• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1918-1923
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• 2009

결정질 암반에서 지하수의 수리적 특성을 파악하기 위해 수행되고 있는 수리시험 방법은 정률법, 정압법, 순간주입(회복)법 등 세 가지로 구분할 수 있다. 본 연구에서 다루는 정압주입시험 (Constant Head Injection Test, CHIT)은 위의 정압법의 한 종류로 토목공학, 지질공학 분야에서 대상 구간의 투수계수 추정을 위해 널리 쓰이는 수리 시험이며, 이는 단일 패커나 이중패커를 이용하여 시험 구간을 격리하고, 격리된 구간에 일정한 압력으로 물을 주입하여 주입되는 물의 양을 파악함으로써, 시험 구간의 수리전도도(Hydraulic conductivity)를 산출하는 전통적인 수리시험이다. 본 연구에서는 수치실험을 통해 시험 구간 및 주입 압력의 크기 등 인위적인 요인에 의해 도출되는 투수계수가 어떻게 달라지는지에 대해 평가해 보았다. 일반적으로 단열 암반에서 수행한 정압주입시험의 해석에 있어 매질을 균질, 등방성 다공질이라는 가정으로 구간별 투수량계수를 산출하기 때문에, 다공성 매질의 지하수 유동을 모사하는 MODFLOW를 수치모사 코드로서 이용하였다. 시험구간의 크기 및 주입압력에 대한 민감도 분석 결과, 시험구간의 크기에 상관없이 수치모의에서 입력한 수리전도도 값에 비해 낮은 수리전도도 값이 산출되었으며, 주입 압력이 클수록 산출되는 수리전도도 값이 매질의 수리전도도 값과 차이가 났다. 민감도 분석 결과 현장수리시험에서 정압 주입시험에 의한 구간별 수리전도도 산출함에 있어 시험구간의 크기와 주입 압력 값에 대하여 고려해야 한다고 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.317-320
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• 2004

정압주입시험(Constant Head Injection Test, CHIT)은 결정질 암반의 구간별 수리전도도 및 투수계수를 구하는 전통적인 수리시험방법이다. 본 연구에서는 Visual Modflow 수치코드를 사용하여 정압주입시험에 대한 부정류 모의를 수행하였다. 수치모의 결과 주입공에서 매질로 시간별 주입되는 유량은 30분이 경과한 후부터 거의 일정하게 유지되는 양상을 확인할 수 있는데, 현장에서 정압주입시험을 할 때 적어도 30분 이상의 시첩을 실시해야 함을 알 수 있었다. 시험구간에 따른 수리전도도 값은 시험구간의 크기에 상관없이 거의 일정한 값을 보이고 있어, 시험구간의 크기는 정압주입시험에서 크게 유의하지 않아도 된다고 판단된다. 그러나, 시험구간별 주입 압력에 따른 수리전도도 값의 변화를 살펴본 결과, 시험 구간의 크기와 주입 압력 값이 클수록 산출되는 수리전도도 값이 매질의 수리전도도 값과 차이가 나는데, 현장조사에서 시험구간과 주입 압력 값에 대한 고려가 있어야 함을 지시한다. 매질의 수직적 이방성에 따른 모의결과 $K_{zz}$ / $K_{xx}$ and $K_{yy}$ 값이 작아질수록 수리전도도 값이 작아지는데, 현장조사 결과를 해석함에 있어 매질의 수직적 이방성은 주의를 기울여야 한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.495-498
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• 2004

대전시 유성구 한국원자력연구소 부근 지역의 심부 단열대 확인을 위해 BHTV 검층, 일정구간별 정압 주입시험을 실시하였다. BHTV 조사 결과 A Zone(100m～120m)과 B Zone(250m～280m)이 연결되었다고 판단되며, 일정구간별 정압주입시험을 통해 B Zone(250m～280m)과 C Zone(400～420m)의 연결성을 추측할 수 있었다. 또한, 시추공의 심도별 지하수위 자료를 통해 지하 250m 부근에서 그 상부와 하부의 지하수 시스템이 연속되지 않은 독립된 시스템을 갖는다고 추측된다. 이러한 결론은 MP system이 설치된 시추공의 구간별 압력변화 결과에 의해서도 확인된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.288-291
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• 2005

