표제지
제출문
목차
제1장 서언 15
제2장 기존 문헌조사 21
2.1. 폐공의 정의 및 현황 21
2.1.1. 폐공의 정의 및 오염 가능성 21
2.1.2. 국내외 폐공 현황 24
2.2. 폐공으로 인한 지하수 오염 발생 사례 31
2.2.1. 국내 지하수 오염 사례 31
2.2.2. 외국의 폐공으로 인한 오염사례 33
2.3. 국내외 폐공 관련 연구 사례 35
2.3.1. 국내 연구 사례 35
2.3.2. 국외 연구 사례 40
2.4. 국내외 폐공 관리 규정 47
2.4.1. 국내 폐공 관련 규정 47
2.4.2. 외국 폐공 관련 처리규정 76
제3장 폐공의 오염가능성 현장 시험 조사 121
3.1. 부지선정 및 관정설치 121
3.1.1. 시험 부지 선정 121
3.1.2. 관측정 및 시험정 설치 122
3.2. 수리지질학적 특성 조사 126
3.2.1. 지하수위 측정 및 흐름방향 126
3.2.2. 양수시험 130
3.2.3. 순간수위변화시험 135
3.2.4. 지표투수시험 138
3.2.5. 토양특성분석 140
3.2.6. 지하수분석 141
3.3. 추적자 시험 142
3.3.1. 추적자 시험개요 142
3.3.2. 추적자 시험방법 143
3.3.3. Case별 추적자시험 결과 152
3.3.4. 폐공의 유형별 오염가능성 평가 165
제4장 지하수 모델링 평가 및 민감도 분석 169
4.1. 모델링 개요 169
4.1.1. 기본 지배 방정식 170
4.2. 충적충 대수충(천전리) 오염물질 거동 모의 174
4.2.1. 수리 지질학적 환경 재현 174
4.2.2. 비교모델링 및 민감도 분석 176
4.3. 암반 대수충(강원대) 오염물질 거동 모의 187
4.3.1. 수리지질학적 환경 재현 187
4.3.2. 비교모델링 및 민감도 분석 189
4.3.3. 모의 결과 및 평가 194
제5장 폐공 관리 종합 방안 199
5.1. 폐공의 용어 정립 및 폐공수 추정 199
5.1.1. 폐공의 용어 정립 199
5.1.2. 오염가능성을 고려한 폐공 수 추정 201
5.2. 폐공의 원상복구 방법 검토 206
5.3. 방치공의 종합 관리 방안 210
5.3.1. 방치공 실태 조사 212
5.3.2. 방치공의 원상복구 비용 지원 216
5.3.3. 이용 중인 관정 및 폐공 발생에 대한 사후관리 219
5.3.4. 지하수 담당 인력 및 예산 확대 229
제6장 결언 233
6.1. 기존 문헌 조사 233
6.2. 추적자시험을 통한 오염가능성 평가 234
6.3. 비교모델링을 통한 오염가능성 평가 235
6.4. 폐공 관리 종합 방안 236
참고 문헌 239
부록 245
I. 전문가 자문의견 245
II. 국내 폐공수 추정 사례 254
III. 폐공관련 언론보도 내용 257
IV. 지하수 개발 및 관리실태 감사결과 308
V. 현장시험 관련 자료 317
VI. 현장시험 사진 339
판권기 366
〈표 2.1.1-1〉 각 국가별 폐공(abandoned well)의 정의 22
〈표 2.1.1-2〉 폐공 발생원인별 현황(2004년말 기준) 23
〈표 2.1.2-1〉 South Dakota주의 대수층 폐공 조사 결과 30
〈표 2.1.2-2〉 South Dakota주의 대수층 폐공 밀도 추정 30
〈표 2.2.2-1〉 미시건주 Alcona County 원상복구 전·후 수질변화 33
〈표 2.3.1-1〉 국내 폐공 관련 주요 연구 사례 35
〈표 2.3.1-2〉 폐공처리 시범사업 대상공 총괄현황 38
〈표 2.3.1-3〉 지하수폐공으로 인한 수질오염 상태 설문조사 결과 39
〈표 2.4.1-1〉 지하수법의 이행보증금 및 원상복구에 관한 규정 48
