• 터널과지하공간
• /
• 제16권1호
• /
• pp.38-49
• /
• 2006

복공식 LNG 지하저장기지 건설을 위해서는 암반역학, 열역학 및 수리지질특성과 관련된 여러 가지 기술이 요구되며, 이러한 기술의 적용성을 입증하기 위한 일환으로 대전에 Pilot cavern을 건설하였다. 이 논문에서는 Pilot cavern에 적용된 기술 중 배수시스템 평가과 Ice ring모사에 관한 수치해석 연구를 수행하였다. 대수층관점의 Modflow와 유동시스템 관점의 Seep/W 해석을 통해 적용된 배수시스템이 효율적으로 작용하였음을 확인하였다. Ice ring 형성은 열전달과 지하수 흐름의 상호작용을 통해 모사될 수 있는데, 이에 대한 모사를 위해 Temp/W-Seep/W 프로그램을 이용한 냉열수리 연동해석을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 Ice ring의 형성 위치를 추정 할 수 있었고, Ice ring형성에 지하수 유동 속도 및 방향이 영향을 크게 미친다는 것을 확인했다.

• 지질공학
• /
• 제25권2호
• /
• pp.291-298
• /
• 2015

지하수 흐름 해석 및 대수층의 특성 파악, 지하수 유동모델 보정 등과 같은 수리지질학적 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나가 수리수두를 파악하는 것이다. 본 연구에서는 해안 인근 지역의 다중패커가 설치된 8개 관측공(GM-1~GM-8)의 각 구간별 수리수두를 분석하였으며 심도와 위치에 따른 수리경사 변화를 규명하였다. 수리수두는 관측공 심도에 따른 변화를 표현하기 위해서 표고로부터 수두까지의 심도로 표준화하였다. 해안에 가장 가깝게 위치한 GM-5은 수리경사가 0.0142로서 심도가 깊어질수록 수두가 증가하는 경향을 보이며, 전형적인 배출지역의 특성을 보인다. 한편, 해안인근의 GM-1, GM-2는 심도 약 100 m까지 수리수두가 대체로 일정하나, 심도 100 m 보다 깊어지면 수리경사가 각각 0.0196, 0.0735로 나타났다. 이는 심도 100 m 이내에서는 지하수의 수평적인 흐름이 지배적이고, 심도 100 m 이상에서는 하부에서 상부로의 상향 흐름이 나타남을 지시한다. 해안에서 거리가 먼 곳에 위치한 GM-3에서는 수리경사가 0.0046로서 낮으며 이는 함양지역과 배출지역의 중간에 위치하여 지하수의 수평적인 흐름이 우세하다는 것을 지시한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권4호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

본 연구에서는 복합토양층(조립질 모래, 세립질 모래, 실트 점토의 혼합토)에서 수행된 현장추적자시험과 3개 토양층에서 채취된 시료를 이용한 실내주상실험의 자료를 이용하여, 복합토양층의 수리분산특성을 분석하였다. 토양층별 투수성과 유동 분석에 의해, 유효공극률이 낮은 실트 점토의 혼합토와 세립질 모래에서 평균선형유속이 높고, 유효공극률이 큰 조립질 모래에서는 수리전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 평균토양입경에 따른 수리전도도 함수는 Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$로 추정되었으며 결정계수는 0.90이었다. 평균토양입경에 따른 평균선형유속 함수는 Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$로 추정되었으며, 결정 계수는 0.81이었다. 그리고 평균토양입경에 따른 종분산지수 함수는 Y = 0.00256$e^{5971x}$이었으며, 결정계수는 0.98 정도로 나타났다. 평균선형유속과 종분산지수의 선형회귀분석 결과, 함수는 Y = 21.7527x+0.0063로 추정되었으며 결정계수는 0.9979로서 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 산정된 현장규모/실내쥬모의 종분산지수비는 54.09로서 규모종속효과를 나타내었다. 현장추적자시험을 실시하여 산정한 종분산지수(1.39m)가 Xu와 Eckstein(1995)의 방법에 의해 산정된 종분산지수(0.186m)에 비해 7.47배 정도 크게 나타났다. 이는 시험 대수층 내 중 조립질 모래층에서의 우세한 확산 흐름에 의한 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.35-43
• /
• 2011

