• 한국농림기상학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.98-106
• /
• 2005

지하수는 복잡 경관에 위치한 광릉 산림 소유역의 물과 탄소 순환에 중요한 역할을 담당한다. 지하수가 지하 매질의 전기비저항(ER)에 크게 영향을 미치기 때문에, ER을 사용하여 지하수의 깊이와 지하 수분 함량을 조사할 수 있다. 따라서 최근 전기비저항 탐사를 통해 토양수분과 지하수 함양률, 수위변동을 측정하는 연구가 진행되고 있다. 정량적으로 적용할 수 있는 연구 결과가 나온다면 전기비저항 탐사가 다양한 시간과 공간규모의 물 수지의 닫힘을 확인하는 데에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 광릉 산림 소유역에서 지하수의 역할을 규명하기 위해 설치될 지하수 관정의 정확한 깊이와 위치를 파악하고자 실시한 ER 현지 조사의 예비 결과를 제시하였다 앞으로의 연구는 유용성이 입증된 전기비저항 탐사와 더불어 GPR 탐사, 전자탐사, 탄성파 탐사 등의 복합 물리탐사와 GIS를 이용한 분석을 통해 더 정확한 지하구조의 정보와 지하수공 최적의 위치를 추정할 수 있을 것으로 보인다.

• 자원환경지질
• /
• 제43권3호
• /
• pp.259-267
• /
• 2010

국내에서 노멀전기검층은 지반조사, 지하수 환경조사, 지열조사, 지질조사, 광물자원 평가 등의 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다. 노멀전기검층은 지표 전기비저항탐사법과는 달리 완전공간에 대한 자료를 취득하기 때문에 지표부근에 수위가 위치하는 시추공에서 자료를 취득하는 경우, 수위 및 지표에 대한 영향을 고려해야 한다. 이 연구는 노멀전기검층 존데, 전류리턴전극, 기준점전위전극, 시추공내 지하수위 등을 포함하는 실제 물리검층 환경과 동일한 조건에서 노멀전기검층을 시물레이션하여 지표 및 지하수 수위가 노멀전기검층에 미치는 영향을 분석하였다. 수치 모델링은 2차원 목표지향 자기적응 고차 hp 유한요소법(2D goal-oriented high-order self-adaptive hp finite element method)을 이용하였다(여기서 h는 요소의 크기, p는 노드에서의 근사 차수). 이 알고리듬을 이용하여 측정한 겉보기비저항의 오차가 1%보다 작도록 계산할 수 있는 최적 hp 격자를 구성함으로써 매우 정밀한 결과를 얻었다. 수치실험결과, 지표부근에서 취득한 노멀전기검층 자료는 기준점전위전극이 시추공에 가까울수록 자료의 왜곡이 증가하며 장노멀전기검층에서의 왜곡이 단노멀전기검층에서 보다 심함을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.548-559
• /
• 2011

의성소분지 화산칼데라 지역에서 3차원 복합 지구물리탐사를 수행하였다. 2차원적인 해석이 주를 이루었던 선행 연구의 제한점을 극복하기 위하여 간격이 조밀한 자기지전류탐사와 중력탐사를 수행하였다. 자기지전류탐사와 중력탐사 자료로부터 각기 해석된 역산 결과들에 대해 역산 자료간의 상관관계 및 새로 제안된 구조해석 방법을 이용하여 복합 해석하였으며, 이를 각 구조별로 3차원 지질구조로 영상화하였다. 이 연구에서 제안하는 구조화 지수(Structure Index; SI) 기법은 물성간의 공간적 상관관계와 물성 값의 이상 정도를 이용하여 계산되는 구조화 각도(Type Angle; TA) 및 구조화 강도(Type Intensity; TI) 값의 분포를 이용하는데, 이 기법을 통한 3차원 구조 해석을 수행하였다. 제안 기법을 화산칼데라에 적용한 결과 1) 화산칼데라 중앙부에서 심도 1 km 부근까지 연장되는 낮은 밀도와 전기비저항을 갖는 화산쇄설성 퇴적암류, 2) 높은 밀도와 전기비저항을 갖는 ring fault 주변의 관입 화성암류, 3) 3-5 km 심도의 상대적으로 낮은 전기비저항과 높은 밀도를 갖는 기반암을 3차원으로 영상화할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권4호
• /
• pp.251-255
• /
• 2004

