• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.267-271
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• 2003

대수층 저장 및 회수(Aquifer Storage and Recovery, 이하 ASR) 기법은 지표수가 여유가 있는 기간동안 지하 대수층에 정수된 물을 주입하여 두었다가, 첨두 수요(peak demand)가 필요한 한시적인 기간동안 대수층 내에 저장되어 있던 물을 양수하여 공급하는 새로운 개념의 수자원 공급 체계의 일환이다. 본 발표에서는 미국 Oregon 주의 대표적인 3개 도시에서 수행된 수자원 공급 사업과 이 수자원 공급사업에서 ASR 기법이 어떻게 적용되었는지를 살펴보았다. 이들 도시에서 수행된 ASR 기법을 활용한 수자원 공급은, 기존 지표 저류조 저장 방식에 비해 월등히 경제적이며, 다양한 이점을 가지고 있는 것으로 드러났다. 또한 이들 도시에서의 ASR 기법 적용에 따른 효율성이 2001년도 및 2002년도에 분명하게 나타나 현재 이들 도시는 ASR 시설에 대한 확충 계획을 수립, 진행하고 있다. 한편, 이들 지역의 ASR 기법 활용 용수 공급 사례는, 국내의 경우에도 투수성이 우수한 화산암 지역, 제3기 지층 및 석회암 지역 등에서 활용될 경우, 충분한 효과를 발휘 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.556-560
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• 2009

개별 대수층에 냉수와 온수를 저장하여 수자원과 냉난방 열원으로 활용하는 방안에 대한 평가를 지열-지하수 부정류 모델링을 통해 수행하였다. 저장 및 회수 가동 시간이 증가함에 따라서 각각의 대수층 내에 온열과 냉열이 축열되는 현상이 확인되었으며, 지하수 유동에 의해 축열된 수체가 지하수 흐름방향으로 이동하는 현상을 확인 하여 지하수 유동이 축열 정도를 결정하는 요인이 될 수 있음을 확인하였다. 설정된 모델에 대하여, 두 개의 개별 대수층 사이의 열 간섭은 거의 없는 것으로 나타났다. 주입과 양수의 가동 횟수가 증가되면, 대수층 축열 효과는 증대되는 것으로 나타났다. 열-지하수 모델링을 통한 온도 예측은 실제 냉난방의 효율성을 결정짓는 수온을 정량적으로 계산할 수 있는 유용한 기술로 평가됨과 더불어, 수자원의 지하 저장을 통해 효율적으로 물을 확보하고 관리할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.415-419
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• 2005

대수층 저장 및 회수(ASR)기술의 현장 적용성을 평가하기 위하여 경상북도 울릉군 울릉읍 저동천 상류부근에서 양수시험 및 주입시험을 실시하였다. 양수시험결과 투수계수는 $48.7m^2/day$ 이고, 저류계수는 0.009이며, 비양수량은 $158.2m^2/day$로 계산되었다. 또한 시험정과 관측정은 거의 위상차 없이 같은 수위강하 경향을 보여주며 취수정은 관측정보다 평균적으로 10cm 정도 더 높은 수위강하 폭을 보여주는 것으로 미루어 볼 때 시험정과 관측정의 두 지점은 서로 수리지질학적으로 긴밀히 연결되어 있는 하나의 시스템임을 강하게 시사한다. 이외에도 주입시험 결과 암반구간 대수층은 낮은 투수계수를 가질 뿐만 아니라 낮은 저류계수를 가지기 때문에 ASR에 불리한 조건을 가짐을 알 수 있다. 그러나 상부 충적층 구간에서 실시한 주입시험 결과, 두 지점은 긴밀히 연결된 하나의 시스템으로 두 지점의 심부 암반층과의 연결성은 없고, 대신 상부의 높은 투수계수를 가지는 충적층 구간이 두 지점사이에 서로 긴밀히 연결되어 있는 것으로 파악된다. 또한 잔류 수위가 0으로 떨어지는 것으로 볼 때 주입된 주입수는 저장되지 않고 인근의 저동천으로 빠져나가는 것으로 사료된다. 이상의 사실로 볼 때 본 연구지역은 ASR에 불리한 조건을 가지는 지역으로 최종적으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제24권5호
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• pp.543-548
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• 2014

