• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.119-122
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• 2004

농어촌연구원 내 화강암질편마암지층에 2차에 걸쳐 3공에 대한 공압파쇄 시험 결과 B-1공은 점토성분의 파쇄대 충진으로 수량이 도리어 감소하였다. 공압파쇄 시험 중 파쇄 도달거리를 측정한 결과, P-2 공은 50m 거리에 위치한 B-1공에서의 공압파쇄시험 중에는 약 0.6m의 수위상승이 있었고, 20m 거리에 위치한 B-2공에서의 공압파쇄시험 중에는 약 3.1m의 수위가 상승하였다. 이는 공압파쇄의 유효거리가 암반층에서는 6～15m 정도라고 알려져 있으나 파쇄구간의 발달 정도에 따라 50m 이상 압축공기가 전달됨을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제14권2호
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• pp.189-197
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• 2004

최근, 지하수 양수량이 적은 관정을 대상으로 양수량을 증가시키기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 관정에 대한 효율적인 방법으로는 공압파쇄를 이용할 수 있다. 공압파쇄는 관정 내 일시적 및 단계적으로 공기압을 주입하여 암반 내 응력의 불균형을 초래시켜 균열의 폭, 길이, 수를 증가시키거나 균열 내 물질을 제거함으로써 지하수가 유입될 수 있는 공간을 확보해주는 공법이다. 즉, 일시적으로 큰 공기압을 암반 내로 주입하여 암반 원래의 투수성보다 더 높은 투수성 및 지하수양을 얻을 수 있다. 이 연구의 결과로서 P-5공에서는 파쇄 전 양수량이 $26\textrm{m}^3/day$, 수위강하량이 51.12m, 비양수량은 $0.51\textrm{m}^2/day$이며, 파쇄 후 양수량은 $30\textrm{m}^3/day$, 수위강하량이 56.58m, 비양수량은 $0.53$m^2$/day$이다. 이는 당초보다 $4\textrm{m}^3/day$이 증가되었으며 약 15%의 수량증대 효과가 나타났다.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.151-166
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• 2002

보조수자원 확보로서의 지하수 개발은 안정적인 물 확보측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 지하수 개발공에서 양수량 증가 및 오염물질 제거를 위한 방법으로 공압파쇄기술이 선진 외국에서 개발되어 최근 많이 활용되고 있다. 이 연구는 공압파쇄기술 및 방사성패기물 지하 심부 처분 시 만들어지는 자연방벽에서의 손상발달에 의해 새로이 발생하거나 간극이 커진 딘일불연속면에서의 투수특성을 구명하기 위한 연구이며, 지하수 개발공에서의 양수량 증가 및 오염의 확산/치료 연구에 있어서 기초자료로 활용될 수 있다. 이 연구의 결과로는 봉압, 수리학적 간극 및 투수성과의 상관관계에서 봉압의 증가에 따라 수리학적 간극은 지수적으로 감소하는 경향을 보이고 있고, 동일한 봉압에서 간극에 따른 투수성 변화를 비교해 보면 간극이 커질수록 투수성 또한 증가하는 특징을 알 수 있다. 특히 중·조립 화강암에서의 간극에 따른 투수성 증가가 세립 화강암에서 보다 크다는 것을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.85-103
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• 2023

