출판사 서평
지구상에서는 물자원이 부족해서 고통을 받고 있는 반면 물자원이 비교적 풍부한 지역도 수자원의 비합리적인 관리로 인해서 물자원이 대규모로 오염되는 등 심각한 부작용을 낳고 있다. UN의 1997년 보고서에 의하면 1995년에 전 세계 인구의 20%가 깨끗한 식수를 마시지 못하고 있으며, 수세식 화장실 사용 인구는 50% 이상이다. UN의 영국대사였던 Tickell경에 의하면 “지구는 현재 광범위한 물 문제를 안고 있으며, 오히려 Oil shock 보다 더 많은 문제와 국지적인 전쟁을 유발시킬 수 있는 요인이 될 소지가 있다”고 경고한...
지구상에서는 물자원이 부족해서 고통을 받고 있는 반면 물자원이 비교적 풍부한 지역도 수자원의 비합리적인 관리로 인해서 물자원이 대규모로 오염되는 등 심각한 부작용을 낳고 있다. UN의 1997년 보고서에 의하면 1995년에 전 세계 인구의 20%가 깨끗한 식수를 마시지 못하고 있으며, 수세식 화장실 사용 인구는 50% 이상이다. UN의 영국대사였던 Tickell경에 의하면 “지구는 현재 광범위한 물 문제를 안고 있으며, 오히려 Oil shock 보다 더 많은 문제와 국지적인 전쟁을 유발시킬 수 있는 요인이 될 소지가 있다”고 경고한 바 있다.
세계적으로 물소비량은 매 21년마다 2배씩 증가하고 있으나 우리가 쓸 수 있는 물의 양은 한정되어 있는데 문제의 심각성이 있다. 따라서 지금이라고 지구상의 물자원에 대한 극단의 조치가 강구되어야 할 때이다.
물은 생명체의 원천일 뿐만 아니라 지역 경제성장과 산업발전 및 도시성장의 기초자원이기 때문에 앞으로의 수자원의 오염양태, 물 분쟁 빈도나 양상은 더욱 복잡하고 심각해질 것으로 예상된다.
연간 65%가 비풍수기인 우리나라의 수문특성상 이 시기의 하천수중 그 대부분이 풍수기에 강수가 지하로 침투된 후 지하수로 변했다가 갈수기에 다시 하천을 통해 서서히 지표로 배출되는 지하수임을 감안한다면 지하수자원의 오염은 지표수자원의 오염과 직결되어 있다. 따라서 범정부차원의 오염된 지하수의 정화대책이 얼마나 시급한 명제인지를 우리는 쉽게 알 수 있을 것이다.
특히 지금처럼 불량 폐기물매립지, 각종 유해폐기물의 저장, 운송, 처리시설, 최근에 사회적인 문제가 되고 있는 미 8군을 위시한 군부대에서 운영한 각종 유류저장탱크로부터 누출된 독성 유기화학물질, 제초제와 같은 농약의 부적절한 살포와 처분, 산성광산 폐수와 같은 각종 잠재오염원으로부터 과거 두레박으로 퍼서 시원하게 마실 수 있었던 우리의 순수한 천연의 지하수자원을 지금처럼 마구 방치만 하는 경우에 나타날 결과는 자명한 사실이다. 따라서 정부는 소 잃고 외양간 고치는 누를 범하지 않도록 현행 지하수법을 적극 활용하여 지하수자원의 보전과 최적 활용에 극단적인 조치를 취해야 할 시점이라 생각된다.
본 교재의 제1편인 《수리지질과 지하수모델링》은 저자들이 1999년도에 저술한 《지하수환경과 오염》과 《3차원 지하수모델과 응용》의 내용 가운데 필요한 부분을 발췌하여 요약 편집 및 보강하였고 제2편인 《지하수관리와 응용》과 제3편인 《오염지하수정화》는 각종 지하수의 관리기법과 오염 토양 지하수의 정화방법 등을 저자들이 지난 20~30여 년간 국내외에서 직접 실시했던 지하수조사/개발, 오염 부지조사(environmental site assessment) 및 각종 문제 TSDF에 의해 오염된 토양과 지하수환경의 조사 및 정화사업을 통해 취득했던 현장 경험과 결과들을 토대로 하여 작성하였다. 특히 이를 바탕으로 하여 금년에 미비한 내용을 다음과 같이 다시 보완 수정하여 본 교재들을 발간하게 되었다.