대수층 함양 및 회수(Aquifer recharge and recovery)기술은 안정적으로 안전한 상수원수를 확보하기 위해 이용되는 기술의 하나이다. 이 기술을 통해 대수층에 하천수를 인위적으로 주입하여 저장하고 필요할 때 퍼 올려 상수 원수로 사용할 수 있다. 이 기술에서 주입된 물이 저장되는 동안 대수층의 토착미생물에 의해 수질이 개선되는 것을 이해하는 것은 중요하다. 그래서 본 연구에서는 실험실규모의 컬럼 반응기를 이용하여 대수층을 모사한 포화층 토양에 존재하는 미생물에 의한 $NO_3{^-}$ 제거를 조사하였다. $NO_3{^-}$는 낙동강의 대표적인 무기 오염물 중의 하나이다. 낙동강 하류에서 최근 2년간 측정된 $NO_3{^-}$ 농도 범위를 고려해서 $NO_3{^-}$ 농도를 달리한 하천수를 반응기에 주입하였다: 5.07, 6.81, 8.27, 그리고 11.07 mg $NO_3{^-}/l$. 본 연구에서 사용한 다양한 $NO_3{^-}$농도에 상관없이 유입수가 반응기에 체류하는 동안 $NO_3{^-}$는 농도가 감소되어 유출수는 1.49 mg $NO_3{^-}/l$이하로 측정되었으며 본 실험기간 동안 평균 pH 7.98을 유지하였다. 한편 abiotic control 반응기에서는 유입수에 포함된 $NO_3{^-}$ 농도와 유출수의 $NO_3{^-}$ 농도는 거의 차이가 없었다. 그래서 본 실험조건하에서 반응기로 도입된 하천수의 $NO_3{^-}$이 포화층의 미생물에 의해 제거됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 도출된 결과는 대수층 함양 및 회수기술에서 대수층의 미생물에 의해 수질이 개선되는 것을 이해하는 데 도움을 줄 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.63-70
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• 2023

지구 온난화를 유발하는 대기 중 이산화탄소 저감을 위한 해결책으로써 이산화탄소 지중 저장공법이 관심받고 있다. 지중에 이산화탄소를 저장하기 위한 방법으로는 대수층 또는 고갈된 원유층 주입 및 이산화탄소 주입을 통한 원유 회수 증진 등이 있다. 이중 대수층은 다른 저장층에 비해 큰 저장 용량을 가짐으로써, 활용성이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 하지만, 제한된 저장 공간에 최대한의 저장 효율을 달성하기 위한 기술이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 활용하여 이산화탄소의 저장 효율 향상 기술을 개발하고자 한다. 저장 효율 평가는 유체의 흐름 관찰이 가능한 마이크로모델을 활용하여 수행하였다. 이에 따른 실험 결과, 비이온성 및 음이온성 계면활성제 활용 시 순수한 물인 경우보다 가장 낮은 주입 유량에서 저장 효율은 최소 40% 이상의 향상을 보였다. 하지만, 본 연구에서 활용한 계면활성제의 이온성 및 농도에 따른 유의미한 저장 효율 변화는 도출되지 않았다. 이러한 결과는 향후 이산화탄소 지중 저장을 위한 계면활성제의 선택 및 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제29권1호
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• pp.23-31
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• 2015

Aquifer storage transfer and recovery (ASTR) is a type of managed aquifer recharge which entails injecting water into a storage well and recovering it from a different well. It has effects of natural purification when injected water passes through aquifer medium, and can be a good way of supplying water especially in a region with poor surface water quality. This study is about an on-going effort to introduce ASTR as a solution to source water problems in coastal areas. A pilot study is being conducted in the delta of the Nakdong River. A proactive management system is incorporated to ensure the water qulity in the process of drinking water process. The system is based on the Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) which is a tool originated from the food industry in order to assess hazards and establish control systems for the safety of food product. In this paper, we analyze hazardous events which can occur in the entire water supply system using ASTR as a first step to the incorporation of HACCP to drinking water production process.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.125-134
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• 2006