낙동강 하류 딴섬 지역은 강변여과수 개발이 이루어지는 지역으로서 상부의 점토 및 실트질 퇴적층이 물의 상하 이동을 차단하여 하부 자갈층은 피압 대수층의 특성을 보이기도 한다. 총 13개소의 관측 지점에서 측정한 지하수위 조사 결과, 강우 요인과 농업활동에 의한 양수의 영향으로 계절에 따라 지하수위 유동 방향이 차이를 보인다. 7개 지점 9개의 장기 지하수위 관측 결과, 딴섬의 지하수위 변동은 주성분분석에 의하여 3개 유형으로 분류된다. 첫 번째 유형은 딴섬 중앙부에서 나타나며 하천의 영향이 적어 완만한 변동을 보이고, 두 번째 유형은 딴섬 외곽부에서 나타나며 강우 및 하천수위에 신속히 반응하는 뽀족한 형태의 그래프를 보여준다. 세 번째 유형은 하천수위 변동과 상관없이 일정한 주기를 갖는 경우로서 하천 본류와 떨어진 심부 자갈층에서 나타나는데, 심부 자갈층의 지하수위는 조석 영향에 의한 주기성을 보인다. 각 지점의 지화학 특성을 분석한 결과 딴섬 내부는 [$Ca-HCO_3$]인 천부 지하수 특성, 딴섬 외곽은 [$Na-HCO_3$], [$Ca-SO_4(Cl)$]로서 하천 영향을 받는 유형으로 나타나 수위 분류 유형과 관련성이 있다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제1권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) can be a cost-effective and renewable geothermal energy source, depending on site-specific and thermohydraulic conditions. To design an effective ATES system having the effect of groundwater movement, understanding of thermohydraulic processes is necessary. The heat transfer phenomena for an aquifer heat storage are simulated by using FEFLOW with the scenario of heat pump operation with pumping and waste water reinjection in a two layered confined aquifer model. Temperature distribution of the aquifer model is generated, and hydraulic heads and temperature variations are monitored at the both wells during 365 days. The average groundwater velocities are determined with two hydraulic gradient sets according to boundary conditions, and the effect of groundwater flow are shown at the generated thermal distributions of three different depth slices. The generated temperature contour lines at the hydraulic gradient of 0.001 are shaped circular, and the center is moved less than 5 m to the direction of groundwater flow in 365 days simulation period. However at the hydraulic gradient of 0.01, the contour center of the temperature are moved to the end of east boundary at each slice and the largest movement is at bottom slice. By the analysis of thermal interference data between two wells the efficiency of the heat pump system model is validated, and the variation of heads is monitored at injection, pumping and no operation mode.

• 자원환경지질
• /
• 제38권1호
• /
• pp.67-78
• /
• 2005

선진국에서 강변여과수 개발은 150년 정도의 역사를 가지고 있다. 우리나라에서는 90년대에 강변여과수에 대한 조 사가 한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강 유역을 중심으로 시작되었다. 낙동강 하류는 지리적으로 상수원수인 표류수 의 수질이 상류지역보다 상대적으로 좋지 않은 지역이다. 본 연구에서는 낙동강 하류 창원시 대산면 낙동강 본류 하 안의 강변여과수 취수장 주변지역의 물수지분석과 지하수 모델링을 하였다. 물수지분석 결과, 강수량 1,251.32 mm에 대하여, 지표유출량은 153.49 mm, 증발산량은 723.95 mm, 기저유출량은 127.63 mm(강수량의 10.20%), 지하수 함양 량 245.26 mm(강수량의 19.68%)이다. 지하수모델링에 의하면, 강변여과수 취수시에 낙동강으로부터의 유입량은 취수 량의 65%, 배후지의 지하수 유입량은 13%, 낙동강에 평행하게 강변대수층의 동측과 서측으로부터 유입량은 22%이 다. 입자 추적 모델링에 의하면, 취수정을 중심으로 낙동강쪽으로부터 입자의 이동은 50일 만에 약 100 m이고, 배후 지로부터는 100일 만에 약 100 m인 것으로 나타났다.

