제주특별자치도 보건환경연구원

제주의수자원

- 지하수함양량
- 적정개발량

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ㆍ 비교적 젊은 화산암류로 이루어진 제주도는 토양층의 두께가 얇을 뿐만 아니라, 절리와 균열이 발달된 다공질 화산암류가 지표를 덮고 있으며, 강우량도 연평균 1,975mm에 이를 정도로 풍부하기 때문에 지하수 함양율이 46.1%에 이를 정도로 매우 높다. 그렇지만, 지하의 지질분포 및 지질구조는 물론 대수층의 수리성이 지역별로 다르고, 강우량도 지역별 편차가 커서 지하수위 분포와 변동특성 또한 지역별로 다르게 나타나고 있다.
ㆍ 동부지역이 수위분포가 가장 완만하여 EL.+10m 등수위선이 해안으부터 약 10km 내륙 쪽에 위치하고 있는데, 이 같은 현상은 담-염수 경계면을 갖는 기저지하수(Basal Groundwater)가 동부지역을 중심으로 광범위하게 분포하고 있기 때문이다. 지하수위 경사가 가장 급한 지역은 안덕에서 남원에 이르는 남부지역으로서 EL.+10m 등수위선은 해안에 가까운 지역에 형성되고 있다. 이처럼 남부지역 일대가 수위경사가 급하게 형성되고 있는 것은 지형경사가 급할 뿐만 아니라, 상위지하수(High-Level Groundwater)가 분포하고 있기 때문인 것으로 해석되고 있다. 준기저지하수(Parabasal Groundwater)가 분포하고 있는 서부와 북부지역은 유사한 수위분포를 나타내고 있으나 서부지역에 비해 북부지역이 등수위선 요곡이 심한 편이다.
ㆍ 풍수기와 갈수기 간의 등수위선 차이를 살펴보면, 동북부 지역을 비롯하여 동남부와 서부지역이 비교적 편차가 크게 발생하고 있다. 대체로 풍수기에는 등수위선이 바다 쪽으로 확장되고, 갈수기에는 내륙 쪽으로 수축되는 현상을 보이고 있어 강우에 의한 함양효과가 비교적 빠르게 일어나고 있는 것으로 해석된다.
기저지하수 분포 지역
ㆍ 기저지하수 분포지역에 설치된 관측정의 평균 지하수위는 3.04m 이하이고 수위변동 범위(최대수위-최저수위)는 4.7m 이하이며, 표준편차 또한 1m 이하를 나타내고 있다. 일평균 수위가 높고, 해발 100m 이상 지역에 위치한 관측정에서 대체로 수위 변동범위가 크게 나타내고 있다. 이러한 현상은 해발 100m 이상 지역에 위치한 관측정들은 강우에 의한 수위변화가 2～4m의 범위에서 발생하고 있음을 시사하는 것이다. 최저 수위를 보면, 대부분의 관정들은 0～2m 내외를 유지하고 있지만 신흥1과 태흥1 관측정의 경우는 각각 -0.38m와 -1.29m를 기록하기도 하였다.