1편인 《수리지질과 지하수모델링》의 7장에는 암반 대수층에 심정을 설치할 경우에 현재 국제적으로 널리 적용되고 있는 심정의 설계방법과 강변여과수를 위시한 대용량 지하수개발시설인 방사 수평집수정(radial collector well, laterals 등)을 설치할 경우의 우물설계방법과 사례들을 추가하였다. 특히 한반도는 전국토의 75% 정도가 결정질 암석으로 구성되어 있고, 단열형 암반지하수는 전체 지하수 부존량의 약 83%에 해당하는 대종을 이루고 있기 때문에 암반지하수가 산출되는 암반 단열매체에서 지하수 산출특성과 대수성시험 분석법을 별도로 9장에서 다루었다. 10장에서는 국내 지하수자원의 최적관리와 오염된 지하수 정화 시 가장 효율적이고 경제적인 방법을 선정하고 결정하는데 필수적인 3차원 지하수모델링기법에 대한 내용과 모델보정과 모델검증 시 이용되는 민감도분석에 관한 내용을 추가하였다.
2편인 《지하수관리와 응용》의 5장에는 남북한에서 사용하는 수문지질단위와 이를 토대로 산정한 지하수자원의 부존량과 개발 가능량 및 남한에서 실시하고 있는 지하수 관리체계와 지하수 정보관리에 대해 기술하였다. 6장에는 현재 재생에너지의 열원으로 우리나라에서 각광을 받고 있는 저 엔탈피의 지하수열을 위시하여 일반 지중열을 이용한 냉난방열에너지 이용방법과 국내 천부 지하수와 천부 지중열의 지역별 분포 특성과 계절별 변동특성을 분석하여 지중열교환기나 지하수열펌프시스템 설계 시 가장 중요한 입력인자인 지역별 평균 지중온도와 계절별 변동특성에 관한 내용을 분석하여 추가하였다.
미국의 경우에 NPL site를 위시하여 오염된 토양과 지하수환경은 고비용의 인공적인(공학적인) 정화방법(Superfund innovative technology evaluation)으로 정화작업을 수행해 왔으나, 그 성공률이 매우 저조한 데 비해, 지하환경의 자연적인 저감능에 의한 자연정화가 보다 효율적임이 특히 연료용 유류에 의해 오염된 지역에서 밝혀지기 시작하였다. 따라서 자연저감은 1995년부터 가장 각광을 받고 있는 일종의 경제적이며, 효율적인 정화대안으로 인식되고 있는 자연정화법이다. 따라서 3편인 《오염지하수 정화》의 1장에서는 오염된 지하수의 자연정화기작과 자연정화법을 상세히 기술하였다. 특히 최근 미국을 위시한 선진 제국에서 시행하는 정화작업은 오염된 토양이나 지하수 내에 함유된 오염물질의 양을 인공적으로 감소시키기 위해서 공학적인 정화를 실시하기 이전에 이들 오염물질에 의한 위해로부터 인간을 위시한 각종 수용체에 미치는 위해성을 경감 및 감소시키는데 주안점을 두고 있다. 따라서 가장 경제적이고, 효율적인 방법을 결정하기 위해 과거에 사용해 왔던 전통적인 부지조사와 위해성평가를 기초로 하여 정화방법의 선정과 정화기준을 설정하는 종합적인 단계접근법인 위해성 기초 정화-교정방법을 널리 적용하고 있다. 따라서 3편 2장에서는 위해성 기초 정화교정법에 관한 내용을 상세히 다루었다.
3편 3장에서는 오염된 토양과 지하수의 비용 경제적(cost effective)인 정화방법을 위시하여 국내 오염토양과 지하수에 관한 법령과 정화기준, 공기분사기법(air sparging) 및 양수처리법(pump and treat)과 같은 오염 지하수와 오염대수층의 정화방법과 설계방법 등을 구체적으로 기술하였다.

