• 지구물리와물리탐사
• /
• 제14권2호
• /
• pp.164-175
• /
• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제14권4호
• /
• pp.316-323
• /
• 2011

대형 고분의 발굴 조사를 위한 전기비저항 탐사법의 적용 가능성을 시험하기 위하여, 나주 복암리 3호분에 대하여 3차원 전기비저항 탐사를 수행하였다. 높은 해상도의 지하구조 영상을 얻기 위해서는 고분의 정확한 지형 구조 및 전극 위치에 대한 정보 획득이 필수적이다. 이에 따라 문화재 발굴 조사에서 사용하는 방법인 실을 이용한 구획설정법을 응용하여 전극을 설치하였다. 탐사 자료는, 전극 간격은 2 m, 측선 간격은 1 m로 하여 얻었으며, 각 탐사 측선은 상대적으로 1 m 엇갈리게 배열함으로써 전체적으로 고분에 대하여 1 m ${\times}$ 1m 크기의 격자망으로 구성하였다. 탐사 자료에 대하여 3차원 전기비저항 영상화를 수행하고 이를 기존의 발굴 조사 결과와 대비하였으며, 이로부터 확인된 매장 유구 분포와 전기비저항 영상이 매우 잘 일치함을 확인하였다. 이 연구를 통하여 대형 고분에서 매장 유구를 조사할 때 3차원 전기비저항 영상화 기술이 매우 유용함을 밝혔다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제17권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2014

최근 제주도 서부 중산간(해발고도 400 ~ 900 m) 지역에서 획득된 자기지전류(MT) 탐사자료와 제주도 중산간 전역에서 획득되었던 기존 MT 탐사 자료의 1차원 역산을 통하여 서귀포층과 U층으로 대표되는 퇴적층에 해당하는 저비 저항층의 분포형태를 살펴보았다. 저비저항층의 상부경계는 제주도 표고와 매우 높은 양의 상관관계를 가지고 있으며 하부경계는 표고와 음의 상관관계를 가진다. 즉, 저비저항층은 제주도 중앙부에서 두꺼운 렌즈 형태를 하고 있으며 그 하부의 기반암은 중앙부에서 오목한 형태일 가능성이 높다. 이러한 표고와의 상관성을 고려하는 크리깅을 수행하여 제주도의 지전기 구조 모델을 제시하였다. 하지만 한라산의 화도를 따라 3차원 형태의 저비저항 이상체가 존재할 가능성과 시추공 자료와의 차이를 발생시키는 원인을 규명하기 위하여 3차원 모델링과 다른 지구물리탐사나 물리검층 자료와의 복합해석이 요구된다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.51-58
• /
• 1994

제주도 해안지역에서의 지하 비저항 구조를 밝혀내기 위한 목적으로 곽지리 지역과 신풍-신천리 지역에서 수직 및 수평 전기 탐사가 수행되었다. 일반적으로 이 지역들의 지전기적 구조는 수리지질학적인 구조와 가장 밀접하게 연관되어 있으며 지하의 비저항구조의 파악은 지하수 수급 문제의 해결을 위해서도 매우 중요하다. 해안 지역에서 얻어진 전기 탐사의 결과는 비록 지역적인 차이를 보이고 있기는 하지만 지하심부로 내려갈수륵 그 비저항치가 감소하는 현상, 평균해수면 부위의 비저항치가 대부분 지하수에 의해 영향을 받는 지층의 비저항치를 나타내는 현상, 그리고 지하의 저 비저항대가 보고된 지하수위와 매우 좋은 상관을 보인다는 점등의 특징을 지니고 있다. 본 전기 탐사 연구를 통해 제주지역 지층의 비저항을 다음과 같은 몇 개의 범주로 구분할 수 있다. 지하수에 포화되지 않은 지층의 비저항은 1000 ohm-m이상이며 지하 담수에 의해 포화된 지층의 경우는 수백 ohm-m 정도로 간주된다. 또한 해수에 의해 포화된 지층의 비저항은 수십 ohm-m정도의 값을 갖는다. 일반적으로 제주지역의 지하 비저항 분포는 지표의 지질보다는 주로 지하 지층의 수리적 특성과 지하수의 성분 등에 더 큰 영향을 받는 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.112-122
• /
• 2007

