제주도 2001년부터 지하수위 모니터링망 구축
현재 114개소 설치 수위·해수침투 24시간 관측
서부 9월∼11월 적정 개발량 초과, 수위 급격 하강
하와이는 수위 하강시 관리구역 지정해 채수량 통제

지하수위는 지하수량의 증감을 나타내는 바로미터(barometer)이다. 지하수 함양율이 배출율보다 많을 때 지하수위 또는 수두(hydraulic head)는 상승하는 반면 지하수 채수량 또는 배출량이 지하수 함양량을 초과할 경우 대수층 저류량이 줄어들면서 지하수위는 내려간다.

그러나 대수층의 물리적 특성(매질의 종류· 공극율·두께)과 수리적 특성(투수성)에 따라 계절적 변동범위나 상승 또는 하강시기가 다르게 나타나고 있다. 자연적인 지하수위 변동요인은 강수량과 증발산량(천층지하수), 지진 등이며 지하수 채수, 지하수 함양과 배출에 영향을 미치는 인위적 활동(도시개발, 벌목, 습지매립, 저류지 또는 댐 건설, 인공습지 조성, 지하철 및 터널 등 지하시설물 공사, 토지이용 변화 등은 인위적 요인으로 작용하고 있다.

이에 따라 제주자치도는 안정적인 지하수 관리를 위해 지난 2001년 부터 지하수위를 모니터링하고 있다. 모니터링을 통한 장기적인 지하수위 관측자료는 지하수자원의 변화에 관한 평가뿐만 아니라 지하수 유동모델 개발 및 추세분석, 지하수 관리 및 보호를 위한 효과적인 모니터링 네트워크의 설계 등에 기초 자료로 활용되고 있다.

▷지하수위 관측망 운영현황

지난해말 현재 도내에서 운영중인 지하수위 관측망은 114개소이다. 지하수위 전용 관측용과 해수침투 감시 관측용이 각각 50개소, 지하수 인공함양 관측목적용 8개소, 고지대 지하수 조사목적용 6개소이다. 지역별로 보면 동부와 북부지역에 각각 33개소가 설치됐고 서부지역 24개소, 남부지역 23개소, 도서지역(추자도)에도 1개소가 설치·운영되고 있다.

표고별 설치 현황을 보면 해발 50m 미만지역이 44개소로 가장 많고 해발 50~100m 지역에 28개소가 설치돼 전체 관측망의 63%인 72개소가 해발 100m 미만의 해안 저지대 지역에 설치·운영되고 있다. 또 해발 100~200m 지역에 22개소가 설치된 것을 비롯해 해발 200m 이상지역에도 20개소가 설치, 운영되고 있다.

▷지하수위 분포와 변동특성

기저지하수가 분포하고 있는 동부지역 지하수위는 가장 완만한 형태를 유지하고 있는 반면 상위지하수가 분포하는 남부지역은 가장 급한 특성을 나타내고 있다. 준기저지하수가 분포하는 북부지역은 서부지역보다 다소 급한 수위경사를 이루고 있다. 또 풍수기에는 등수위선이 바다쪽으로 확장하지만 갈수기 때에는 내륙쪽으로 수축하는 현상을 나타내 지하수의 순환이 빠르게 일어나고 있음을 시사해 주고 있다.

기저지하수 분포지역은 지하수위 변동 폭이 2∼4m로 가장 작은데 비해 상위지하수 분포지역에서는 최대 83.62m까지 기록되고 있으며, 준기저지하수의 경우에도 45m의 변동 폭을 나타내 지하수 부존형태에 따른 수위변동 특성이 뚜렷하게 구분되고 있다.

지하수위는 강수량의 계절적 변화로 5∼10월의 고수위기와 11∼4월의 저수위기로 뚜렷하게 구분되고 있다. 강수에 의한 지하수위 반응은 여러 가지 조건에 따라 차이를 나타내고 있으나 평균 128mm, 강수후 대체로 28시간부터 지하수위가 상승반응을 나타내며 저수위기(11월∼4월)동안에는 3∼15cm/d의 속도로 수위하강이 진행되는 것으로 분석됐다. 특히 저수위기 동안에는 1일 110mm의 비가 내리더라도 지하수위가 상승국면으로 반전되지 못하고 있다.

기저지하수가 분포하고 있는 동부지역의 해안에 위치한 관측정의 수위는 해양조석에 의해 1일 70∼77cm의 수위변화가 발생하고 있으나 조석의 영향은 해안에서 내륙 쪽으로 거리가 멀어짐에 따라 현저하게 감소해 내륙 5km 지역에서는 조석에 의한 수위변화가 거의 나타나지 않고 있다.

서부지역에서는 9월∼11월 사이에 적정 개발량을 초과하는 과다한 지하수 양수가 집중적으로 진행되고 있으며, 이로 인해 지하수위가 급격하게 하강하고 있음은 물론 해수면 아래로 수위가 떨어지는 현상까지 발생하고 있는 것으로 나타났다.

이처럼 특정시기에 집중적으로 지하수를 이용하는 현상이 지속될 경우에는 지하수 장해가 국지적 및 일시적으로 발생할 가능성이 높기 때문에 농업용수 공급대책 마련과 함께 해수침투 감시 관측망 확충이 요구되고 있다.

하와이주 일부 지역은 적정개발량을 초과한 지하수 채수로 인해 지하수위가 지속적으로 하강할 경우 주정부에서 관리구역으로 지정해 지하수 채수량을 통제하고 있다.

고기원 제주자치도수자원본부 부장은 "도내 전체적으로 볼 때 지하수 양수로 인해 지하수위가 지속적으로 내려가는 지역은 없으며 강수량의 계절적 변화에 의한 수위변화가 지속되고 있다. 즉 현재까지 지하수 이용량이 적정 개발량을 초과해 이용하고 있지 않다는 것을 장기간 지하수위 관측자료에서 보여주고 있다"고 말했다.