수정하였는데, 조사결과실개발량보다적게기재된관정들이많아이를수정반영하면서개발량이증가하였기때문이라사료됨 < 표 4-3> 지하수개발량비교분석결과 구분 면적 ( km2 ) 관정수 ( 공 ) 개발량 ( m3 / 일 ) 2002 년 2007 년 2002 년 2007 년 2002 년 2007 년 500m3 / 일이상 599.2 694.1 4,424 4,440 1,413,558 1,590,986 1,000m3 / 일이상 355.5 379.3 3,736 3,693 1,163,688 1,304,048 1,500m3 / 일이상 219.5 216.1 3,083 2,859 943,329 997,811 2,000m3 / 일이상 138.2 137.0 2,496 2,217 776,339 799,780 관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-2-ⅰ> 지하수개발량 1,000 m3 / 일이상분포지역 - 61 -
관리구역 2003년 분석 2007년 분석 <그림 4-2-ⅱ> 지하수 개발량 1,500 /일 이상 분포 지역 관리구역 2003년 분석 2007년 분석 <그림 4-2-ⅲ> 지하수 개발량 2,000 /일 이상 분포 지역 - 62 -
4.2.3. 지하수이용량 지하수관정수나개발량은고정변수인데반해지하수이용량은강수량이나이용객 ( 상주인구, 호텔, 목욕장, 음식점등 ) 수에따라달라지는변동변수임 특히, 농업용수의경우작물파종기나생육기에가뭄이겹칠때에는이용량이급증하는반면, 비가자주내리는경우에는거의관정을가동하지않기때문에가뭄시의일최대이용량을기준으로지하수이용량을분석하는것이타당함 반면, 생활용수는농업용수에비해계절적변동이나강수량에따른변동이그다지크지는않지만, 유동인구및도내경기상황에따라소폭의증감을나타냄 따라서, 본연구에서는 2004년부터 2007년까지 4년간의지하수이용량자료를기초로 4년평균일최대이용량 ( 이하 2007년 이라함 ) 2005년가뭄시기의일최대이용량 2가지로구분하여도전체적인지하수이용량분석을실시하였음 가. 4년평균일최대지하수이용량 2004년부터 2007년까지지하수이용량자료의 4년평균일최대이용량과지정당시 (2002년 12월기준 ) 분석결과를 < 표 4-4> 와 < 그림 4-3-ⅰ~ⅲ> 에나타내었음 제시된표에서보는바와같이, 평균일최대이용량은 2002년에비해뚜렷하게작아진것으로분석되었는데, 이는상수도업무통합에따라기존시군상수도관정이광역상수도로대체되고, 2006년과 2007년도강수량이비교적많았기때문이라사료됨 < 표 4-4> 일최대지하수이용량비교분석결과 구분 면적 ( km2 ) 관정수 ( 공 ) 이용량 ( m3 / 일 ) 2002 년 2007 년 2002 년 2007 년 2002 년 2007 년 500m3 / 일이상 465.1 430.6 3,933 3,195 959,323 881,711 1,000m3 / 일이상 283.7 187.8 3,164 1,890 796,768 610,305 1,500m3 / 일이상 178.7 84.4 2,467 1,064 639,560 399,430 2,000m3 / 일이상 110.7 44.1 1,905 548 480,202 275,194-63 -
관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-3-ⅰ> 지하수이용량 1,000 m3 / 일이상분포지역 관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-3-ⅱ> 지하수이용량 1,500 m3 / 일이상분포지역 - 64 -
