• Title/Summary/Keyword: 결정질 암반

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Preliminary study for hydraulic properties of fractured rock aquifer using the deep borehole (심부시추공을 활용한 결정질암반 대수층에 대한 수리적 예비연구)

  • Cho, Chung-Ho;Park, Kyung-Woo;An, Sang-Won;Kim, Kyung-Su;Han, Woon-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1929-1933
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    • 2009
  • 수자원 수요가 급증함에 따라 단열 암반 대수층의 지하수를 개발해 이용하려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단열암반 대수층의 지하수 유동 특성을 알아보기 위해 한국원자력연구원 연구 지역 내에 NX 규격의 직경 78mm를 갖는 500m 심도의 심부시추공 (DB-01)을 굴착하였다. DB-01에 대한 시추공 단열조사 (BHTV) 및 시추코아 분석을 통해서 심부 시추공에 대한 예비 투수성 구조를 도출하였으며, 투수성이 큰 구조로 단열과 연결된 지점으로 판단되는 심도에 대해서 현장 수리시험을 수행하여, 결정질 암반의 투수성 구조에 대한 수리특성을 규명하였다. 그 결과를 분석하여 비교적 투수성이 큰 심도를 결정질 암반의 대수층이라 정의하였다. 수리특성이 비슷한 3가지의 그룹 중 3그룹은 투수계수도 가장 크고 단열빈도도 밀집되어 있는 것으로 나와 심부 200m에서 250m이하의 이 단열구간은 수자원으로 지하수의 활용이 가능하다고 여겨진다.

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Study on the hydraulic properties of crystalline rock using Multi-Packer system (다중패커시스템을 활용한 결정질 암반의 수리 특성연구)

  • Lee, Jin-Yong;Kim, Kyung-Soo;Park, Kyung-Woo;Ryu, Si-Won;Han, Woon-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1924-1928
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    • 2009
  • 다중패커시스템은 격리된 어느 특정 구간의 지하수를 채수할 수 있으며 그 구간의 온도, 압력 등의 자료를 연속적으로 관측할 수 있어 이를 통해 각 구간별 수리전도도를 구할 수 있다. 심도별 수직적 지하수두는 지상에서 연결 롯드를 통해 압력 측정 센서를 해당 심도까지 내려 롯드에서 설치된 압력 측정용 장비에서 관측할 수 있으며, 다중패커시스템을 이용한 수리시험으로는 양수시험, 순간충격시험, 간섭시험 등이 있는데, 본 논문에서는 순간충격시험을 이용한 결과를 제시하였다. 도출된 구간별 수리전도도를 다중패커시스템을 설치하기 전 나공에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험의 결과와 비교하여 보았다. 다중패커시스템을 통해 획득된 심도별 지하수두는 정수두 (hydro-static)상태의 일정한 경향성이 없이, 각 심도에 존재하는 투수성 구조에 영향을 보이고 있음을 알 수 있었으며, 이는 다수의 관측공을 통해 수평 방향의 수리경사를 산출함에 있어 관측공의 심도에 대한 충분한 고려가 있어야 한다고 판단된다. 또한, 다중패커시스템을 이용한 수리시험 결과를 나공 상태에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험 결과에 대해 심도별 도출되는 수리전도도가 국지적으로 분포하는 투수성 구조에 영향으로 인해 투수량계수 (transmissivity)로 환산한 유효 투수계수로 비교하여 결정질 암반의 수리 특성으로 제안하는 것이 타당한 것으로 분석되었다.

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Applicability of Pulse Tests to Estimate Transmissivity in Crystalline Rock (결정질 암반의 투수량계수 도출을 위한 펄스시험의 적용성 연구)

  • Park, Kyung-Woo;Park, Byeong-Hak;Ko, Nak-Youl;Ji, Sung-Hoon
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.30 no.3
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    • pp.223-235
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    • 2020
  • In this study, pulse tests were undertaken at an underground research facility, as part of in-situ hydraulic tests, to derive the hydrogeological characteristics of crystalline rock. The applicability of pulse tests for estimating the transmissivity of a fractured rock mass was evaluated by comparing the results to those from a slug test. Results from the pulse and slug tests were very similar for the test section, with both tests indicating low transmissivity. A slight difference between the results of pulse and slug tests, however, was observed in the section with the transmissivity larger than 1 × 10-8 ㎡/s, which is likely due to the difference in the radii of influence of the tests. Furthermore, when the pulse test was conducted in permeable zones where transmissivity was larger than 1 × 10-7 ㎡/s, it was difficult to produce accurate results. This lack of accuracy was due to the rapid recovery of the hydraulic head in these permeable test zones. When performing pulse tests, it was important to accurately measure the pressure when valves were opened and closed in order to apply the head change in the test section. Although it is difficult to derive the hydrogeological characteristics from pulse tests in areas with high permeability, these tests can be used as an economical test method for identifying hydrogeological characteristics in a relatively short time, especially when deriving the transmissivity of rocks with low permeability.

