본 연구는 국가지하수관측망에서 관측하고 있는 지하수위, 수온, 그리고 전기전도도 자료로부터 지진에 의한 영향을 판별하는 방법을 개발하고, 관측된 변이와 지질학 및 수리지질학적 조건들의 상관성을 정량적으로 분석하고자 수행되었다.
본 연구에서 개발된 방법은 연구기간 동안 일별 지하수위, 수온, 전기전도도 값의 최대변동폭을 구하고 그 변동폭들의 평균과 표준편차로부터 정상 변동 범위(screening window)를 만든다. 그리고 이 범위와 24시간 동안의 수위, 수온, 전기전도도 변이를 비교하여, 범위를 벗어나는 값을 이상치로 판단하게 되는 경험적 방법이다. 개발된 방법을 2008년 5월 중국 Wenchuan 지진 시기의 지하수 관측자료에 적용하여 검증하였다. Wenchuan 지진에 의한 지하수위 변화는 13개공에서, 전기전도도는 2개공에서 관측되었다. 2011년 토호쿠 지진에 의하여는 43개의 국가지하수관측망 관측공에서 지하수위 변화가 나타난 것으로 판단되었으며, 수온과 전기전도도의 변화는 각각 3개와 6개공에서 나타났다. 2007년 국내에서 발생한 오대산 지진에 의하여는 8개소에서 지하 수위의 변화가 분별되었으며, 진원에서 거리가 멀어질수록 수위 변화는 줄어드는 경향성을 보였다. 한편, 2008년 공주에서 규모 3.4의 지진이 발생하기 약 14시간 전 공주반포 관측정에서 지하수위 변동 패턴이 변화된 것이 밝혀졌다. 이는 지진 전조일 가능성이 있지만 계속적인 연구가 필요하다.
제안하는 방법은 단기간에 지하수위, 수온, 전기전도도에 영향을 줄 수 있는 강수나 양수에 의해 선별 범위의 크기가 변화할 수 있고 방법의 적용 이후 분석자의 자료 검증 단계가 필요한 점 등의 단점이 있으나, 국가지하수관측망에서 취득한 자료에 적용이 쉽고 보수적인 결과를 획득할 수 있는 장점이 있다.
투수계수와 기반암 유형을 추출된 지하수 변이와 비교한 결과 투수계수는 변이량과 양의 상관관계를 가지고 있었다. 하지만 관측공 위치에서 기반암의 유형은 퇴적기원의 암석과 결정질암석으로 나누어 비교하였는데 어떠한 상관성도 없는 것으로 나타났다.
본 연구의 최종 목표는 지진의 예측과 지하수자원에 미치는 지진의 영향을 평가하는 방법의 개발이 될 것이다. 그러한 목표를 달성하기 위하여는 지금까지 과거의 지진에 의한 영향을 살펴보는 방법을 취했던 것에서 관측과 동시에 변화를 감지하는 분석시스템으로의 전이가 필요할 것이다.