• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.54-61
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• 2005

대수층 축열 에너지(ATES) 시스템은 지반의 특성과 이용량에 따라 매우 경제적인 새로운 대체에너지로 이용될 수 있다. 적절한 ATES 시스템 설계를 통하여 주어진 수리지질 특성에 적합한 ATES 시스템을 개발하기 위해서는 대수 층내 수리열역학적 과정의 이해가 필수적이다. 본 논문에서는 지하수 양수 및 열펌프에 이용된 불을 재주입하는 방식의 지하수 열펌프 운영에 대한 두 가지 시나리오를 통하여 두 개의 층으로 이루어진 대수층 모델에 적용하여 대수층내 열 저장에 대한 수리열역학적 현상을 시뮬레이션하였다. 첫 번째 시나리오에서는 양수 우물과 주입 우물을 계절에 따라 서로 교대로 시스템을 운영한 경우에 열 거동에 의한 온도 분포와 지하수위를 시뮬레이션 하였으며, 두 번째는 주입과 양수 우물 위치를 고정하여 시뮬레이션 하였다. 356일 이후 주입 우물 주변의 온도 분포는 주입수의 온도와 주입정으로 부터의 거리에 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 지표온도 분포는 30과 50 m 심도의 온도 분포에 비하면 미미한 변화만 나타났으며, 각 층에서의 열 거동은 공극률과 지하수의 유동 특성에 따라 매우 민감한 것으로 나타났다. 그리고 양수와 주입우물에서의 지하수위와 온도변화를 모니터링하여 열펌프 운영 방식에 따른 효율성을 실험하고, 두 우물간의 열 간섭현상을 분석하였다.

• 유기물자원화
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• 제18권2호
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• pp.45-54
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• 2010

현재 매립 중인 폐기물 매립지 현장에서 공기주입을 5개월간 하였으며, 일정기간 침출수 주입을 병행하면서 이에 따른 매립지 조기안정화 효과를 관찰하였다. 실험부지 면적은 $24{\times}24m$ 규모이었으며, 부지 내에 3~9 m 깊이에 유공부를 설치한 9개의 공기주입용 수직정을 설치하였다. 매립지를 5개월 간 호기적으로 운전함에 따라 매립지 내부 평균 온도는 $70^{\circ}C$까지 상승하였으며, 매립고의 8 %에 해당하는 침하가 발생하였다. 미생물에 의한 유기물 분해촉진을 위하여 1개월간 $94m^3$의 침출수를 실험부지의 일부 구역에 재순환시킨 결과 일시적으로 매립지 내 지하수위가 상승하였고, 혐기성 환경이 조성되었다. 하지만, 침출수 재순환은 침출수 주입정 주변의 매립지 내부 온도를 급속히 상승시키는 효과를 가져왔다. 그러나 과도한 침출수 주입은 매립지 내부를 냉각시켜 온도 상승을 저하시키는 효과를 나타내므로, 매립지 내부온도 변화를 관찰하면서 침출수 주입량을 조절할 필요가 있으며, 침출수 주입은 간헐적으로 하는 것이 바람직하다.

• 터널과지하공간
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• 제26권4호
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• pp.327-337
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• 2016

