• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.36-47
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• 2012

Time-series variation of groundwater temperature in Mongolia shows that maximum temperature is occured from end of October to the first of February(winter time) and minimum temperature is observed from end of April to the first of May(summer time). Therefore ground temperature is s a good source for space heating in winter and cooling in summer. Groundwater temperatures monitored from 3 alluvial wells in Ulaabaatar at depth between 20 and 24 m are $(4.43{\pm}0.8)^{\circ}C$ with average of $4.21^{\circ}C$ but mean annual ground temperature(MAGT) at the depth of 100 m in Ulaanbaatar was about $3.5{\sim}6.0^{\circ}C$. Bore hole length required to extract 1 RT's heat energy from ground in heating time and to reject 1 RT's heat energy to ground in summer time are estimated about 130 m and 98 m respectively. But in case that thermally enhanced backfill and U tube pipe placement along the wall are used, the length can be reduced about 25%. Due to low MAGT of Ulaabaatar such as $6^{\circ}C$, the required length of GHX in summer cooling time is less than the one of winter heating time. Mongolia has enough available property, therefore the most cost effective option for supplying a heating energy in winter will be horizontal GHX which absorbs solar energy during summer time. It can supply 1 RT's ground heat energy by 570 m long horizontally installed GHX.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.277-290
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• 2016

심부지질조사에는 많은 경비와 시간이 필요해 심부지질을 해석하는데 많은 어려움이 있다. 그러나 지열모델링과 같이 많은 경비를 투자할 수는 없지만 심부의 지질정보가 필요한 경우 제한적이지만 천부의 지질정보를 이용하여 심부의 지질을 해석하고 추정할 수 있다. 이번 연구에서는 이러한 제한된 심부자료를 가진 지역에서 천부지질자료를 활용하여 어떻게 심부의 지질에 대한 정보를 추정할 수 있는지를 보여주고자 하였다. 이번 연구의 목적은 한반도 남동부를 관통하는 양산단층이 이 지역의 지열분포에 어떠한 영향을 주고 있는지를 연구하기 위하여 심부지질단면도를 획득하기 위한 것이다. 따라서 양산단층과 주변 단층들의 특징을 가장 잘 반영할 것으로 판단되는 울주군 상북면과 웅촌면 지역에서 양산단층을 가로지르는 NW-SE 방향으로 단면을 설정하였다. 이 심부 지질단면을 작성하기 위하여 먼저 기존 지질도를 검토하여 발달하는 암상의 분포와 주요 지질구조를 확인하였으며, 야외조사자료를 기반으로 도학적인 분석을 실시하여 지층의 심부연장성을 추정하였고, 지표에서 노출된 단층 등의 발달규모 및 자세를 통해 심부로의 연장가능성을 추정하였다. 또한 비록 천부자료이긴 하지만 기존 물리검층자료와 시추자료를 종합하여 한반도 남동부 양산단층대의 심부단면도를 작성하였다. 양산단층 주변의 암상에 대한 야외지질조사 결과 양산단층의 서쪽지괴에는 화강암이 주를 이루며, 양산단층의 동쪽지괴는 퇴적암류와 이를 관입한 화성암류가 주로 발달하고 있다. 지표상 드러난 양산단층의 연장성을 통해 규모를 추정해 볼 때 지하로 수 km 이상 발달할 것으로 추정되며, 물리검층자료를 분석한 결과 양산단층과 인접한 퇴적암류는 그 깊이가 얇고, 동쪽으로 갈수록 두꺼워지는 양상을 보인다. 이러한 자료를 종합 해석하여 모식적인 지질단면을 제작하였다. 비록 지질학적 개념에 기초하여 가능한 정보를 수집하였지만 이러한 천부자료에 기초한 심부단면도의 작성은 신뢰성이 매우 제한적이라는 것을 고려하는 것이 필요하다. 또한 이번 연구에서는 시추코어의 단열분석을 통해 단층의 존재를 인식할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 이는 앞으로 시추자료 분석을 통해 단층의 존재와 규모를 판단하는데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.329-343
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• 2001

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.121.2-121.2
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• 2010

