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포항 지열 개발지역에서의 SP 장기 관측 (Application of SP Monitoring in the Pohang Geothermal Field)

  • 임성근;이태종;송윤호;송성호;;조병욱;송영수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제7권3호
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    • pp.164-173
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    • 2004
  • 포항 지열 개발지역에서 지열수 유동을 파악하기 위하여 자연전위(self-potential; SP) 탐사를 수행하고 양수시험 동안에 SP 장기 관측을 실시하였다. 이를 위해 시추 작업이 시작되기 이전에 대상 지역의 자연전위의 분포를 알아보기 위하여 배경 SP 탐사를 수행하였다. 양수시험은 2003년 12월의 24시간과 2004년 3월의 72시간 동안의 두 번에 걸쳐서 시행되었는데, SP장기 관측은 이러한 양수시험 전후로 128채널 자동 SP측정 시스템을 이용하여 이루어졌다. 배경 SP 탐사에서는 지열수 순환의 상승부로 해석될 수 있는 뚜렷한 양의 이상이 시추공을 중심으로 북쪽에서 관측되었다. 양수 시험으로 인하여 일어나는 심부 지열 저류층의 유동 양상 및 지열수 흐름 방향을 탐지할 목적으로 수행한 1차 및 2차 SP 장기 관측 자료에서 양수 및 양수 중단에 의한 직접적인 SP 변화는 뚜렷하게 보이지 않았다. 이러한 이유는 다양한 물리탐사 방법으로 밝혀졌듯이 상부에 낮은 전기비저항의 미고결 퇴적층이 깊이 약 360m 두께로 덮고 있어 지열수 유동에 의한 전기역학적 전위가 지표 부근에서 심하게 감쇠되었기 때문으로 해석된다. 하지만 예비 양수시험 및 장기 양수 시험 동안에 얻어진 지하수 분석 자료와 SP 관측 자료를 비교한 결과 양수로 인한 SP 변화가 비교적 크게 나타나는 몇몇 측점들을 확인할 수 있었다. 이러한 큰 폭의 SP 변화는 시추공을 중심으로 남서부에 위치한 측점에서 예비 및 장기 양수시험 동안에 반복하여 관측되었는데, 이 지역은 3차원 MT 해석 결과에서 나타난 심도 $600m\~1,000m$ 하부의 저비저항 이상대와 일치한다. 따라서 시추공을 중심으로 남서부 지역은 시추공과 수리지질학적으로 연결되어 있음을 추정할 수 있다.은 $2.34{times}10^{-4}$초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 결론 : 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}1\%$ 이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34H10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.X>$44.7\%$로 $19.2\%$인 저선량군에 비해 훨씬 좋은 예후를 보였다. 단변량분석에서 예후에 영향을 미치는 중요인자로는 환자의 나이, 전신수행도, 종양의 위치, 수술절제범위, 표적체적, 방사선총선량 등이었다 다변량분석에서 통계적으로 유의한 인자는 환자의 나이(p=0.012), 수술절제범위(p=0.000), 방사선선량군(p=0.049)이었다. 방사선괴사와 같은 방사선으로 인한 직접적인 만성합병증은 추적관찰기간 동안 발생하지 않았다. 결론: 3차원 입체조형치료기법을 통하여 70 Gy까지의 방사선을 부작용 없이 조사할 수 있었고, 근치적 국소요법의 일환으로 방사선 선량증가가 전체 생존기간 및 무진행 생존기간을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.: 유방암치료에서 virtual wedge는 통상 사용하는 physical wedge에 비하여 주변 연부조직선량, 반대편 유방선량, 동측 페선량 및 심장선량을 감소시켜 급, 만성 방사선 부작용의 위험을 감소시킬 수 있는 임상적으로 매우 유용한 방법이며 또한 방사선조사시간을 단축시킴으로써 선형가속기의 부하를 줄일

Estimation of deep reservoir temperature of thermal groundwaters in Bugok and Magumsan areas, South Korea

