터널 굴착에 따른 지하수 유동 변화와 산성배수의 확산 거동 분석

초록

터널 굴착 과정에서는 암반 파쇄와 지하수 유입 증가로 인해 황화광물의 산화 반응이 촉진되며, 이에 따라 산성배수(Acid Mine Drainage, AMD)가 발생할 수 있다. 이러한 산성배수는 지하수 및 인근 수계의 수질을 악화시키고 터널 구조물의 장기적인 유지관리 문제를 발생할 수 있다. 본 연구에서는 경상남도 밀양시 A터널 구간을 대상으로 지질 및 수리지질학적 특성을 분석하고, 터널 굴착에 따른 지하수 유동 변화와 산성배수의 확산 거동을 수치해석을 통해 평가하였다. 현장조사 결과 터널 내 집수정에서 pH 2.04–4.89 범위의 강산성 지하수가 계측되었으며, 일부 구간에서는 지표수 유입 등의 영향으로 pH 6.9–7.39 범위의 중성에 가까운 값을 보였다. DEM 분석 결과 대상 지역의 지하수 유동은 동측 및 남측 방향으로 형성되는 경향이 확인되었다. 지하수 유동 수치해석 결과 터널 굴착에 따른 최대 영향면적은 굴착 완료 시 약 0.461 km2로 나타났으며, 이후 시간이 경과함에 따라 점차 감소하는 경향을 보였다. 또한 산성배수 확산 거동 분석 결과 황산이온 농도 기준으로 오염물질은 굴착 완료 후 10년 시점에서 최대 약 84 m까지 확산되는 것으로 예측되었다. 본 연구 결과는 터널 굴착에 따른 지하수 유동 변화와 산성배수 확산 거동을 이해하는 데 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 터널 설계 및 유지관리 단계에서 산성배수 발생 가능성을 예측하고 관리 방안을 수립하는 데 기여할 것으로 판단된다.

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