• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1173-1177
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• 2004

현재 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 지하투과레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지하수면 및 함수량을 추정하였다. 비피압대수층 내에서의 얕은 포화대(saturated zone) 깊이을 산정하는 연구(livari and Doolittle, 1994, van Overmeeren, 1994)와 포화대 상부 습윤대(wetting fronts)의 거동를 조사한 연구(Vellidis et al, 1990) 등에 활용된 바 있는 GPR 기숙을 바탕으로 비피압대수층의 통기대와 포화대 내의 함수량 및 지하수면 추정을 위한 기초 실험을 수행하였다. 지하수면 및 함수량의 현장 적용성을 검증하기 위해서는 시간과 경제적인 면에서 비효율적인 점을 고려하여 사질토로 구성된 실험용 토조를 제작하여 건조시 획득된 GPR 자료, 지하수면의 변화에 따른 GPR 이미지를 비교하여 그 적용성을 검토하고 시${\cdot}$공간적 지하수면의 정확한 추정을 위해서 삼차원으로 비교${\cdot}$검토할 수 있도록 하였으며, GPR 자료의 정확성을 검증하기 위해서 토조 하부에 액주계(piezometer)를 설치하였다. 본 연구에서 적용된 GPR 실험은 획득된 이미지의 해석에 다소 어려움이 있지만 토양을 교란시키지 않고 비교적 간편하게 함수랑 및 지하수면의 위치를 파악하는데 매우 효과적이며, 추가적으로 GPR을 이용한 다양한 실험이 수행된다면 GPR 기술은 향후 기존 방법에서 쉽게 판단하기 어려운 시${\cdot}$공간적인 함수량 및 지하수의 분포 특성을 효율적으로 파악하는데 매우 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.217-225
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• 2009

케이싱 구간에서 얻어진 밀도검층 자료에 대한 보정연구의 일환으로 모형공에서 PVC 케이싱의 인위적 이격을 이용한 이격보정 연구를 실시하였다. 케이싱의 유형과 공벽으로부터의 이격의 정도, 공내 유체의 존재에 따른 검출기의 반응양상의 변회를 추적하였으며 특히 동일한 이격환경에서 시추공 내에 물이 있을 때와 물이 없는 상태에서 얻어진 이격반응에 대한 비교 분석이 집중적으로 수행되었다. 이로부터 PVC 케이싱에서 수행되는 밀도검층에서 공벽과 검출기 사이의 이격 거리에 따른 감마선 반응 특성을 정량화할 수 있었으며 이격보정 차트가 작성되고 지하수면 하부구간과 상부구간에서의 각 이격오차보정의 효과와 한계가 밝혀졌다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.185-193
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• 2004

휘발유와 같은 유기탄화수소계 오염 물질인 유류가 지하 분포 시, 불포화대에 분포하는 가스상(또는 증기상)유류와 지하수 포화대에 포획되어있는 잔류상 유류 오염 물질이 GPR(Ground Penetrating Radar)에 미치는 반응을 조사하기 위하여 모델 실험을 수행하였다. 모델 실험에는 모래와 자갈을 토양 매질로서 채운 탱크를 이용하였고, 유류 수송을 위한 매설 파이프 또는 지하 유류저장탱크로부터 유류의 누출을 모사하기 위하여 모델 탱크 바닥으로부터 물과 휘발유를 주입 또는 배출하여 지하수면의 상승과 하강을 유도하면서 다양한 상의 LNAPL지하분포를 모사하여 GPR 측정을 실시하였다. 본 연구 결과, 불포화대에서 매질의 수분함량 증가에 따른 레이다 파의 속도 감소를 보이는 민감한 GPR 반응이 관측되었으며, 지하수면의 상승과 하강에 따른 지하수면 위치 변화 관측에 있어서 GPR의 유용성이 입증되었다. 본 연구에서 모관대를 형성하고 있는 매질의 대수층에서는 실제 지하수면 대신 모관대의 상부가 지구물리학적 지하수면으로 탐지되었다. 또한 휘발유 주입 이후 형성된 불포화대내 가스상 LNAPL은 매질의 전기적 성질의 변화를 유도하여 레이다 파의 감쇠를 야기하는 GPR 반응을 나타내었다. 포화대 내의 잔류상 LNAPL에 대한 GPR 반응은 레이다 파의 매질내 속도 및 에너지 투과성을 향상시킴으로써 지하수면 상승으로 포화대에 포획된 잔류상 유류오염물질를 포함하는 대수층 지역의 탐지 가능성을 보여 주었다. 이는 유류오염물질이 지하수면 아래의 포화대에 잔류상의 형태로 분포하는 오염지역에서 GPR를 이용하여 유류오염지역을 탐지할 수 있는 새로운 탐사전략의 근거를 제공한다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.519-528
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• 2019