관리구역 2003 년분석 2007 년분석 < 그림 4-3-ⅲ> 지하수이용량 2,000 m3 / 일이상분포지역 나. 2005년가뭄시의일최대지하수이용량 2005년은 2000년이후가장강수량이적었던해로서제주시지역은평년강수량대비 585mm가적었으며, 고산지역도 351mm가적었음 (< 표 4-5> 참조 ) 따라서, 이와같은가뭄시에는개발된지하수관정대부분이가동되며, 이로인해지하수이용량은급증하는현상을나타냄 이와는반면 2007년의경우, 제주시의연강수량은평년대비 691mm나많았으며, 성산포도 701mm가많았는데, 특히 8월에서 10월사이의강수량이많아농업용수공급에별다른문제가발생하지않았음 이처럼, 제주도의연강수량은지역별및경년별변화폭이매우큰특성을지니고있기때문에지하수이용량도강수량에따라상당한변화폭을나타냄 이와같은강수량에따른지하수이용량의변화를파악하기위해 4년평균일최대이용량과가뭄시기 (2005년) 의일최대지하수이용량을비교분석함과아울러, GIS를활용한공간분석을실시하였음 - 65 -
< 표 4-5> 최근 8 년간의지역별연강수량및평년대비결과 년도 강수량 (mm) 제주시서귀포고산성산 평년값대비증감 강수량 (mm) 평년값대비증감 강수량 (mm) 평년값대비증감 강수량 (mm) 평년값대비증감 2000 1189.4-259.6 1368.5-447.5 1013.6-165 1370.0-512 2001 1388.6-60.4 1782.1-33.9 1113.7-65 1856.5-25 2002 1704.1 255.1 1877.2 61.2 1225.8 47 1781.5-100 2003 1999.2 550.2 2280.1 464.1 1503.0 324 2550.5 669 2004 1333.8-115.2 2018.0 202.0 1269.9 91 1962.5 81 2005 864.5-584.5 1390.6-425.4 828.0-351 1588.0-294 2006 1527.4 78.4 1757.6-58.4 1350.3 172 2238.3 357 2007 2139.8 690.8 2165.0 349.0 1296.0 117 2582.6 701 < 표 4-6> 에제시된비교분석결과를살펴보면 반경 500m 이내지역에서 2,000m3 / 일이상다량의지하수를채수하는지역면적이 2005년가뭄시에는 2007년최대사용량분포면적 44.1km2보다 16.86km2나넓게분포하고있으며 지하수관정수는 2007년 548공에서가뭄시에는 903공으로증가하였으며, 나최대지하수이용량도 2007년 214,348m3 / 일에서가뭄시 338,366m3 / 일로증가하고있음을알수있음 < 표 4-6> 일최대지하수이용량비교분석결과 ( 가뭄시 ) 구 분 면적 ( km2 ) 관정수 ( 공 ) 이용량 ( m3 / 일 ) 2007 년가뭄시 2007 년가뭄시 2007 년가뭄시 500m3 / 일이상 430.6 494.4 3,195 3,634 881,711 1,015,130 1,000m3 / 일이상 187.8 226.3 1,890 2,345 610,305 712,973 1,500m3 / 일이상 84.4 110.2 1,064 1,453 399,430 477,284 2,000m3 / 일이상 44.1 60.96 548 903 214,348 338,366-66 -
즉, 가뭄시에는반경 500m 이내지역에서 500m3 / 일이상취수되는관정비율이평시에는 64.6% 에서가뭄시 73.5% 로증가하며, 이때취수량도 133,359m3 / 일증가하는것으로분석되었음 2005년가뭄시일최대지하수이용량공간분포를살펴보면 (< 그림 4-4> 참조 ) 전반적으로 2007년지하수이용량분포면적보다 2005년가뭄시이용량분포면적이크게증가하고있음을알수있음 특히, 서부지역인대정, 한경지역분포면적이큰차이를나타내고있음 이와같은결과는서부지역이강우량이적고, 농업지역이어서가뭄시지하수채수량이급증하기때문임 이와반대로생활용지하수관정이많은노형-신촌구역과서귀-세화구역의서귀포시구시가지지역은 생활용관정이많아농업용에비해가뭄에따른영향을적게받으므로분포면적이크게차이가나지않고있음 관리구역 2003 년분석 2007 년분석 2005 년가뭄시 < 그림 4-4-ⅰ> 지하수이용량 1,000 m3 / 일이상분포지역 - 67 -
