수리지화학 특성과 분산 분석 및 경향성 분석을 이용한 농촌 지역 지하수 수질 변동 특성 분석 (Analysis of groundwater quality variation characteristics using hydrogeochemical characteristics, ANOVA and trend analysis in rural areas)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 59권 / 1호 / 69 ~ 89페이지
· 저자명 : 안효원, 하규철, 이은희, 고경석

초록

본 연구에서는 농촌 지역의 지속가능한 지하수 이용 및 적정 관리를 위해 수질 모니터링 자료를 활용하여 시공간적 변동 특성을 평가하였다. 이를 위해 연구지역의 20개 관정에 대하여 심도와 시기(연도별, 계절별)에 따른 수리지화학, 분산 분석(ANOVA) 및 경향성 분석을 수행하였다. 분산 분석 결과, 지하수 수질은 주요 성분(TDS, Ca, Mg, Na, K, Cl, NO3, HCO3, SO4)에서 천부 지하수가 심부 지하수보다 상대적으로 높게 나타나 심도별 유의미한 차이(α<0.05)를 보여주었다. 그러나, 시기(연도별 및 계절별)에 따른 수질 특성의 차이는 뚜렷하게 확인되지 않았다. Mann-Kendall과 Sen’s slope 방법과 같은 비모수 경향성 분석 결과, 지하수 수질 성분중 TDS, Ca, Mg, Na, Cl은 점차 감소하는 경향을 보여주었으며, 이는 2018년 가뭄 시 연구지역에 공급된 고염분 관개용수의 영향 감소와 관련된 것으로 보인다. 그러나, 관정 주변의 축사 및 인간 활동에 의한 영향을 받는일부 관정(S2, D5)의 경우, 이들 성분의 농도가 지속적으로 증가하는 경향성을 나타내기도 하였다. 수리지화학특성, 분산 분석과 경향성 분석을 통하여 연구지역 수질 성분 중 TDS, Ca, Mg, Na, Cl은 수질 변화를 모니터링할 수 있는 유용한 지시자로 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 향후 농촌 지역의 지하수 수질 악화의 사전예방과 지속가능한 용수 공급을 위해 이러한 통계기법과 경향성 분석이 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

영어초록

In this study, spatio-temporal variation characteristics were evaluated using groundwater quality monitoring data for sustainable groundwater use and appropriate management in rural areas. The hydrogeochemistry, analysis of variance (ANOVA), and trend analysis of Mann-Kendall test and Sen’s slope analysis were applied to 20 groundwater wells in the study area. As a result of ANOVA, groundwater quality showed a significant difference (α<0.05) by depth as shallow groundwater was relatively higher than deep groundwater in major components (TDS, Ca, Mg, Na, K, Cl, NO3, HCO3, SO4). However, differences in groundwater quality according to time (year and season) were not clearly identified. As a result of non-parametric trend analysis such as the Mann-Kendall and Sen's slope methods, TDS, Ca, Mg, Na, and Cl gradually decreased, which seems to be related to the decrease in the im pact of high-salinity irrigation water supplied the drought in 2018. However, S2 and D5 showed a tendency for these components to increase, which is thought to be due to increased human activities and livestock sheds located around the tube wells. It was found that TDS, Ca, Mg, Na, and Cl can be used as useful indicators to monitor water quality changes from the groundwater hydrogeochemical characteristics, ANOVA, and trend analysis studies of the study area. Therefore, it is thought that these statistical techniques and trend analysis can be usefully used for the prevention of deterioration of groundwater quality in rural areas and sustainable water supply in the future.

참고자료

· 없음