• 지질공학
• /
• 제22권1호
• /
• pp.95-111
• /
• 2012

본 연구에서는 기존조사에서 지하수내 U과 Rn-222의 산출이 높은 지역으로 알려진 경도 이천시 관고동 민방위비상용 지하수공지역 인근에 새로운 시추공을 시추하여 지하수내 자연방사성물질의 산출특성과 암석화학적 상관관계를 알아보고자 하였다. 연구지역은 흑운모화강암 지질로 114 m 심도의 시추공을 확보하고, 더블패커를 이용하여 심도별로 지하수를 채취하여 U, Th을 포함한 화학성분과 Rn-222를 분석하였다. 그리고 시추코어 암석의 방사성물질 함유 특성을 비롯한 화학성분을 분석하였다. 심도별 4개 구간에 대해서 2차례 채취한 지하수의 pH는 6.5~8.6의 범위를 보이고, 화학적 유형은 Ca-$HCO_3$ 형으로 속한다. 심도별 및 시기별로 수리화학적 특성 및 자연방사성물질의 함량에서 큰 차이를 보인다. 지하수내 우라늄과 라돈-222의 함량은 8.81~1,101 ppb와 5,990~11,970 pCi/L를 각각 보여 우라늄은 3개 구간에서 Rn-222는 전 구간에서 미국 EPA 기준을 초과한다. 암석내 우라늄과 토륨의 함량은 각각 최고 18.3 ppm와 17.5 ppm을 보인다. 현미경관찰과 전자현미분석(EPMA)을 통한 자연방사성원소(U, Th)를 함유하는 광물로는 K장석, 흑운모내 포획된 광물인 모나자이트, 일메나이트, 인회석으로 확인되었다. U과 Th 성분은 광물의 주요 구성원소를 치환하여 존재하는 것으로 보인다. 시추코어내 우라늄 함량이 특징적으로 높지 않은 조건에서 지하수내 우라늄과 라돈-222 농도가 높은 것은 화학적 조건보다는 대수층 파쇄대의 파쇄정도와 지하수 유동량과 같은 물리적 요소가 더 큰 작용을 한 것으로 보인다. 라돈-222는 불활성가스인 영족기체 동위원소($^3He/^4He$, $^4He/^{20}Ne$) 상관관계 분석을 통하여 간접적으로 기원을 해석할 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
• /
• 제41권6호
• /
• pp.685-693
• /
• 2008

지하수가 유동하는 조건에서, $KMnO_4$의 도입에 따른 perchloroethene (PCE), trichloroethene (TCE)의 산화분해 속도를 토양컬럼을 이용한 실험실 규모의 실험을 통하여 측정하였다. 토양 컬럼을 통과하며 발생하는 PCE, TCE의 농도 감소속도에 영향을 미치는 요인으로서 산화제와 반응물의 반응접촉시간과 산화제의 농도 변화에 대한 효과를 관측하였다. 실험은 모래로 충진된 유리컬럼을 사용하였으며 반응물의 컬림도입농도는 PCE에 대하여 $0.1{\sim}0.21\;mM$, TCE에 대하여 약 $1.3{\sim}1.5\;mM$의 범위에서 일정하게 유지되었고, PCE 용액의 컬럼 내 체류시간은 $14{\sim}125$분, TCE 용액은 $15{\sim}36$분이었다. 또한 $KMnO_4$의 도입농도는 $0.6{\sim}2.5\;mM$범위에서 일정하게 유지되었다. 실험결과, PCE와 TC종의 컬럼통과시간과 컬럼유출액의 오염물질농도는 대체로 반비례 하는 것으로 나타났으나, 본 연구에서 정한 실험 조건에서는 PCE 및 TCE에 대한 반응차수를 정확히 결정할 수 없었다. 그러나 의사 1차반응으로 가정하고 계산한 반응속도 상수는 기존의 회분식 결과와 비교적 근접한 것으로 나타났다. TCE의 분해속도는 $KMnO_4$의 농도에 비례하여 증가하였으며, 이는 토양 컬럼에 PCE와 TCE가 기존의 실험과 달리 비교적 높은 농도로 도입되었기 때문으로 판단된다. 본 연구는 회분식 실험조건과 달리 유동조건에서 PCE와 TCE의 $KMnO_4$에 의한 산화분해속도를 측정함으로써 이들 오염물질로 오염된 대수층의 오염원 근처의 현장에 직접 $KMnO_4$를 적용하여 복원하는 기법을 설계하고 실행하는데 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제10권4호
• /
• pp.353-360
• /
• 2007

