• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.175-186
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• 2023

처분공 내에 위치한 완충재는 사용후핵연료로부터 발산된 고온의 붕괴열과 지하수에 노출되며, 이와 같은 가열-수화를 포함한 처분환경 하의 완충재의 열-수리-역학-화학적 상호작용은 완충재의 장기적 성능과 건전성에 핵심적으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 처분환경 조건에서 완충재의 가열-수화 특성 및 지하수 지화학 조건을 고려한 벤토나이트의 열-수리-역학-화학적(Thermal-Hydraulic-Mechanical-Chemical, 이하 THMC) 복합거동 특성 규명을 위한 실험실 규모의 Lab.THMC 실험시스템을 개발하였다. 본 실험시스템은 스페인 CIEMAT의 열-수리-역학 복합거동 실험장치를 토대로 개발되었으며, 화학적 특성을 달리한 지하수 주입 조건에서 벤토나이트 완충재의 가열-수화 특성을 파악하고 응력 변화를 계측함으로써 열-수리-화학적 변화에 따른 역학적 성능 변화 특성을 규명하는 것을 목표로 한다. 본 기술논문에서는 개발된 Lab.THMC 실험시스템의 설계 및 구성을 간략하게 소개하고, 장치 검토 및 주요 변수설정을 위해 수행된 예비실험 결과와 차후 연구계획에 대해 정리하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.442-446
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• 2003

이 연구는 제주도 한림 지역에서 지하수의 수질과 오염의 특성을 규명하고자 시행되었다. 2002년 8월과 11월에 걸쳐 34개 지점에서 지하수 시료를 채취하였고, 이를 분석하여 지하수의 수질을 유형별로 분류하였다. 연구지역은 주로 (Na,Mg)-HCO$_3$ 유형이 나타나며, 일부 지점에서는 Mg-(HCO$_3$+Cl), (Ca,Mg)-HCO$_3$ 유형 등이 나타난다. 이는 지하수의 유동 경로를 따라 서로 다른 수리지화학적 반응이 일어나며, 지표 오염물질의 유입 등이 지하수의 수질에 영향을 미치고 있음을 지시한다. 질산성 질소의 경우, 국내 먹는물 수질기준치 10 mg/L를 초과한 시료는 전체 시료의 8월 조사에서 약 32%, 11월 조사에서 약 27% 이었고, 공간적 분포 특성은 비교적 낮은 고도 150m 이하의 저지대에서 채취한 시료에서 주로 나타났다. 인위적인 오염물질의 유입 가능성이 있는 지점은 전체 시료의 79.4% 이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.283-283
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• 2021

혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.611-626
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• 2023

본 연구에서는 심층처분 부지선정에 필요한 인자를 선정하기 위해서 IAEA에서 제안한 심층처분을 위한 부지선정 과정 중 부지특성화 단계를 대상으로 해외사례를 검토하였다. 심층처분 방식을 결정한 스웨덴, 핀란드, 미국, 캐나다의 조사인자를 대상으로 분석을 실시하였으며, 조사인자에 대한 조사기법을 분석 정리하였다. 스웨덴과 핀란드의 부지 조사 현황분석 결과 지질, 수리지질, 수리지화학 분야의 조사인자는 공통적으로 포함되어 있으며, 스웨덴과 핀란드의 주요 현장조사 기법의 경우 각 나라에서 수행한 조사 기법이 유사하게 나타났다. 미국의 경우 폐쇄 전/후 지짐에 따른 조사그룹과 조사인자를 제시하고 있으며, 불포화대 조사와 포화대 조사에 대한 조사그룹과 인자를 각각 제시하고 있다. 조사기법에 대해서는 부지특성화 단계의 지구물리 조사기법, 수문 및 수리지질 조사기법, 수리지화학 조사기법, 역학적/물리적 및 열적 특성조사기법을 제시하고 있다. 캐나다의 경우 예비 적합성 평가와 상세부지 평가에 대한 조사인자를 제시하고 있으며, 조사 기법에 대해서는 지질조사, 물리탐사, 시추조사, 수문조사, 실내시험, 화학분석 등에 대해서 상세하기 제시하고 있다. 본 연구 결과는 추후 국내에 적용가능한 부지선정에 필요한 조사인자 및 각 조사인자에 대한 조사기법을 결정하는데 기여할 것으로 기대한다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2007년도 춘계 지질과학기술 공동학술대회
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• pp.180-182
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• 2007