방사성폐기물 처분연구의 일환으로 단열 암반지역의 지하수 유동에 있어서 각 단열조의 투수량계수를 알아보기 위하여 연구지역에 설치된 3기의 시추공에서 초음파 검층, 정압주입시험 및 유동차원 해석을 수행하였다. 단열은 방향성, 틈의 크기 등의 그 분포 특성으로 인해 각 시험구간내의 지하수 유동에 있어서, 유동형태 및 단열투수량계수를 좌우하므로 일반적으로 수리특성에 널리 이용되는 다공성매질의 연속체 개념을 통한 해석의 적용에 신중성을 고려할 필요가 있다.

• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.348-372
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• 2023

고심도 균열암반대수층 환경에서 주로 수행되는 방사성폐기물 처분사업과 관련하여, 부지적합성 및 운영 시 안정성 평가를 평가하는데 있어 해당 대상 부지의 수리지질특성 평가는 필수적이다. 이러한 심부 수리지질 특성평가에 사용되는 인자 자료는 대상 부지에 굴착된 시추공을 이용한 원위치 수리시험을 통해 얻어지는데, 이 때 조사 결과의 정확도와 신뢰성은 적합한 시험방법의 선택, 조사 시스템의 성능, 조사절차의 표준화와 직접적으로 연결된다. 본 보고에서는 심부 암반대수층의 핵심 수리지질 평가인자인 수리전도도와 저류계수를 구하기 위한 대표적인 시험법인 정압주입시험의 상세조사절차를 소개하였다. 본 보고는 2022년도에 제안한 암반공학회 정압주입시험 관련 표준시험법 자료를 보완하여 구체화 하였으며, 본 조사절차가 실제 적용된 화산암 지역 시추공 현장적용 사례도 함께 소개하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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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.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.267-270
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• 2002

금정터널 굴착 공사의 실시 설계를 위하여 굴착시 발생하게될 터널내로의 지하수 유출과 관련된 수리지질학적 특성을 연구하였다. 단열들에 대한 정보를 얻기 위하여 지표지질조사 및 지질구조조사를 실시하였다. 연구지역의 투수성을 파악하기 위하여 토양의 물리적, 공학적 특성을 규명하였고, 또한 정압주입시험을 실시하였다. 선구조선의 우세방향은 북북동-남남서 방향으로 동래단층 및 동래단층과 관련된 단층군들이 포함된다. 토양시료의 시험결과, 산정된 수리전도도는 2.l9E-05 m/sec ~ 2.11E-04 m/sec 로서 투수성이 빠름 ~ 매우 빠른 범위 값을 갖는 것으로 나타났다. 주입시험에 의해 산정된 수리전도도는 2.28E-10 m/sec ~ 1.49E-06 m/sec 로서 최대값과 최소값은 4 차수(four order)의 차이를 보였다.

• 지질공학
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• 제12권3호
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• pp.319-332
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• 2002

본 연구는 화강암이 분포하는 연구지역을 대상으로 수리지질 단위층을 등연속체매질로서 설정하고, 각 단위층의 유효수리전도도를 산출하기 위한 것이다. 이를 위하여 3"직경의 4개 시추공과 다중패커시스템을 설치하였으며, 단열분포특성조사, 정압주입/수위강하시험, 전공 순간충격시험, 그리고 격리구간 내 펄스시험이 수행되었다. 수리지질 단위층을 정의하기 위하여 단열분포특성을 기초로 하여 일차적으로 상하부 단위층의 경계설정을 시도하였고, 수리전도도 변화특성을 이차적인 요소로 대비하였다. 연구에 적용된 수리시험 결과의 차이와 효과적인 암반 투수성 평가방법에 대한 논의도 이루어졌다. 상부 수리지질 단위층의 유효수리전도도는 정압주입/수위강하시험의 경우 5.27E-10 m/s~7.57E-10 m/s의 범위를 가지며, 하부 영역에서는 2.45E-10 m/s~6.81E-10 m/s의 범위를 갖는다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.243-269
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• 2021

