• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.75-82
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• 2023

하천의 유량 측정 자료는 수자원의 개발 및 유지, 하천 방재의 중요한 기초 자료로 이용되며, 홍수를 예측하고 예방하기 위해 홍수시 가장 정확하게 유량을 측정하는 것이 필요하다. 이에 미국지질조사국(USGS)은 오래전부터 기존의 간편 유속측정법으로 1점법, 2점법, 3점법을 제안하여 지금도 많이 사용하고 있으나, 보다 더 간편하고 신뢰할 수 있는 평균유속 산정 방법을 실무에서 요구하는 추세이나 이에 대한 이론적 기반의 실무 적용성 연구는 다소 미진한 상태이다. 이를 위하여 본 연구에서는 확률론적 엔트로피 컨셉을 활용하여 기존의 한계를 보완할 수 있는 실무 적용성이 용이한 간편 유속 산정식을 제안하였다. Coleman과 Flume 실측자료에 적용하여 식의 효용성을 입증하였다. 분석 결과, Flume Data의 경우, 실측값 대비 기존의 USGS 1점법은 평균 7.6%, 2점법은 8.6%, 3점법은 8.1%였다. Coleman Data의 경우, 1점법은 평균 5%, 2점법은 5.6%, 3점법은 5.3%의 오차율을 나타냈다. 반면에 엔트로피 개념을 활용한 제안식은 Flume Data는 실측값 대비 1점법은 평균 4.7%, 2점법은 5.7%, 3점법은 5.2%로 나타나 기존의 방법 대비 오차율을 약 60%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한, Coleman Data의 경우에서도 1점법은 평균 2.5%, 2점법은 3.1%, 3점법은 평균 2.8%의 오차를 보여, 기존의 방법 대비 오차율을 약 50%정도 줄이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의하면 기존의 1점법, 2점법, 3점법 보다 더 간편하면서 신뢰성 있는 평균유속을 산정할 수 있을 것으로 판단 된다. 하지만, 이는 향후 하천 설계, 운영관리, 특히 재난대비 예측관리 등 각종재난 대비 대응에 보다 유용하게 활용하려면 추가적으로 다양한 하천 실측을 통한 제안식의 지속적인 수정보완이 필요할 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권4호
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• pp.240-249
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• 2013

해양지질 조사 또는 엔지니어링 목적의 해양 탄성파 탐사에서 해상의 너울로 인하여 탐사자료의 품질이 저하된다. 1 ~ 2 m의 너울은 탐사 중에 종종 발생하는데, 1 m 이내의 정밀도를 요하는 고해상 해저탐사자료에서 이를 보정하여 줌으로써 탄성파 단면도의 수평적 연속성을 높일 수 있다. 이 연구에서는 8채널 고해상 에어건 탐사자료와 3.5 kHz 천부지층탐사자료에 대하여 너울영향 보정을 적용하였다. 너울영향을 효율적으로 보정하기 위해서는 탐사자료에 나타나는 해저면의 위치를 정확하게 산출하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 해저면 수심값 추출을 위하여 해저면 부근의 최대 진폭을 이용하거나 최대진폭값의 일정 기준을 넘어서는 지점을 해저면 위치로 추출하는 방법 등을 사용하였다. 품질이 낮은 자료에 대해서는 수심값 추출이 용이하도록 엔벨로프 또는 해저면 요소파(wavelet) 신호와 상호상관을 수행한 자료를 사용하였다. 이와 같은 방법으로 산출한 수심값으로부터 평균값을 구한 후, 그 차이를 보정하여 주었다. 시험 적용된 에어건 탐사자료에서는 약 0.8 m, 2종의 3.5 kHz 천부지층탐사자료에서는 각각 약 0.5 m와 약 2.0 m 범위의 너울영향을 보정하였다. 자료의 상태에 따라 적절한 해저면 수심값 추출 방법을 사용하여 탐사자료의 너울 영향을 보정함으로써 지층의 연속성이 향상된 고품질의 고해상 해저 탄성파 단면도를 제작할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.26-33
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• 2008

