지하수 - 땅속의 물

지하수는 그 말이 의미하는 것처럼 땅속에 있는 물을 의미한다. 이런 지하수는 비나 눈등이 땅 속으로 스며들면서 형성되는 것이 일반적이다. 지구상에 존재하는 물은 다양한 형태로 구성되는데, 이 중 지하수는 전 세계에 존재하는 민물의 약 30%를 차지하고 있다. 그러므로 대부분의 인간들은 이 지하수로부터 식수는 물론이고 각종 농업용수나 공업용수로 끌어다 쓰고 있다.

 

저장 위치

 

보통 지하수는 지표면과 암반 사이를 흐른다. 그리고 인간이 사용하는 지하수는 대부분 지표면으로부터 약 750m 내려간 곳에서 뽑아 쓰고 있다. 지하수가 흐르는 공간은 포함하고 있는 물의 양에 따라 위에서부터 차례대로 지표면, 토양, 통기대, 지하수면, 포화대, 암반으로 분류된다. 그중에서 통기대라는 곳은 물이 미량 포함되기는 하지만 그 양이 매우 적다. 따라서 해당 공간을 완전히 포화시키지 못한다고 해서 불포화대라고도 불리운다. 포화대는 불포화대와는 반대로 흙 또는 암석 안의 모든 공극이 물로 채워져 있다. 그리고 통기대와 포화대의 경계면을 지하수면이라고 부른다. 이 지하수면과 지표면이 만나는 곳에 강이나 호수 등이 만들어진다. 그리고 맨 밑에 있는 암반은 물이 전혀 스며들지 못하는 불투수층에 해당된다.

 

암반수란

 

지표면에 비가 내리면 자연스럽게 지하로 스며들게 되고 지구의 중력작용에 의해 점점 더 땅속 아래로 스며든다. 계속 아래로 흘러내리다가 더 이상 스며들수 없는 암반층을 만나면 결국 암반 위에 고이거나 암반 위로 흐르게 되는데 이것을 통상적으로 지하수로 부르고 있다. 우리가 흔히 알고 있는 우물이라는 것이 바로 이 암반층의 깊이까지 구멍을 파서 만든 것이다. 전혀 스며들지 못하는 암반이라 하더라도 이곳에 균열이 발생하면 이곳을 통해 지하수가 스며들면서 암반 사이에 물이 고이기도 한다. 이것이 바로 암반수인데 보통 암반수라는 것은 환경오염으로 인한 피해가 매우 적어서 매우 깨끗한 것으로 알려져 있다.

 

흐르는 원리

 

지하수는 대개 지하수면이 높은 지역에서 중력에 의해 지하수면이 낮은 쪽으로 이동한다. 그 이동속도는 매우 다양하고 보통은 하루에 수 mm에서 수 cm 혹은 일년에 수 m 정도 이동한다. 그리고 이런 지하수는 암석이나 퇴적물의 성질에 따라 그 이동속도가 영향을 받기도 하는데, 일반적으로는 사암이나 단층 등에서는 그 이동속도가 비교적 빠른 편이다.

 

지하수의 작용

 

지하수의 수질은 대수층의 종류, 지하수가 통과하는 암석의 종류, 강수량, 온도 등의 영향을 받는다. 우리가 잘 아는 석회암지대에서는 석회암과 지하수가 화학반응을 일으켜서 이 지역에 흐르는 지하수에는 주로 탄산칼슘이나 중탄산마그네슘이 풍부하게 포함되어 있다. 그리고 지하수에 포함된 탄산의 경우, 지하수가 흐르는 주변 지역의 암석을 용해하기도 하는데, 대표적인 지형이 바로 커다란 동굴이나 카르스트 지형이다. 이런 지형들은 지하수의 용해작용에 의해 형성된 지형이다. 한편 이와 반대로 지하수에 포함되어 있던 광물질이 침전되는 현상도 발생한다. 이런 침전물은 퇴적물을 단단하게 하거나 종유석과 같은 형태를 만들어내기도 한다. 이 밖에도 지하수가 아주 뜨거운 지열 등에 의해 데워지면서 상승하게 되면 온천이나 간헐천을 만들어내기도 한다.

 

국내 지하수 현황

 

우리나라 강수량은 연평균 1,245mm로 남해안, 영동, 제주도 지역은 강수량이 많은 반면, 충청, 경북 등의 내륙지방은 강수량이 적다. 우리나라의 수자원 총량은 1,240억 입방미터이고 수자원 이용량은 연간 337억 입방미터이다. 우리나라에서 빗물 등이 땅 속으로 스며드는 지하수 함양량은 연간 약 163억 입방미터인데, 이중 안정적으로 이용할 수 있는 지하수 개발가능량은 약 108억 입방미터이고, 연간 지하수 이용량은 약 37억입방미터로 알려져 있다.

 

지하수의 오염

 

자연상태에서는 땅에 내린 빗물이 지하의 통기대를 통과하게 되면 여러 이물질 등이 자연적으로 걸러지게끔 되어 있다. 이 때문에 보통 포화대에 이른 지하수는 깨끗한 편이다. 하지만 인간에 의해 배출된 오물등이나 각종 폐수, 각종 오염물질이 지하에 스며들면서 깨끗하던 지하수를 오염시킨다. 실제 조사자료에 의하면 국가별 수질 현황에서 우리나라의 수질도 좋지 못해서 깨끗한 물을 마시지 못하는 나라로 분류되어 있다. 전체적인 경향을 보면 북미대륙이나 유럽대륙, 그리고 호주 등의 국가에서는 깨끗한 물을 마실 수 있지만, 아프리카의 나라들에서는 4명중에 1명꼴로 깨끗한 물을 마시지 못하는 것으로 나타났다.

 

단순하게 생각하면 지하수는 계속 사용할 수 있는 재생 자원인 것 같지만, 실제로는 새로 보충되는 양보다 사용량이 많은 지역에서는 지하수는 아예 재생이 불가능한 곳도 있다. 이런 지역의 경우 고갈된 지하수를 채우기 위해서는 다시 수천년의 시간이 걸린다.