A Case Study of Geometrical Fracture Model for Groundwater Well Placement, Eastern Munsan, Gyeonggido, Korea

This study is the case of groundwater development based on the geometrical fracture model of target area established only through geological fracture mapping technique. A fracture mapping of $9km^2$, eastern Munsan, has been conducted to determine geological and hydrological factors for new water well placement in the Gyeonggi gneiss complex. Geophysical exploration was not applicable because of small restricted area and dense underground utilities at the site. Form line mapping on the basis of foliation orientation and rock type revealed a synform of NS fold axis bearing to the south. An EW geological cross-section passed through the site area shows a F2 synform as a double-wall ice cream spoon shape. Three regional faults of $N20^{\circ}E,\;N30^{\circ}W$, and NS have been dragged into the site to help understand extensional fault paths. The $N20^{\circ}E$ fault with dextral sense is geometrically interpreted as a western fault of two flexural conjugate type-P shear faults in the F2 synformal fold. The NE cross-section reveals that a possible groundwater belt in the western limb of super-posed fold area is formed as a trigonal prism within 100 m depth of the intersectional space between the $N20^{\circ}E$ fault plane and the weakly sheared plane of transposed foliation. Another possible fault for water resource strikes $N40^{\circ}E$. Recommended sites for new water well placement are along the $N20^{\circ}E\;and\;N40^{\circ}E$ faults. As a result of fracture mapping, 145 ton/day of water can be produced at one well along the $N20^{\circ}E$ fault line. Exploration of groundwater in the area is succeeded only using with geological fracture mapping and interpretation of geological cross-section, without any geophysical survey. Intersection of fault generated with the F2 synformal fold and foliation supply space of groundwater reserver.

지하수개발을 위한 단열모델 연구사례(경기도 문산 동쪽지역)

본 연구는 단열지질조사를 통한 대상지역의 지하수 단열 모델을 규명하여 지하수를 개발한 사례이다. 경기도 문산 동쪽에 위치하고 있는 산업시설물에서는 시설물 유지에 필요한 용수 수급용 지하수개발이 요구되었다. 지하수 개발 대상 지역은 $0.15Km^2$ 면적으로 제한되어 있었을 뿐만 아니라, 지하 매설물, 건물 등의 시설물을 피하여 선정, 개발해야 되는 매우 어려운 지리적 조건을 가지고 있었다. 지하수 개발 대상지역은 지하 매설물이 설치되어 있어 지구물리탐사가 불가한 곳으로 지질조사에만 의존하여 지하수개발을 수행하였다. 편마암의 엽리와 암상조사로 엽리 궤적도를 작성하며 조사대상지역에 발달하고 있는 남북방향 습곡축의 향사형 습곡이 인지되었다. 동서방향의 지질단면 분석에서는 아이스크림 스푼 모양의 F2 향사형 중첩습곡이 해석된다. 광역조사에서 인지된 $N20^{\circ}E,\;N30^{\circ}W$, NS 주향의 단층연장 상에 위치하는 평평한 조사대상지역에 수반성 인장단열들의 존재 가능성을 예측하였다. 우수향 운동감각을 갖고 있는 $N20^{\circ}E$ 단층 은 F2 향사형 습곡에 발달하고 있는 두 조의 요곡성 공액형인 P-전단단층으로 해석된다. NE 주향 지질단면상에서, $N20^{\circ}E$ 단층과 엽리 간의 교각으로 약 100m 심도에서 지하수저장이 가능한 삼각 프리즘형태의 공간형성이 가능함을 알 수 있어, 중첩습곡의 서쪽 날개 쪽이 지하수개발 가능지역으로 예측하였다 또한 $N40^{\circ}E$ 단층도 지하수공급원이 될 수 있다. 단열지질조사와 단면해석을 기초로 하여 $N20^{\circ}E$와 $N40^{\circ}E$ 단층을 따라서 지하수 개발가능 위치를 선정하였으며, $N20^{\circ}E$ 단층선 상에 위치한 한 지점을 선정한 결과 이곳에서 145 ton/day의 지하수를 개발하였다. 결론적으로 개발에 성공한 지하수는 중첩습곡에 수반된 요곡단층과 엽리 교차로 형성된 지하수 저장고의 불투수 공간으로부터 공급된 것으로 해석되었다.