관리구역 2003 년분석 2007 년분석 2005 년가뭄시 < 그림 4-4-ⅱ> 지하수이용량 1,500 m3 / 일이상분포지역 관리구역 2003 년분석 2007 년분석 2005 년가뭄시 < 그림 4-4-ⅲ> 지하수이용량 2,000 m3 / 일이상분포지역 - 68 -
4.3. 무릉 - 상모구역의집중관리 제주도서부지역은마늘, 감자, 파등의밭농사가집중적으로이루어지는농경지역으로서농업용수수요가도내에서가장많은지역임 그러나, 연평균강수량이 1,100~1,200mm 범위로서제주도내에서비가가장적게내리는지역일뿐만아니라, 파종기인 9월~11월사이에가뭄이자주발생함으로써농업용수확보를위해 한경수역에는공공용을포함해모두 232개 (143,166m3/ 일 ) 의지하수관정이개발되어있고, 대정수역에는 706개 (220,733m3/ 일 ) 의관정이개발되어있음 특정지역에서집중적으로지하수를양수하는경우에는지하수위하강이광범위한지역에걸쳐크게발생할수있음 서부지역에설치된무릉1ㆍ2, 용수1, 고산관측정에서 2005년 8월 1일~12월 31일까지 4개월동안관측된지하수위자료를보면, 9월에서 11월사이에수위가해수면아래로하강하는현상이발생하였음 (< 그림 4-5> 참조 ) 20 0 20 수위 (EL. m) 15 10 5 0 40 60 80 100 120 140 160-5 05-01 05-03 05-05 05-07 05-09 05-11 06-01 강수량 (mm) 06-03 06-05 06-07 06-09 06-11 180 강수량용수 1 고산무릉 1 무릉 2 < 그림 4-5> 서부지역지하수위변화추세 - 69 -
이는 2005년 9월과 10월강수량이각각 11mm와 45mm에불과하여마늘재배를위해거의모든지하수관정이가동되었기때문임 즉, 한경수역의경우 1일지하수적정개발량은 114천m3인데반해 1일최대 160 천m3의지하수가취수됨으로써고산관측정의수위가약 4.5m 하강하였고, 대정수역의경우는지하수적정개발량 (69천m3/ 일 ) 보다 50천m3이많은지하수가취수됨으로써무릉2 관측정의수위가약 10m 하강하는현상이발생하였음 특히, 지하수위가해수면아래로하강한시기에전기전도도값은급격한증가를나타내었는데, 이는해수가담수지하수체로미약하게유입 ( 해수침투 ) 되었기때문에생겨난현상으로해석되며, 이같은현상이장기간지속될경우에는해수침투가확산될수있음을의미함 (< 그림 4-6> 참조 ) 이처럼, 한경과대정수역의해안지역은지하수의과다한취수로인한해수침투의위험이상존하고있으며, 이같은문제를해소하기위해서는불요불급한지하수관정의정비및대체수자원개발 이용등의적극적인관리대책이필요함 < 그림 4-6-ⅰ> 무릉 1 관측정수위 - 전기전도도변화추세 - 70 -
< 그림 4-6-ⅱ> 무릉 2 관측정수위 - 전기전도도변화추세 - 71 -
- 72 -
5. 향후관리방안 지하수관리구역은지하수의집중적인개발 이용으로인하여발생할수있는수량 수질적장해발생을사전에방지함으로써지하수자원의합리적이용을도모함과아울러, 지속이용가능한자원으로지하수를관리해나가기위해도입된제도이며, 2003년 6월최초지정 고시된후 5년간의관리를통해여러가지긍정적효과를거두었음 무엇보다도지하수관리구역제도는지하수법상의지하수보전구역제도와는달리, 여타의토지이용규제를가하지않고오직지하수개발 이용행위에대해서만제한이이루어짐으로써민원을유발하지않으면서지하수의적정관리라는행정목적을달성할수있는제도로정착되어가고있으며, 또한, 장기간미사용되거나원상복구해야할 168공을찾아내되메움조치 ( 원상복구 ) 를취하여 1일 24,260m3의지하수개발량을감량시켰을뿐만아니라, 