ㆍ 기저지하수 분포지역 관측정의 지하수위
관측정	표고(m)	심도(m)	일평균 지하수위(m)
관측정	표고(m)	심도(m)	평균	최대	최소	변화폭	중앙값	표준편차
한림1	14.16	120	0.68	0.96	0.45	0.51	0.67	0.10
종달1	14.48	156	0.91	1.71	0.64	1.07	0.89	0.15
태흥1	15.05	91	0.44	1.24	-1.29	2.53	0.48	0.37
한동1	15.38	175	2.02	4.11	1.45	2.66	1.90	0.40
신흥1	15.69	92	0.42	1.29	-0.38	1.67	0.45	0.32
신촌1	18.26	90	0.86	2.78	0.41	2.37	0.77	0.32
한동1	21.49	150	1.69	5.41	0.75	4.66	1.51	0.79
위미1	22.22	160	1.46	1.79	1.24	0.55	1.44	0.10
하천1	25.78	136	0.69	1.39	0.17	1.22	0.67	0.21
조천1	26.05	100	0.84	2.26	0.30	1.96	0.78	0.25
삼달1	27.96	170	1.40	1.81	1.10	0.71	1.37	0.14
고성	28.24	41	0.72	1.98	0.14	1.84	0.67	0.22
수산1	33.84	151	0.87	1.73	0.52	1.21	0.85	0.20
김녕	35.85	60	1.22	3.28	0.41	2.87	1.15	0.36
남원	42.42	65	1.79	2.80	1.11	1.69	1.75	0.35
한동2	42.73	202	2.08	3.79	1.60	2.19	1.98	0.32
상도	42.90	60	3.04	5.36	2.43	2.93	2.99	0.30
구좌1	46.21	105	1.05	2.34	0.54	1.80	0.98	0.25
종달2	52.79	200	1.10	2.30	0.75	1.55	1.04	0.23
하천2	58.88	180	1.19	2.85	0.76	2.09	1.09	0.35
평대	68.08	90	1.14	3.14	0.60	2.54	1.01	0.44
수산2	70.90	196	1.26	2.85	0.82	2.03	1.13	0.36
삼달2	90.21	200	1.75	2.26	1.57	0.69	1.70	0.16
구좌4	92.78	111	2.81	6.46	1.81	4.65	2.67	0.79
종달3	100.47	252	1.76	3.89	1.31	2.58	1.58	0.50
구좌3	104.95	114	0.73	2.51	0.20	2.31	0.58	0.41
한동3	112.89	262	2.75	5.97	2.07	3.90	2.52	0.65
수산3	115.53	267	1.95	4.54	1.14	3.40	1.72	0.68
종달4	167.55	330	1.87	2.84	1.43	1.41	1.78	0.34

※ 지하수위 : 평균해수면 기준
ㆍ 서귀포층은 사암ㆍ이암ㆍ역암 등으로 이루어진 투수성이 낮은 퇴적층으로서 제주도 형성초기에 분출한 화산암류 하위에 광범위하게 분포하고 있어 지하수의 부존형태와 산출특성을 결정짓는 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(고기원, 1997). 그렇지만, 이들 기저지하수 분포지역에 위치한 관측정에서 확인된 서귀포층의 평균 분포심도는 평균 해수면 하 83m(EL.-83m)이며, 최대 깊이는 EL.-135m이다. 다시 말하면, EL.-83m까지 투수성이 좋은 용암누층으로 이루어져 있고, 그 하부에 서귀포층이 분포하고 있다. 21개 관측정의 평균수위는 EL.+1.63m이며, G-H 원리에 의한 담수렌즈체가 존재할 수 있는 깊이는 EL.-65m이지만 서귀포층은 이 보다 더 깊은 EL.-83m 이하에 분포하고 있기 때문에 기저지하수 분포지역에서 서귀포층은 수문지질학적 방벽(hydrogeological barrier)의 역할을 못하고 있다.
ㆍ 상기와 같은 지질구조적인 특이성으로 인하여 기저지하수 분포지역의 수위는 표고의 증감은 물론 서귀포층의 지하 분포심도와 관련성이 없이 해수면 근처에 근접해 매우 낮게 형성되고 있다. 강우량이 연평균 2,000m에 달하는 지역임에도 불구하고 지하수위가 해수면에 근접해 있을 뿐만 아니라, 계절적 변동 폭도 작게 나타나는 것은 포화대의 체적이 강우량보다 훨씬 크고, 대수층의 저류성도 낮기 때문인 것으로 해석된다.
준기저지하수 분포 지역
ㆍ 준기저지하수는 제주도의 서부와 북부, 그리고 중산간 지역에 광범위하게 분포하고 있다. 준기저지하수 분포지역에 설치된 관측정의 지하수위는 1.68～25.2m 범위이나 평균수위는 7.52m으로서 기저지하수 분포지역보다 훨씬 높게 형성되고 있다. 수위변동(최대수위-최저수위) 범위 또한 최대 45m까지 기록되고 있는데, 대체로 북부지역에 위치한 관측정들은 수위변동 범위가 10m 이상이고, 서부지역 관측정들은 5～10m 범위의 수위변동을 나타낸다.

