• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.25 no.2
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• pp.175-186
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• 2023

The buffer materials in disposal hole are exposed to the decay heat from spent nuclear fuels and groundwater inflow through adjacent rockmass. Since understanding of thermal-hydro-mechanical-chemical (T-H-M-C) interaction in buffer material is crucial for predicting their long-term performance and safety of disposal repository, it is necessary to investigate the heating-hydration characteristics and consequent T-H-M-C behavior of the buffer materials under disposal conditions considering geochemical factors. In response, the Korea Atomic Energy Research Institute developed a laboratory-scale 'Lab.THMC' experiment system, which characterizes the T-H-M behavior of buffer materials under different geochemical conditions by analyzing heating-hydration process and stress changes. This technical report introduces the detail design of the Lab.THMC system, summarizes preliminary experimental results, and outlines future research plans.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.336-339
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• 2005

포천지역의 포천천과 그 주변의 8개 소유역을 대상으로 2003년 8월부터 2004년 8월까지 하천 8개 지점과 기존 지하수 관정 66개소를 선정하여 수리지구화학 및 환경동위원소 연구를 실시하였다. 복합적인 토지이용과 관련하여 연구지역 수계에서는 오염물질 유입이 광역적으로 인지되었으며, 일부 지역에서는 지하수계로의 오염물질 유입이 강하게 나타나 인근 하천까지 영향을 줌이 확인되었다. 오염기원으로 해석되는 대표적인 무기이온종인 $NO_3,\;Cl,\;SO_4$의 존재비를 이용하여 연구 지역의 지표수와 충적 지하수를 크게 3개 수질 그룹으로 분류하였다. 이들 그룹들은 각각 특징적인 충진 특성과 용존 이온의 분포/거동 양상을 나타내는 것으로 해석된다. 본 논문에서는 세 유형의 지표수/충적 지하수 외에 암반 지하수를 포함하여 연구지역 자연수의 수리지구화학 진화 경로와 오염물질의 유입 및 거동 양상에 대하여 토의한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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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.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.14 no.4 s.41
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• pp.469-485
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• 2004

The purpose of this study is to investigate the hydrochemical characteristics of groundwater in the Umsung area, and to elucidate the effect of host rock type, well depth and mineralization zone on the groundwater chemistry. The geology of the study area consists of Jurassic granite and Cretaceous sedimentary rocks, which are bounded by a fault. Most of shallow groundwaters exploited in the Jurassic granite area are used for agricultural purpose, whereas the deep groundwaters in the Cretaceous sedimentary rocks are used for a drinking water. The shallow groundwater shows weak acidic pH, the electrical conductivity ranging from $142\;to\;903\;{\mu}S/cm$, and the chemical type of $Ca-HCO_3\;to\;Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$. A few of shallow groundwaters are contaminated by nitrate, and show high concentration of Fe, Mn and Zn, that reflects the effect of a mineralization zone. The deep groundwater shows neutral to weak alkaline pH, higher electrical conductivity than that of shallow groundwater, and the chemical type of $Ca-HCO_3$. The seepage water from the abandoned mines does not have the characteristics such as acidic pH, high concentration of heavy metals and high sulfate content. The hydrogen and oxygen isotopes of groundwater indicates an altitude effect of the recharge area between deep groundwater and shallow groundwater. In conclusion, the chemical composition of groundwater complicately reflects the effects of their host rocks, well depth, agricultural activity and mineralization zone in the study area.

• Tunnel and Underground Space
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• v.8 no.3
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• pp.184-193
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• 1998

In order to dispose radioactive wastes safely, it is needed to understand the mechanical, thermal, fluid behavior of rockmass and physico-chemical interactions between rockmass and water. Also, the knowledge about mechanical and hydraulic properties of rocks is required to predict and to model many conditions of geological structure, underground in-situ stress, folding, hot water interaction, intrusion of magma, plate tectonics etc. This study is based on researches about rock mechanics issues associated with a waste disposal in deep rockmass. This paper includes the mechanical and hydraulic behavior of rocks in varying temperature conditions, thermo-hydro-mechanical coupling analysis in rock mass and deformation behavior of discontinuous rocks. The mechanical properties were measured with Interaken rock mechanics testing systems and hydraulic properties were measured with transient pulse permeability measuring systems. In all results, rock properties were sensitive to temperature variation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.86-86
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• 2023

