물의 순환
다른 천체와 달리 지구는 유일하게 액상의 물이 존재하고 있으며, 이는 지구 상의 생물의 탄생과 생존을 가능하게 하고 있습니다. 또한 지구 초기의 뜨거운 마그마 오션에서 점차 냉각되어 거대한 양의 해수가 만들어지고 태양 에너지에 의해 증발된 해수는 강수로서 하천수, 호소수, 지하수를 만들었습니다. 극지방에서는 빙하 등의 고체상의 물이 존재하고 있습니다. La Riviere에 의하면 해수에서 증발하는 물의 양은 425 × 10km/년이며 강수의 형태로 다시 바다에 385 × 10km/년 환원되고 나머지 40 × 10km/년의 물은 수증기단으로 육지에 이동함으로써 지구시스템에서 물수지 평형이 유지되고 있습니다.
지질학적으로 물은 성인에 따라 해수, 순환수, 화석수, 마그마수, 초생수, 퇴적수 등의 다양한 종류로 분류하고 있습니다. 순환수는 대기의 순환과정에서 만들어진 물을 말하며 화석수는 퇴적물이 퇴적될 당시에 포획된 물입니다. 마그마수는 마그마와 화학적으로 평형상태에 있었던 물을 말하고 초생수는 맨틀 기원의 물을 지칭합니다. 이와 같은 다양한 종류의 물은 지구 시스템의 대기권, 수권, 생물권, 암석권에서 순환하고 있습니다. 우리 생활에 밀접한 물은 지하수, 하천수, 호소수, 강수 등인데, 이들의 양은 지구의 수권에 존재하는 물의 양의 0.63%에 해당하는 적은 양입니다. 그러나 농업용수, 공업용수, 생활용수 등으로 대단히 중요할 뿐만 아니라 지표에 풍화, 침식, 변질작용, 속성작용 및 변성작용 등 각종 지질작용에 중요하게 작용하고 있습니다. 지구 시스템에서 물의 순환에 의한 물수지 평형이 유지되고 있으나 인위적 또는 자연적인 현상에 의한 지역적인 물수지의 비평형으로 지구상에는 상 밖의 가뭄, 홍수 등의 재해가 빈번합니다.
수자원의 활용
물은 상수도, 공업용수, 농업용수, 생활용수, 운송, 에너지원 등으로 다양하게 이용되며 우리 생활에 대단히 중요합니다. 앞 장의 물질의 순환에서 설명한 바와 같이 물은 대기의 순환, 지표수, 지하수의 형태로 자연계에서 순환하고 있습니다. 또한 토양과 암석을 풍화, 침식시켜 지형의 변화를 가져올 뿐만 아니라 지표수와 지하수는 오염물질을 이동시키기도 합니다. 최근 환경오염의 증가로 지하수의 이용과 관리의 중요성이 증대되고 있습니다. 그런데 지표 전체 물 중에 96.5%가 해수이며 빙하 기원 담수가 1.7%를 차지하고 담수인 지하수는 0.76%로 대단히 적은 양입니다. 이 중에서 액상의 담수는 지하수가 98.4%, 호소수 1.4%로 지하수가 대부분을 차지하고 있습니다. 음용수나 기타 목적에 사용할 수 있는 지하수인 담수의 양은 한정되어 있습니다. 우리나라의 수자원의 총량은 1267억㎡이며 이 중 농업용수의 사용량이 150억이고, 이용현황은 동일합니다.
지하수
담수성 지하수는 대부분 대기의 순환에 의한 강수에 의해 지하 공극률이 높은 대수층에 스며들어 지하에 저장 또는 지하에서 이동되고 있습니다. 따라서 지하수의 부존 가능성과 존재량은 지하에 분포하고 있는 토양이나 암석의 종류에 따라 영향을 받습니다. 왜냐하면 퇴적물의 종류나 암석의 종류에 따라 공극률과 투수성이 다르기 때문입니다. 지하수의 탐사 및 연구는 일반적으로 실시됩니다. 일반적으로 지하수는 공극률이 큰 사암이나 현무암에 저장되기 쉬우며 파쇄 대가 발달한 화성암류가 주요한 대수층의 역할을 하게 됩니다. 실트나 점토는 모래보다 공극률은 높지만 투수성이 낮기 때문에 대수층의 역할을 하지 못합니다. 물론 퇴적물이나 암석의 특성에 따라 투수성과 수리 전도도가 다르며 지하수의 저장 및 이동도 크게 영향을 받습니다. 지하수면 강수가 토양이나 지하에 스며들어 통기대를 지나 어느 깊이에서 도달하면 물은 항상 포화되어 있게 됩니다. 항상 포화되어 있으며 지하수로 이용 가능한 지층을 대수층라 하고, 지하수는 포함되어 있지만 빠른 속도로 지하수를 양수할 때 이에 부응하는 속도로 물이 이동될 수 없는 지층은 불투수성층이라 합니다. 통기대와 포화대의 경제선이 지하수면입니다. 지하수면은 하천, 호수 및 해변에서 수면과 일치하며 내륙 쪽으로 갈수록 지형에 따라 높아집니다. 또한 지하수면은 기상조건에 관계없이 항상 지하수가 포화되어 있는 영구 지하수면과 강수량이 적을 때는 가변적인 지하수편을 형성합니다.
댓글