ㆍ 준기지하수 분포지역 관측정의 지하수위
관측정	표고(m)	심도(m)	일평균 지하수위(m)
관측정	표고(m)	심도(m)	평균	최대	최소	변화폭	중앙값	표준편차
삼양1	10.53	130	1.68	2.99	1.30	1.69	1.63	0.29
용수1	10.94	150	1.94	2.95	-1.26	4.21	2.11	0.91
무릉1	11.12	160	1.27	2.05	-0.27	2.32	1.40	0.43
애월	11.60	26	2.96	4.18	2.42	1.76	2.92	0.25
하귀1	13.28	120	6.60	12.04	0.97	11.07	6.27	2.62
함덕2	17.32	150	2.76	8.47	1.68	6.79	2.44	1.22
상모1	17.86	170	2.63	3.56	1.79	1.77	2.72	0.45
고산	20.00	90	4.36	8.62	-0.77	9.39	4.16	1.60
상모2	22.90	325	6.25	7.48	1.54	5.94	6.83	1.31
이호	35.00	89	13.78	21.39	6.59	14.80	14.46	3.47
토평1	35.46	85	3.73	10.70	1.11	9.59	2.70	2.58
용수2	37.44	185	11.21	15.04	8.49	6.55	11.16	1.55
용담1	38.46	170	1.79	3.69	1.21	2.48	1.68	0.48
안성	40.05	119	15.83	21.08	8.70	12.38	16.06	2.43
무릉2	45.83	195	8.27	11.17	-0.55	11.72	9.04	2.34
공항	47.24	85	7.41	14.75	5.00	9.75	6.69	2.16
신촌2	50.58	120	0.69	0.92	0.53	0.39	0.67	0.11
신엄	55.25	80	8.24	15.57	4.11	11.46	7.57	2.94
한림2	59.12	190	5.93	6.44	5.64	0.80	5.86	0.24
이도1	60.00	74	14.53	28.72	4.55	24.17	13.55	5.47
삼양2	75.36	210	5.56	13.16	3.94	9.22	5.22	1.82
신흥2	76.01	91	2.18	5.52	0.44	5.08	1.97	0.97
위미2	76.71	210	11.56	12.69	11.16	1.53	11.42	0.43
낙천	80.00	168	21.05	26.61	12.35	14.26	21.44	2.61
신흥3	80.55	85	4.08	7.17	1.54	5.63	3.53	1.88
조천2	82.86	100	8.47	13.18	4.57	8.61	8.62	3.04
도남	86.33	117	13.87	27.73	8.62	19.11	12.47	4.77
하천3	87.45	186	2.56	6.33	1.40	4.93	2.33	0.93
하귀2	88.80	100	16.19	28.94	9.28	19.66	15.10	6.14
태흥2	89.47	100	12.23	17.71	9.40	8.31	11.70	1.90
태흥3	90.06	100	3.34	7.47	1.70	5.77	2.69	1.47
명월	96.88	110	10.74	16.64	6.89	9.75	10.53	2.43
신촌3	97.63	120	6.37	12.33	4.94	7.39	5.89	1.58
연동	105.14	130	25.20	45.82	11.70	34.12	19.75	12.38
조천3	111.06	122	4.02	9.49	2.57	6.92	3.50	1.46
하귀3	115.63	140	14.63	29.02	6.77	22.25	12.57	5.69
하천4	117.99	230	5.13	10.43	3.69	6.74	4.69	1.29
삼달3	126.13	250	2.13	2.94	1.88	1.06	2.04	0.26
장전1	131.61	160	10.42	19.53	5.79	13.74	10.00	3.60
대흘	147.00	161	9.69	15.76	6.54	9.22	9.31	2.18
수산4	176.61	323	2.76	6.08	1.73	4.35	2.46	0.93
한동4	190.99	370	6.79	14.67	4.13	10.54	5.48	2.77
종달5	201.36	408	2.38	5.42	1.73	3.69	2.13	0.73