본 연구에서는 담수 주입에 의한 해수침투 개선 가능성을 확인하기 위해 담수주입 현장 실증시험을 수행하였으며, 담수 주입 효과 및 거동 평가를 위해 시추공에서의 다채널 전기전도도 모니터링과 물리검층, 지표에서의 전기비저항 및 자연전위 모니터링을 수행하고 그 적용성을 평가하였다. 담수주입 전후 및 주입 기간 중 수행된 물리검층과 다채널 전기전도도 모니터링 결과 담수 주입에 따른 공내수 및 대수층의 전기전도도의 감소 양상과, 이러한 주입효과가 수개월 이상 지속됨을 확인할 수 있었다. 담수주입에 따른 지하수의 유동 탐지를 목적으로 한 자연전위 모니터링의 경우, 현장 기상 여건 및 비분극 전극의 장기간 활용에 따른 문제로 인해 의미 있는 결과를 얻지 못하였으나 전기비저항탐사 모니터링의 경우에는 주입 담수에 의한 영향이 주입정 주위의 전기비저항 증가 양상으로 관측되어 담수체 거동과 영향 반경을 확인할 수 있었다. 이로부터 담수주입에 의한 담수체의 거동 평가와 개선효과를 판단하는 방법으로서 지구물리 기법들이 효과적으로 적용될 수 있으며, 이러한 평가기술에 기반 한 최적설계가 이루어질 경우 담수주입기술이 해수침투 피해 개선을 위해 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제45권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2012

본 논문은 전라북도 진안군 신보광산의 동부지역에서 고품위 우라늄 지화학 이상대와 지질구조 사이의 상관관계를 규명하고 지하수 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 발달하는 연성 및 취성 구조요소의 특성을 파악하였다. 그 결과, 이 지역은 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 규암, 변성이질암, 변성사질암과 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트와 백악기 반암류 등으로 구분되고, 추정과 달리 이들 암상을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군은 관찰되지 않았다. 선캠브리아기 변성퇴적암류의 주요 연성 변형구조는 적어도 세 번의 변형단계 [동북동 방향성의 광역엽리 (D1) -> 동북동 내지 동서 방향성의 파랑엽리 (D2) -> 서북서 내지 동서 방향성의 개방, 밀착, 킹크 습곡 (D3)]를 걸쳐 형성되었고, S1 광역엽리의 방향성은 선캠브리아기 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 우세하게 나타난다. 지하수의 유동과 밀접한 관련성 있는 취성 고각 단열 (경사각${\geq}45^{\circ}$)의 방향성[동북동 (출현빈도: 24.3%), 남북 (23.9%), (북)북서 (18.8%), 서북서 (16.9%), 북동 (16.1%) 단열조 순]은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성 및 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 상기된 선캠브리아 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등으로부터 신보광산과 그 동부지역의 우라늄 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 볼 때 이들 지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암은 기존연구 결과와 같이 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수가 광산지역으로 통과하면서 이차적으로 부화되었을 가능성이 높다고 판단된다.