개방형 지열냉난방 시스템 사용에 따른 지하수의 지화학적 특성 변화 (Change of geochemical properties of groundwater by use of open loop geothermal cooling and heating system)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 49권 / 2호 / 289 ~ 296페이지
· 저자명 : 박영윤, 권구상, 김남주, 이진용, 윤진구

초록

이 연구는 개방형 지열냉난방 시스템이 지하수의 지화학적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 수행되었다. 2012년 11월에 전국의 6개 지역에서 개방형에 사용 중인 지하수(6개)와 주변 지하수(2개)를 채취하였다. 대부분의 시설은 운영기간이 2년 미만으로 개방형에 사용된 지하수와 주변 지하수는 5.6∼6.7℃의 수온 차이를 보였을 뿐 pH, Eh 및 화학조성은 거의 차이를 보이지 않았다. 지하수의 간이수질자료와 화학조성을 이용하여 탄산염 광물과 규산염 광물의 포화지수를 계산하였다. 모든 시료에서 탄산염 광물은 불포화 상태(SI=-4.26∼-1.15)였고 규산염 광물은 대부분의 시설에서 포화 상태(SI=-0.25∼0.60)로 평가되었다. 연구대상 중에 약 7년 정도 개방형을 운영 중인 1개 시설에서 pH는 점차 감소하였고 NO3-와 Cl-는 점차 증가하는 경향을 보였다. 지하수에서 pH는 NO3-와 Cl-에 비해서 쉽게 변하기 때문에 pH가 1 감소하였을 때 포화지수를 예측하였다. 탄산염 광물들의 포화지수는 1.12∼3.14 감소하는 반면에 규산염 광물의 포화지수는 거의 변화하지 않았다. 이 연구에서 개방형 지열냉난방 시스템에 의한 지하수의 수질특성 변화를 거의 관찰하지 못하였다. 그러나 개방형 지열냉난방 시스템이 장기간 사용되었을 때 지하수의 수질변화를 야기할 수 있는 가능성을 확인하였다.

영어초록

This study was performed to evaluate the influence of open loop geothermal cooling and heating system on the geochemical properties of groundwater. Groundwaters (6 sites) used for the open loop geothermal cooling and heating system and the nearby groundwaters (2 sites) were collected in November 2012. Most of the systems have been operated for less then two years. While the temperatures between the groundwater used for the systems and the nearly groundwater differed by 5.6∼6.7℃, both groundwaters showed no significant difference in pH, Eh and chemical compositions. The saturation indexes of carbonate and silicate minerals were calculated using field measurement data and chemical compositions of groundwaters. All groundwaters studied were undersaturated with respect to carbonate minerals, and most of them were oversaturated with respect to silicate minerals. In a system operated for approximately 7 years, pH gradually decreased with time whereas both NO3- and Cl- continuously increased. In generally, change of pH in groundwater is easier than that of NO3- and Cl-. Therefore, supposing that pH decreased by a unit compared with the present condition, the saturation indexes of carbonate and silicate minerals were calculated. The saturation indexes of carbonate minerals decreased 1.12∼3.14 but those of silicate minerals were maintained. In this study, change of water quality by operation of open loop geothermal cooling and heating systems were hardly observed. However, when the open loop geothermal cooling and heating systems are operated for an extended period of time, this study suggests that the geochemical properties of groundwater used for these systems will likely change over time.

참고자료

· 없음