제주도는 지질학적으로 제4기에 형성된 화산섬으로 지금까지 고온의 지열징후는 보고된 바 없으나, 남한에서 가장 최근까지 화산활동이 있었던 것으로 기록되어 있어 화산활동과 관련된 심부 지열자원 부존 가능성은 아직 열려있다고 할 수 있다. 본 연구에서는 제주도에서 지열부존 가능성을 타진하고 제주도 심부 지질구조 파악을 목적으로 2차원 및 3차원 자기지전류 (MT) 탐사를 수행하였다. 탐사는 중산간지역에서 한라산을 중심으로 동, 서, 남, 북의 4방향 4측선과 제주 서부지역에 남북방향의 1측선을의 총 5개 측선에 대해 수행하였으며, 이에 대한 MT 탐사자료의 2차원 및 3차원 역산을 통하여 한라산 하부 및 주변의 심부 지질구조를 파악하고자 하였다. 역산 해석 결과는 천부 구조는 기존 시추조사 결과 밝혀진 층서구조의 형태를 잘 나타내어 획득된 자료의 신뢰도가 높음을 지시하였다. 즉, 제주도 최 상부를 피복하고 있는 현무암 등의 화산암류는 고비저항(수백 ohm-m)으로, 그 하부의 해성 미고결퇴적층(U층 및 서귀포층)은 저비저항으로, 그리고 최하부의 응회암이나 화강암으로 구성된 기반암은 1,000 ohm-m 이상의 고비저항 층으로 잘 구분되어 나타났다. 특히, 제주도에서 특징적으로 해수면 하부 수십 ~ 수백 m에 존재하는 것으로 알려진 미고결퇴적층이 10 ohm-m 내외로 측선 전반에 걸쳐 나타났다. 이는 기존의 시추결과에서 미고결 퇴적층이 제주도 전역에 걸쳐 해수면 하부 100 m 내외의 심도에서 관찰되는 것과 일치하는 결과이다. 기반암 하부에서는 특징적으로 모든 측선의 중앙부에서 저비저항 이상대가 영상화되었으며 이는 2차원 역산과 3차원 역산해석에서 공통적으로 나타났다. 특히, 3차원 해석에서는 이러한 저비저항 이상대가 한라산 정상에서 서북쪽 부근에 나타나는데 이는 과거의 화산활동과 관련된 지질학적인 구조에 의한 영향일 가능성과 측선의 양단과 중앙에서 주변 바다의 영향이 다르게 나타나기 때문일 가능성으로 볼 수 있다. 즉, 전자는 심부에 발단된 각각의 파쇄대가 모든 측선의 중앙부에서 교차하거나 이를 통한 한라산의 생성과정과 연관된 지질학적인 구조일 가능성을 의미한다. 만약 한라산을 형성한 화성활동의 영향이 아직 지하 심부에 남아있다면 지열수의 부존 혹은 마그마의 통로가 되었을 단층의 영향으로 한라산 하부에 저비저항 이상대로 나타날 가능성이 높다. 그러나 후자에 의한 가능성도 배제할 수는 없으므로 향후 주변바다에 대한 영향을 고려한 3차원 역산해석이나 심부시추 등을 통한 상세한 지질조사 등 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권6호
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• pp.45-55
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• 2005

한반도의 고 지열류량 지대에 속하는 포항시 흥해지역 일대에 대한 지열수 조사를 수행하였다. 그 결과 이 지역 지열수는 지열수대 연변부로서 저류암과 완전평형을 이루지 못하는 것으로 나타났다. 동위원소분석 결과 심부 지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-10.1\%_{\circ},\;{\delta}D=-65.8\%_{\circ}$), 중간심도(평균: ${\delta}^{18}O=-8.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-59.6\%_{\circ}$), 천부지하수(평균: ${\delta}^{18}O=-8.0\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.6\%_{\circ}$), 지표수(평균: ${\delta}^{18}O=-7.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.3\%_{\circ}$)를 보여 심부지하수는 강우에서 기원하였고, 지형적으로 고도가 높은 지역에서 함양되었으며, 해수의 영향을 받지 않았음이 밝혀졌다. 물 지질온도계를 이용한 결과 D-2, D-5, D-6, I-04부근에서 이상 고온대가 추정된다. 실리카-엔탈피 혼합모델 추정결과 저류대 온도는 410 kJ/kg으로서 $98^{\circ}C$에 해당하여 Na-K 및 K-Mg온도계에 의한 추정결과와 일치한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.399-402
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• 2004

An aquifer thermal energy storage (ATES) model is simulated by FEFLOW according to the scenario of heat pump operation in two layered confining aquifer. The scenario is consisted of 4 steps: 90 days pumping (west well) and waste water injection (east well: 35 $^{\circ}C$), 90 day s stop, 90days pumping (east well) and waste water injection (west well: 5 $^{\circ}C$), and 95 days stop. The injection of the waste water is limited in the second layer and the first layer is aquitard. The temperature distribution at the surface shows low difference with reference temperature and opposit aspect with that of the second layer because the thermal transition through the first layer is very slow. Even though the simulated thermal transition in the aquifer system have a difference with real ATES system, optimal design and operate system can be developed with field tests and operational experience.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.833-841
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• 2007

지하수열펌프시스템(GWHP)은 지원열펌프시스템(GSHP)가운데 성능이 가장 우수하며 저온의 천부지하수열을 이용하는 시스템이다. GWHP시스템은 지중연결 열펌프시스템(GCHP)에 비해 최대 블록부하와 전 시스템 성능에 부합되는 지하수유량을 기준으로 하여 설계를 하며 최적 지하수유량은 해당지역의 지하수온도, 판형열교환기의 규격과 전체펌프와 배관류의 전 양정고에 따라 결정한다. 대체적으로 전형적인 빌딩루프순환수의 필요유량은 1RT당 $9.5{\sim}11.4lpm$ 정도인데 비해 GWHP시스템이 필요로 하는 최적 지하수유량은 이보다 꿜씬 적은 $3.8{\sim}9.5lpm$정도이다.