대수층 저류 특성을 이용하는 대수층 저장 및 회수(ASR) 기술의 현장 적용성 평가를 위해 화산암 지대인 울릉도 내에 다공성 매질인 부석층으로 이루어진 대수층을 대상으로 양수시험 및 인공수압파쇄시험을 실시하였다. 공내TV검층에서 확인된 GL-13 m와 GL-21 m의 주파쇄대 구간에서 수압파쇄실험을 각각 실시하였고, 또한 수압파쇄 전과 후로 나누어 양수시험을 수행하였다. 사전/사후 양수시험 결과, 충적층이 위치한 GL-13 m 하부에서는 수리적 연결성을 확인할 수 있었으나, 암반층 구간인 GL-21 m 하부에서는 파쇄대의 연결 상태가 다소 불량한 것으로 판단된다. 현장시험 결과를 종합해 보면, 조사지역내 인공함양 적용은 불리한 조건을 가지는 것으로 판단되나, 현장 실험이 특정한 지역에서 이루어져 있기 때문에 울릉도 전반적인 지역 내에 ASR 적용성 평가를 대표할 수 없다. 따라서 울릉도내 전반적인 ASR 적용성 평가를 위해서는 보다 광역적인 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.108-112
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• 2004

균열 암반 대수층에 대한 지하수 인공 함양 주입 가능성을 예비적으로 평가하기 위한 시험을 수행하였다. 지하수 인공 함양 주입 시험이 수행된 지역은 경기도 포천군 이동면이며, 이 지역의 지질은 중립내지 조립질 화강암에 해당된다. 시험 정호에 대한 시추공 내부 촬영 결과, 화강암 내에 부분적으로 절리들이 발달되어 있었으며, 대체로 수직적인 절리 발달이 우세하였다. 2개소에서 인공 함양 주입 시험이 100kgf/$\textrm{cm}^2$ 이상의 확장 팩커로 대상공의 상부를 밀폐한 후 시행되었다. 이중 MW-7호 공에서는, 주입 압력을 5 내지 7kg/$\textrm{cm}^2$으로 조절하여 시간당 약 450$\ell$의 평균 주입률로 시험을 수행하였으며, O-7a 호 공에서는 주입 압력을 4kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외, 시간당 약 1,740$\ell$의 평균 주입률로 시험을 수행하였다. MW-7호 공의 시험은 3일간 3회에 걸쳐 각 450분, 200분, 414분 동안 시험이 수행되었으며, O-7a호 공에서는 연속적으로 24시간 동안 인공 함양 주입 시험이 수행되었다. 수행된 지하수 인공 함양 주입시험은 적어도 지하수 상류 구배 구간의 지하 수두를 시험이 수행된 이후에도 24시간 이상 유지하는 것으로 평가되었다. 실험을 통해 주입한 양과 주변 관측공의 수위 상승을 단순 검토한 결과 시험이 수행된 지역의 개략적 유효 공극률을 산정 할 수 있었으며, 그 결과, 이 지역 균열 암반의 유효 공극률은 약 3 내지 6% 인 것으로 평가되었다 국내에서 지하수 인공 함양 방식을 균열 암반 대수층에 활용하여, 지속적인 수자원 관리와 수도 공급을 할 수 있는지를 평가하기 위해서는 앞으로 보다 많은 시험수행과 연구를 통한 검증이 요구된다. 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등의 생장에 현저한 조해현상을 나타냈다. 이것으로 보아 억새가 타식물의 생장에 영향을 주는 요인물질은 억새의 뿌리에서 분필되는 것으로 생각된다. 옥수수의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이나 옥수수뿌리의 분해물질들은 모두 당귀의 생장을 조해하는 경향이 있었다.기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.c의 범위로서 최대값과 최소값은 4차수(four order)의 차이를 보였다. 단열대의 분포 특성을 파악하기 위하여 지구물리검층을 실시하였고, 각 시험에 의해 획득된 결과들과의 비교를 통하여 유동성이 높은 단열들이 규명되었다. 온도검층은 유동성 단열과 일반적인 단열들을 구별하는 좋은 지시자로 나타났다. 그 결과, N70-80$^{\circ}$W.60-85$^{\circ}$NE/SW, N75-80$^{\circ}$W.25-30$^{\circ}$SW, N50-64$^{\circ}$W.60-85$^{\circ}$NE, N35-45$^{\circ}$E.65-75$^{\circ}$SE, 그리고 N65-72$^{\circ}$E.80$^{\circ}$SE/60$^{\circ}$NW의 단열들이 연구지역의 지하수 흐름을 지배하는 뚜렷한 유동성 단열로 규명되었다.eatments. It was resulted from increase of weight of single cocoon. "Manta"2.5ppm produced 22.2kg of cocoon. It is equal to 9% increase in index, as compared to that of c