2010년대 이후 고준위 방사성폐기물 심층처분, 지하 CO₂ 저장과 시추공 조사 기반 심지층 특성화를 대상으로 한 연구 및 실용화 프로젝트의 사회적 중요성이 점차 높아지고 있다. 이와 관련하여, 대심도 암반의 수리 특성에 대한 정량적이고 신뢰성있는 정보를 얻을 수 있는 현장 시험 기술의 필요성도 크게 증가하고 있다. 수년간의 연구 개발을 통해 자체 기술력으로 설계, 제작된 핵심 장치들을 기반으로 대심도 시추공 수리특성 조사 시스템(DHTS)을 독자적으로 구축하였다. 이 시스템을 사용하여 경주시 중생대 화강암과 퇴적암 지역에 위치한 심도 1 km 급 시추공 2개소에서 고정밀도 정압 주입시험을 성공적으로 수행하였다. 현장 시험에서 미세 유량 주입/조절 모듈을 사용하여 0.01 l/min 미만의 매우 낮은 유량 측정이 가능하였다. 본 논문에서는 DHTS의 주요 특성을 소개하고 대심도 저투수성 암반 환경 하에서 수행된 고정밀도 시험 결과에 대해 간단히 논의하였다.

• 지질공학
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• 제3권2호
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• pp.149-165
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• 1993

지하매질의 유동특성을 알기 위한 직접적인 방법은 아직도 현장수리시험에 의존하고 있다. 열극암반에서 유동모델의 개념정립을 위하여는 열극체계분포와 특히, 수리시험해석결과가 중요시되고 있다. 국내에서 수행되고 있는 수리시험은 조사공구간별에 따른 수리전도도를 방사상의 정상류로 가정하여 결과를 해석하고 있다. 또한 시험대상 매질을 균질한 대수층 또는 단순한 기하학적 형태의 매질로 간주하며 구간별 투수량계수는 시험구간을 가로지르는 각 열극의 투수량계수의 합과 같다고 가정한다. 국내 기존의 수리시험 및 해석방법으로는 수리학적 경계면의 영향(boundary effects)이나 유동로의 기하학적 형태(flow geometry)에 대한 자료를 얻기가 힘들며, 일정한 조사공 주변을 벗어나면 투수성열극의 연결성에 대한 정보를 구할 수 없다. 열극특성을 고려한 지하수유동 해석을 위하여 단일공 정압주입시험을 실시하였으며, 비정상류해석방법을 통하여 유동차원(flow dimension)에 대한 분석을 시도하였다. 시추시에는 단일패커시험을 일정구간별로 시행하였으며, 조사공의 시추후에는 이중패커에 의한 구간별 시험을 실시하였다. 비정상류해석으로 구한 수리전도도값은 정상류해석의 결과와 큰 차이(10배 이내)는 없었으나, 정압하에서 도출된 유동량변화곡선에서 유동차원분석이 가능하였다. 상부구간(<10m 깊이)의 단일 및 이중패커시험결과는 모두 정상류의 유동차원이 나타났으며, 이는 영향반경의 경계면이 open system임을 알 수 있다. 15m 깊이에서 도출된 유동량변화곡선은 1차원 유동상태에서 3차원(구상유동)으로 변화하였다. 하부구간(25m 깊이)의 시험결과는 closed system 특성이 관찰되었으며, 이는 조사구간에서 연결된 열극이 수리적으로 격리되어 있음을 알 수 있다. 현장수리시험으로부터 보다 많은 자료를 도출하기 위하여는 무엇보다도 수리시험장비의 보완이 필요하다. 특히 조사구간을 완벽하게 분리할 수 있는 패커장비와 미세한 유동량변화를 계측할 수 있는 유량계의 확보가 필수적이며, 조사구간의 압력변화를 자동기록할 수 있는 계측기기가 필요하였다.