• 자원환경지질
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• 제39권5호
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• pp.567-581
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• 2006

남한의 중생대 금-은광상은 주로 쥐라기와 백악기 화성활동과 각각 밀접한 관계를 보이고 있으며, 고태평양 판의 섭입양태의 변화에 따라 다음과 같이 시 공간적으로 연계되어 있다. 쥐라기 금광상(약 $165{\sim}145Ma$)은 심부 지질조건에서 유입된 광화유체로부터 형성된 전형적인 특징을 보이고 있으며, 대보조산운동 말기동안 이자나기판의 섭입방향이 동북아시아를 향하여 직각방향으로부터 사각북향으로 변환되는 동안 고응력장은 압축력 환경으로부터 전단력 환경으로 변화함으로써 이 단계에 쥐라기 금광화작용이 집중적으로 진행된 양상을 보이고 있다. 반면에 백악기 동안 섭입양태가 사각방향에서 직각방향으로 재차 변화됨으로써 전기 백악기 좌수향 주향이동단층계의 발달과정에서 후기 백악기 반암형 화성활동과 관련된 천부 지질조건에서 유입된 다양한 기원의 유체로부터 점이성${\sim}$원지성 금-은광상과 비철금속광상(약 110${\sim}$45 Ma)이 배태되고 있다. 이러한 중생대 금-은광상의 유형은 대륙충돌 이후에 나타나는 지각진화 단계와 함께 고태평양판의 섭입양태 변화에 따라 서로 다른 관입심도를 갖는 화성암체가 관입됨으로써 심부 또는 천부 지질환경의 지열수계가 형성되고, 성인적으로 서로 다른 유형의 금-은광상이 배태된 것으로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제4권2호
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• pp.153-167
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• 1995

옥천습곡대 중앙부에 분포하는 중생대 화강암체의 전암 및 광물연령을 Rb-Sr, K-Ar, 휫션트랙법으로 측정하여, 그들 암체의 관입 정치시기와 지체구조 발달과정인 지열사를 규명하였다. 이들 중생대 화강암체중 Rb-Sr법으로 동시선 연령을 구한 쥬라기의 제천화강암체(~203 Ma)와 문경화강함체(~200 Ma), 그리고 백악기 중기의 무암사화강암체(~110 Ma), 월악산 및 대야산화강암체(~110 Ma)는 모드 스트론치움 초생값($Y^{87}Sr/^{88}Sr)_i$이 0.7100 이상의 값을 나타내여, "I-형"과 "S-형"에 속하여, 지각물질이 혼화된 "M-형"의 마그마로부터 결정분화한 것으로 밝혀졌다. 또 위의 쥬라기 화강암체는 암상 및 조암광물의 지화학적 연구결과 심부에 정치되어 약 $300^{\circ}C$가지는 급히 낵강하였으나, 그 이후부터는 서서히 냉각한 것으로 생각되나, 문경화강암체는 ~110 Ma경에 천부에 관입한 백악기 중기의 월악산, 대야산 화강암체의 높고 큰 열로 동위원소계가 완전히 또는 부분적인 재평을 이루므로써, 각 연령측 안방법중 연령보존온도 이하의 연령측안시료에서는 실제 제시해야 할 연령보다도 더 젊은, 후기의 지질변동 시기(~110 Ma)를 제시하거나, 부분적인 연령감소를 나타내는 감소된 연령(K-Ar 감섬석 연령: 142 Ma)을 나타내고 있다. 또 백악기 중기(~110 Ma)의 무암사, 월악산, 대야산화강암체와 백악기 중기-말기(~90 Ma)의 속리산 및 형제봉화강암체는 천처에 관입하여 매우 단순하게 그리고 급속히 냉각한 암체인 것으로 확인되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제6권4호
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• pp.242-248
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• 2001

고해상 Chirp 자료와 다중채널 탄성파 자료를 이용하여 울릉분지 남서 상부대륙사면지역에 가스수화물의 존재 가능성에 대해 분석하였다. Chirp 자료에서 퇴적층내 천부 가스의 분포를 지시하는 음향혼탁상, 음향 공백상, 그리고 포크마크가 보인다. 가스수화물의 분해와 관련된 것으로 생각되는 사면붕괴 구조도 확인된다. BSR이 수심 750${\sim}$1130m사이 지역에서 해저면 아래 60${\sim}$110m부근에 발달한다. BSR위의 상부퇴적층은 음향 블랭킹 양상을 보이는데, 이는 퇴적물과 가스수화물의 혼합에 의한 진폭 감소의 결과로 해석된다. 탄성파 자료 속도분석으로부터 계산된 지층의 구간속도는 BSR위의 퇴적층이 1,650m/sec이고 아래 퇴적층은 1,080m/sec을 나타낸다. BSR 상부의 퇴적층 두께가 수심이 증가할수록 얇아지는 양상은 울룽분지의 지열류량이 수심의 증가와 함께 증가하는 발달분포와 매우 밀접한 관계가 있을 것으로 예상된다.