점토와 같은 세립질 또는 유기물을 다량으로 함유하거나 다져진 지층을 대상으로 지중(in-situ) 정화를 진행하는 경우, 정화효율이 떨어져 정화비용이 증가하는 등의 한계가 발생한다. 또한, 토양조건이 양호하더라도 균일하지 않은 토질특성과 낮은 투수특성으로 인해 장기간에 걸쳐 정화를 수행하여 완료되는 것이 일반적이다. 본 연구는 기존 지중정화의 한계를 개선하기 위한 방법으로 공압파쇄, 진공추출, 플라즈마 블라스팅을 접목한 기술(PPV공법)의 정화효과 확인과 현장 적용성을 평가하고자 수행하였다. 상대적인 비교를 위하여 본 연구에 적용된 기술을 실험군으로 하고 기존 공법인 화학적산화공법을 대조군으로 하여 TPH로 오염된 토양에서80일에 걸쳐 각각 지중정화를 수행하였으며, 총 4차에 걸쳐 모니터링 시료를 채취하여 정화효과를 비교 평가하였다. 모니터링 결과, 대조군은 정화제 전달효과가 불량하여 오염도의 감소 경향성을 보이지 않는 반면 실험군(PPV공법) 적용에서는 정화시간이 경과함에 따라 뚜렷한 오염도 저감효과가 나타난다. 주입정으로부터 거리별 TPH 최고농도 저감율을 평가하면, 대조군은 경향성이 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 62.6%, 1.1~2.0 m에서 90.1%, 2.1~3.0 m에서 92.1%의 정화효과를 보인다. 주입정으로부터 거리별 TPH 평균농도 저감율을 평가하면, 대조군은 실질적인 정화효과가 없으나 PPV공법은 주입정 반경 1 m 이내에서는 53.6%, 1.1~2.0 m에서 82.4%, 2.1~3.0 m에서 68.7%의 정화효과가 확인되었다. TPH 최대 및 평균 오염농도의 변화를 토대로 실험군과 대조군의 정화효율을 평가한 결과, PPV공법은 대조군 대비 149.0~184.8%의 정화효과가 상승하는 것으로 평가할 수 있으며 평균 정화효과 상승률은 약167%이다. 시간경과에 대한 TPH 농도를 분석을 통해 상관관계식을 도출하고 이를 활용하여 최초 농도 대비 80% 저감기간을 평가한 결과 PPV공법을 적용하는 경우 화학적산화공법 적용시보다 184.4%의 정화시간 단축이 가능할 것으로 평가되었다. 다만, 단일 부지에 대한 평가 결과이기 때문에 모든 지층에 동일하게 적용될 수 없으므로 향후 이에 대한 추가적인 연구를 수행하여 그 효과를 보다 면밀히 검토할 필요가 있다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.371-388
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• 2023

지층구성이 복잡하고 저투수성의 토양이 분포하는 경우 정화효율은 급격히 저하되고 실질적인 정화가 이루어지지 않거나 정화기간이 증가하는 등의 문제가 발생한다. 효율적인 정화를 위해서는 투수성이 개선되어 오염된 구간으로 정화제 주입하여 오염물질과 충분한 접촉이 이루어져야 한다. 본 연구는 균열형성과 효과적인 정화제 유도를 위해 플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출을 복합적으로 활용하는 PPV 공법의 유체 전달특성을 분석하고 기존공법과의 비교를 통해 개선효과를 평가하였다. 연구는 TPH(Total petroleum hydrocarbons)로 오염된 실제 오염부지에 대한 정화제 전달효과를 확인하기 위한 실증시험을 수행하였으며 정화제의 전달특성과 영향범위 등을 산정하기 위해 주입량과 주입시간을 모니터링하고, 정성적인 지중환경 변화요인을 확인하고자 전기비저항탐사를 수행하였다. 또한, 투수시험을 수행하여 각 공법에 대한 투수성 변화를 평가하였다. 정화제의 주입량 모니터링 결과, 주입량은 대조군 대비 실험군의 주입량이 약 4.74~7.48배 증가하였고, 단위 시간 당 주입 유량(L/min)은 약 5.00~7.54배 실험군의 전달률이 빠른 것으로 분석되었다. 전기비저항탐사 결과, 실험군의 비저항변화비는 대조군과는 달리 지표까지 영향을 주어 비저항값이 전체적으로 감소하는 경향을 보인다. 따라서 실험군은 지표 상부에 분포하는 토사층까지 과산화수소 등의 유체 확산이 이루어져 저비저항 변화비가 감소하는 것을 볼 수 있으며 주입정과 추출정 사이의 수평적 변화비는 약 1.12~2.38배 비저항값이 감소되었다. 투수성의 경우, 대조군과 실험군 모두 유사한 초기 투수성을 보였으나 과산화수소의 정화기작 영향으로 투수성이 감소하는 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 수리전도도의 변화를 정량적으로 평가하면, 대조군은 시험 종료 후 초기 수리전도도 대비 21.1%의 수리전도도를 나타내어 투수성이 급격히 저하되는 양상을 보였으나 실험군은 실험종료 후 초기치 대비 81.3%로 초기 수리전도도와 근접한 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 현장조사로 확인된 수리전도도와 정화재 주입실험을 통한 정화제 주입용량(m³/hr), 토양특성분석(함수비, 밀도)을 통한 공극률(%)의 분석을 통해 영향반경(ROI)을 산정산 결과, PPV 공법의 영향반경(ROI)은 대조군에 비해 평균 220% 개선되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 성과는 PPV 공법 적용으로 인하여 기존공법 대비 보다 넓은 범위에 걸쳐 효율적인 정화제 전달이 가능하고 정화기작에서 나타나는 투수성 저해요인을 상당부분 극복할 수 있으며, 약 2배 이상의 영향반경 증대를 통해 정화효율을 높일 수 있음을 지시하는 중요한 지표로 볼 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.47-50
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• 2003