〈표 2.4.1-2〉 이행보증금 및 원상복구 관련 지하수법 시행령 49
〈표 2.4.1-3〉 이행보증금 및 원상복구 관련 지하수법 시행규칙 50
〈표 2.4.1-4〉 2001~2005 폐공 찾기 운동 실적 55
〈표 2.4.1-4〉 폐공신고 양식 56
〈표 2.4.1-5〉 시멘트 유형별 특징 및 용도 63
〈표 2.4.1-6〉 우리나라 폐공 유형 분류 68
〈표 2.4.2-1〉 미국의 주정부별 원상복구처리 관련 규정 76
〈표 2.4.2-2〉 미국의 주별 원상복구처리법 제정 현황 78
〈표 2.4.2-3〉 미국 South Dakota주의 원상복구비용 보조를 위한 우선순위 평가서 80
〈표 2.4.2-4〉 관정을 채우기 위한 벤토나이트 양을 결정하는 방법 109
〈표 2.4.2-5〉 폐공하는데 가용한 물질과 방법 112
〈표 3.1.2-1〉 충적층 관정제원 122
〈표 3.1.2-2〉 충적층 지층분포상태 122
〈표 3.1.2-3〉 암반 관정제원 124
〈표 3.1.2-4〉 암반 지층분포상태 124
〈표 3.2.2-1〉 양수시험 개요 131
〈표 3.2.2-2〉 양수시험 해석결과 132
〈표 3.2.3-1〉 순간수위변화시험 해석 결과 136
〈표 3.2.4-1〉 지표투수시험 해석결과 138
〈표 3.2.5-1〉 토양의 물리적 특성 140
〈표 3.2.6-1〉 지하수 현장수질측정 결과 141
〈표 3.3.2-1〉 각 Case별 시험조건 149
〈표 3.3.4-1〉 추적자 시험 결과 요약 165
〈표 4.2.1-1〉 모의에 사용된 수리상수 175
〈표 4.2.1-2〉 조사지역 내 시추공의 지하수위와 모의 수의 결과 비교 176
〈표 4.2.2-1〉 모의에 사용된 수리상수 178
〈표 4.2.2-2〉 비교 및 민감도 분석을 위한 모델링 시나리오 179
〈표 4.3.1-1〉 모의에 사용된 수리상수 188
〈표 4.3.1-2〉 조사지역 내 시추공의 지하수위와 모의 수의 결과 비교 188
〈표 4.3.2-1〉 모의에 사용된 수리상수 190
〈표 4.3.2-2〉 비교 및 민감도 분석을 위한 모델링 시나리오 191
〈표 5.1.2-1〉 개발년도별 신고 및 허가시설 현황 201
〈표 5.1.2-2〉 굴착 구경별, 굴착 심도별 신고 관정수 202
〈표 5.2-1〉 국내외 폐공의 원상복구 절차 비교 208
〈표 5.3.1-1〉 경남지역 관정전수조사(2005~2006) 결과 요약 213
〈표 5.3.2-1〉 폐공 원상복구 우선순위 평가서(안) 218
〈표 5.3.3-1〉 관정 유지보수를 위한 필수 점검 항목 221
〈표 5.3.3-2〉 대수층 종류에서 일어나는 관정 문제와 대규모 유지보수가 필요한 주기 222
〈표 5.3.3-3〉 지하수개발·이용시설의 사후관리 대상 시설 및 검사 주기 224
〈표 5.3.3-4〉 폐공 발생원인별 현황 226
〈그림 1〉 과업 수행 흐름도 17
〈그림 2.1.2-1〉 2004년 지역별 폐공 발생 현황 24
〈그림 2.1.2-2〉 2004년말 기준 전국 미처리 폐공 현황 24
〈그림 2.1.2-3〉 폐공 발생의 주요 원인(다중응답 분석 결과) 27
〈그림 2.1.2-4〉 폐공 찾기 운동 신고실적 미흡 원인 28
〈그림 2.1.2-5〉 폐공 관련 자료 제공업체가 원상복구 시공하는 방안과 자료 제공 용의 28
〈그림 2.2.1-1〉 국내 폐공관련 보도 자료 32
〈그림 2.2.2-1〉 제시카 구조작업 수행도 34
〈그림 2.3.2-1〉 Class I 주입관정의 전형적인 이용형태 43
〈그림 2.3.2-2〉 Class III 주입관정의 이용형태 44