큰 입사각을 가진 탄성파 반사법과 굴절법 자료의 분석은 지각 규모의 구조 연구에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 관측된 자료로부터 적합한 속도 구조 모델을 바로 얻는 것은 상당히 어려운 일이며, 지각 구조 분석은 본질적으로 비선형 문제이기 때문에 구조 모델을 단계적으로 향상 시켜야만 한다. 광각 지각 구조 모델링에는 위상식별과 시행착오 전진 모델링과 같은 몇 가지 주관적인 과정들이 있다. 광각 자료 분석에서 이러한 주관적인 과정들은 결과 모델들의 유일성과 신뢰성을 감소시키기 때문에, 분석절차에서 주관성을 감소시키는 것이 중요하다. 이러한 관점에서, 우리는 지각 구조 모델의 개발에 사용될 PASTEUP과 MODELING이라는 2개의 소프트웨어를 설명하고 있다. PASETUP은 기록 단면도의 도시, 광각 탄성파 자료 분석 그리고 위상 피킹을 쉽게 해주는 대화식 응용프로그램이다. PASETUP은 신호대잡음 비를 향상시키고 위상식별을 도와주는 분석 기능과 다양한 필터를 갖추고 있다. MODELLING은 속도모델의 편집과 파선 모델링을 위한 대화식 응용프로그램이다. MODELING에 의해 계산된 주행시간은 PASTEUP에서 관찰된 파형과 바로 비교될 수 있다. 이것은 지각구조 분석에서 가장 주관적인 과정 중 하나인 주행시간 피킹이 필요 없기 때문에 지각 구조 모델링에서 주관성을 감소시킨다. MODELING은 편집 가능한 층서구조 모델을 다중 채널 탄성파(MCS) 반사파 자료의 시간 단면도와 비교할 수 있는 왕복 주시로 변환할 수 있다. 반사파 자료와 광각 자료의 구조 모델 사이의 직접 비교는 모델에 좀 더 신뢰성을 부여한다. 게다가 PASTEUP과 MODELING 둘다 큰 자료를 다루기에 효과적인 도구이다. 이 소프트웨어들은 광각 탄성파 자료를 이용한 좀 더 그럴듯한 지각-규모의 구조 모델을 개발하는데 도움을 준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.223-235
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• 2002

수로는 약선대를 따라 형성되는 경우가 많으며, 특히 강을 따라 단층이 발달하는 경우가 많다. 교량과 같은 수상 구조물의 건설을 위하여 탐사의 필요성이 높음에도 불구하고 육상과는 달리 수상 전기비저항 탐사가 활발하게 적용되지 못한 것은 현장탐사와 자료해석의 어려움 때문이었다고 볼 수 있다. 그러나 무엇보다도 중요한 것은 양질의 자료 획득이며, 양질의 자료 획득이 육상 탐사보다 어려운 것은 영상화하고자 하는 지하구조가 물로 덮여 있다는 점에서 연유한다. 이 연구에서는 이와 같은 점에 중점을 두고 수치 모델링과 현장탐사 사례 분석을 통하여 수상 전기비저항 탐사 자료의 특성, 현장 탐사와 해석 방법에 대하여 논하였다. 수상 전기비저항 탐사는 전극이 물 표면에 혹은 물 바닥에 설치되어 있는가에 따라 탐사자료의 획득방법, 고려할 사항, 해석 방법이 달라지므로, 전극을 물 표면에 띄운 경우와 바닥에 설치한 경우로 나누어 논의를 전개하였다. 이를 통하여 하상 전기비저항 탐사는 수층 하부 지반을 정확하게 영상화할 수 있음을 보였다. 또한 수상 전기비저항 탐사에서 전극을 물 바닥에 설치하는 것이 물 표면에 설치하는 것보다 훨씬 더 분해능이 높은 영상을 획득할 수 있다. 그러나 두 방법 모두 육상 탐사에 비하여 지하구조에 대한 민감도는 낮고, 유동전위 등에 의하여 전기잡음이 높을 가능성이 높기 때문에 육상 탐사보다 높은 S/N 비를 갖는 현장 탐사자료의 획득이 필수적이며 가능한 한 높은 분해능을 갖는 전극배열을 선택하여야 하는 것으로 나타났다. 변형된 전극배열법은 원거리 접지가 불필요하다는 점과 아울러 그의 원천이 되는 전극배열보다 높은 신호대 잡음비를 갖는 자료 획득이 가능하다는 점에서 수상 전기비저항 탐사에 많은 활용이 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.24-45
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• 2002