ㆍ 이처럼, 준기저지하수 분포지역의 평균 지하수위와 변동범위가 기저지하수 분포지역과 큰 차이를 나타내는 가장 큰 이유는 지하지질구조의 차이로 해석되고 있다. 준기저지하수 분포지역에서 저투성 퇴적층인 서귀포층의 지하 분포심도를 보면 최대 EL.-98m, 평균 EL.-61m로서 기저지하수 분포지역보다 최대심도는 37m가 얕고, 평균심도는 22m가 얕은 위치에 분포하고 있다. 또한, 용암누층 사이에는 2～5m의 두께를 갖는 퇴적층(고토양층, 화산회층, 응회질 퇴적층)이 2～3매 존재하고 있다.
ㆍ 준기저지하수 분포지역에 위치한 관측정들의 표고와 지하수위와의 상관성은 찾아볼 수 없으나 서귀포층의 분포심도와 지하수위 간에는 비례적인 상관성이 있음을 알 수 있는데, 서귀포층의 분포심도가 깊을수록 지하수위는 낮은 반면 이 층의 분포심도가 높으면 높을수록 지하수위도 높아지는 경향을 나타내고 있다. 이 같은 현상은 준기저지하수 분포지역에서 서귀포층의 분포심도는 지하수위 형성에 결정적인 역할을 하는 요인이 되고 있음을 시사해 주는 것이다. 다시 말해서, 서귀포층은 투수성이 좋은 화산암류를 통해 함양된 지하수를 하부로 침투하는 것을 방해하는 차수막과 같은 역할을 하는 수문지질 단위가 되고 있다.
기저지하수 분포 지역
ㆍ 상위지하수는 남부지역과 한라산 고지대를 포함하는 제주도 중앙부에 분포하고 있다. 상위지하수 분포지역에 설치된 관측정의 지하수위는 9.61～177.32m 범위이고 평균수위는 60.11m로서 기저지하수나 준기저지하수 분포지역과는 매우 다른 양상을 나타내고 있다. 수위변동(최대수위-최저수위) 범위 또한 최대 83.62m까지 기록되고 있다.
상위지하수 분포지역에 위치한 관측정의 굴착심도는 대체로 EL.-50m 이내로서 전술한 기저지하수(평균 EL.-95m) 및 준기저지하수(평균 EL.-82m) 분포지역에 위치한 관측정보다 훨씬 얕으며, 지하수위는 굴착심도와 비례적인 상관성을 나타내고 있다. 상위지하수 분포지역은 지형경사가 급할 뿐만 아니라, 강우량이 풍부하고 아아(Aa) 용암류가 지배적으로 분포하고 있다. 특히, 서귀포층이 평균 해수면 상부 10～80m 범위에 분포하고 있으며, 서귀포층까지의 용암류 단위는 5～9매에 불과하기 때문에 포화대의 두께가 매우 얇다. 이러한 수문지질학적 특징으로 인하여 상위지하수 분포지역은 타 지역에 비해 수위가 매우 높은 위치에 형성되고 있을 뿐만 아니라, 수위변동도 상당히 크게 발생하고 있다.

ㆍ 상위지하수 분포지역 관측정의 지하수위
관측정	표고(m)	심도(m)	일평균 지하수위(m)
관측정	표고(m)	심도(m)	평균	최대	최소	변화폭	중앙값	표준편차
예래	59.63	170	22.55	22.96	22.33	0.63	22.53	0.13
화순	66.91	90	37.24	46.14	34.11	12.03	36.58	2.32
중문1	110.89	130	71.14	78.18	52.73	25.45	73.99	6.67
신례	103.07	110	44.35	52.24	37.31	14.93	43.99	3.32
용훙	128.49	135	40.48	52.73	34.80	17.93	38.84	4.44
상가2	146.01	175	9.61	17.33	5.31	12.02	9.21	3.17
용담2	162.20	330	38.06	42.89	36.93	5.96	37.39	1.41
봉성	167.70	200	9.46	17.08	4.89	12.19	8.84	3.40
토평2	217.80	130	177.32	180.72	175.04	5.68	177.21	1.29
오라	232.42	250	91.20	97.01	87.96	9.05	90.16	2.65
상예2	239.71	265	74.87	141.22	57.60	83.62	59.73	28.60
회수2	245.82	242	94.60	117.48	84.46	33.02	93.76	6.80
금악2	311.54	344	70.49	79.82	52.69	27.13	71.81	4.98

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