  • Park, Seong-Sook;Yun, Seong-Taek;So, Chil-Sup
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.473-476
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    • 2004
  • In this study, hydrochemical studies of thermal waters in the Bugok and Magumsan areas showing geothermal anomalies were carried, and the applicability of ion seothermometers and multiple mineral equilibrium approach was examined to estimate their potential deep reservoir temperatures. Typical thermal waters of the two areas are clearly grouped into two major types, according to water chemistry: Na-Cl type (group A) and Na-SO4 type (group D). Compared to group A, group B and C waters show some modifications in chemistry. Group E waters show the modified chemistry from group D. Geothermal waters from the two areas showed some different chemical characteristics. The thermal waters of group A and B in Magumsan area are typically neutral to alkaline (pH=6.7 to 8.1) and Cl-rich (up to 446.1 mg/L), while the waters of group D and E in Bugok area are alkaline (pH=7.6 to 10.0) and SO$_4$-rich (up to 188.0 mg/L). The group A (Na-Cl type) and group D (Na-SO$_4$ type) waters correspond to mature or partially immature water, whereas the other types are immature water. The genesis of geothermal waters are considered as follows: group A and B waters were formed by seawater infiltration into reservoir rocks along faults and fracture zones and possibly affected by fossil connate waters in lithologic units through which deep hot waters circulate; on the other hand, group D and E waters were formed by the oxidation of sulfide minerals (mainly pyrite) in surrounding sedimentary rocks and/or hydrothermal veins occurring along restricted fracture channels and were possibly affected by the input and subsequent oxidation of S-bearing gases (e.g. H2S) from deep thermal reservoir (probably, cooling pluton). The application of quartz, Na-K, K-Mg geothermometers to the chemistry of representative group A and D waters yielded a reasonable temperature estimate (99-147$^{\circ}C$ and 90-142$^{\circ}C$) for deep geothermal reservoir. Aqueous liquid-rich fluid inclusions in fracture calcites obtained from drillcores in Bugok area have an average homogenization temperature of 128$^{\circ}C$, which corresponds to the results from ion geothermometers. The multiple mineral equilibrium approach yielded a similar temperature estimate (105-135$^{\circ}C$ and 100-14$0^{\circ}C$). We consider that deep reservoir temperatures of thermal waters in the Magumsan and Bugok areas can be estimated by the chemistry of typical Na-Cl and Na-SO$_4$ type waters and possibly approach 105-135$^{\circ}C$ and 100-14$0^{\circ}C$.

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강화 석모도 화강암류와 온천수의 지구화학: 온천수의 기원규명을 위한 Sr 동위원소의 응용 (Rb-Sr Isotope Geochemistry in Seokmodo Granitoids and Hot Spring, Gangwha: An Application of Sr Isotope for Clarifying the Source of Hot Spring)

  • 이승구;김통권;이진수;송윤호
    • 암석학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.60-71
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    • 2006
  • 인천광역시 강화군의 석모도는 주로 흑운모 화강암과 각섬석 화강섬록암으로 구성되어 있으며, 각섬석 화강섬록암에 의해 흑운모 화강암은 남과 북으로 양분된다. 남쪽의 흑운모 화강암 지역에서는 수온이 $72^{\circ}C$에 달하는 Na-Cl형의 고온성 온천이 산출된다. 흑운모 화강암의 Rb-Sr 전암연대는 각섬석 화강섬록암을 기준으로 북쪽에 분포하는 흑운모 화강암은 $207{\pm}70Ma$이고 Sr 초기치는 0.7132이다. 그리고 주로 남쪽에 분포하는 흑운모 화강암은 $132{\pm}50Ma$이고 Sr 초기치는 0.7125로서 양 화강암체가 지각기원물질의 마그마로부터 생성되었음을 지시해준다. 남북의 흑운모 화강암과 각섬석 화강섬록암체는 칼크-알칼리계열의 마그마로부터 분화되어온 특징을 보여주며, Rb과 Y+Nb 그리고 Yb+Ta의 상관관계도는 충돌대환경에서 마그마가 형성되었음을 지시해준다. 2005년과 2006년의 3월에 채취된 온천수의 Sr 동위원소비는 0.714507와 0.714518로서 거의 변화가 없고, 이 값은 남쪽에 흑운모 화강암의 Sr 동위원소비의 현재값과 거의 일치한다. 이와 같은 온천수의 Sr 동위원소비는 석모도내 온천수가 흑운모 화강암과 밀접한 연관성이 있음을 지시해주는 것이다.

해안 대수층에서 지하수 장기 모니터링을 통한 수리 특성 조사 (Hydrologic Characterization through Ground Water Monitoring in a Coastal Aquifer)

  • 심병완;이철우
    • 자원환경지질
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    • 제44권3호
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    • pp.239-246
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    • 2011
  • 도서지역의 지하수는 중요한 수자원으로 이용되고 있으나 지하수의 과잉 개발은 해수침투를 유발하거나 온천공에서는 온도 저하 등의 문제를 일으킬 수 있다. 본 연구는 석모도 매음리 일대의 온천공 및 지하수공에서 장기 모니터링을 실시하여 연구지역의 수리지질 특성을 추정하였다. 온천공 모니터링 결과 계절적인 수위 변화나 지속적인 수위 하강 또는 상승은 나타나지 않았으며, 공내 약 10 m 내외 심도에서 측정된 지하수온은 몇 개의 공에서 대기 최고온도와 2~5개월 정도의 시간차를 보이며 일년 주기로 나타났다. 그리고 조석 변동에 따른 유효응력 변화를 분석하여 저류계수를 계산하였다. 조석 영향을 분석한 결과 조석효율 요소를 이용하여 계산된 저류계수가 시간지연 요소를 이용한 값들보다 다소 크게 나타났다. 여러 가지 대수층 조건을 가정한 조석 분석법은 넓은 범위의 저류계수 값을 산정할 수 있으나, 본 연구에서 적용한 조석 분석법으로 계산된 값은 합리적이라 판단된다. 측정된 수위 및 조석 변동 형태가 동남향 방향으로 유사한 이유는 지반내 수리지질적인 연결성 또는 단열계의 분포특성에 의한 것으로 추정된다. 본 연구의 결과는 적정 지하수 사용량 또는 지하수 부존 평가나 온천공들의 개발 및 허가량 등에 대한 평가 자료로 이용될 수 있다.