지하수관정관리실태전수조사를통해시설이불량하거나, 미흡한 609개의관정에대하여시설을개선하는등의효과를거두었음 그러나, 상기와같은노력에도불구하고, 지정된 4개구역의지하수개발량과이용량은도전체의 36%(619,429m3 / 일 ) 와 32%(356,491m3 / 일 ) 를차지하고있을뿐만아니라, 여전히지하수적정개발량을크게초과한상태이므로지정기간을연장하고, 향후 5년간보다계획적이고체계적인특별관리가요구되고있음 특히, 무릉-상모구역을포함하는서부지역은농업용수수요기에가뭄이겹치는경우, 집중적인지하수취수로인하여지하수위가해수면아래로떨어지는현상이발생하고있고, 지하수개발량과이용량도적정개발량을초과하고있어 향후 5년간의지하수위변화추세및전기전도도변화추세를주의깊게관측하여지하수위하강현상이지속되거나전기전도도값이지속적으로증가하는경우에는무릉-고산지역까지확대지정할필요가있음 본연구에서는상기와같은점을고려하여다음과같은향후관리방안을제시함 대체수자원개발및이용확대 소규모사설관정의적극적정비 - 73 -
지하수개발 이용허가제도의개선 지하수모니터링강화 5.1. 지정기간연장 제주특별자치도지하수관리기본조례제30조제5항에는 도지사는지하수관리구역을지정 고시한때에는지정 고시일부터 6월이내에지하수관리구역에대한지하수관리계획을수립 시행하여야하며, 매 5년마다지하수관리계획의시행결과에대한평가를실시하고, 그결과에따라지정기간의연장또는해제등필요한조치를취하여야한다 고규정되어있음 지정 고시후 5년동안 4개구역에대한지하수관리계획시행결과를평가한결과, 4개구역의지하수개발량과이용량은도전체의 36%(619,429m3 / 일 ) 와 32%(356,491m3 / 일 ) 를차지하고있을뿐만아니라, 여전히지하수적정개발량을크게초과한상태이므로지정기간을연장하고, 향후 5년간보다계획적이고체계적인특별관리가요구되고있음 5.2. 대체수자원개발및이용확대 지하수관리구역으로지정된 4개구역은지하수개발량이적정개발량을크게초과된상태에있기때문에지하수의적정관리를위해추가적인지하수개발행위의제한은불가피함 이러한현상은도전체적으로생활용수는물론농업용수까지도지하수에전적으로의존하는수자원이용패턴에서비롯된것으로서, 지하수과다개발문제를해결하기위해서는대체수자원개발및이용확대시책이절실히요구되고있음 제주도에서개발가능한대체수자원으로서는용천수, 빗물, 지표수 ( 하천유출수포함 ), 하수처리장방류수를들수있으며, 제주특별자치도에서는몇년전부터정책적으로대체수자원개발사업및이용확대시책을추진하고있음 성읍저수지 (125만m3규모 ) 개발사업은 2003년에착수하여 2008년까지 37% 의공정율을나타내고있으며, 2013년완공을목표로하고있음 옹포지구 ( 양수저류지 2개소 63만 6천m3규모 ) 는 2005년에착수하여 19% 의공 - 74 -
정율을보이고있고, 2016년에완공을목표로하고있음 함덕 송당지구 (350만m3규모 ) 는저수지건설을위한실시설계중이며, 판포하수종말처리장방류수를농업용수로이용하기위한시범사업도진행중임 아울러, 골프장에대한빗물이용의무화제도가시행되면서 2008년 10월현재 21개골프장에 283만 5천m3규모의저류지가시설되어있으며, 지난 2년간평균빗물이용율은 60% 를기록하고있음 또한, 권장대상에대한빗물이용시설 2) 설치비보조금제도가시행되면서 2008년 10월까지 16개소에 2,172m3규모의빗물이용시설 ( 탱크시설 ) 이설치되었고, 지하수인공함양정시설은 81개소에연간 64만 4천m3빗물을함양시킬수있는시설이갖추어졌음 그러나, 상기와같은대체수자원개발사업중저수지 ( 양수저류지 ) 개발사업은지하수관리구역으로지정되지아니한지역에서이루어지고있어향후의개발사업은지하수관리구역을감안해야할것으로판단됨 우선, 광역상수도 2단계건설사업으로용도전환되는서림수원을이용한농업용수공급사업을시급히추진할필요가있음 한국농촌공사와상하수도본부가분석한바에의하면, 