본 논문에서는 2017년 경주시 내남면 용장리 트렌치 단면에서 퇴적층을 관찰할 때 고려해야하는 토양화 과정과 지하수의 유동에 기인하여 나타나는 특성을 기술하였다. 지표로부터 굴착된 트렌치 단면은 토양화 과정과 지하수 유동에 의한 흔적을 포함하고 있어 퇴적학자들의 관찰에 영향을 줄 수 있다. 이 사이트 토양은 비교적 초기단계의 토양화 과정에 있어서 퇴적층의 특징을 관찰하는데 크게 어려움을 주지 않으나, 퇴적층리 관찰을 가장 어렵게 하는 요인은 지하수의 이동에 따른 망간산화물과 철산화물의 침전이었다. 지하수면을 따라 형성된 이 침전물은 퇴적층의 경계면에 형성되어 있기도 하고, 지하수면의 위치 또한 접하고 있는 퇴적층의 입자 크기에 따라 달라지므로 여러 위치에서 침전물이 관찰되었다. 또 이들 지하수면 상하부에서는 각기 철의 산화환원 상태에 따라 색변화가 관찰되므로 퇴적층 기술에 주의가 요구된다. 미세기공을 통해 모세관 현상으로 상부로 이동하는 지하수에 의해 일부 세립질 퇴적층이 지하수면 수 미터 상부까지 환원상태를 유지하면서 환원철 상태를 지시하는 색을 띠기도 하였다.

• 자원환경지질
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• 제41권2호
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• pp.183-199
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• 2008

본 연구에서는 구룡광산에 적치된 광미층으로 부터 채취된 대표 비교란 코어시료를 대상으로 체계적인 물리 화학적 및 광물학적 특성을 심도별로 정량적으로 파악, 중금속 거동 핵심 영향요소를 기준으로 광미층 수직분대를 시도하고, 이를 기초로 광미층 비포화대-포화대에 걸친 원소 거동과 지화학적 조건과의 상관모델을 제시하고자 한다. 구룡광산의 대상 광미층은 화학적으로 지하수면을 경계로 상부층 구간에서의 낮은 pH(4)와 20wt.% 이상의 높은 $Fe_2O_3$ 및 $SO_3$ 함량에 의해 특징지어진다. 물리 화학적 및 광물학적 분석 자료를 고려하여 구룡광산 광미층을 심도증가에 따라 복토층, jarosite zone, Fe-sulfate zone, Fe-oxyhydroxide zone, gypsum-bearing pyrite zone, calcite-bearing pyrite zone, soil zone(광미층 집적 이전 토양층), weathered zone 등 7개분대로 구분할 수 있으며, 새로 생성된 이차광물상의 특성을 고려할 때 지하수면을 기준으로 상부층을 산화대(oxidation zone)로, 하부층을 비산화대(unoxidation zone), 혹은 carbonate-rich primary zone으로 크게 대분할 수 있다. 본 연구결과를 기초로 구룡광산 광미층의 물리 화학적 및 광물학적 변화를 지하수면 상부층에서의 황화광물, 특히 황철석의 산화반응이 핵심요소가 되어, 이로 인한 pH 값의 감소, 일차광물의 용해반응 및 원소 용출, 이차광물상 생성, 그리고 생성된 산의 탄산염 및 규산염광물에 의한 산-중화반응 등 일련의 지화학적 반응으로 설명할 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.168-171
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• 2003

연속주입추적자시험이 실시된 현장사이트의 규모는 4.5m$\times$4.5m$\times$6.0m 정도이다. 시험 사이트내에서 실시된 추적자시험은 주입공(Pl)에서 Rhodamine WT 50ppm 용액을 1.8$\ell$/min의 주입율로 6일 동안 연속적으로 주입함과 동시에 관측공(P2, P3, Il, I2, I3)에서 일정한 시간간격으로 지하수를 채수하여 추적자농도를 산출하였다. 시험결과, 지하수면 하부를 포함하는 관측공(P2, P3)의 최대추적자농도는 초기주입농도의 10% 정도이며, 지하수면 상부에 위치한 지하수공(Il, I2, I3)들에서의 최대추적자농도는 초기농도의 75% 정도로서 추적자의 농도차이가 상대적으로 매우 크게 나타났다. 본 연구에서는 자유면대수층내에서 포화대를 포함한 관측공과 비포화대만을 포함한 관측공에서의 수리분산특성에 대해 비교.분석한 결과, 오염물이 연속적으로 토양에 유입되는 경우 비포화대 구간에서는 이류기작에 의한 농도희석이 거의 없으므로 오염물농도가 매우 클 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.43-54
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• 2005