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 석탄회의 철산화광물에는 중금속원소들이 다량 농집되어 있어서 침출이 일어나는 환경에서는 토양과 지하수 및 해양오염의 가능성이 높다. 본 연구에서는 해안가에 위치한 당진화력 발전소에서 배출하고 있는 석탄회와 주변 해수와의 반응과정에서 토착 미생물이 어떤 역할을 하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 해수와 석탄회를 혼합하여 배양기에 60일 동안 보관하면서 물시료와 석탄회 시료를 분석함으로써 박테리아의 활동에 따른 광물의 상변화 및 해수의 지화학적 변화 정도를 살펴보았다. 매립호수에서 해수의 평균 pH는 8.97이다. 지화학적 변화 결과에 비추어 볼 때, 박테리아의 활동은 실험 시작 7일 이후부터 급격하게 활성화되었다. ${SO_4}^{2-}$는 글루코스를 첨가한 시료에서 다른 처리방식에 비해 현저하게 감소하는 경향을 나타낸다. 매립호수에 서식하는 박테리아는 주로 Mn, Fe, Zn와 반응하여 매립호수로부터 금속이온을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 탄산염 광물을 형성하는 과정에서 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 역할도 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.86-95
• /
• 2006

Brillouin backscatter is a type of reflection that occurs when light is shone into an optical fibre. Brillouin reflections are very sensitive to changes in the fibre arising from external effects, such as temperature, strain and pressure. We report here several case studies on the measurement of strain using Brillouin reflections. A mechanical bending test of an I beam, deployed with both fiber optic sensors and conventional strain gauge rosettes, was performed with the aim of evaluating: (1) the capability and technical limit of the DTSS technology for strain profile sensing; (2) the reliability of strain measurement using fiber optic sensor. The average values of strains obtained from both DTSS and strain gauges (corresponding to the deflection of I beam) showed a linear relationship and an excellent one-to-one match. A practical application of DTSS technology as an early warning system for land sliding or subsidence was examined through a field test at a hillside. Extremely strong, lightweight, rugged, survivable tight-buffered cables, designed for optimal strain transfer to the fibre, were used and clamped on the subsurface at a depth of about 50cm. It was proved that DTSS measurements could detect the exact position and the progress of strain changes induced by land sliding and subsidence. We also carried out the first ever distributed dynamic strain measurement (10Hz) on the Korean Train eXpress(KTX) railway track in Daejeon, Korea. The aim was to analyse the integrity of a section of track that had recently been repaired. The Sensornet DTSS was used to monitor this 85m section of track while a KTX train passed over. In the repaired section the strain increases to levels of 90 microstrain, whereas in the section of regular track the strain is in the region of 30-50 microstrain. The results were excellent since they demonstrate that the DTSS is able to measure small, dynamic changes in strain in rails during normal operating conditions. The current 10km range of the DTSS creates a potential to monitor the integrity of large lengths of track, and especially higher risk sections such as bridges, repaired track and areas at risk of subsidence.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.23-32
• /
• 1988

미계측유성(未計測流城)에서의 시간별 강우(降雨)로부터 부분침투천하(部分浸透川下)의 비피압대수층내(非被壓帶水層內)의 지하수(地下水)흐름에 기여하는 침투량과, 이로 인(因)하여 발생되는 하천수로상(河川水路上)에서의 시간별 기저유량(基底流量)의 동시적(同時的) 결합(結合)이 지형도(地形圖)나 토양도(土壤圖)부터 획득된 수리(水理) 및 수문(水文) 특성인자(特性因子)들에 의하여 수행(遂行)되었다. 지하수(地下水)흐름과 이의 개수로상(開水路上)의 흐름추적은 Boussinesg의 비선형방정식(非線形方程式)을 선형화(線形化)한 기법(技法)과 St. Venant의 간편화 공식을 각각 이용하므로써 결정되어졌다. 이의 해(解)를 위한 유출모형(流出模型)은 전류성(全流城)을 분할한 분포모형(分布模型)을 사용하였으며, 수치해법(數値解法)은 운동파방정식(運動波方程式)의 유한차분법(有限差分法)을 이용하였다. 그 결과로서, 수문지질(水文地質)의 다변성(多變性)에 따른 수문곡선분리(水文曲線分離)의 합리성(合理性)은 물리적(物理的)으로 바탕을 둔 지하지표수(地下地表水)의 모형을 개발하므로써 이루어져야 한다고 제안(提案)된다. 본 연구의 실하천유역(實河川流域)에 대한 적용 예로서는, 금강수계내(錦江水系內) 지류(支流)인 보청천유역(報靑川流域)을 선정(選定)하였으며, 그 결과로부터 본(本) 기법(技法)은 미계측유역에서의 강우의 지하침투량에 의한 기저유량을 모의발생(模擬發生)시킬 수 있으리라 판단된다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.275-283
• /
• 2002