Application of Enhanced Geothermal Systems for Jeju geothermal power plant (EGS 지열발전시스템을 적용한 제주 지열발전소)

  • Lee, Sang-Don
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.573-573
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    • 2009
  • 지열에너지는 지구가 생성될 당시부터 지구 내부에 존재하는 무한한 열에너지로 온실가스 배출이 적으며 태양광이나 풍력 등 다른 신재생 에너지와는 달리 일정한 에너지를 공급할 수 있는 항상성 에너지로 기저부하를 담당할 수 있다. 지열을 이용한 전력 생산은 1904년에 이탈리아 라데렐로에서 처음으로 시작되었으며, 현재까지 화산지대를 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 2001년에서 2005년 사이에 전세계 지열발전용량은 약 13% 증가하였으며, 2005년을 기준으로 약 8,933MWe의 지열발전설비가 가동 중이다. 최근 들어 지하 심부까지 시추하여 지열저장소(geothermal reservoir)를 형성하고 이를 통해 지열에너지를 생산하는 새로운 시스템인 EGS(Enhanced Geothermal Systems)가 개발됨에 따라 비화산지대에서도 지열발전소를 건설하려는 움직임이 가속화되고 있다. EGS는 지하 심부의 불투수성 결정질 암반에 존재하는 지열에너지의 경제적인 생산뿐만 아니라 물을 주입하여 생산시키는 순환 방식을 이용하여 지열에너지 획득의 매개 역할을 하는 지열수의 고갈 문제를 해결하였다. 결정질 암반에서의 지열저장소의 형성은 암반 내에 분포하는 불연속면에서 주로 발생하며, 이를 위한 압력 조건은 현지 암반의 응력 분포 특성과 암반 및 불연속면의 물성에 좌우된다. 시추공을 통해 지하 심부의 암반에 수압이 가해지면 물의 주입으로 불연속면의 마찰력이 감소하며, 이로 인해 불연속면에 전단변형이 발생하게 된다. 전단변형은 불연속면을 열린 상태로 유지시켜 지열저장소를 형성하게 된다. 불연속면의 전단 변형시 발생하는 미소 탄성파는 시추공 주변에 설치한 모니터링 장비에서 측정되며, 모니터링 장비에 의해 측정된 미소 탄성파 발생 지점의 클러스터는 지열저장소의 공간적 분포 및 규모를 추정할 수 있는 자료가 된다. 현재 EGS를 이용한 지열발전 프로젝트는 프랑스 슐츠, 스위스 바젤, 호주 하바네로에서 대표적으로 진행 중이다. 슐츠는 현재 1.5MWe의 파일럿 플랜트를 가동 중이며, 하바네로는 파일럿 플랜트 건설 단계를 진행중이다. 스위스 바젤은 지열저장소를 형성시킬 목적으로 수행된 주입시험에서 발생된 문제에 대한 기술의 신뢰성을 확보할 목적으로 잠시 중단된 상태다. 제주도는 신생대에 분출하여 형성된 대표적인 한국의 화산지형으로 지열부존 가능성이 높을 것으로 예상되는 지역이다. 따라서 폐사는 지열에너지 부존 특성을 파악하기 위한 심부 물리 탐사 및 탐사정 시추가 실시될 예정이며 궁극적으로 국내 최초의 상용화된 지열발전소 건설을 목표로 하고 있다.

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A Study on the Constructing Discrete Fracture Network in Fractured-Porous Medium with Rectangular Grid (사각 격자를 이용한 단열-다공암반내 분리 단열망 구축기법에 대한 연구)

  • Han, Ji-Woong;Hwang, Yong-Soo;Kang, Chul-Hyung
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.4 no.1
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    • pp.9-15
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    • 2006
  • For the accurate safety assessment of potential radioactive waste disposal site which is located in the crystalline rock it is important to simulate the mass transportation through engineered and natural barrier system precisely, characterized by porous and fractured media respectively. In this work the methods to construct discrete fracture network for the analysis of flow and mass transport through fractured-porous medium are described. The probability density function is adopted in generating fracture properties for the realistic representation of real fractured rock. In order to investigate the intersection between a porous and a fractured medium described by a 2 dimensional rectangular and a cuboid grid respectively, an additional imaginary fracture is adopted at the face of a porous medium intersected by a fracture. In order to construct large scale flow paths an effective method to find interconnected fractures and algorithms of swift detecting connectivities between fractures or porous medium and fractures are proposed. These methods are expected to contribute to the development of numerical program for the simulation of radioactive nuclide transport through fractured-porous medium from radioactive waste disposal site.

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