• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.1-17
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• 2021

Self-potential (SP) surveys measure naturally occurring differences in electrical potential in the absence of artificial sources and have been applied to various fields since the first application in mineral explorations. Among various causes of SP occurrences, streaming potential is generated by the flow of groundwater, and makes SP surveys suitable for the exploration of groundwater table fluctuation, fractures, sinkholes and landslide occurrences. Recently, there has been many studies that applied SP surveys to monitor water leakage through dikes and embankments. In this review paper, we first review the characteristics and theoretical backgrounds of streaming potential in saturated or unsaturated porous media to introduce it in the embankment among various application field. After the review of the background theory, we review the past cases of field SP surveys on dikes and embankments and also the characteristics of field streaming potential data in the surveys. Further, by analyzing past studies of qualitative as well as quantitative interpretation of SP survey data, we show the possibility of quantitative interpretation of streaming potential data obtained on dikes and embankments. Consequently, it is hope that this review paper helps researches on SP surveys on dikes and embankments, and provides basis for interpretation methods of the SP data to identify leaked area and further leakage rate (or permeability).

• Membrane and Water Treatment
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• 제4권3호
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• pp.157-174
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• 2013

The present study is devoted to the validation of a new method for in line electrokinetic characterisation of deposits on membrane surfaces. This method is based upon simultaneous measurements of transversal streaming potential and permeates flux at constant pressure before and during the deposit formation. Dead-end filtration experiments were conducted with negative flat membranes forming a narrow slit channel, negative hollow fiber membranes and mono-dispersed suspensions of (negatively charged) polystyrene latex and (positively charged) melamine particles at various concentrations. It was observed that the overall streaming potential coefficient increased in absolute value with the deposited latex quantity, whereas it decreased and changed of sign during the filtration of melamine suspensions. By considering a resistance-in-series model, the streaming potential coefficient of the single deposit ($SP_d$) was deduced from the electrokinetic and hydraulic measurements. The independence of $SP_d$ with respect to growth kinetics validates the measurement method and the reliability of the proposed procedure for calculating $SP_d$. It was found that $SP_d$ levelled off much more quickly when filtration was performed through the slit channel. This different behaviour could result from a non-uniform distribution of the deposit thickness along the membrane given that the position of measuring electrodes is different between the two cells.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권2호
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• pp.41-46
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• 2015

The drag of the excess charge in an electrical double layer at the solid fluid interface due to water flow induces the streaming current, i.e., the streaming potential (SP). Here we introduce a sandbox experiment to study this hydroelectric coupling in case of a tracer test. An acrylic tank was filled up with homogeneous sand as a sand aquifer, and the upstream and downstream reservoirs were connected to the sand aquifer to control the hydraulic gradient. Under a steady-state water flow condition, a tracer test was performed in the sandbox with the help of peristaltic pump, and tracer samples were collected from the same interval of five screened wells in the sandbox. During the tracer test, SP signals resulting from the distribution of 20 nonpolarizable electrodes were measured at the top of the tank by a multichannel meter. The results showed that there were changes in the observed SP after injection of tracer, which indicated that the SP was likely to be related to the solute transport.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권4호
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• pp.231-243
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• 2018

흐름 전위는 지하 공극 내 유체의 흐름에 의해 발생하는 자연 전위로 이러한 흐름 전위를 이용한 자연 전위 탐사는 유체 흐름 뿐만 아니라 지층 유체에 대한 정보도 파악할 수 있는 탐사법이다. 지하 매질과 유체 사이에 존재하는 전기 이중층과 같이 입자가 대전하고 있을 때 여러 원인에 의해 유체가 유동하여 발생하는 계면 동전기 현상 중 하나인 흐름 전위는, 발생 기작이 복잡하고 측정 전위 값이 비교적 작아 잡음에 취약하다는 어려움도 있지만 이를 이용한 자연전위 탐사는 인공적인 송신원이 없어 탐사가 용이할 뿐만 아니라 반복성도 좋기 때문에 지층 유체 모니터링 탐사에 적용이 확대되고 있다. 이 논문에서는 지금까지 흐름 전위의 발생 기작에 대한 연구와 지배 방정식들을 정리하여 설명한 뒤, 매질의 물리적 특성 변화에 따른 흐름 전위 반응 특성 및 다양한 국내외 유체 흐름 자연 전위 탐사의 사례 분석을 수행하였다. 이 기술보고에서는 흐름 전위에 대한 이해도를 높임과 동시에 적용 가능한 다양한 분야를 소개함으로써, 국내에서의 흐름 전위를 이용한 자연전위 탐사의 현장 적용 방안을 제시하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.223-231
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• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.49-58
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• 2003

