포항 지열 개발지역에서 지열수 유동을 파악하기 위하여 자연전위(self-potential; SP) 탐사를 수행하고 양수시험 동안에 SP 장기 관측을 실시하였다. 이를 위해 시추 작업이 시작되기 이전에 대상 지역의 자연전위의 분포를 알아보기 위하여 배경 SP 탐사를 수행하였다. 양수시험은 2003년 12월의 24시간과 2004년 3월의 72시간 동안의 두 번에 걸쳐서 시행되었는데, SP장기 관측은 이러한 양수시험 전후로 128채널 자동 SP측정 시스템을 이용하여 이루어졌다. 배경 SP 탐사에서는 지열수 순환의 상승부로 해석될 수 있는 뚜렷한 양의 이상이 시추공을 중심으로 북쪽에서 관측되었다. 양수 시험으로 인하여 일어나는 심부 지열 저류층의 유동 양상 및 지열수 흐름 방향을 탐지할 목적으로 수행한 1차 및 2차 SP 장기 관측 자료에서 양수 및 양수 중단에 의한 직접적인 SP 변화는 뚜렷하게 보이지 않았다. 이러한 이유는 다양한 물리탐사 방법으로 밝혀졌듯이 상부에 낮은 전기비저항의 미고결 퇴적층이 깊이 약 360m 두께로 덮고 있어 지열수 유동에 의한 전기역학적 전위가 지표 부근에서 심하게 감쇠되었기 때문으로 해석된다. 하지만 예비 양수시험 및 장기 양수 시험 동안에 얻어진 지하수 분석 자료와 SP 관측 자료를 비교한 결과 양수로 인한 SP 변화가 비교적 크게 나타나는 몇몇 측점들을 확인할 수 있었다. 이러한 큰 폭의 SP 변화는 시추공을 중심으로 남서부에 위치한 측점에서 예비 및 장기 양수시험 동안에 반복하여 관측되었는데, 이 지역은 3차원 MT 해석 결과에서 나타난 심도 $600m~1,000m$ 하부의 저비저항 이상대와 일치한다. 따라서 시추공을 중심으로 남서부 지역은 시추공과 수리지질학적으로 연결되어 있음을 추정할 수 있다.
To delineate geothermal water movement at the Pohang geothermal development site, Self-Potential (SP) survey and monitoring were carried out during pumping tests. Before drilling, background SP data have been gathered to figure out overall potential distribution of the site. The pumping test was performed in two separate periods: 24 hours in December 2003 and 72 hours in March 2004. SP monitoring started several days before the pumping tests with a 128-channel automatic recording system. The background SP survey showed a clear positive anomaly at the northern part of the boreholes, which may be interpreted as an up-flow Bone of the deep geothermal water due to electrokinetic potential generated by hydrothermal circulation. The first and second SP monitoring during the pumping tests performed to figure out the fluid flow in the geothermal reservoir but it was not easy to see clear variations of SP due to pumping and pumping stop. Since the area is covered by some 360 m-thick tertiary sediments with very low electrical resistivity (less than 10 ohm-m), the electrokinetic potential due to deep groundwater flow resulted in being seriously attenuated on the surface. However, when we compared the variation of SP with that of groundwater level and temperature of pumping water, we could identify some areas responsible to the pumping. Dominant SP changes are observed in the south-west part of the boreholes during both the preliminary and long-term pumping periods, where 3-D magnetotelluric survey showed low-resistivity anomaly at the depth of $600m~1,000m$. Overall analysis suggests that there exist hydraulic connection through the southwestern part to the pumping well.