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.601-604
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• 2003

방사성폐기물 처분 연구의 일환으로 화강암지역내 500m 심도의 심부시추공이 착정되었으며, 다중패커시스템이 설치되어 장기적으로 심도별 지하수의 수리 및 화학특성이 모니터링 되고 있다. 지하수 수두값의 심도별 특성은 천부에서 심도 250m까지는 대체로 감소하는 경향을 보이며 250m이하에서 500m 심도까지는 증가하는 경향을 보여준다. 각 심도구간에서의 지하수 수두값은 장기적으로 일정한 값을 보여주지만, 장마기간동안 집중적으로 모니터링된 결과에 따르면 심도 370m 상부에서는 지하수 함양변화에 따라 지하수 수두가 변화되는 반면, 심부구간에서는 지하수 함양변화에 대하여 영향을 받지 않음을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.321-325
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• 2004

국내 충적층의 철, 망간 문제는 지속적으로 지적되어오던 수질항목이다. 충적층 지하수 내 철과 망간의 용존 특성을 확인하고자 강변여과수 부지에서 지하수의 수리지화학적 특성을 조사하였다. Fe와 Mn에 의해 오염된 관정은 D-2와 DS-3로 모두 3월에 채취한 시료이며 NO$_3$-N는 모두 0 m/L 이다. NO$_3$-N에 대해 다른 관정은 2 mg/L NO$_3$-N를 넘고 있으며, DS-8와 DS-3에서 11.30과 20.2 mg/L NO$_3$-N의 값으로 먹는물 수질기준을 초과하고 있다. Mn에 대해 오염된 관정은 SJ-3이다. 10월에 채취한 시료에서 DS-2+l8 m에서 채취한 시료가 1.16 mg/L인 것을 제외하고 대부분의 시료가 2 mg/L를 초과하고 있고, DS-6+l3 m과 SJ-3＋10 m에서 채취한 시료가 각각 10.71과 10.31 mg/L NO$_3$-N로 먹는물 수질기준을 초과하고 있다. DO 검층 자료와 NO$_3$-N 농도를 이용하여 Fe와 Mn이 먹는물 수질 기준을 초과하는 D-2와 DS-2 관정의 지하수 체의 혐기성 상태임을 확인하였다. 강변여과수 지역은 전반적으로 NO$_3$-N에 대해 인위적인 오염이 발생하고 있으며, 혐기성 상태 구간이 존재함에 따라서 Fe와 Mn이 먹는물 수질 기준을 초과하여 용존 상태로 존재한다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.469-485
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• 2004