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.221-234
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• 2013

국내 이산화탄소 지중저장 후보지인 포항분지의 심부 대수층 구성하고 있는 사암과 이암을 대상으로 초임계$CO_2$ 반응에 의한 암석의 지화학적/광물학적 풍화를 규명하는 실험을 실시하였다. 고압셀 장치를 사용하여 실험실 규모의 $CO_2$ 지중저장 조건을 모사하였으며, 시추한 포항분지 암석이 미고결 상태임을 감안하여 암석시료는 입자상으로 분쇄하여 시료 30 g과 지하수 100 ml를 고압셀(200 ml 용량)에 넣고 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 총 60일 동안 반응시켜, 초임계$CO_2$ 주입 시 포항분지 심부 사암층과 이암층 내에서 발생하는 초임계$CO_2$-암석-지하수반응을 재현하였다. 반응 후 10일, 30일, 60일 간격으로 시료를 회수하여 암석의 지화학적 풍화 정도를 정량화하기 위한 XRD(X-Ray Diffractometer), BET(Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 실시하였고, 암석 슬랩($15mm{\times}40mm{\times}5mm$)을 같은 지중 조건에서 반응시켜 반응시간에 따른 지하수시료의 용존 이온 농도 변화를 ICP/OES로 분석하였다. XRD 분석결과, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 사암과 이암을 구성하는 광물 중 사장석과 정장석(기질의 장석류 포함)의 비율이 가장 크게 감소한 것으로 나타났다. 사암의 경우 점토광물인 일라이트, 스멕타이트, 황철석 비율이 증가하였으며, 이암의 경우 일라이트, 카오리나이트, 칼슘을 함유한 불소인회석 비율이 증가하였다. 반응시간에 따른 지하수 이온 농도 분석결과, 사암과 이암에서 방해석과 장석류의 용해가 가장 활발히 일어나 지하수 내 $Ca^{2+}$, $Na^+$농도가 증가하였다. $K^+$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$ 같은 이온들의 농도는 반응시간 동안 증가와 감소를 반복하였는데, 이는 암석의 용해와 2차 광물의 침전이 함께 일어나고 있음을 의미한다. 사암과 이암 입자의 비표면적은 반응 60일 후까지 각각 $27.3m^2/g$과 $19.6m^2/g$에서 $28.6m^2/g$과 $26.6m^2/g$으로 증가하였으며, 미세공극의 평균 크기는 각각 $72.6{\AA}$, $96.7{\AA}$에서 $68.4{\AA}$과 $75.8{\AA}$으로 지속적으로 감소하여, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 입자 표면이 용해되면서 미세 공극들이 추가로 형성되어 비표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 포항분지 사암에 $CO_2$를 지중 주입하는 경우, 암석의 용해 및 침전반응에 의한 대상암석의 물성변화가 지중저장의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 입증하였다.