〈그림 2.4.1-1〉 관측정 재활용 모식도 54
〈그림 2.4.1-2〉 김해시 폐공 원상복구 보조사업 실적 57
〈그림 2.4.1-3〉 되메움 주요 절차 59
〈그림 2.4.1-4〉 케이싱 인양 제거 62
〈그림 2.4.1-5〉 트레미 파이프 주입 모식도 66
〈그림 2.4.1-6〉 충적층 소형우물 구조도 및 되메움 모식도 68
〈그림 2.4.1-7〉 충적층 대형우물 구조도 및 되메움 모식도 69
〈그림 2.4.1-8〉 재래식우물 구조도 및 되메움 모식도 70
〈그림 2.4.1-9〉 암반층 소형우물 구조도 및 되메움 모식도(케이싱 인발의 경우) 71
〈그림 2.4.1-10〉 암반층 소형우물 구조도 및 되메움 모식도(케이싱 절단의 경우) 72
〈그림 2.4.1-11〉 암반층 대형우물 구조도 및 되메움 모식도 74
〈그림 2.4.2-1〉 Sealing procedures for dug or shallow, large diameter wells 95
〈그림 2.4.2-2〉 Methods for sealing wells penetrating multiple aquifers 97
〈그림 2.4.2-3〉 Reducing or stoping flow of well by casing extension 98
〈그림 2.4.2-4〉 Using inflatable packer to restrict flow 99
〈그림 2.4.2-5〉 Pouring disinfected gravel into well to reduce flow 99
〈그림 2.4.2-6〉 Sealing procedures for wells penetrating fractured or cavernous formations 101
〈그림 2.4.2-7〉 관정 특성별 폐공 절차도 104
〈그림 2.4.2-8〉 채움물질의 주입방법 106
〈그림 2.4.2-9〉 재래식 우물의 원상복구 107
〈그림 2.4.2-10〉 벤토나이트 조각 주입 모식도 110
〈그림 3.1.1-1〉 시험 부지 전경 121
〈그림 3.1.2-1〉 충적층 관정 설치 위치도 123
〈그림 3.1.2-2〉 암반 관정 설치 위치도 125
〈그림 3.1.2-3〉 관정 설치 전경 125
〈그림 3.2.1-1〉 지하수위 자동관측 결과 126
〈그림 3.2.1-2〉 장기 수위 관측 127
〈그림 3.2.1-3〉 충적충 관정 지하수 흐름 모식도 127
〈그림 3.2.1-4〉 충적층 관정 단면 모식도 128
〈그림 3.2.1-5〉 암반 관정 지하수 흐름 모식도 128
〈그림 3.2.1-6〉 암반 관정 단면 모식도 129
〈그림 3.2.2-1〉 양수시험 개념도 130
〈그림 3.2.2-2〉 양수시험 전경 131
〈그림 3.2.2-3〉 양수시험 결과 131
〈그림 3.2.2-4〉 양수시험 결과 해석 133
〈그림 3.2.3-1〉 순간수위변화시험 개념도 135
〈그림 3.2.3-2〉 순간수위변화시험 전경 136
〈그림 3.2.3-3〉 순간수위변화시험 해석 137
〈그림 3.2.4-1〉 지표투수시험 개념 모델 139
〈그림 3.2.4-2〉 토양 투수성시험 해석 139
〈그림 3.2.4-3〉 지표투수시험 전경 139
〈그림 3.2.5-1〉 토양의 입도분포 140
〈그림 3.2.6-1〉 지하수시료채취 및 분석 141
〈그림 3.3.1-1〉 추적자의 이동 (1) 연속주입, (2) 순간주입 142
〈그림 3.3.2-1〉 로다민 WT의 특성 145
〈그림 3.3.2-2〉 추적자 용액 제작 146
〈그림 3.3.2-3〉 추적자 용액 주입 147
〈그림 3.3.2-4〉 와테라 펌프 시료채취 147
〈그림 3.3.2-5〉 형광추적자 분석장비 10-AU 148