이 연구는 충북 음성군지역 지하수를 대상으로 모암과 심도에 따른 지하수의 수리화학적 특성을 비교하였다. 그리고 금속광산의 광화대가 지하수의 화학성분에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구지역은 쥬라기 화강섬록암과 백악기 퇴적암층이 단층으로 경계를 이루고 있다. 천부지하수는 쥬라기 화강암지 역에서 개발되어 대부분 농업용수로 사용되는 반면 심부지하수는 백악기 퇴적암을 모암으로 하여 생활용수로 이용되고 있다. 천부 지하수는 전반적으로 약산성화되어 있으며, 전기전도도 값은 $126\~613\;{\mu}S/cm$의 범위를 보인다. 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$형에서 $Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$ 형까지 넓게 분포한다. 일부 지하수에서는 질산염$(NO_3)$의 농도가 높게 검출되어 농업등 인간활동과 관련된 오염의 특성을 보인다. 일부 지하수는 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn)등 중금속의 함량이 수 ppm이상의 높은 농도를 보여 금속광산의 광화대 영향을 시사한다. 심부지하수는 중성내지는 알카리성으로 천부 지하수에 비해 높은 전기전도도를 보인다. 그리고 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$의 특성을 보인다. 광산의 배출수는 산성배수의 특성을 보이지 않지만 황산염과 중금속의 함량이 약간 높은 특성을 보인다. 동위원소 조성에서는 천부지하수에 비해 심부지하수가 보다 결핍된 낮은 수준을 보여 심도에 다른 동위원소의 조성차이가 뚜렷하다. 이상을 종합하면 연구지 역 지하수의 화학성분은 단층을 경계로 화강섬록암, 퇴적암으로 뚜렷이 구분되는 모암성분의 차이, 지하수공 심도차이, 농업활동의 유무, 그리고 광화대의 영향 등이 복합적으로 반영되었음을 알 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제45권1호
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• pp.102-121
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• 2012

연천 합수리 유적의 7호 주거지와 2호 주거지 및 6호 주거지에서 출토된 신석기 시대 토기 2점 (YCP-1, YCP-2), 청동기 시대 토기 2점 (YCP-3, YCP-4), 원삼국 시대 토기 4점 (YCP-5~8)과 토양 1점(YCRM)을 분석하여 토기와 토양의 동질성을 확인하고 토기의 소성온도를 규명하였다. 화학적 성분분석 결과, 토양(YCRM)은 YCP-1, YCP-3, YCP-5, YCP-6, YCP-7, YCP-8의 토기와 동일한 거동 특성을 보였다. 반면, YCP-2와 YCP-4는 활석과 녹니석의 영향으로 MgO의 부화가 나타나 다른 토기나 토양과는 다른 거동특성을 보였다. 또한 흡수율과 비중, 조직특성과 XRD 분석결과를 바탕으로 소성온도를 추정해 보면, YCP-7와 YCP-8은 $870^{\circ}C$이상, YCP-2와 YCP-4의 경우 $800^{\circ}C$이하, YCP-1과 YCP-3, YCP-5, YCP-6은 $800{\sim}870^{\circ}C$의 소성온도를 갖는 것으로 판단된다. 광물 분석결과, 토양은 연천 합수리 유적지 일대의 지질을 반영하며, 토기와의 유사성이 있으므로 유적주변에서 채취되어 토기의 원료물질로 사용된 것으로 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.255-269
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• 2001

여수 북동부 화산암지역에서 다중패커 시스템(Multi-packer system)을 이용하여 구간별로 시료 채취를 수행하고, 시추공 지하수에 대한 지화학 특성 연구를 수행하였다. MP system에 의해 구간별로 격리된 지하수의 pH(up to 9.6)는 기존 시료채취방법에 의해 측정된 pH(7.0~7.9)보다도 매우 높은 값을 보여준다. 시추공 지하수의 수리화학자료는 구간별로 특징적인 화학조성을 나타낸다. 이는 지하수의 지화학적 특성이 단열체계특성에 의해 지배를 받는 지하수 유동로를 따라 진행되는 물-암석 반응에 의해 진화되었음을 지시한다. 특징적으로 시추공 K1 하부구간(심도138~175m)의 지하수는 높은 Ca 함량(up to 160mg/L)과 Cl 함량(up to 293mg/L)을 보이는 Ca-Cl$_2$유형을 보여주며, Na 함량(up to 67mg/L) 과 SO$_4$함량(105mg/L) 역시 기타 구간에 비해 높은 값을 보여준다. 이러한 지하수의 지화학적 특성은 해수혼합, 양이온교환반응 및 황철석의 산화반응 등에 의해 진화된 것으로 해석할 수 있다.