현장에서 지표 전기비저항 탐사를 수행할 때 사용되는 전선에는 다중인터폰 전선과 리본 전선 등이 있다. 일반적으로 이들 전선은 전류가 흐를 때 전자기유도 현상이 발생한다. 예를 들어, 다중인터폰 전선은 다수의 전선이 꼬여져 있는 상태이브로 전류가 흐를 때 전자기유도 현상이 발생될 수 있으며, 이것에 의하여 측정된 전기비저항자료가 왜곡될 가능성이 있다. 따라서 이 논문에서는 전기비저항 탐사를 수행할 때에 발생하는 전선 내 전자기유도 현상에 의한 신호왜곡 현상을 관찰하기 위하여 전기비저항 탐사 시스템에 PXI를 부착하여 전자기 잡음 측정 시스템을 구축하였고 일반적인 탐사용 전선에서 나타나는 전위 파형을 측정하여 이들을 서로 비교함으로써 전자기유도에 의한 신호 왜곡 현상을 밝히고, 이 결과로부터 전선을 이용한 현장탐사의 지침을 제공하고자 하였다. 다중인터폰 전선, 리본 전선을 이용하여 전기비저항 탐사를 수행했을 때 리본 전선에서는 전자기유도에 의한 큰 파형의 왜곡이 관찰되지 않았고 다중인터폰 전선에서는 파형의 왜곡이 관찰되었다. 그러므로 전선 내에서 신호의 왜곡이 관찰되지 않은 리본 전선을 사용하여 전기비저항 탐사를 수행함으로써 보다 양질의 자료를 획득할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권2호
• /
• pp.75-84
• /
• 2012

해양 전자탐사의 겉보기 비저항은 해수층으로 인해 지표탐사와 그 정의가 달라지게 되며, 이를 적절히 계산할 수 있는 알고리듬의 개발은 해양 전자탐사의 출발점이 될 수 있다. 이를 위해, 1차원 층서 가스 하이드레이트 수치모형과 해수층과 그 하부의 반 무한매질로 이루어진 수치모형에서 계산한 전자기적 반응을 비교분석하였다. 겉보기 비저항을 계산하기 위해서는 실수와 허수 성분보다는 진폭과 위상을 사용하는 것이 더 적합하였으며 해양 전자탐사 반응의 민감도를 정량적으로 분석하여, 근거리 영역에서는 위상이 원거리 영역에서는 진폭 성분이 더 안정적인 결과를 주는 것을 알았다. 또한 위상과 진폭의 선택기준으로써 유도상수의 값을 제안하였다. 이러한 분석을 토대로 격자 탐색법(grid search)을 사용하여 겉보기 비저항을 계산하는 수치알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬을 이용하여 1차원 층서 가스 하이드레이트 수치모형의 다양한 변수를 변화시켜가며 겉보기 비저항을 계산해봄으로써 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 계산한 겉보기 비저항 값을 이용한 가스 하이드레이트 부존양상 정보의 도출가능성을 살펴보았다. 동해 울릉분지의 가스 하이드레이트 부존양상을 모사한 2차원 가스 하이드레이트 수치모형에서 계산된 자료의 겉치레 단면도는 가스 하이드레이트 부존양상 정보 추출이 가능함을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권2호
• /
• pp.155-162
• /
• 2006