〈그림 3.3.2-6〉 암반 관정 추적자 시험 개요도 150
〈그림 3.3.2-7〉 충적충 관정 추적자 시험 개요도 151
〈그림 3.3.3-1〉 Case 1 추적자 시험 개념도 152
〈그림 3.3.3-2〉 암반 나공에서의 추적자시험 농도이력 곡선(Case 1) 153
〈그림 3.3.3-3〉 관측정 KW-3, 50m 심도에서의 추적자 이력곡선을 이용한 분산지수 추정 155
〈그림 3.3.3-4〉 Case 2 추적자 시험 개념도 156
〈그림 3.3.3-5〉 암반 되메움공에서의 추적자시험 농도이력 곡선(Case 2) 157
〈그림 3.3.3-6〉 Case 3 추적자 시험 개념도 158
〈그림 3.3.3-7〉 충적층 나공에서의 추적자시험 농도이력 곡선(Case 3) 159
〈그림 3.3.3-8〉 관측정 CJW-2, 10m 심도에서의 추적자 이력곡선을 이용한 분산지수 추정 159
〈그림 3.3.3-9〉 충적층 폐공(자연함몰공) 제작 160
〈그림 3.3.3-10〉 Case 4 추적자 시험 개념도 161
〈그림 3.3.3-11〉 충적층 함몰공에서의 추적자시험 농도이력 곡선(Case 4) 162
〈그림 3.3.3-12〉 Case 5 추적자 시험 개념도 163
〈그림 3.3.3-13〉 충적층 자연상태에서의 추적자시험 농도이력 곡선(Case 5) 164
〈그림 3.3.3-14〉 Case 4와 Case 5 추적자시험 심도별 농도이력 곡선 비교 164
〈그림 4.2.1-1〉 모의 영역 격자망 구성 및 경계조건 설정 174
〈그림 4.2.1-2〉 정류 상태의 지하수위 분포와 지하수 흐름 방향 176
〈그림 4.2.2-1〉 천전리 부근 모의 영역 설정 177
〈그림 4.2.2-2〉 모의 영역 내 수리 상수 결정 177
〈그림 4.2.2-3〉 폐공(나공 또는 되메움공)과 관측정의 위치 178
〈그림 4.2.2-4〉 Case I 되메움공에서의 오염물질 이동 180
〈그림 4.2.2-5〉 Case I 심도별 오염물질 농도 변화 180
〈그림 4.2.2-6〉 Case I-1-1~I-1-5 심도별 오염물질 농도 변화 181
〈그림 4.2.2-7〉 Case 1-2~1-4 심도별 오염물질 농도 변화 183
〈그림 4.2.2-8〉 나공을 매질로 가정한 경우 심도별 오염물질 농도 변화 184
〈그림 4.2.2-9〉 Case II 오염물질 이동 모의 결과 185
〈그림 4.2.2-10〉 Case II 심도별 오염물질 농도 변화 185
〈그림 4.2.2-11〉 Case III 오염물질 이동 모의 결과 186
〈그림 4.2.2-12〉 Case III 심도별 오염물질 농도 변화 186
〈그림 4.3.1-1〉 모의 영역 격자망 구성 및 경계조건 설정 187
〈그림 4.3.1-2〉 정류 상태의 지하수위 분포와 지하수 흐름 방향 189
〈그림 4.3.2-1〉 강원대 부근 모의 영역 설정 190
〈그림 4.3.2-2〉 모의 영역 내 수리 상수 결정 190
〈그림 4.3.2-3〉 폐공(나공 또는 되메움공)과 관측정의 위치 191
〈그림 4.3.2-4〉 Case IV 오염물질 이동 모의 결과 192
〈그림 4.3.2-5〉 Case IV 심도별 오염물질 농도 변화 193
〈그림 4.3.2-6〉 Case V 심도별 오염물질 농도 변화 194
〈그림 5.3-1〉 장심도 폐공의 부분되메움 모식도 209
〈그림 5.3.1-1〉 국가지하수정보센터 홈페이지 폐공 찾기 운동 홍보 배너 215
〈그림 5.3.3-1〉 스크린 일부가 막힘에 따라 높은 유속으로 유발된 스크린 침식 220
〈그림 5.3.3-2〉 미국 뉴저지주의 비양수율 기록 223