난지도 매립장의 매립물 특성과 지하구조를 파악하기 위해서 난지도 매립장 상부에서 슐럼버져 전기비저항 탐사와 동일송수신기 배열 시간영역 전자탐사를 실시하였다. 또한 6개의 측점에서는 두가지 탐사를 함께 실시하여 지하구조 해석 결과의 신뢰도를 높이고자 하였다. 전기탐사와 시간영역 전자탐사로부터 구한 지하구조 모델은 서로 상당히 일치하는 양상을 보인다. 매립장의 전기비저항 구조는 천부에 높은 전기 비저항을 보이는 표층 아래에 낮은 비저항층이 존재하며, 저비저항층 하부에 다시 고비저항층이 존재하는 양상을 보인다. 중간층의 저비저항은 매립물의 분해와 강수의 유입에 의해 생성된 것으로 보이며, 하부의 고비저항층은 난지도 지역의 기반암을 나타내는 것으로 보인다. 이상의 결과는 매립장 및 주변지역에서 실시된 슐럼버져 전기탐사 및 쌍극자배열 전기탐사의 결과와도 잘 대비된다. 매립장의 저비저항층이 기반암이 존재하는 것으로 생각되는 깊이까지 발달하고 있고, 난지도 지역에 오염물질의 수직이동을 막을 수 있는 불투수성 지층이 존재하지 않는 점을 고려할 때, 매립장에서 생성된 오염물질은 난지도 매립장 지하의 지하수로 바로 유입되는 것으로 보인다.
난지도 매립장 하부지반을 통한 오염이동 특성을 2차원 유한 요소 오염이동 모델을 이용하여 알아보고 부분적인 차폐벽을 매립장 주위에 설치하였을 경우 초래되는 매립장내 침출수 누적 효과를 유한 차분 지하수흐름 모델을 이용하여 분석하였다. 분석에 사용된 입력계수는 현장에서 측정된 오염농도 자료를 이용 검증한 후 향후 30년 동안에 한강변으로 누출될 수 있는 오염농도 변화를 분석하고 매립장내 침출 수두와 확산계수의 증가가 오염물 이동에 미치는 민감도를 알아보았다. 오염이동 해석 결과 한강주변의 난지도 매립장 침출수로 인한 염소이온농도 최대값은 1488 mg/l로서 매립장 패쇄후 17년만에 이루어지는 것으로 나타났다. 매립장내 침출수위와 확산계수의 변화는 모두 침출수 이동을 촉진하나 침출수위면이 증가 할수록 침출수 농도 증가 폭은 커져가는 반면 확산계수 증가에 대한 침출수 농도 증가 폭은 작아져서 일정 농도로 수렴하는 경향을 보였다.
난지도 매립장의 안정화에 따른 지질환경 변화를 조사하기 위하여 탐사가 가능한 제 2 매립장 상부와 한강변에 연한 매립지의 기저지역에서 중력, 자력, 쌍극자-쌍극자, 자연전위 탐사를 수행하였다. 제 2 매립장 상부에서 수행한 중력과 자력 탐사 결과를 4 년전의 선행연구 결과와 비교하면 매립장 중앙 부분에서 밀도구배가 작아지고 복잡한 양상을 보였던 자력이상 분포가 많이 단순해진 것으로 나타난다. 이는 매립지의 안정화과정에서 침하와 복토작업이 반복되면서 매립물의 다짐작용이 순조롭게 진행되고 있는 것으로 보인다. 제 1 매립장 차수벽 밖에서 실시한 쌍극자-쌍극자 전기탐사와 자연전위탐사 결과에는 제 1 매립장 주위의 불량한 탐사환경에 의한 영향이 많이 나타난다. 제 2 매립장의 차수벽 안과 밖에서 실시한 쌍극자-쌍극자 전기탐사 결과를 비교하면 차수벽이 침출수를 어느 정도 차단하는 효과를 볼 수 있다. 제 2 매립장의 상부와 사면에서 수행한 자연전위탐사에서는 특별한 자연전위 이상은 나타나지 않으나, 하부의 차수벽 내부에서 수행한 자연전위 탐사 결과에는 침출수를 모으는 집수정의 영향이 크게 나타난다.