저수지 제체의 누수는 주로 세굴현상에 기인하며, 이 세굴현상은 주변의 토괴를 침식하여 결과적으로 제체의 파괴를 유발시키는 주된 요인이다. 따라서 누수구간의 탐지는 효과적인 제체의 유지관리에 필수적인 요소가 된다. 전기비저항 탐사는 저수지 제체의 안전진단에 가장 널리 사용되고 있는 물리탐사 방법으로 특히 세굴현상에 의한 누수구간의 탐지에 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 기존의 전기비저항 탐사는 제체 마루에서 수행된 2차원 전기비저항 탐사자료의 역산 단면상에서 저비항대를 누수 위험 구간으로 해석하는 정성적인 단계에 머무르고 있다. 근자에 이르러 상시관측을 통한 전기비저항의 변화율을 이용한 해석방법이 제시되었지만 아직까지 제체의 안전도를 정량적으로 산출하는 기법에 관한 연구는 없는 실정이다. 제체내의 세굴현상이 진행됨에 따라 누수구간은 공극율이 증가하고, 공극율의 증가는 제체의 안전과 직결된다. 본 연구에서는 Archie의 경험식을 근거로 전기비저항 탐사에서 얻어진 건기전도도 자료를 제체부의 공극율로 변환하는 기법을 개발하였다. 또한 전기비저항 상시관측 자료를 이용하여 제체의 안전도 지수를 산출하는 방법론을 제시하고자 하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권4호
• /
• pp.291-298
• /
• 2006

전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다. 하지만 저수지 제체에서 수행되는 전기비저항 탐사 자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하는 3차원 전기비저항탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 제체의 상류사면, 상류쪽 마루, 마루중앙, 하류쪽 마루와 하류사면에 위치한 측선에서 얻어진 전기비저항 탐사자료를 비교하였다. 3차원 효과는 측선의 위치에 따라 서로 다른 양상을 보였으며, 측선이 하류사면 쪽에 위치할 경우 그 영향이 더 크게 나타났다. 또한 지형효과보다는 저수지를 구성하는 요소들의 전기비저항 값이 전기비저항 탐사자료에 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성을 분석하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제5권4호
• /
• pp.250-256
• /
• 2002

전기비저항 토모그래피는 지하의 전기비저항 분포를 영상화할 수 있는 매우 중요한 정밀 물리탐사법으로 지반조사 및 환경 오염대의 조사에 널리 사용되고 있다. 전기비저항 토모그래피 탐사의 경우 다양한 전극배열법이 사용될 수 있으며 각 배열법은 나름대로의 장단점을 가지고 있다. 예를 들어 단극배열의 경우에는 신호대 잡음비는 높으나 분해능이 벌어지며, 쌍극자배열의 경우에는 분해능은 높지만 신호대 잡음비가 너무 낮다. 단극-쌍극자 배열의 경우에는 중간정도의 분해능과 신호대 잡음비를 갖는다. 최근 개발된 변형된 단극-쌍극자 배열의 경우에는 단극-쌍극자 배열 수준의 신호대 잡음비와 분해능을 갖는다. 그러나 단극배열을 제외한 이들 전극배열법은 전류 및 전위 전극의 위치에 따라서는 겉보기 비저항이 발산할 수도 있다는 단점을 갖는다. 또한 단극배열의 경우에는 측정된 겉보기 비저항이 이상체의 전기비저항을 그대로 반영하지 못한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 전류전극과 전위전극의 상대적인 위치에 따라 단극-쌍극자 배열과 변형된 단극-쌍극자 배열을 혼용하는 소위 혼합배열이라는 새로운 전극배열법을 제안하고자 한다. 이 새로운 전극배열법은 신호대 잡음비 및 분해능은 단극-쌍극자 배열의 수준을 유지하며, 측정 시추공상에서 겉보기 비저항이 발산하지 않는 특성을 갖는다. 또한 측정되는 겉보기 비저항은 항상 이상체의 전기비저항을 잘 반영한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제1권1호
• /
• pp.57-63
• /
• 1998