1일 25,000m3의서림수원용천수를주수원으로대정저수지 ( 조절지 ) 와신도저수지 ( 재개발 ) 를개발하면, 668ha의밭에농업용수를공급할수있는것으로제시되었으며, 소요사업비는약 300억원으로추정되었음 따라서, 상하수도본부에서는서림지구농촌용수이용체계재편사업을추진하기위해중앙정부와절충을강화하고있으며, 이사업이완료되는경우에는농업용수의안정적공급시스템이마련됨으로써소규모사설농업용지하수관정정비를통한지하수과다개발문제가해소될수있는전기가마련될것으로기대됨 한편, 상하수도본부에서는권장대상빗물이용시설을설치하고자하는경우에는시설비의 80% 를도비로보조해주고있으나, 아직까지활성화는되지못하고있는실정이므로현재규모에관계없이시설비의 80% 를보조해주는보조금제도를개선할필요가있음 2) 농 축 임 수산업용비닐하우스, 온실, 지붕면적이넓은공장 창고 학교 관람장 공공기관청사등을말함 - 75 -
즉, 보조금지급율을 100% 까지높임과아울러, 시설규모에비례하여차등지급하는방향으로제도를개선함으로써빗물이용이활성화될수있도록유도하고, 농업관련보조금을지원받아비닐하우스나유리온실등을시설하는경우에는의무적으로빗물이용시설을설치하도록관련규정을개선할필요가있음 지하수관리구역으로지정된 4개구역에는크고작은비닐하우스또는유리온실등이시설됨으로인하여지하수함양면적을감소시키는요인이되고있어지하수함양량의유지를위해비닐하우스에떨어지는우수를적극적으로활용하는시책이필요함 우선적으로, 비닐하우스우수를빗물이용시설을설치하여농업용수로활용할수있도록함과더불어지하수인공함양시설을적극적으로설치할필요가있음 환경자원연구원에서조사한바에의하면, 구경 300mm의함양정을 50m 착정하여주입시험을실시한결과, 공당 5,000m3 / 일이상의물이함양되는것으로분석되었음 따라서, 비닐하우스나유리온실지붕에내리는빗물을인공함양시설을통해지하수로함양시킴으로써수해방지는물론가뭄시함양량부족문제까지도해결할수있기때문에지하수관리구역안에서의인공함양사업도적극추진할필요가있음 5.3. 소규모사설관정의적극적정비 지하수관리구역으로지정된 4개구역의관정밀도를높이는주된원인은소규모시설농업용관정의난립에있음 이들관정들의평균지하수개발량은 300m3 / 일미만으로소규모이며, 심지어는공공농업용수를공급받을수있는토지임에도불구하고사설관정이개발되어있는실정임 소규모사설농업용관정대부분은지하수실제이용량이취수허가량대비매우낮은수준이지만, 가뭄시를대비하여관정을소유하고있기때문에지하수적정개발량을잠식함은물론, 관리소홀로인한수질오염에취약성을나타내고있어이들관정에대한정비가시급한실정임 소규모사설관정정비를적극적으로추진해나가기위한장기적인방법으로공 - 76 -
적자금을투입하여매입하는방법을제안함 현재관정소유주들은지하수관정자체를재산권으로인식하고있음은물론, 초기투자에대한보상을기대하고있기때문에상하수도본부에서연차사업으로사설관정을매입하여원상복구등의조치를취하는것이필요함 예를들어관정 1개소당 1천만원씩보상을해주고정비한다면, 1년에 10억원씩예산을편성하여 5년간사업을추진한다면, 500공의사설관정을정비할수있음 관정매입사업과더불어추진해야할사항으로는법과원칙에따라관정관리를엄격하게시행해나가는법질서의확립이요구됨 관정을소유할필요성이없는데도불구하고관정정비에응하지않는경우에는관정소유자에대한의무부담을확실하게할필요가있으며, 사설농업용관정에대한지하수원수대금부과도신중하게고려할필요가있음 아울러, 특별법에규정된관정사후관리제도를보다엄격하게시행하여관정관리가부실하거나, 수질기준초과등의관정에대해서는일정기간내에개선토록하고, 개선이안될경우에는소유자부담으로원상복구조치토록함 5.4. 