대규모 쓰레기 매립장의 신설계획을 추진하기 위해서는 기존 매립장의 이용상태에 대한 정확한 현황분석을 통해 이용계획이 선행되어야 하며, 이를 위해 현 매립장의 쓰레기 매립양과 도시 경관 및 제반조건에 부합되는 여부를 파악하기 위해 현 매립상태에 대한 정확한 분석이 수반되어야 한다. 본 연구에서는 항공사진촬영에 의해 구축된 수치표고모형을 이용하여 현 쓰레기 매립상태 및 매립양의 정확한 분석을 수행하기 위해 지형분류에 따른 최고 자료보관방법과 면·체적결정방법을 결정함으로써, 현재 쓰레기 매립장의 장래 이용계획에 정확한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 본 연구의 수행결과 대상지역의 지형분류를 객관적으로 수행하기 위한 알고리즘을 정립하였으며, 표본자료에 대해 각 지형의 최적보관법과 면· 체적결정방법을 결정하였다. 또한 이와 같이 얻어진 결과를 난지도 쓰레기 매립장에 적용함으로써 매립현황 및 매립가능량을 분석할 수 있었다.
난지도 매립장 매립물의 특성을 조사하기 위해서 중력, 자력, LandSat TM 열적외선 밴드 자료, 매립장의 표면에서 측정한 침하량 자료 등을 다변량 통계분석기법을 응용하여 분석하였다. 분석에 이용한 자료들은 각기 상이한 깊이에 관한 정보를 제공하기 때문에 측정된 총 자력자료와 중력자료는 자극화변환된 자력이상과 매립장의 3차원 밀도분포로 각기 전환하였으며, 본 연구에서는 이 중 매립장의 상부층에 관한 정보를 이용하였다. 통계분석은 침하량 측정 지점들을 대상으로 수행하였으며, 이들 지점에서의 자극화변환 자력이상, 매립물의 밀도, LandSat TM 열적외선 밴드 값들은 내삽방법을 이용하여 구하였다. 자료분석에 사용한 다변량 통계분석 기법은 개체간의 기하학적인 거리를 이용하여 군집화하는 집락분석으로, 개체간의 거리 계산시 각 자료간의 상이한 측정단위가 주는 효과를 제거하기 위해서 사전에 표준화를 실시하였다. 군집화는 체계적 군집화 방법을 이용하여 수행하였다. 물리적 특성을 바탕으로 분류된 최적의 군집수는 수상도에서 나타난 결과에 따르면 총 6개의 군집으로 나타났다. 본 연구의 결과는 통합된 지구물리자료에 다변량 통계분석 기법을 적용함으로써 복합적 인 쓰레기 매립장의 특성 규명이 가능함을 시사한다.
국내 주요 매립장 지역의 휘발성 유기화합물(VOC)에 대한 농도분포와 배출특성을 규명하기 위한 노력의 일환으로, 본 연구진은 주요 매립장지역에 대한 연구를 2000년 9월부터 2004년 12월까지 지속적으로 진행하였다. 본 연구의 일환으로 서울의 난지도 매립장을 위시한 전국의 7개 매립장을 주 조사대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 여러 유형의 매립장으로부터 조사한 VOC 배출량자료를 토대로 VOC의 주요 배출원으로 간주할 수 있는 매립장 환경의 배출특성을 정의하고자 하였다. 이들 조사 대상은 1개의 대규모, 5개의 중규모, 2개의 소규모 매립장으로 구성되었다. 이들 지점으로부터 4년 이상 각매립장의 VOC 배출특성을 조사하였다. 이러한 연구자료는 향후 매립장의 VOC 배출에 대한 관리를 위한 여러 가지 기초자료로서 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
집중호우시 난지매립장내의 지하수 거동의 특징은 HELP 프로그램을 사용하여 침출수를 계산하였다. 본 연구에서는 기존연구에서 사용한 평균 침출수량 대신 집중호우기간동안 평균보다 70배정도 많은 양을 나타내는 실제 일별 침출수양을 입력하여 계산하였다. 이때의 지하수 거동특성은 MODFLOW를 사용하여 모사하였다. 그리고 난지도 매립장에 슬러지층의 새로운 층을 입력하였다. 이번 연구의 결과는 기존의 연구결과와 다르게 지하수위가 훨씬 높게 나타난다.