We carried out rock pneumatic fracturing test which to increase groundwater yield by injection of highly pressured air in artificially under the surface every four borehole. The result of test performing shows that effect of increasing groundwater was not found in three testhole around igneous and metamorphic formation area, but we can realized that about 15 percent increased wateryield appeared in number P-5 test hole at sedimmentary rock formation.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제15권6호
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• pp.53-63
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• 2010

Pneumatic fracturing is an emerging tool to enhance the remediation efficiency of contaminated unsaturated zones by injecting high pressure air and inducing artificial fracture networks. Pneumatic fracturing is reported to be well suited for the cases where the contaminated unsaturated zone thickness is less than 5 m as many contaminated domestic sites in Korea. Nevertheless, there have been almost no studies carried out on the site-specific efficiency and the optimized design of pneumatic fracturing considering the unsaturated zone characteristics of Korea. In this study, we employ numerical simulations to compare the efficiency of pneumatic fracturing on the aspect of the site remediation and the porosity improvement at several hypothetic unsaturated zones composed of four typical soil types. According to the simulation results, it is found that the zone with fine grains soil such as clay and silt shows better efficiency than the zone composed of coarse grains in terms of air flow and porosity enhancements. The results imply that pneumatic fracturing may improve the efficiency of site reclamation by jointly or independently applied to the many contaminated sites in Korea.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권4호
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• pp.44-50
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• 2012

A new type of chemical oxidation technology utilizing micro bubble ozone oxidizer and a pneumatic fracturing equipment was developed to enhance field applicability of a traditional chemical oxidation technology using hydrogen peroxide as an oxidizer for in-situ soil remediation. To find an efficient way to dissolve gaseous ozone into hydrogen peroxide, ozone was injected into water as micro bubble form then dissolved ozone concentration and its duration time were measured compared to those of simple aeration of gaseous ozone. As a result, dissolved ozone concentration in water increased by 31% (1.6 ppm ${\rightarrow}$ 2.1 ppm) and elapsed time for which maximum ozone concentration decreased by half lengthened from 9 min to 33 min. When the developed pneumatic fracturing technology was applied in sandy loam, cracks were developed and grown in soil for 5~30 seconds so that the radius of influence got longer by 71% from 392 cm to 671 cm. The remediation system using the micro bubble ozone oxidizer and the pneumatic fracturing equipment for field application was made and demonstrated its remediation efficiency at petroleum contaminated site. The system showed enhanced remediation capacity than the traditional chemical oxidation technology using hydrogen peroxide with reduced remediation time by about 33%.