실리카광물의 산침출 정제방법에 따른 불순물 변화 연구 (Impurity variation in high purity silica mineral with different leaching methods)

  • 윤윤열;이길용;조수영;정수복;채영배
    • 분석과학
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    • 제21권4호
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    • pp.332-337
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    • 2008
  • 실리카 광물의 정제를 위해 다양한 침출방법을 사용하여 침출특성을 비교하였다. 2.5% HF/HCl 산 침출용액을 사용하여 진동, 젓기, 초음파를 이용한 침출실험에서 초음파에 의한 침출방법이 가장 좋은 불순물 제거 효율을 나타내었다. 실험결과 Al, Ca, Fe, K, Na 등이 주 불순물로 존재하고 있었으며, 그 외 미량의 불순물로 Ba, Cu, Sr, Ti 등이 존재하였다. 실리카 광물중의 불순물 함량은 침출법에 의해 대부분 감소되었다. 또한 주 불순물인 Al, Fe의 경우 침출방법에 따라 제거율이 크게 차이나지 않았으나, Ca, Mn, Na 등은 제거율이 현저히 다른 양상을 나타내었다. 물리적 정제과정을 거친 4종류의 실리카 광물(순도 99% 이상)을 초음파를 이용한 산 침출법으로 정제한 결과, 총 불순물의 양은 NK-Si와 GR-Si이 적었으나 산 침출과정을 거친 후에는 IN-Si 실리카의 불순물 량이 가장 적게 나타났다. 불순물 중 Ca, Cr, K, Zn 등은 거의 80% 이상 초음파 침출법에 의해 제거되었고, 주 불순물인 Al의 경우 시료에 따라 10~60%의 제거율 차이를 나타내며 Fe는 모든 시료에서 60% 이상 제거되었다.

A comparing on the use of Centrifugal Turbine and Tesla Turbine in an application of Organic Rankine Cycle

  • Thawichsri, Kosart;nilnont, Wanich
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제3권2호
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    • pp.58-66
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    • 2015
  • This paper aims to compare the use of Centrifugal Turbine and Tesla Turbine in an application of Organic Rankine Cycle (ORC) Machine using Isopentane as working fluid expanding. The working fluid has boiling point below boiling water and works in low-temperature sources between $80-120^{\circ}C$ which can be produced from waste heat, solar-thermal energy and geothermal energy etc. The experiment on ORC machine reveals that the suitability of high pressure pump for working fluid has result on the efficiency of work. In addition, Thermodynamics theory on P-h diagram also presented the effect of heat sources' temperature and flow rate on any work. Thus, the study and design on ORC machine has to concern mainly on pressure pump, flow rate and optimized temperature. Result experiment and calculate ORC Machine using centrifugal Turbine efficiency better than Tesla turbine 30% but Tesla Turbine is cheaper and easily structure. Further study on the machine can be developed throughout the county due to its low cost and efficiency.

공공의료시설에 적합한 신재생에너지시스템의 복합적용비율에 관한 연구 (A Study on the Application Ratio by the New and Renewable Energy Systems Fit for Public Medical Facilities)

  • 홍준호;이용호;조영흠;황정하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.32-43
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    • 2014
  • This study set out to identify the importance of each factor influencing facility selection with a survey among public medical facilities under the category of public buildings and apply the importance of economy, technology and environment with the weighting factor method, thus proposing optimal application plans. The research content of each section can be summarized as follows:1) Estimated energy consumption according to the energy simulation was 65,129MWh/yr, which was 18.7% higher than that according to the calculation equation. Of the energy consumption, more than 80% was used by heating and cooling facilities and construction facilities, and 20% was used by electronics such as medical equipments and in and outdoor lighting. 2) The results of a survey on the factors influencing the importance when selecting a new and renewable energy system reveal that the upper items had a priority in economy, environment, and technology in the descending order and that the lower item shad a priority in initial investments, maintenance and repair costs=energy costs, supply reliability, energy efficiency and $CO_2$ emissions in the descending order. 3) The application alternatives were analyzed in economy, technology, and environment. As a result, a geothermal system turned out to be the most excellent one a cross all the upper and lower comparison items. Of the other systems, a solar thermal system was superior in initial investments, maintenance and repair costs, and energy efficiency, where as a photovoltaic system was superior in energy costs, supply reliability, and $CO_2$ emissions. 4) As for the mixed application ratio among economy, technology, and environment, when the percentage of a geothermal system was approximately 80% or higher in anew and renewable energy system, it was the best and most optimal application plan.

