Development of a groundwater contamination potential evaluation technique by improving DRASTIC Index for a tunnel excavation area

개선된 DRASTIC 기법을 이용한 터널굴착 예정지역의 지하수 오염 가능성 평가기법 개발에 관한 연구

The DRASTIC system is widely used for assessing regional groundwater pollution susceptibility by using hydrogeological factors such as depth to water, net recharge, aquifer media, soil media, topography, vadose zone media, hydraulic conductivity. This study is providing Modified Drastic Model to which lineament density, land use, influence of groundwater drawdown caused by tunnel excavation are added as additional factors using geographic information system, and then to evaluate groundwater contamination potential of ${\bigcirc}{\bigcirc}$ area. For statistical analysis, vector coverage per each factor is converted to grid layer and after each correlation coefficient between factors, covariance, variance, eigenvalue and eigenvector by principal component analysis of 3 direction, are calculated, correlation between factors is analyzed. Also after correlation coefficients between general DRASTIC layer and rated lineament density layer, between general DRASTIC layer and rated land use layer, between general DRASTIC layer and rated tunnel excavation influence layer are calculated, final modified DRASTIC model is constructed by using them with each weighting. When modified DRASTIC model was compared with general DRASTIC model, contamination potential in modified DRASTIC model is fairly detailed and consequently, vulnerable area which has high contamination potential could be presented concretly.

지하수 오염에 대한 광역적인 취약성 평가를 위한 DRASTIC 시스템은 미국 EPA에서 개발된 것으로서 지하수위, 충진률, 대수층매체, 토양매체, 지형경사, 비포화대매체, 수리전도도등 수리지질학적 요소들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하기 위한 표준화된 시스템으로 현재 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 GIS 기법을 활용하여 기본 DRASTIC 모델에 구조선 밀도, 토지이용, 터널굴착으로 인한 지하수위 저하의 영향을 추가한 변형된 DRASTIC 모델을 개발하고 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역의 터널굴착으로 인한 지하수 오염가능성을 평가하고자 하였다. 통계적인 분석을 위하여 각각의 인자별 벡터 레이어를 격자레이어로 전환하고 각 인자별 상관계수, 3방향의 주성분분석에 의한 공분산, 고유치, 고유벡터 등을 구하여 인자들의 상관관계를 비교 분석하였다. 또한, 일반적인 DRASTIC 레이어와 구조선 밀도 레이어, 토지이용 레이어, 터널굴착영향 레이어간의 상관계수를 각각 구하고, 이를 각각의 가중치로 적용하여 최종적인 변형된 DRASTIC 모델을 구축하고자 하였다. 변형된 DRASTIC 모델을 사용한 결과 일반적인 DRASTIC 모델에 비해 오염 가능지역이 많이 세분화되었고, 그 결과를 활용하여 오염가능성이 높은 취약지역을 구체적으로 구분할 수 있었다.