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적적로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR 탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(電磁) 탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자 탐사는 주파수대역 탐사이며 인공적으로 에너지원(源)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구 결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제7권3호
• /
• pp.171-180
• /
• 2002

곰소만 조간대 퇴적물에서 인의 각 형태에 대한 시공간적인 분포와 관련 환경 인자를 조사하였다. 퇴적물 내 총인(TP), 입자성무기인(PIP), 총유기인(TOP), 용존무기인(DIP)의 곰소만 전체 평균 함량은 각각 548.8mg P kg$^{-1}$, 426.1mg P kg$^{-1}$, 122.6 mg P kg$^{-1}$, 0.217 mg P kg$^{-1}$로써, TP 중 차지하는 순서는 연중 변화 없이 PIP>TOP>DIP이었다. TP는 여름과 겨울간에, 수평적, 수직적으로 일관된 변화는 발견하지 못하였다. 다만, 줄포천 하구에 위치한 조간대 퇴적물에서 높은 TP가 발견되었다. 시기적으로 대부분의 정점에서 8월에 TOP 농도가 높게 나타나 TP중 28.90%를 차지하는 반면, TIP는 71.10%를 차지하고, 11월에는 반대로 TOP가 15.63%로 급격하게 감소하고, TIP가 84.38%를 차지하였다. DIP의 농도 자체는 낮지만, 뚜렷한 계절적인 변화를 보였다. DIP는 모든 정점에서 8월이 11월 보다 3배 높은 농도를 보였다. 이러한 경향은 11월에 비하여 8월 조사기간 동안 퇴적물 내 함유된 유기물의 절대적인 농도에는 차이가 없으나, 높은 수온에 의하여 수층의 일차생산력이 증가하고, 따라서 상층수에서 퇴적물로 공급되는 절대적인 유기물량이 증가함과 동시에 유기물의 분해율 또한 증가한 것으로 생각된다. 따라서 공극수 내 DIP의 농도가 증가되었을 것이다. 여름철 퇴적물의 표층 하에서 혐기성 조건이 조성되어 퇴적 입자에 흡착되었던 PIP의 일부가 낮은 pH, Eh환경에서 용존 상태로 전환된 부분도 있었을 것이다. 따라서 이러한 변화에 대한 가장 중요한 요인으로 곰소만 조간대 퇴적물 내 인의 분포는 일차적으로 줄포천과 같이 생활하수가 집중적으로 공급되는 곳에서 높은 TP 농도를 보였고, 시기적으로 PIP와 DIP는 강한 계절적인 차이를 나타내었으며 , 이는 주로 하절기 높은 수온과 유기물 함량이 여타 다른 환경을 변화시킴으로써 나타나는 것으로 생각된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제10권1호
• /
• pp.56-68
• /
• 2005

강화도 남단 갯벌의 상부조간대 세 정점에서 퇴적물 시료를 채취하여, 공극수에서 질산염 등 영양염을 분석하였다. 질산염의 공극수내 분포를 단순한 1차원 모델로 분석한 결과, 탈질산화율은 장화리에서 $7.8{\sim}9.4{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$, 동막에서 $1.4{\sim}3.6{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$로 추정되었다. 이는 타 지역에서 보고된 반응속도와 별 차이가 나지 않는 규모였다. 탈질산화율은 여름철에 낮았으며, 퇴적물 입도가 상대적으로 조립한 장소에서 1.5배 이상 빠르게 나타나서, 입도가 탈질산화 반응물질의 공급속도를 조절하는 중요한 인자 중의 하나로 판단되었다. 탈질산화는 무기질소 성분을 $N_2$로 영구적으로 갯벌의 계 외로 제거함으로써 지화학적 정화능으로 제시될 수 있지만, 열역학적 판단기준으로 보면 계에 대해 정화라는 개념을 부여하는 데에는 문제가 있다고 판단된다. 또한 현재 갯벌이란 용어가 생태환경적 기능이 상이한 염습지, 모래갯벌과 펄갯벌을 통칭하고 있어서 과학적인 분류가 시급한 것으로 나타났다.