본 연구에서는 화강암 내부의 미세균열 분포에 따른 이방성이 수압파쇄실험 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 압력증가율을 일정하게 설정하여 수압파쇄실험을 수행한 결과, 원주방향(주입정 방향과 직교)으로 리프트면이 분포한 시료의 파쇄압력이 가장 낮게 측정되었고, 이는 미세균열의 밀도가 높기 때문이다. 수압파쇄실험과정에서 시료 내부의 변화가 발생하는 주입압력의 크기와 유체 주입속도의 변화 또한 결방향에 따라 분포한 미세균열의 밀도와 관계가 있는 것으로 판단된다. 유체주입속도를 일정하게 설정하여 수압파쇄실험을 수행하였을 경우, 상대적으로 미세균열의 밀도가 높은 리프트면이 원주방향으로 분포된 시료에서 주입압력증가율이 낮게 나타났고, 유체가 침투될 수 있는 균열망이 상대적으로 적게 형성된 그레인면 및 하드웨이면이 원주방향으로 분포된 시료에서는 압력증가율이 높게 나타났다. X-ray CT 촬영을 통해 시료 내부에 생성된 균열의 방향을 확인한 결과, 대부분의 시료에서 리프트면 혹은 그레인면과 평행한 방향으로 균열이 생성된 것을 확인하였고, 이는 암석 내에 상대적으로 미세균열의 밀도가 높아서 분리성이 크기 때문이다.

• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.89-99
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• 2017

이산화탄소 지중저장 사업의 성공적인 수행을 위해서는 저장시스템의 안정성을 확보할 수 있는 대상 지층을 선정하고 현장 지질조건에 최적화된 주입 조건을 설계해야 한다. 본 연구에서는 국내 실증실험 대상 예상후보지의 하나인 장기분지의 지질구조를 바탕으로 2차원 간략해석모델을 구축하고 TOUGH-FLAC 연계해석기법을 사용하여 초기응력조건과 주입량이 이산화탄소 격리저장시스템에 미치는 영향을 분석하였다. 기초해석 결과, 수직응력이 수평응력보다 우세한 정단층 응력조건에서 전단미끄러짐 가능성이 가장 높은 결과를 보였으며, 단위시간당 주입량을 달리하는 주입량 시나리오 해석에서는 주입량을 단계적으로 증가시켜 주입하는 경우가 공극압의 증가폭이 가장 크고 활동마찰계수를 이용한 전단미끄러짐 가능성 평가 결과에서도 가장 불리한 것으로 평가되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.396-403
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• 2016

본 연구에서는 지하 콘크리트 구조물에 누수 발생 시 콘크리트 배면에 주입하여 보수를 시행하는 1액형 점착 실링재에 대해 알아보고 새로운 콘크리트 배면 주입재인 2액형 점착 실링재에 대한 평가를 진행하였다. 2액형 점착 실링재는 아스팔트 계열의 주제와 라텍스 계열의 증점제로 구성된 실링재이며, 주제와 증점제의 배합비에 따라 실링재의 점도편차가 크게 나타났다. 이에 주제와 증점제의 배합비를 투수시험을 통해 확인한 결과 주입성, 경제성, 성능을 고려하여 적정배합비를 6:1로 정하고 KS F 4935 평가를 진행하였다. 2액형 점착 실링재는 static mixer를 활용한 카트리지 타입의 용기를 이용하여 주입이 가능하고 KS F 4935 시험방법에 따라 평가를 진행한 결과 KS 기준을 만족하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.37-43
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• 2006

2006 년도에 호주 온실가스 기술에 대한 협력연구센터$(CO_2CRC)$는 채굴 후의 가스 저류층내에 $CO_2$를 저장하는 시험 연구의 수행을 계획하고 있다 (승인이 필요함). Otway Basiu Pilot Program (OBPP)은 지하 $CO_2$ 저장이 경제적이며 환경적으로 지속가능함을 보이는 것이 목표이다. 이는 $CO_2$ 저장 프로그램으로는 세계에서 처음으로 채굴 후 가스 저류층을 활용하는 것이므로 여기서 얻어질 경험은 현재 수행중이거나 계획중인 국제적 $CO_2$ 저장 프로그램에 귀중한 하나의 분야를 더할 것이다. OBPP의 중요한 요소는 주입된 $CO_2$ 의 거동을 추적하고 지하 저강이 성공적임을 입증하기 위해 적절한 지구물리학적 모니터링 전략의 설계이다. 이 논문은 Otway Basin 저류층에 $CO_2$를 주입할 때의 중력 반응을 예측하는 모델링 결과를 보여주며, 그 목적은 탄성파탐사가 아닌 물리탐사 방법으로 탐지가능한 최소 $CO_2$ 부피를 결정하는 데에 있다. 모델링 결과는 계산된 $CO_2$ 부피가 최소 10,000 ton 일 경우에도 기존 관측정과 계획된 주입정내에서 10 m 간격으로 중력을 측정하면 훌륭한 수직 해상도를 제공할 것임을 말해주나, 수평적인 연장에 대한 해상도는 더 좁은 간격의 추가 시추공이 없다면 불가능한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.320-334
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• 2020