최근에 들어 환경보전과 지속가능한 하천관리의 중요성이 대두되고 있으며, 통합물관리에 있어 수리량과 수질을 연계한 통합 모니터링의 필요성이 커지고 있다. 수리량과 수질 분야에 대한 모니터링 기술은 지속적인 연구가 이루어져 왔으나, 각 분야의 개별적 연구로 인해 수리량과 수질을 통합하여 모니터링 하는 기술 개발은 미흡한 수준이다. 또한 수질 측정은 수질오염공정시험기준에 있는 채수 기준에 따라 채수하여 측정하고 있으며, 채수 지점은 하천의 수심별로 달리하여 정해진다. 수리 측정은 현장계측을 통한 2차원적 계측으로 진행하고 있어 수질 측정 시 채수지점과 수리 측정지점은 일치하지 않는다. 동일 지점에서의 수질과 수리량을 동시에 고려하고 있지 못한 모니터링은 본류와 지류의 혼합거동이 많은 국내 하천 특성을 반영하지 못한다. 또한 현재의 수질·수리 모니터링은 ADCP나 다항목수질측정기 같은 고가의 장비를 운영하며, 홍수기와 같은 고위험 계측 조건에서 인력을 통해 측정하고 있기에 고비용의 장비운영비와 인명 피해를 야기시키고 있다. 따라서 무인 원격 기술을 적용한 하천 모니터링 기술과 수질과 수리량의 데이터 연계를 통한 3차원 모니터링 기술의 확보는 하천관리에 있어 매우 필수적이다. 본 연구에서는 수중 무인 원격이동체인 ROV와 무인 원격이동체(USV)를 활용한 3차원 수질·수리 모니터링 기술 개발에 관한 연구를 수행하였다. 국내 하천 특성을 고려한 혼합거동을 분석하기 위해 ROV에 수중 GPS 장비와 수질센서를 부착시켜 수중 내 2차원으로 측정되는 수리량과 동일한 좌표를 가지는 수질자료를 계측하여 하천의 연직 분포와 수평적 분포를 통해 화학적 수리적 거동을 분석하여 하천의 3차원 혼합거동 양상을 판단할 수 있었다. 이와 같은 무인 원격이동체를 통한 3차원 수질·수리 모니터링 기술은 하천의 3차원 분석에서 수질·수리량 보간 자료로 활용 가능하며, 효율적인 모니터링을 통하여 하천 전반 및 통합물관리에 있어 크게 기여할 것이라 사료된다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.35 no.2
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• pp.121-136
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• 2002

The $CO_2$-rich springs in the Kyungpook Province has been found at 16 locations. Most of the $CO_2$-rich springs outflow along either fault zones or the geologic boundary between Mesozoic granites and their adjacent rocks. The $CO_2$-rich water samples show a high $CO_2$ concentration ( $P_{CO2}0.46 to 5.21 atm), weak acidic pHs, wide electrical conductivity values ranging from 422 to 2,280 $\mu\textrm{S}$/cm, and high re content. They are classified into the ca-HC $O_3$ type in chemical composition.$\delta$$^{18}$ O and $\delta$$^2$H data indicate that $CO_2$-rich water is meteoric origin. The $\delta$$^{13}$ C values (-1.5$\textperthousand$ to -6.1$\textperthousand$ PDB) suggest that dissolved $H_2$C $O_3$$^{0}$ C $O_3$- are mainly derived from a deep-seated $CO_2$ and carbonate minerals. The thermodynamic equilibrium state between $CO_2$-rich water and major minerals, and hydrochemical characteristics indicate that major source minerals determining the chemical composition of $CO_2$-rich water are carbonate minerals, plagioclase, K-feldspar and Fe-oxides. Under high $CO_2$ pressure and the weak acidic condition, most of the $CO_2$-rich water samples are thermodynamically in the dissolution state with respect to albite and carbonate minerals.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.3
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• pp.1-8
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• 2009

The groundwater dependent ecosystem associated with a natural stream is the area where mixing and exchange of surface water and groundwater occurs due to large chemical and hydraulic gradients. Surface-groundwater interactions play an important role in biogeochemical processes in groundwater dependent ecosystems and make this area a hydro-ecological hot spot. The objective of this study is to characterize the groundwater dependent ecosystem in a natural stream where nitrate contamination of stream water is observed by means of hydrogeological, chemical, and biological methods. In this study, vertical flow exchange(hyporheic flow) rates between stream and groundwater were estimated based on vertical hydraulic gradients measured at mini-piezometers of various depths. To investigate the biological natural attenuation potential, biological analyses using polymerase chain reaction(PCR)-cloning methods were performed in this study. Results show that the veritical hyporheic water fluxes affect nitrate concentrations and bacterial densities in groundwater dependent ecosystems to some degree. Also, denitrifying bacteria were identified in hyporheic soils, which may support the biodegradation potential of the groundwater dependent ecosystems under certain conditions.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.276-279
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• 2005

마금산온천 지역에 대한 기초적인 지화학 조사를 수행하였다. 연구지역내에는 일반 지하수와 온천수가 함께 산출되며, 온천수의 지화학적 특성은 마금산 온천이 해수의 영향을 받았음을 지시한다. 또한 주변의 일반지하수와의 혼합정도에 따라 지화학적 특성이 변화하고 있으며, 일반지하수 또한 온천수의 영향을 지역적으로 받고 있는 것으로 판단된다. 따라서 마금산온천을 생성시킨 지열수가 연구지역의 지하수체계에 광범위하게 영향을 주고 있다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.20 no.1
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• pp.1-12
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• 2010

The objective of this study was to examine the hydrogeochemical and microbiological characteristics for stable maintenance of coastal LPG storage cavern. Cavern seepage water and groundwater in the vicinity of the LPG storage cavern were sampled and analyzed (February, May, August and October 2007). Groundwater samples of propane cavern showed high pHs of 8.1~12.4 due to dissolution of cement grouting materials that had been applied during the well and cavern construction. The EC values showed distinctive seasonal variation. The negative ORP indicated reduced condition. The seepage and surrounding groundwater are classified as Na-Cl type, which represents seawater effects. All of aerobic bacteria, anaerobic bacteria, slime forming bacteria and sulfate reducing bacteria were less than 500 CFU/mL, which indicated that there was no abrupt increase of bacteria in the cavern. Therefore there exist no hydrochemical symptoms to indicate unstable conditions of the cavern operation. However, regular and continuous monitoring is essentially required.