목차
Chapter 01 지하수의물리화학적인특성
1.1 농도 및 측정단위
1.2 화학적인 평형
1.3 산화 환원반응(REDOX)
1.4 지하수의 Eh 또는 pH와 Pe
1.4.1 pH(hydrogen concentration)
1.4.2 pH와 Eh의 관계
1.4.3 Eh-pH 다이아그램
1.4.4 Eh-pH 안정영역
1.5 지하수의 수질특성 인자
1.5.1 지하수의 물리 및 화학적인 특성
1.5.2 주요 비금속성 무기물질과 그 특성
1.5.3 주요 금속성분과 그 특성
1.6 지하수의 수질특성 도시법
1.6.1 이온농도 다이아그램의 종류
1.7 모암의 수리지질 특성에 따른 지하수의 수질특성
1.7.1 화성암 기원의 지하수
1.7.2 퇴적암 기원의 지하수
1.7.3 변성암 기원의 지하수
1.8 미생물과 지하수
1.8.1 비포화대 내에서 미생물의 성장에 영향을 미치는 요인들
1.8.2 지하수환경 내에서 각종 박테리아의 생존기간과 질병
1.9 먹는물(음용수), 먹는샘물(생수) 및 지하수의 수질기준
1.9.1 국내 먹는물(음용수)의 수질기준
1.9.2 먹는샘물(生水)의 수질기준
1.9.3 지하수의 수질기준
Chapter 02 수리분산이론과오염물질의지하거동
2.1 수리분산
2.1.1 역학적인 분산
2.1.2 확산
2.2 다공질 매체 내에서 비반응 오염물질의 거동
2.2.1 오염물질의 거동지배식
2.2.2 Peclet 수와 수리분산
2.2.3 분산지수와 분산지수의 규모종속
2.2.4 분산지수 산정법
2.2.5 수리분산 이론
2.3 수리분산식의 해석학적인 해
2.3.1 경계조건과 초기조건
2.3.2 농도의 1차원(1-D) 계단변화(제1형 경계조건, step change in concentration)
2.3.3 1차원 지하수 흐름계에서 연속 주입(제2형 경계조건)
2.3.4 제3형 경계조건
2.3.5 1차원 지하수 흐름계에서 순간 주입
2.3.6 2차원(2-D) 균질 흐름장에서 연속 주입
2.3.7 2-D 균질 흐름장에서 순간 주입
2.4 반응물질의 비생물학적인 작용과 저감(attenuation)
2.4.1 반응용질의 수리분산 지배식
2.4.2 흡착 및 탈착작용
2.4.3 흡착 등온모델
2.4.4 반응 오염물질의 1-D식
2.4.5 지연계수의 결정[매개변수(parameter) 결정]
2.4.6 비평형(동적) 흡착모델(kinetic sorption model)
2.4.7 공용해와 이온화(cosolvation and ionization)
2.4.8 이온교환(ion exchange)
2.4.9 산화와 환원(REDOX)
2.4.10 가수분해(hydrolysis)
2.4.11 침전/용해(speciation)
2.4.12 소수성 유기화합물질(HOC)의 흡착
2.4.13 방사능 물질의 붕괴
2.5 유기화합물질의 특성과 미생물에 의한 생물학적인 작용
2.5.1 미생물의 대사(metabolism)
2.5.2 자연수계 내에서 미생물
2.5.3 포화대 내에서 미생물 활동
2.5.4 유기화학물질의 물리적인 특성
2.5.5 지하수환경을 오염시키는 대표적인 유기오염물질들
2.6 유기오염물질의 종류
2.6.1 탄화수소계열의 유기화학물질
2.6.2 지방질 탄화수소(aliphatic hydrocarbons)
2.6.3 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbons)
2.7 비포화대(토양대)에서 유기오염물질의 거동 지배식
2.7.1 연속방정식
2.7.2 유출식
2.7.3 저유식
2.7.4 토양수와 용질 거동식
2.7.5 분리계수
2.7.6 반응항과 반응률
Chapter 03 하수환경의오염특성과오염가능성평가
3.1 지하수환경에 악영향을 주는 잠재오염원
3.1.1 점오염원(point source)
3.1.2 비점오염원(non-point or diffused source)
3.2 지하수환경의 오염가능성 평가법
3.2.1 경험적 평가법 혹은 간접평가법의 기본개념
