지하수 인공함양

정의

지하수 인공함양은 사람이 지하 대수층에 물을 넣어 지하수량을 늘리는 일이다.

자연 상태의 지하수함양은 비가 땅에 스며드는 것이고, 인공함양은 이를 사람이 조절한다.

관리 현장에서는 관리형 대수층 함양(MAR)이라는 말도 함께 쓴다.

필요성

지하수를 과다하게 양수하면 수위가 장기간 떨어진다.

수위가 떨어지면 양수 비용이 늘고, 지반 침하와 해안 염수침입 같은 문제가 생긴다.

인공함양은 우기의 잉여 강수나 홍수 유량을 지하에 저장해 갈수기에 쓰게 한다.

즉 지하가 자연 저류지 역할을 하도록 만드는 것이다.

방법 분류

인공함양은 물을 대수층에 넣는 방식에 따라 크게 세 가지로 나눈다.

첫째는 수표면 증가방법이다. 지표에 물을 넓게 펼쳐 자연 침투에 맡긴다.

침투지법, 하상변경법, 도랑법, 범람법이 여기에 속한다.

둘째는 우물을 이용하는 방법으로, 주입정으로 물을 직접 넣는다.

셋째는 유도 지하수함양으로, 하천수가 제방 아래 지하로 스며들게 한다.

방법별 비교

세 방법은 함양 경로와 적지 조건이 서로 다르다.

수표면 증가방법은 지표 면적이 함양량을 좌우하고, 우물 방법은 대수층 구조가 가능 여부를 정한다.

우물 방법은 설치비와 유지관리 부담이 크고, 세립질 퇴적물에 의한 막힘도 우려된다.

유도 함양은 하천과의 수리적 연결이 전제되므로 기존 취수 구조와 함께 검토한다.

계산 예제

이제 계산 예제로 침투지 면적을 구해 보자.

일 함양량 Q를 침투율 i로 나누면 필요한 침투 면적 A가 나온다.

Q는 6,000 ㎥/일, i는 1.0 m/일이므로 A는 6,000 ㎡다.

단위는 ㎥/일 ÷ m/일 = ㎡로 정리되며, 약 0.6 ha로 소규모 침투지 수준이다.

실제 사례와 쟁점

실제 사례로 미국 캘리포니아 오렌지 카운티의 관리형 함양 시설을 들 수 있다.

이 시설은 하수를 정화해 대수층에 주입하며, 하루 약 1억 갤런을 처리한다.

인도는 과잉 양수 지역 100개 군에 우물형 함양 사업을 추진했다.

함양수 오염과 대규모 주입에 따른 인공지진이 쟁점이므로 함께 관리해야 한다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

인공함양은 사람이 물을 넣는 것이고, 자연함양은 강우 침투가 원인이다.

주요 방법은 수표면 증가법, 우물 이용법, 유도 함양이다.

기출에서는 정의와 방법별 특징을 묻는 형태로 출제되었다.