지하수개발 이용허가제도의개선 제주특별자치도설치및국제자유도시조성을위한특별법 제312조제11항에는 도지사는지하수관리구역안에서도조례가정하는바에따라지하수개발 이용허가와그허가기간및취수량등을제한할수있다 고규정하고있고, 제주특별자치도지하수관리기본조례제30조제6항에서는다음각호의어느하나에해당하는경우에는지하수개발 이용허가의제한, 허가기간의제한또는취수량의제한, 지하수개발 이용시설의정비또는원상복구등필요한조치를취할수있도록규정하고있음 조례제10조제1항제2호나목및다목에해당하는경우 3) 조례제29조제1항제1호내지제5호에해당하는경우 4) 3) 나. 지하수이용량이취수허가량에현저히미치지못하는경우. 이경우, 최근 3 년간월최대지하수이용량의 100 분의 70 범위이내에서연간취수허가량을감량조정할수있다. 다. 필요수량의 100 분의 50 이상을공공급수시설로부터공급이가능한경우 4) 1. 주변에개발 이용중인지하수관정의취수량이나수질등에현저한영향을미치는경우 2. 염소이온농도가먹는물수질기준을초과하는등해수침투가진행되고있는것으로판단되는경우 - 77 -
조례제20조의규정에의한지하수개발 이용시설기준에부적합한경우 정당한사유없이지하수를계속해서 1년이상이용하지아니하는경우 이처럼조례에는지하수관리구역안에서의신규지하수개발 이용허가를원칙적으로금지하는명시적규정이없어법령해석에따라서는선별적허가가가능할수있으며, 이로인한분쟁의소지또한내재되어있음 따라서, 지하수관리구역안에서의신규지하수개발 이용허가는원칙적으로금지하는사항이명문화되어야하며, 다만공공농업용및상수도용등공공용에대해서는부분적으로허용하여용수공급체계를공공용수위주로개편할수있도록뒷받침하는것이필요함 또한, 허가받은지하수개발량또는취수량증량을위한시설변경허가도제한 5.5. 지하수모니터링 제주도는연평균강수량이 1,975mm에달하는다우지이지만, 지역별및경년별강수량변동폭이매우커서지하수함양량및적정개발량변동량또한크게발생하는특성을지니고있음 특히, 기후변화에따른극단적가뭄이지속되고, 지하수사용량이피크에달하는최악의시나리오상황이발생할때에는지하수적정개발량감소가지속적으로이어져수위하강과해수의역상승과같은장해발생이우려됨 따라서, 지하수관리구역을대상으로지하수위 수질 이용량에대한체계적인모니터링이지속적으로이루어져야함 우선적으로, 구역안에개발된관정중개발량 ( 시설용량 ) 이 500m3이상되는관정에대해서는이용량원격모니터링시스템을연차적으로설치하여 지하수이용량통계분석 ( 일 월 연최대및평균, 총량 ) 과지하수이용특성 ( 지하수이용시기및이용량등 ) 등을분석하고, 기간연장허가시에취수허가량조정의근거로활용 3. 용천수 연못또는폭포수등의수량유지에현저한영향을미치는경우 4. 취수정의지하수위가계속내려가는경우 5. 탁도증가또는토사유출등으로지하수의이용목적에부적합한경우 - 78 -
지하수위와수질변화를감시하기위해현재설치 운영되고있는해수침투감시 망 지하수위 수질모니터링시스템을지속적으로운영하고, 운영결과분석을통 해추가로설치해야할대상으로선정 - 79 -
- 80 -
6. 요약및결론 6.1. 지하수관리구역실태조사 6.1.1. 지하수개발ㆍ이용량조사 지하수개발ㆍ이용량조사는 2007년 12월현재개발ㆍ이용되고있는지하수관정을대상으로조사하였음 조사결과 2007년도는 2,530공에 619,429m3 / 일이개발되어지정당시분석한 2002년보다관정수는 123개공이감소하였지만, 개발량은 21,910m3 / 일이증가하였음 지하수관리구역지정전후의지하수실이용량비교분석을위해 2007년 12월말기준지하수이용량을조사ㆍ분석하였음 지하수실이용량을분석한결과 4개구역의일최대기준지하수실이용량은지정당시에비해약 10천m3 / 일정도감소한것으로분석되었음 즉, 2002년기준지하수실이용량은일최대기준 366,757m3 / 일이었으나, 2007년에는 356,491m3 / 일로분석되었음 6.1.2. 지하수개발ㆍ이용시설관리실태조사 지하수관리구역내지하수개발ㆍ이용실태조사는 2003년 12월 24일수립된지하수관리구역관리계획에따라상하수도본부에서연도별조사계획에의거현장전수조사를실시하였음 2004년부터 2008년까지이용시설관리실태조사결과조사대상지하수관정 2,653공중 2,595공에대한조사를완료하였음 이중지하수관정상부보호시설등오염방지시설이불량하여시설개선이나정비가필요한경우가 609공으로조사되었으며 이들관정에대해서는상하수도본부에서관정소유주에게시설개선조치명령을내려 2008년 3월까지 582공이시설개선조치가완료되었음 - 81 -
