The Analysis of Geothermal Gradient at Icheon Hot Spa Area

Nine wells have been developed for uses of thermal waters at the Icheon hot spa area. Drilling depths of those hot spring wells range from 166 to 294 m and their piezometric heads are located at about 50 m below the surface. Using the differences between the surface and bottom temperatures within all boreholes, we can simply estimate geothermal gradient in this area. Thus, we obtained the highest, lowest and average gradient values as $64^{\circ}C/km$ from SB-2 well, $45^{\circ}C/km$ from SB-1 well and approximately $54.28^{\circ}C/km$, respectively. However, observing the MRD-2 well additionally drilled into the depth of 996 m, we found out that this study area has widely experienced the temperature disturbance due to thermal groundwater penetration through the fracture systems within the depth of 720 m. Unlikely this phenomenon, we can conclude that the groundwater flow below the depth of 720 m does not exist. Therefore, using only those temperature data below the 720 m depth, we can estimate reasonable geo-thermal gradient values as $33^{\circ}C/km$ in this study area. Pumping test shows that outflowing temperature is $36^{\circ}C$ corresponding to the temperature logging data at 720 m depth.

이천 온천원보호지구의 지온경사 해석

이천온천원보호지구에는 9개의 온천공이 개발되어 있다. MRD-2 온천공이 996 m 심도까지 추가 굴착되기 이전의 온천공들의 굴착 심도는 166-294 m 범위였으며, 지하수면은 지표로부터 약 50m 정도 하부에 위치하였다. 이들 온천공에서 지표 온도와 공저온도를 이용한 연구지역의 지온경사는 최고 $64^{\circ}C/km$ (SB-2 온천공), 최저 $45^{\circ}C/km$ (SB-1 온천공), 평균 $54.28^{\circ}C/km$로 산정되었다. 그러나 심부까지 추가 굴착된 MRD-2 온천공을 관찰한 결과, 연구지역은 지표로부터 720 m 심도 이내 범위의 암반 균열계에 의해 매우 심한 열적 교란상태를 겪고 있는 것으로 나타났다. 이에 반하여, 심도 720 m 이하의 심부지역에서는 지하수의 유동이 존재하지 않는 것으로 관찰되었다. 따라서 연구지역의 지온경사는 열적으로 안정된 720 m 이하의 심도 구간 자료를 이용하여 $33^{\circ}C/km$로 재산정 되었으며, 이 값이 연구지역인 이천온천원지구에서의 합리적인 지온경사로 해석된다. 양수시험시 측정된 용출온도 $36^{\circ}C$는 지표하 720 m 심도에서의 온도 검층 결과와 일치되어 이 지점이 지하수 유동 및 열적 교란의 하부 경계가 되고 있음을 뒷받침하고 있다.