Abstract

The 1 $km^2$ area studied is located in Sukchun-ri, Hwasung-koon, the southern part of Kyeonggi-do. Even though this site has been known as a contaminated area caused by seawater intrusions, geophysical and geochemical surveys have never been carried out at the site to determine the extent of the seawater contamination and to investigate whether the seawater intrusion is in progress. The purpose of this study is to determine the extent of seawater contamination and a preferred channel of the seawater intrusion using geophysical methods such as DC resistivity surveys with Schlumberger array and a dipole-dipole array. In order to determine whether the seawater intrusion is in progress in the area, DC resistivity monitoring with Schlumberger array was performed. According to the resistivity map obtained from the inversion of the resistivity data measured with Schlumberger array, the study area is divided into two districts as relatively lowly resistive (less than 30 ohm-m) and highly resistive (more than 30 ohm-m) areas. The distribution of the lowly resistive area is consistent with the distribution of the layer composed of clay minerals, and the resistivity of this layer decreases slowly as approaching to the old seashore. Hydrogeological analysis shows that the clay layer within a distance of about 200 m from the seashore has been already contaminated by sea-water and its electric conductivity is 8 times higher than that of the sand layer covered by the clay layer. According to the results of the 2-dimensional DC resistivity surveys with a dipole-dipole array, there are two preferred channels of the seawater intrusion in the site, and both the channels are in the NW-SE direction from the old seashore. The lowly resistive zone in the southern channel extends to a depth of 80 m. The DC resistivity monitoring with Schlumberger array was carried out along the preferred channel which has the low resistivity Bone (fracture zone) that extended to a depth of 80 m. The time series of apparent resistivity, measured at a distance of 260 m from the old coast line, fluctuates with a period of 12 hours. From these observations, it can be concluded that the seawater intrusion caused by tidal action is still in progress along the fractured zone interpreted by the DC resistivity surveys with a dipole-dipole array.

조사지역은 해안과 인접한 경기도 화성군 석천리에 위치하고 있으며, 그 면적은 약 1$km^2$이다. 이 지역은 기아 자동차 화성공장 건설 이전에 이미 해수침투에 의해 오염된 지역으로 알려져 왔으나, 지구물리적 또는 지구화학적 방법을 통하여 해수침투에 의한 오염분포 현황과 오염의 계속적인 진행 여부가 체계적으로 연구되지 않은 지역이다. 그러므로 본 연구에서는 지구물리적 방법(슐럼버져배열의 전기비저항 수직탐사, 쌍극자-쌍극자배열의 2차원 전기비저항탐사)을 사용하여 해수침투에 의해 오염된 범위 및 해수침투의 주 경로를 파악하고자 하였으며, 또한 해수침투의 진행 여부를 판단할 수 있는 하나의 증거인 조석운동에 의한 해수의 유동을 확인하기 위하여 슐럼버져배열을 사용한 전기비저항 모니터링도 수행하였다. 전기비저항 수직탐사의 결과로부터 조사지역은 2개의 영역, 즉 $\~30$ ohm-m 이하 그리고 그 이상의 전기비저항 분포를 나타내는 영역으로 구분된다. 여기서, $\~30$ ohm-m 이하의 낮은 전기비저항을 보이는 부분은 조사지역의 천부에 존재하는 점토층의 분포와 일치하며, 구 해안선으로 갈수록 점토층의 전기비저항은 매우 낮은 값을 갖는다. 수리 지질학적 분석에 의하면 구 해안선으로부터 약 200 m내에 분포하는 점토층은 해수에 의해 이미 오염되었으며, 이 같은 점토층은 하부에 존재하는 사질층의 전기전도도보다 약 8배 정도 높은 것으로 확인되었다. 북서-남동방향으로 평행하게 설정된 2개의 측선에서 수행된 2차원 전기비저항탐사의 해석 결과에 의하면 구 해안선으로부터 북동방향으로 서로 평행하게 발달된 2개의 가능한 해수침투 경로가 확인되었으며, 그 중 상대적으로 남쪽에 존재하는 침투경로는 심부 80 m이상까지 낮은 전기비저항대가 연장 발달된 것으로 해석되었다. 구 해안선으로부터 내륙으로 약 260 m되는 지점(2차원 전기비저항탐사로부터 심부 80 m 이상까지 연장 발달된 것으로 해석된 침투경로 상의 한 측점)에서 실시한 전기비저항 모니터링 자료에서 조석운동에 의한 12시간의 주기를 갖는 겉보기비저항의 변화를 확인할 수 있었다. 이 같은 사실로 보아 2차원 전기비저항탐사에서 해석된 낮은 전기비저항 이상대는 암반 내에 발달한 파쇄대로서, 조석운동에 의한 해수의 유동통로이며, 이같은 파쇄대를 따라 현재에도 해수침투가 진행되고 있다는 결론을 유추할 수 있다.

Keywords

• 전기비저항 모니터링;
• 해수침투;