Analysis of a Groundwater Flow System in Fractured Rock Mass Using the Concept of Hydraulic Compartment

This study aims to evaluate a complex groundwater flow system around the underground oil storage caverns using the concept of hydraulic compartment. For the hydrogeological analysis, the hydraulic testing data, the evolution of groundwater levels in 28 surface monitoring boreholes and pressure variation of 95 horizontal and 63 vertical water curtain holes in the caverns were utilized. At the cavern level, the Hydraulic Conductor Domains(fracture zones) are characterized one local major fracture zone(NE-1)and two local fracture zones between the FZ-1 and FZ-2 fracture zones. The Hydraulic Rock Domain(rock mass) is divided into four compartments by the above local fracture zones. Two Hydraulic Rock Domains(A, B) around the FZ-2 zone have a relatively high initial groundwater pressures up to $15kg/cm^2$ and the differences between the upper and lower groundwater levels, measured from the monitoring holes equipped with double completion, are in the range of 10 and 40 m throughout the construction stage, indicating relatively good hydraulic connection between the near surface and bedrock groundwater systems. On the other hand, two Hydraulic Rock Domains(C, D) adjacent to the FZ-1, the groundwater levels in the upper and lower zones are shown a great difference in the maximum of 120 m and the high water levels in the upper groundwater system were not varied during the construction stage. This might be resulted from the very low hydraulic conductivity$(7.2X10^{-10}m/sec)$ in the zone, six times lower than that of Domain C, D. Groundwater recharge rates obtained from the numerical modeling are 2% of the annual mean precipitation(1,356mm/year) for 20 years.

수리영역 개념을 적용한 단열암반의 지하수유동체계 해석

본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 조사된 단열체계 및 수리 인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동 내에서 확인된 단열분포특성과 지하공동굴착과 동시에 지표관측공 28개를 통해 측정된 지하수위 및 수평수벽공 95개와 수직수벽공 63개에 의해 일별로 계측된 압력 및 주입량을 통해 연구지역은 지하수의 방벽역할을 하는 3개의 투수성구조영역과 4개의 수리암반영역으로 구분이 가능하였다. 공동심도에 발달된 투수성 구조는 국지적 큰 규모 단열대인 NE-1과 2개의 국지규모 단열대로 구성되고 있으나, 수리암반영역은 국지규모 단열대에 의하여 4개 영역으로 구분된다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 수평수벽공의 초기압이 최대 약 $15kg/cm^2$까지 높으며, 지하공동 굴착 시 상 하부의 지하수위변화의 차이가 $10\sim40m$로 상 하부의 수리적 연결성이 양호한 것으로 평가된다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 이중수위측정 시설 설치시 상부와 하부의 지하수위차는 최대 약 120 m로 매우 크게 나타났으며, 상부 지하수는 공동굴착 시 수위 가 크게 변화하지 않았다. Domain C, D의 하부암반의 수리 전도도$(7.2X10^{-10}m/sec)$는 상대적으로 낮은 지하수 함양량의 원인을 제공하고 있으며, 연속체개념 의 지하수유동모델링을 통해 계산된 4개 영역의 함양량은 연구지역의 20년간 평균 강수량(1,356 mm/year)의 2%로 계산되었다.