지하수폐공원상복구는 지하수개발ㆍ이용실태조사시모터펌프설치상태를확인하여모터펌프가설치되어있으나정상적으로가동이되지않고고장난상태로방치되거나, 모터펌프가설치되지않은관정을폐공으로규정하여조사를수행하였으며 조사결과지하수관리구역내에서총 168공 (24,260m3/ 일 ) 에대해원상복구를시행하였으며, 구역별로는노형-신촌구역이 85공 (13,769m3/ 일 ) 으로가장많고, 서귀-세화구역이 61공 (7,650m3/ 일 ) 임 무릉-상모구역및하원-법환구역은전술한 2개구역과달리각각 12공및 10 공씩원상복구가이루어졌음 원상복구된관정의용도별현황을보면 생활용이 91공으로가장많으며, 그다음이농업용으로 66공, 공업ㆍ기타가 11 공으로나타나고있으며 노형-신촌구역인경우 85공중 89% 인 76공이생활용관정이었으며, 서귀-세화구역인경우에는생활용과농업용 14공과 42공으로나타났으며, 무릉-상모및하원-법환구역은농업용관정이대부분이었음 원상복구원인별현황을보면 폐공의주원인은업종변경등용도상실로인한원상복구가 63공으로가장많았고, 그다음이미사용관정으로 36공, 수질불량이 29공이며, 그외에도로편입, 상수도공급, 장기미사용, 양수량부족, 염분과다등으로나타났음 특히, 수질불량으로원상복구가된경우는지하수관리구역으로지정된 4개구역전체 29공중 26공이노형-신촌구역에위치하고있음 6.1.3. 지하수위조사 2007년 12월현재제주특별자치도에서설치ㆍ운영하고있는지하수위관측망은해수침투감시관측정을포함하여총 98개소임 지하수관측망은지하수위, 전기전도도 (EC), 수온을 1시간간격으로측정하여 - 82 -
CDMA(Code Division Multiple Access) 무선통신망을이용해환경자원연구원관측망서버로전송하는자동관측시스템으로구축ㆍ운용되고있음 지하수관리구역내의지하수위변동상태를파악하기위해 2003년 1월 ~ 2007 년 12월까지관측결과를강수량과비교하여분석하였음 노형-신촌구역에위치한 12개관측정의관측결과를보면 노형-신촌구역의지하수위는해수면기준최소 0.4m( 신촌1, 표고 18m) 에서최대 55.7m( 용담2, 표고 161.9m) 로표고가높은고지대일수록수위가높게형성되는특성을보임 지하수위변동폭도표고가높은곳에설치된관측정이대체로크게나타나고있는데, 변동폭이가장큰관측정은연동관측정으로 36.1m에이르고있음 지하수위변동폭이가장작은관측정은해안으로부터 336m 떨어진신촌1 관측정으로변동폭이 4.8m로관측되었음 이구역에설치된 12개수위관측정의지하수위는전반적으로강수량이많고적음에따라수위가등락하는현상을나타내고있음 2004년 11월부터 2006년 4월까지강수량부족이장기간지속된결과, 지하수위는최저수준까지하강하는현상이발생하였었으며, 반면, 2007년 9월의경우에는강수집중으로인해수위가최대값에이르는현상을나타내었음 무릉-상모구역에는 8개소의관측정이설치되어있으나 2003년이후관측자료를보유한관측정 5개소를대상으로분석하였음 수위분석결과를보면, 무릉-상모구역인경우전반적으로지하수위가타구역보다낮게형성되고있으며, 변동폭도최대 14.1m로작은편임 특히, 이구역의최저지하수위가 -0.6m( 무릉2, 표고 45.5m) 까지관측된사례가있으며, 무릉1 관측정도최저수위가 -0.3m( 표고 10.8m) 로해수면이하로하강한사례가있었음 무릉-상모구역의지하수위변화추세는 전반적으로강수량에의해지하수위가변동하는특성을나타내고있으나, 지하수취수에따른수위하강현상도매우뚜렷하게발생하고있음 - 83 -