난지도 매립지 주변지역과 매립지내에서 1994년 8월과 1995년 2월에 수직전기탐사를 실시하였다. 수직전기탐사는 슐럼버져 배열을 이용하였으며, 37점과 22점의 수직탐사가 매립지 주변과 매립지내에서 각각 수행되었다. 또한 우지도 앞쪽에서는 50개 지점에서 자연전위를 측정하였다. 자료의 해석결과, 난지도 앞쪽 지역에서는 좌지도와 우지도에 걸쳐서 대부분 지표하 10 m부터 지표하 80 m까지 10 Ω-m내외의 저비저항대가 나타나며, 매립지 내에서는 좌지도와 우지도 모두 평균적으로 지표하 37 m에서 지표하 130 m까지 약 6Ω-m내외의 저비저항대가 나타난다. 이러한 저비저항대는 침출수에 의해 오염되었거나 포화된 층으로 판단되며, 그 층의 깊이는 매립지 앞쪽지역과 내부 등 양측 모두에서 시추자료의 기반암 깊이보다 20∼30 m정도 더 깊은 것으로 계산되었다. 이는 매립지 앞쪽과 매립지내에서 풍화대와 기반암 상부의 오염가능성을 시사하는 것으로 사료된다. 한편, 매립지 뒤쪽에서 실시한 수직탐사 자료는 매립지 앞쪽과 내부 자료에 비해 저비저항대의 비저항값이 높고 그 두께도 매우 얇은 양상을 보이는 것으로보아, 매립지 앞쪽과 내부에 비해서는 침출수에 의한 오염정도가 상대적으로 작다고 할 수 있다.
주요 온실기체인 이산화탄소와 메탄의 농도를 난지도 매립장에 위치한 42개의 배출공으로부터 측정하였다. 그 결과에 의하면, 배출공의 출구에서 관측된 메탄은 부피기준으로 절반 그리고 이산화탄소는 28%에 가까운 수준으로 높은 농도를 유지하였다. 그러나 이들의 환경거동은 배출공의 위치 등과 같은 차이 외에도 가스성분에 따라 여러 가지차이를 보여 주었다. 본 연구의 결과는 이들 성분의 분포가 수은과 같은 미량성분의 분포특성과는 달리 대체로 균질한편이라는 것을 확인해 주었다.
난지도 매립장의 기저침출수위 분포와 그 주변지역의 지하수위 분포를 추정하기 위해 복합크리깅을 이용하였다. 지하수위 분포는 지형의 변화와 밀접한 관련을 갖고 있어서 지형의 변화가 큰 지역에서 지하수위 분포를 추정할 때에는 지형의 표고 자료도 함께 사용하는 것이 더 좋은 결과를 만들어 낸다. 본 연구에서는 87개의 지하수위 자료와 144개의 표고자료에 대한 반베리오그램을 구하고, 그것의 적합한 모델을 교차타당성 조사에 의해 선정한 후 복합크리깅과 정규크리깅을 이용하여 지하수위 분포도 만들었다. 2개의 지하수위 등고선도를 비교해보면 지하수위 자료가 많이 확보된 매립장내에서는 큰 차이가 없으나, 지하수위 표본자료가 부족하고 지형의 변화가 큰 지역(등고선도의 좌상단 구역)과 지하수위 표본자료가 부족한 한강 인접지역에서 끈 차이를 보인다. 이 구역들에서 지형의 표고를 고려해볼 때,복합크리깅에 의한 지하수위 등고선도가 정규크리깅에 의한 지하수위 등고선보다 더 실제에 가까운 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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