A Study on the DC Resistivity Method to Image the Underground Structure Beneath River or Lake Bottom

Since weak Bones or geological lineaments are likely to be eroded, there may develop weak Bones beneath rivers, and a careful evaluation of ground condition is important to construct structures passing through a river. DC resistivity method, however, has seldomly applied to the investigation of water-covered area, possibly because of difficulties in data aquisition and interpretation. The data aquisition having high quality may be the most important factor, and is more difficult than that in land survey, due to the water layer overlying the underground structure to be imaged. Through the numerical modeling and the analysis of a case history, we studied the method of resistivity survey at the water-covered area, starting from the characteristics of measured data, via data acquisition method, to the interpretation method. We unfolded our discussion according to the installed locations of electrodes, ie., floating them on the water surface, and installing them at the water bottom, because the methods of data acquisition and interpretation vary depending on the electrode location. Through this study, we could confirm that the DC resistivity method can provide fairly reasonable subsurface images. It was also shown that installing electrodes at the water bottom can give the subsurface image with much higher resolution than floating them on the water surface. Since the data acquired at the water-covered area have much lower sensitivity to the underground structure than those at the land, and can be contaminated by the higher noise, such as streaming potential, it would be very important to select the acquisition method and electrode array being able to provide the higher signal-to-noise ratio (S/N ratio) data as well as the high resolving power. Some of the modified electrode arrays can provide the data having reasonably high S/N ratio and need not to install remote electrode(s), and thus, they may be suitable to the resistivity survey at the water-covered area.

하저 지반특성 규명을 위한 수상 전기비저항 탐사에 관한 연구

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.