대수층의 수리적 이방성 분석을 위하여 시험정이 규칙적으로 배열된 두 곳의 실험현장에 대하여 양수시험 전후에 장기간의 자연전위 모니터링을 수행하였으며, 자연전위법 적용 이전 단계에서 지표 전기비저항탐사, 노말비저항검층 및 순간수위변화시험을 이용하여 대수층의 수리지질학적 구조를 파악하였다. 최근에 제안된 수치 모델을 이용하여 두 실험현장에 대한 자연전위 모니터링 자료를 해석한 결과 피압 대수층의 특성이 나타나며, 자연전위 자료로 등전위 분포도를 작성한 결과 다양한 방법에서 얻어진 대수층의 이방성 방향과 일치됨을 확인하였다. 따라서 이 연구에서 이용된 대수층시험과 자연전위 자료의 복합해석을 이용한 이방성 분석 기법 적용 결과는 관측정이 없는 단공양수시험 시대수층의 수평적인 이방성 등을 추정하는데 유용할 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.291-296
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• 2007

We measured potential waveform of load, displacement, micro electric signal generated by rock and mortar fracture using PXI A/D Converter. The rock type used for measurement was used granite, limestone and sandstone, and mortar specimen. we made measuring equipment of physical properties to confirm basic information of physical properties, measured physical properties of rock engineering, electric resistivity and seismic velocity. Potential waveform system was built using PXI A/D Converter and measured potential waveform of load, displacement, micro-electric signal generated using this during uniaxial compressive test by the specimen finished such test of physical properties. Using the saturated rock and mortar specimen, micro electric signal increased, and It didn't increase a signal in dried rock and mortar specimen according as load and strain rate increases. But signal also increased in saturated or dried specimen in case of sandstone. It was possible to check the close correlation relationship the signal and fracture behavior by a compressive load as the signal of fracture position was increased bigger than the other position. It was also possible to check the correlation relationship between physical properties and micro geo-electric signal.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.92-96
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• 2005

한반도 남서쪽에 위치한 산동저수지에 대하여 저수지 누수문제 파악을 위해 다양한 수리지질학적 방법과 지구물리 방법이 적용되었다. 이 연구에서 적용한 방법은 추적자 시험, 배수에 따른 시추공 수위 변화 및 누수량 변화 측정, 쌍극자배열 전기비저항탐사, 온도 검층 및 자연전위법 등이다. 수리지질학적 방법 적용 결과 누수형태는 댐체 측벽부를 통한 누수로 밝혀졌으며, 지구물리 방법 적용 결과 이러한 누수구간 및 누수로가 확인되었다. 또한 연구결과로서 지구물리방법 중 전기비저항탐사는 누수구간 규명에 효과적이며, 유동전위를 대상으로 한 자연전위법은 누수 지점 및 누수 유로 확인에 매우 높은 적용성을 확인하였다. 특히 자연번위법 적용 결과 누수가 합쳐져 유출되는 지점 근처에서 측정된 자연전위가 상대적으로 강한 음의 값을 나타냄에 따라 누수량의 증가와 자연전위값의 변화는 상관성이 큰 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권3호
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• pp.143-152
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• 2003

쓰레기매립장의 침출수 누출 탐지를 위한 물리탐사법은 침출수의 전기전도도를 대상으로 한 전기탐사법이 주로 적용되어 왔다. 이 연구에서는 제주도에 위치한 비위생매립지를 대상으로 전기비저항 탐사와 더불어 매립장 경계부와 토양층을 통한 침출수 누출 영역을 효율적으로 규명하기 위하여 다중주파수를 이용한 소형루프 전자탐사를 수행하였으며, 아울러 오염지역의 천부 지하수 유동 방향을 추정하기 위하여 침출수의 유동에 의해 발생될 수 있는 자연전위를 모니터링 하였다. 전기비저항 탐사 및 자연전위 모니터링 결과 매립지 주변을 통한 침출수의 누출 가능성은 거의 없는 것으로 나타났으며, 이는 주변 하천에서 정기적으로 실시한 수질 분석 결과와 일치된다. 또한 소형루프 전자탐사 자료에 대하여 공간 필터링 및 1차원 역산법을 적용한 결과 매립장 경계부의 위치 및 매립장 내부의 심도별 매립물에 의한 저비저항 이상대를 효과적으로 도출 할 수 있었다.