본 수치해석연구에서는 국제공동연구프로젝트 DECOVALEX2019의 Task B의 일환으로 PFC3D를 기반으로한 수리역학연계모델을 개발하여 스위스 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층의 유체주입으로 인한 슬립시험을 모사하였다. 이를통해, 개발한 PFC3D 수리역학연계모델이 가진 한계점과 향후 보완할 점을 검토하고자 하였다. PFC3D를 기반으로한 3차원 입자결합모델 내 공극-유동통로모델을 생성하였으며 이를 사용하여 Mont Terri Step 2 단층내 유체주입실험을 모사하였다. 모델링결과 단층대를 따라 주입유체의 유동에 의한 단층대의 변형을 확인하였지만, 관측정에서의 시간에 따른 수압변화는 현장측정치와 부분적으로 일치하는 경향을 확인하였다. 현장측정 관측수압은 초기 유체주입 압력증가에 거의 변화를 보이지 않고 주입수압이 최대치에 도달할때쯤 급격한 증가를 보이는반면, 모델링에서는 주입압력이 증가함에 따라 관측수압도 부드럽게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 부분적으로 일치하는 결과의 원인으로는 Mont Terri 현장의 단층을 모사하는 방법에 기인하는 것으로 판단하다. PFC3D에서는 단층을 손상대와 코어균열의 조합으로 모사하였고 단층대의 두께가 약 2 m로 주입유체가 단층대를 통해 유동하도록 모사하였기에 현장에서의 주입유체의 단층내 유동보다 그 유동범위가 크게 모사되었다고 판단한다. 또한, 현장단층에서와 같이 단층내부에 존재하는 충진물질로 인해 단층내 수리유동이 제한되어 국부적으로 과잉공급수압이 형성될 수 있는 기재를 모사하지 못한 점 또한 모델링 결과와 현장측정결과가 부분적으로 일치하는 원인일 수 있다. 단층변형의 경우는 모델링결과와 현장측정결과 유사한 수준으로 일치하는 결과를 확인하였다. 수치모델을 변형하여 단층대의 두께를 감소시키고 단층내 충진 물질의 비균질적인분포를 모사할 수 있는 방법론에 대한 후속 연구를 통해 PFC3D 수리역학연계모델의 유체주입으로 인한 단층활성화 연구로의 적용성을 향상시키는 것을 제안하고 한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권4호
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• pp.40-47
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• 2002

본 연구는 유류저장시설에서의 토양오염 방지를 위한 국·내외 관련 시설과 기술 조사 및 관련 법규정 검토를 통해 국내 시설의 현황과 문제점을 도출하고 토양오염 방지조치시설의 기준을 구체화하거나 보완 또는 개선하여 보다 효과적인 토양오염 방지책을 제시하고자 하였다. 부식산화 방지를 위해 저장탱크는 강철-클래드 탱크, 내부 라이닝 탱크 또는 이중벽 탱크를 사용하고 배관은 내부식성 물질로 만든 배관을 사용하는 것이 비용경제적이며 효율적이라고 사료된다. 흘림방지를 위해 주유기 Sump를 설치할 필요가 있으며, 넘침방지 시설의 보호를 위해 유류의 주입방식을 가압식 주입에서 자연 유하식 주입으로 변경할 필요가 있다. 모든 탱크 및 배관 관련 시설은 저장물질의 누출여부를 확인할 수 있도록 자동누출측정기기, 증기 감지시설, 지하수 감시시설, 또는 이중벽 감시시설 등 저장물질의 누출여부를 확인할 수 있도록 한가지 이상의 모니터링 시설을 갖추어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.69-79
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• 2018

