제주도 지하수 수질의 광역적 추세 특성 분석 - 염소 및 질산성질소를 대상으로 -

Abstract

질산성질소와 염소이온은 지하수에서 흔히 나타나는 항목으로서 농약의 사용이나 도시화 등에 의하여 주로 발생한다. 일반적으로 동일 지점의 지하수 수질 자료는 관측망의 경우를 제외하고는 샘플의 수가 제한적이기 때문에 시계열 자료를 활용한 추세 평가에 한계가 있다. 본 연구에서는 제주도 수계의 분포 특성, 저지대의 낮은 지형 경사, 수리적 특성 및 다공질 지질 특성 등을 고려하여 <TEX>$500m{\times}500m$</TEX> 간격의 격자를 작성하고 격자내에 포함된 수질검사 자료를 모두 취합하여 시계열 데이터를 형성한 후 Sen의 방법을 활용한 수질 추세분석을 실시하였다. 염소이온 농도의 경우에는 추세평가 대상 격자의 10.6%, 질산성질소의 경우에는 22.4%가 1990년대 상반기에서 2000년대 초까지 상향 추세를 보이는 것으로 나타났다. 특히 질산성 질소의 상향 추세는 서부 및 남부의 하부 중산간 지역에 뚜렷하게 나타났다. 이와 간은 원인은 1990년대 이후의 중산간 인근 지역의 개발에 따른 도시화 등에 의하여 나타난 것으로 추정되었다. 본 연구 결과, 제주도 지역의 지하수 관리 정책은 중산간 지역의 수질 변화와 토지이용 변화 등을 충분히 고려하여 추진되어야 함을 알 수 있었다. Nitrate and chloride are the most common contaminants in groundwater and their concentrations increase easily due to fertilizer consumption and urbanization. The number of time series data for groundwater quality at a single site was not sufficient to analyze trends on Jeju Island. Therefore rectangle grids were drawn for the whole island and single grid was determined to be <TEX>$500m{\times}500m$</TEX> after considering similar stream density, homogeneous hydraulic coefficients, geologic features of volcanic rock and low topographic slopes. All data within each lattice were collected and arranged in time series order and analyzed using Sen's method. 10.6 % of the total lattices for chloride and 22.4% for nitrate showed upward trends from the early 1990's to the early 2000's. Especially, upward trends for nitrate concentration are distinct in the low mid-mountainous areas of western and southern watersheds. Many septic tanks and much domestic waste from the urbanization of the low mid-mountainous area have produced this upward trend. Additionally, the agricultural region has dramatically increased since the 1990's and this has led to an increase of fertilizer consumption and, as a result, nitrate concentration. Therefore, the target of any management plan for groundwater quality on Jeiu Island needs to be focused on careful land use decisions in the mid-mountainous areas which are near Halla Mountain.