3.2.2 지표 저류시설 평가(surface Impoundment assessment, SIA)
3.2.3 지하수 오염 가능성도(DRASTIC)와 DRASTIC 평가
3.2.4 매립지의 오염가능성 평가(landfill site rating)
3.2.5 폐기물, 비포화대 및 매립부지의 상호연관 행렬식 평가법(waste-soil-site interaction matix)
3.2.6 부지 점수화 평가법(site rating methodology, SRM)
3.2.7 부지 점수화-등위시스템(site ratng system, SRS)
3.2.8 농약사용에 따른 평가(leach methodology 또는 PESTICDE index)
3.3 Belgium-Flemish 지역의 지하수 오염가능성도 작성과 활용
Chapter 04 지하수자원의최적관리와보호대책
4.1 국지적인 보호계획으로서 취수정 보호계획(WHPA)
4.1.1 지하수자원 보호의 목적
4.1.2 취수정의 잠재오염 위험
4.1.3 취수정 보호구역(WHPA)의 선정기준(delineation criteria)
4.1.4 기준의 한계
4.1.5 WHPA의 설정방법(도형작업)
4.1.6 WHPA 설정의 운영사례
4.1.7 취수정 1개소당 WHPA 설정비용
4.2 광역적인 보호계획(regional protection strategy)
4.2.1 함양지역 보호
4.2.2 중앙정부 차원의 대수층 분류
4.2.3 유일 대수층 보호계획(SSAP)와 대수층 보호지역(APA)
4.2.4 광역적인 지하수 보호계획의 사례
4.3 국내지하수 자원의 보호전략 수립 시 고려해야 할 사항
4.3.1 민감지역 확인
4.3.2 민감지역 보호에 따른 국지적인 지침
Chapter 05 한반도의지하수자원
5.1 남한의 수자원과 지하수자원
5.1.1 남한의 물수지
5.1.2 남한의 수문지질 단위와 암종별 지하수 산출특성
5.2 북한의 지하수
5.2.1 북한의 기상 수문 및 수계
5.2.2 북한의 수문지질 단위와 지하수 산출상태
5.2.3 북한의 지하수 부존량과 적정 개발 가능량
5.3 남북한에 분포된 지하수자원과 대수층의 비교
Chapter 06 재생에너지원으로서지하수와천부지열에너지
6.1 대열층과 수문지열계
6.2 열펌프의 종류와 지열펌프
6.2.1 열펌프와 열펌프의 종류
6.2.2 지열펌프란
6.3 지열펌프의 냉난방주기와 작동원리 및 성적계수
6.3.1 지열펌프의 난방주기와 냉방주기
6.3.2 지열펌프의 작동원리와 기작
6.3.3 열펌프의 효율
6.3.4 지열펌프의 열원으로서 지하수
6.3.5 지열펌프의 장단점
6.4 지중 온도와 지하수 온도
6.4.1 지표면의 열수지
6.4.2 지중 온도의 일 및 연간 변화
6.4.3 항온대
6.4.4 지중 온도와 지하수 온도와의 관계
6.4.5 대기 온도와 지하수 온도와의 관계
6.5 남한의 천부 지중온도와 지하수 온도의 경시별 변동특성
6.5.1 천부 지중온도의 변동특성
6.5.2 국내 천부 지하수의 수온특성
6.5.3 국내 지하수 온도의 변동유형과 특성
6.6 천부 지하수열과 천부 지열을 열원으로 이용하는 지열펌프 시스템
6.6.1 개방형 지열펌프 시스템과 수주 지열정 시스템(SCW)
6.6.2 밀폐형 지중연결 지열펌프 시스템
6.6.3 복합형 지열펌프 시스템
6.7 지중 열교환기(GHEX)의 종류와 사용재료의 사양
6.7.1 지중 루프의 형식과 종류
6.7.2 지중 열교환기의 설계절차
6.7.3 지중 열교환기로 사용하는 PE 파이프의 사양
6.8 건물의 냉난방 부하 계산법
6.8.1 건물의 냉난방 부하 계산용으로 사용되는 방법들(전산법 포함)
6.8.2 소규모 건물의 간이 부하기준을 사용하는 방법
6.9 최적 지열펌프(GHP)의 선정과 지중 열교환기 규격 결정
6.9.1 건물의 냉난방부하와 지열펌프의 규격과의 관계
6.9.2 지중열교환기의 소요길이 산정
6.10 최적 순환펌프 선정과 배관설계 및 최적 GHEX 설계 전산예
6.10.1 순환펌프의 효율적인 설계기준과 순환펌프의 등급