한국 정부는 온실효과에 대응하기 위해서 이산화탄소 배출을 850.6 Mt에서 2030년까지 314.7 Mt (37%)로 감축하기로 하였다. 이러한 상황에서, 한국 정부는 이산화탄소 지중저장시설로부터 누출되는 이산화탄소를 시함부지 규모로 연구하기 위하여 2014년에 이산화탄소 지중저장 환경관리연구단(K-COSEM)을 발족하였다. 이산화탄소의 누출을 탐지하기 위해서는 대산지역의 수리지질학적, 지구물리학적 특성을 규명하는 것이 필요하다. 본 연구에서는, 충북 음성군 대소면 내산리의 연구부지에서 2017년 6월 28일부터 7월 24일과 8월 7일부터 9월 11일까지 두 차례에 걸쳐서 각각 $CO_2$와 $SF_6$를 용해시킨 물을 지하에 주입하여 지하에서의 이산화탄소 누출 거동을 알아내고자 하였다. 주입정은 심도 24 m, 케이싱은 21 m까지, 스크린 구간은 심도 21~24 m 구간이다. 2017년 8월 18일과 9월 1일의 두 차례 전기비저항탐사로 주입수의 흐름과 전기비저항 특성을 파악하고자 하였다. 연구 결과에 의하면, 고 전기비저항대와 저 전기비저항대가 뚜렷하게 구별되며, 주입수의 유동방향은 자연상태의 지하수 흐름과 비슷하게 나타났다. 또한, 저 전기비저항대는 주입심도로부터 천부 표토층까지 광범위하게 형성되며, 이는 높은 투수성을 가지는 풍화대가 이산화탄소 누출 가능성이 높다는 것을 지시한다.

• 지질공학
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• 제14권3호
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• pp.259-272
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• 2004

이 연구는 임해지역 지하원유비축기지 주변에서의 지하수 수리화학적 변화를 관측하여 원유저장 후 운영에 따른 저장공동의 기밀성 확보에 수질화학적 영향을 평가하고자 한다. 연구지역의 모암은 편마암이지만 바다와 호수를 끼고 있어 지하수의 화학조성은 모암의 영향보다 해수의 혼합, 수벽공 주입수, 그라우팅 재료의 용해와 같은 외적인 요소에 의해 상당한 영향을 받은 것으로 보인다. 4차례에 걸친 지하수의 수질분석 결과 측정시 기와 관측정에 따라서 큰 수질변화를 보인다. 전반적 인 지하수의 특성은 알카리성의 높은 전기전도도 값을 보이고, 일부 관측정 지하수는 고알카리성과 고염분의 특성을 보인다. 지하수의 화학적 유형은 Na-Cl형 > Ca-Cl 형 > $Ca-HCO_3(CO_3)$형의 순으로 우세한 경향을 보인다. 열역학적 평형관계를 계산해 본 결과 대부분의 지하수가 탄산염광물에 대해서는 침전성 환경을 앨바이트에 대해서는 용해성 환경을 보인다. 그러나 단열의 충전효과가 큰 점토광물의 침전은 거의 확인되지 않아 암반 단열의 밀봉효과와 그로 인한 기밀성 확보에는 큰 효과가 없을 것으로 보인다. 총유기탄소량 (TOC)은 원유저장 후 약간의 증가하는 경향을 보인다. 관측정 지하수의 $EpCO_2$ 함량은 0$\~$41.3의 범위를 보여 원유에 혼합으로 발생될 수 있는 높은 이산화탄소의 압력은 현재로서는 거의 무시할 수 있다.