지하수위 아래에서의 터널굴착은 지하수 영역의 변화를 초래하게 되고, 지하수의 공급이 충분하게 이루어지지 않는 경우 자유수면의 하강현상이 발생하게 된다. 이러한 거동을 수치 해석적으로 모사하기 위해서는 자유수면위의 불포화토 거동을 포함하는 자유수면의 변화를 고려하기 위한 복잡한 해석 알고리즘을 채택하여야 하고, 불포화 토의 수리거동을 포함하므로 통상 구속흐름조건으로 가정하여 해석하게 된다. 그러나 이 방법은 실제 많은 상황에서 발생하는 지하수위 저하를 고려하지 못하며 지하수위 저하가 터널 및 주변지반의 거동에 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 어렵다. 본 연구에서는 비구속 흐름조건하의 지하수위 아래 배수형 터널을 건설하는 경우 지하수 영역의 변화와 이 변화가 터널과 지반에 미치는 영향을 수치 해석적 모델링 방법을 통하여 파악하고, 이를 통상적 해석방법인 구속조건의 흐름과 비교 고찰하였다. 해석결과 지하수위 변화는 지표, 특히 지하수위 상부의 거동에는 지대한 영향을 미칠 수 있지만 터널라이닝 거동은 구속흐름의 경우와 거의 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 지구물리
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• 제1권1호
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• pp.59-68
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• 1998

지하 투과 레이다를 이용한, 지하 매설물의 감지 여부 및 반사 신호 특성을 규명하기 위하여 모래 모형조 실험을 수행하였다. 매설물의 직경과 매립 심도의 비율은 최대 24 %, 최소 4 %로 다양하게 설정되었으며, 매설물의 재질은 금속제, 합성수지 및 목재가 사용되었다. 실험 결과, 지하수면이 매설물 하부에 위치한 경우, 목재를 제외한 모든 매설물이 심도와 직경에 상관없이 강한 반사파를 보여 주었다. 한편, 지하수면이 매설물 상부에 위치한 경우, 지하레이다를 이용한 매설물 감지가 매우 어려웠다. 그러나 이 경우에도 모형 탱크의 바닥에서의 반사 신호는 뚜렷이 감지되었으며, 이는 단순히 전자기파의 감쇠 이외에 타 요소가 매설물의 반사파 신호 발생을 저하시키는 것으로 사료된다. 본 실험 결과, 현장에서 단순히 매설물의 수평적인 위치를 감지하려고 할 경우, 수직 반사 방식의 지하레이다 조사가 경제적, 시간적으로 효율적이지만, 매설물의 수직위치, 지층의 전자기파 투과 속도, 지하수면 조사 등, 정밀한 지하 정보 획득을 목적으로 하는 경우, 적어도 부분적인 공심점 자료를 획득 할 수 있는 방식의 조사가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경북지부 결성 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.102-105
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• 1996

난지도 매립지는 매립충의 불균질성과 고온의 침출수 및 가스의 흐름이 동시에 복합적으로 일어나는 현상 때문에 수리지질학적으로 매우 복잡한 지역이다. 난지도의 수문층서단위 조사와 디스크-장력 침투계(Disc tension Infiltrometer)로 불포화대 수리 특성을 추정하였으며 가스 거동 현상을 이해하기 위해 지온을 측정하였다. 매립지 주변의 지하수위 변화를 조사하기 위해 양수정과 다중-수위관측정(Multi-Level Monitoring Well)에서 수위변화를 관측하였다. 불포화대 수리특성과 기상자료를 바탕으로 매립지로의 순침투량을 추정하였다. 이것을 근거로 총 침출수 발생량을 추정하였으며, 기저 지하수면 상부에 분포하는 포화 침출수대, 즉 부유침출수의 생성 메카니즘에 대한 연구도 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.66-74
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• 2007

석회암 용식지역 상부에 위치한 주거지역에 대하여 지반침하 안정성을 분석하였다. 석회암지역에 분포한 공동을 조사하기 위하여 전기비저항 토모그래피, 전자탐사를 실시하였으며 지반특성을 규명하기 위하여 시추조사를 포함한 지반공학적인 조사를 실시하였다. 조사 결과를 바탕으로 공동의 형상과 지하수 조건에 대하여 지반침하 분석 및 예측을 위한 수치해석을 실시하였다. 지반침하를 일으키는 주요인은 지하수위의 하강으로 예측되었는데 이는 표토 하부의 지하수위가 감소함으로써 지반의 역학적 평형상태가 교란되고 공동이나 지표면의 침하가 발생해 표토 토양층이 유실되기 때문이다. 석회암 용식지역에서의 지반침하를 방지하기 위하여서는 천부 공동 상부의 지하수위를 지속적으로 유지시키는 것이 필수불가결한 것으로 보인다.