전기비저항 탐사는 역사가 깊으며 널리 사용되는 물리탐사 기술 중의 하나로서 최근에는 단순한 이상대의 확인이 아닌 지하 구조를 영상화하는 것으로 확대, 발전되면서 토목 및 환경 분야에 많은 적용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 환경 분야에서의 전기비저항 탐사의 응용 가능성을 입증하기 위하여 전주시 소재의 폐기물 처분장에서 10 m 간격의 쌍극자 배열 전기비저항 탐사를 8개의 측선상에서 수행하였다. 자동 측정 소프트웨어를 개발하여 자료를 획득하였으며 자료처리 과정에서 지형 효과를 보정하였다. 처분장 내부는 대단히 낮은 저비저항대가 발달하고 있으며 삼천천 쪽을 제외하고는 처분장 부지와 저비저항대의 분포가 정확하게 일치하였다. 또한 오염물질의 수직적인 분포도 삼천천 방향으로 가면서 그 심도가 계속적으로 깊어진다. 이는 삼천천 쪽을 제외하고는 처분장의 방벽이 오염물질의 확산을 잘 막아주고 있으며 오염물질이 삼천천 방향으로 확산되었을 가능성이 높다는 것을 의미한다. 전기비저항 영상화 기법을 이용하여 오염대의 수평/수직적인 분포, 심도별 오염물질의 발달 경향, 폐기물 처분의 최대 심도등의 유추가 가능하며 이는 환경 분야에서 전기비저항 탐사의 응용 가능성을 입증하는 것이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제3권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2000

조사지역은 해안과 인접한 경기도 화성군 석천리에 위치하고 있으며, 그 면적은 약 1$km^2$이다. 이 지역은 기아 자동차 화성공장 건설 이전에 이미 해수침투에 의해 오염된 지역으로 알려져 왔으나, 지구물리적 또는 지구화학적 방법을 통하여 해수침투에 의한 오염분포 현황과 오염의 계속적인 진행 여부가 체계적으로 연구되지 않은 지역이다. 그러므로 본 연구에서는 지구물리적 방법(슐럼버져배열의 전기비저항 수직탐사, 쌍극자-쌍극자배열의 2차원 전기비저항탐사)을 사용하여 해수침투에 의해 오염된 범위 및 해수침투의 주 경로를 파악하고자 하였으며, 또한 해수침투의 진행 여부를 판단할 수 있는 하나의 증거인 조석운동에 의한 해수의 유동을 확인하기 위하여 슐럼버져배열을 사용한 전기비저항 모니터링도 수행하였다. 전기비저항 수직탐사의 결과로부터 조사지역은 2개의 영역, 즉 $\~30$ ohm-m 이하 그리고 그 이상의 전기비저항 분포를 나타내는 영역으로 구분된다. 여기서, $\~30$ ohm-m 이하의 낮은 전기비저항을 보이는 부분은 조사지역의 천부에 존재하는 점토층의 분포와 일치하며, 구 해안선으로 갈수록 점토층의 전기비저항은 매우 낮은 값을 갖는다. 수리 지질학적 분석에 의하면 구 해안선으로부터 약 200 m내에 분포하는 점토층은 해수에 의해 이미 오염되었으며, 이 같은 점토층은 하부에 존재하는 사질층의 전기전도도보다 약 8배 정도 높은 것으로 확인되었다. 북서-남동방향으로 평행하게 설정된 2개의 측선에서 수행된 2차원 전기비저항탐사의 해석 결과에 의하면 구 해안선으로부터 북동방향으로 서로 평행하게 발달된 2개의 가능한 해수침투 경로가 확인되었으며, 그 중 상대적으로 남쪽에 존재하는 침투경로는 심부 80 m이상까지 낮은 전기비저항대가 연장 발달된 것으로 해석되었다. 구 해안선으로부터 내륙으로 약 260 m되는 지점(2차원 전기비저항탐사로부터 심부 80 m 이상까지 연장 발달된 것으로 해석된 침투경로 상의 한 측점)에서 실시한 전기비저항 모니터링 자료에서 조석운동에 의한 12시간의 주기를 갖는 겉보기비저항의 변화를 확인할 수 있었다. 이 같은 사실로 보아 2차원 전기비저항탐사에서 해석된 낮은 전기비저항 이상대는 암반 내에 발달한 파쇄대로서, 조석운동에 의한 해수의 유동통로이며, 이같은 파쇄대를 따라 현재에도 해수침투가 진행되고 있다는 결론을 유추할 수 있다.