고해상 천부 해저 탄성파탐사 기술은 지난 수십년간 자원, 엔지니어링 탐사 및 지질 조사에 활용되어 왔다. 다중채널 탐사법이 지하구조를 파악하는데 매우 효과적임에도 불구하고 천부 해저탐사에는 간편성과 경제성 때문에 단일채널 아날로그 방식이 더 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 경제적으로 탐사자료의 품질을 향상시키기 위하여 소형 에어건, 6채널 스트리머와 PC기반 시스템을 이용하여, 고해상 탐사자료를 디지털로 취득하고 이를 자료 처리하여 탄성파 단면도를 제작하였다 이러한 시험 자료취득은 지난 수년간 다른 목적의 연구와 병행하여 포항근해, 황해 그리고 경기만에서 수행되었다. 취득된 자료에 기본적인 자료처리가 적용되었는데 그 과정에는 이득회수, 디콘볼루션, 필터링, 동보정, 정보정, 공통 중간점 분류와 중합이 포함되었다. 자료처리된 단면도들의 예를 아날로그 기록과 비교하여 나타내었다. 자료처리 후 디지털 단면기록의 해상도는 크게 향상되었다. 취득 및 처리 결과는 소형 에어건, 6채널 스트리머와 PC기반 시스템을 이용한 고해상 천부 해저 탄성파탐사가 정밀한 지하구조 파악에 효과적임을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.61-68
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• 2010

인천시 강화군 석모도의 지열에너지 개발을 위하여 성부 파쇄대 해석을 위한 MT 탐사를 수행하였다. 또한, MT 탐사자료의 해석을 위해서, 지질조사와 심부시추공 물리검층을 함께 수행하였다. 석모도의 지질은 북쪽에는 백악기와 쥬라기에 관입된 화강암이, 남쪽에는 선캄브리아기의 편암류가 분포한다. 이 지역에서 지열징후는 편암류와 백악기의 화강암의 경계부에서 발견되었다. 심부파쇄대를 따른 영수의 순환에 의해 대상지역의 지온증가율은 $45^{\circ}C/km$ 이상으로 대한민국 평균보다 훨씬 높게 나타났다. MT 탐사자료의 2차원 빛 3차원 해석 결과, 전기전도도가 매우 높은 이상대가 동쪽으로 경사져서 지하 1.5 km 깊이까지 분포하는 것으로 나타났으며 이는 해수로 채워진 파쇄대로 해석되었다. 이 이상대를 목표로 시추한 결과 1280 m 심도에서 일일 4000 ton 이상, 온도 $70^{\circ}C$ 이상의 많은 양의 지열수를 개발하는데 성공하였다. 이 지열수의 화학적인 성분은 기존 시추공에서 발견된 지열수의 화학성분과 매우 유사하여 동일한 지열저류층, 즉, 동일한 지영저류층에서 생산되는 것으로 간주할 수 있을 것으로 판단하였다. 이러한 탐사결과를 기초로 2009년부터 한국지질자원연구원에서는 지열 열병합 발전을 위한 새로운 지열개발 프로젝트를 시작하였고 추가적인 MT 탐사와 탄성파 반사법 탐사, 이미 굴착되어 있는 20여개의 심부 시추공에 대하여 물리검층을 포함한 각종 시추공 조사 등이 수행 중이다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.381-393
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• 2014

이라크 북동부 지역 메소포타미아 분지 백악기 퇴적층의 층서, 구조지질 및 탄화수소 부존 가능성을 이해하기 위해 야외지질조사자료 및 탄성파 탐사자료를 병합하였다. 분지 내 백악기 지층은 크게 Qamchuqa 층, Kometan 층, Bekhme 층, Shiranish 층 등으로 구분되며, 대부분 천해 환경에서 형성된 탄산염암으로 구성되어 있다. 주요 지질구조는 크게 트러스트, 분리습곡, 단층 전파습곡, 단층 만곡습곡 등으로 구분될 수 있다. 또한 파쇄단열은 북서-남동으로 발달하는 지질구조를 따라 이와 평행 또는 수직 방향으로 규칙적인 분포양상을 보인다. 파쇄단열의 분포와 빈도는 이러한 습곡과 단층들의 발달에 의해 규제되어진다. 탄화수소 부존가능성 측면에서 분지 내 백악기 퇴적층들은 유기탄소함량의 부족과 파쇄단열의 발달로부터 각기 근원암이나 덮개암으로 제한된 능력을 가진다. 그러나 탄산염암들이 제한된 1차 공극을 가지고 있음에도 불구하고 파쇄단열에 의한 2차 공극의 발달은 암석의 저류능력을 증가시키는데 기여한다. 백악기 탄산염암의 저류 능력을 결정하는 가장 중요한 요인은 습곡 및 단층의 상대적 위치 등에 따른 파쇄단열의 발달 빈도와 연결성에 있는 것으로 보인다. 본 연구에서 도출된 결과는 이라크 북동부 지역 백악기 지층의 층서 및 지질구조를 이해하는데 참고로 사용될 수 있으며, 향후 이 지역의 백악기 퇴적층들의 탄화수소 부존가능성을 연구함에 있어 매우 유용한 정보를 제공 해 줄 수 있다.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.201-215
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• 2014