인도네시아 신재생 에너지 잠재력 및 보급 정책 (Renewable Energy Potentials and Promotion Policies in Indonesia)

  • ;김수덕
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.137.1-137.1
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    • 2010
  • For Indonesia, sustainable energy supply is an important factor to preserve the stable economic growth. One important strategy is development of renewable energy, which has not been fully exploited yet. The paper examines the potency of renewable energy in Indonesia. Currently, biomass composes 23% of total primary energy supply, while geothermal and hydropower has a combined share of 3%. But according to the overall potency of renewable energy, hydropower is found to have the highest available resource of 76 GW, followed by biomass and geothermal by 49.81 GW and 28.53 GW, respectively. Although the solar radiation is only at modest level ($4.80kWh/m^2/day$), the tropical all year sunlight can boost the competitiveness of solar photovoltaic and thermal application. As for wind energy, the average speed of 3-6 m/s requires the development of low speed wind turbine. The examination of electricity and petroleum product prices through international comparison for non-OECD countries shows fifth lowest price level for both of petroleum products and electricity for industrial use. As for household electricity price, Indonesia is placed the second among all the countries compared. The energy subsidy and price structure are examined in detail because it could be a source of hindrance to renewable energy promotion. The examination of renewable energy potency in this study could provide insights about recent development of renewable energy in Indonesia. As an outcome of policy examination, the price comparison analysis suggests Indonesia to reduce or even remove the energy subsidies in the long run. These findings can be utilized to formulate effective policies for renewable energy promotion.

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저수조 설치 펌프직송방식의 수도직결 증압방식 전환에 관한 에너지절약성 및 환경성 검토 (Energy-Saving and Environmental Evaluation of Water Supply System on Replacing Water Storage Installed Booster Pump System by Direct Connecting Booster Pump System)

  • 이철구
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.7-12
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    • 2015
  • Currently water supply system with water storage is generally applied except for small building such as single-family houses, and water supply system on replacing water storage installed system by direct connecting system has been increasing because of sanitary and energy-saving aspects. The purpose of this study is to evaluate energy-saving and environmental efficiency of direct connecting booster pump system in comparison with the water storage installed system. The architectural condition of the evaluation subject is ten-story apartment house in which sixty households live. To calculate the power consumption of the pump, the volume of water supply was determined from existing data and other data, such as head, efficiency of the pump, was the value used for general application in design office. The power consumption of the water supply pump for one day was 8.5 kWh for direct connecting booster pump system, and 22.5 kWh for water storage installed system, and the former system showed energy savings of 62% compared to the latter system. Reduced power consumption also leads to reduction of $CO_2$ emission. According to the criteria presented in the Korea Energy Management Corporation, reducing the 2,410 kg $CO_2$ emission is possible per year.

울릉도 산출 암석의 열물성 자료를 이용한 울릉도 지열 성인에 대한 열전도 수치모델링 연구 (Numerical Heat-conduction Modeling to Understand the Genesis of the Observed Geothermal Gradient in Ulleung Island using Experimentally Determined Thermal Properties of the Rocks)

  • 이창열;김기석;연관희
    • 터널과지하공간
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    • 제26권4호
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    • pp.266-273
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    • 2016
  • 본 연구는 울릉도 화산체 하부에 있는 마그마 방이 냉각될 때 주변에 발생하는 열전달을 컴퓨터 수치모델링을 이용하여 계산하였다. 마그마 방은 울릉도 화산체 중앙의 정상부에서 2.9 km 깊이에 위치하며, 지름 10 km, 두께 300 m 혹은 600 m의 디스크 형태로 가정되었다. 본 연구의 수치모델링을 이용하여 계산된 화산체의 지온증가율은 시추공 검층으로 관찰된 지온증가율인 $95^{\circ}C/km$와 유사하다. 본 연구에서 사용된 수치모델링에는 많은 가정이 적용되었기 때문에 연구 결과를 울릉도의 지열 해석에 직접 적용하는 데에는 한계가 있다. 그러나, 시추공에서 관찰된 높은 지온증가율은 화산체 하부에 용융 또는 고체 상태로 존재하는 뜨거운 마그마 방에서의 열전달에 의한 것으로 판단된다.