본 연구에서는 창원시 강변여과수 개발사업(2단계)에서 얻어진 자료들을 이용하여 대수층의 수리전도도와 방사형집수정의 수평집수관에서 산출되는 유량과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 연구지역인 낙동강 중하류 모래자갈층에서 수평적으로 채취한 미고결 퇴적물의 시료를 이용하여 경험식에 의한 수리전도도를 산정하였다. 여러 경험식을 이용하여 연구지역에서 수리전도도를 산정한 결과, Beyer식에 의한 수리전도도가 가장 적합한 것으로 판정되었다. 산정된 수리전도도는 0.083 ~ 0.264 cm/s의 범위, 평균 0.159 cm/s로 나타내고 있어 연구지역의 대수층 특성은 모래자갈층에 투수성이 양호한 것으로 나타났다. 산정된 수리전도도와 실측자료에 의한 스크린 내 지하수의 유입속도 및 유량과의 상관관계를 분석하고자 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석 결과, 수리전도도와 지하수의 유입속도 및 유량은 약 72 %의 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났고, 각 변수들 간에 실측자료와의 검증에서도 약 72 %가 일치하는 것으로 분석되어 선형 회귀식은 높은 적합성을 나타내었다. 본 연구의 결과로서 선형 회귀식을 이용하여 수리전도도에 의한 방사형집수정의 수평집수관에서 산출되는 유량의 추정이 가능하고, 연구지역과 유사한 대수층에서 적용이 가능할 것이라고 사료된다.

• 지질공학
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• 제12권1호
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• pp.23-34
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• 2002

시추공 영상조사는 지하 구조를 직접 확인함으로서 좀더 정확한 자료를 얻기 위하여 실시되고 있으나, 시추공 좁은 공간내에 국한된 정보이기 때문에 원하는 공간범위의 지하 구조물에 직접적으로 적용하기 어려운 실정이다. 이에 시추공 영상 자료를 처리하고, 방향에 따른 위경사를 고려하여, 2차원의 지하 불연속면을 원하는 단면의 방향에따라 가시화하는 프로그램을 개발하고, 지하 불연속면의 분포를 넓은 공간에 확장하여 현장에 적용함으로서 시추공 영상분석을 보완하였다. 이와 관련된 프로그림이 별도로 판매되어 일부에서 사용되고 있으나, 내용이 알려지지 않았고 일반인이 사용하는데에 제한이 있었으므로 이번 기회에 희망자들이 쉽게 사용할 수 있게 될 것이다. 지하 구조물이 계획된 지역의 지하단면을 작성하기 위하여 포트란과 비쥬얼배직 프로그래밍 언어를 사용하여 Window GUI(Graphic User Interface) 환경으로 프로그램을 제작하였고 이 프로그램을 이용하여 전라북도 장수군 계남면 장계리 지역 터널계획 구간의 불연속면 분포도를 작성하였다. 시추공내에 국한된 불연속면을 가시화 프로그램을 이용하여 공간적으로 확장함으로서 부근 전체의 지하구조를 파악하며, 다른 지점에서의 불연속면의 분포 형태를 추측할 수 있었다. 또한 터널에 영향을 미치는 불연속면의 절리간극의 크기 범위와 불연속면들의 출현 심도 및 영향 범위 등을 계획된 터널의 방향에 따라 가시화하여 설계와 시공에 쉽게 이용하게 하였다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.457-465
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• 2013

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 ${\gamma}-{\gamma}$ 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다.