• 자원환경지질
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• 제38권2호
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• pp.177-185
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• 2005

이 연구는 양수시험 해석해(Theis, 1935; Cooper-Jacob, 1946; Papadopulos-Cooper, 1967; Hantush, 1962a,b; Moench, 1985; Hantush-Jacob, 1955) 및 일반 방사상 유동 모델을 이용하여 우리나라의 균열암반 대수층(화강암, 화산암, 변성암, 백악기퇴적암, 제3기 퇴적암에 굴착된 100개 조사공)에서 수행되어진 양수시험으로부터 얻은 122개의 양수시험자료(수위강하 자료)를 분석하여 종합한 것이다. AQTESOLV 전산프로그램을 이용한 양수시험자료 분석에 의 하면, 122개 자료중 86개($71\%$)의 자료들이 이 연구에 사용된 해석해와 일치하며, 앙수시험자료 해석해 중에 누수(leaky) 및 경계조건(boundary condition)을 고려한 해석해들이 53개($43\%$)로 가장 많이 나타났다. 따라서, 양수시험자료의 해석은 균열암반 대수층의 수리지질학적 특성에 적합한 개념모델의 설정이 중요하다. 일반 방사상 유동(GRF)모델을 적용해보면, 122개의 자료 중 77개($63\%$)의 자료들이 Barker(1988)의 표준곡선에 의한 차원(1.1차원-2.9차원)을 보여준다. 이중 $44.2\%$에 해당하는 39개 자료가 1.1차원과 1.9차원 사이의 실수 유동차원을 보여주는 반면에 26개($6.5\%$)만이 Theis 이론에 맞는 2차원의 방사상 흐름을 보여주며, 38개($49.3\%$)는 2.1차원에서 2.9차원에 속한다. 따라서 우리나라 균열암반 대수층에서 지하수 유동은 대부분 실수차원의 유동을 보여주는 것으로 평가된다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.529-542
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• 2020

질산으로 표면 처리한 대나무 활성탄을 소량 첨가한 구형의 폴리술폰 담체(직경 3 - 5 mm)를 제조한 후, 세슘(Cesium: Cs) 오염수를 대상으로 다양한 실내 실험을 수행하여 담체의 세슘 흡착 특성과 Cs 제거효율을 규명하였다. 배치실험 결과, 질산처리한 대나무 활성탄 5%를 첨가하여 제조한 폴리술폰 담체(P-5NBC)는 수 시간 내에 흡착평형에 도달하였고, 1시간 흡착시간 동안 57.8%의 Cs 제거효율을 나타내었다. 흡착시간이 24시간인 경우에는 오염수의 온도와 pH가 비교적 넓은 범위에서도 P-5NBC의 Cs 제거효율이 69%이상을 유지하여, 다양한 수환경 조건에서 Cs 제거를 위해 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 토양과 지하수에 서식하는 대표 미생물종인 Pseudomonas fluorescens와 Bacillus drentensis를 배양하여 P-5NBC 표면에 도포한 경우, 미생물을 도포하지 않은 기존 P-5NBC보다 Cs 제거효율은 각각 19%와 18% 증가하였다. P-5NBC의 평균 Cs 탈착율은 16% 이하를 나타내어, Cs가 폴리술폰 담체에 포함된 질산처리한 대나무 활성탄에 안정적으로 결합하고 있었다. 두 종류의 미생물로 도포한 P-5NBC로 충진하여 연속 칼럼실험을 수행한 결과, 100 공극체적량을 처리하는 동안 Cs 제거효율은 80%이상을 유지하였으며, 이러한 결과는 14.7 g의 P-5NBC 만으로(담체 내 순수 대나무 활성탄량: 0.75 g) 7.2 L의 오염수 (오염수 초기 Cs 농도: 1 mg/L; 처리수 Cs 농도: < 0.2 mg/L)를 성공적으로 처리하였음을 의미한다. 1시간 동안 반응시킨 Cs 흡착 배치실험 결과를 대표적인 Langmuir 흡착등온선에 도시한 결과, P-5NBC의 최대 Cs 흡착농도(q_m: mg/g)값은 60.9 mg/g으로, 기존 선행 연구들에서 사용한 다른 흡착제들보다 높았다. 본 연구를 통하여 소량의 P-5NBC 구형 담체를 이용하여 다양한 수환경에서 Cs를 성공적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권2호
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• pp.155-163
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• 1999

상수원 보호지역내 하성충적토의 사력질 벼 재배 논에서 표준시비 농가관행시비, 우분, 우분퇴비, 볏짚퇴비+화학비료감비, 볏짚환원+표준시비 그리고 무비구의 7처리를 하여 벼 재배 과정동안 시비관리방법에 따른 수량과 양분수지 특성을 조사하여 환경친화적 영농방법 설정을 시도하였다. 시비방법에 따른 정조수량은 추천시비구(100)와 우분구(100)에서 가장 우수하였으며, 화학비료 감비구(98) 볏짚환원구(98), 우분퇴비(94), 농가관행구(94) 순으로 감소하는 경향을 보였으나 처리간 통계적 유의성은 없었다. 질소수지는 농가관행구에서 $+39kg\;ha^{-1}$였으며. 유기물 처리구는 $+44{\sim}76kg\;ha^{-1}$로서 동일 포장조건에서 유기물 처리량이 증가할수록 양분수지의 +값이 커, 질소의 지하용탈량이 감소함을 알 수 있었다. 무기태 질소의 지하용탈량은 화학비료만 시용한 추천시비구($58kg\;ha^{-1}$)와 농가관행구($63kg\;ha^{-1}$)에서 가장 높았으며, 퇴비+화학비료 감비처리나 우분이나 우분퇴비로서 화학비료를 대체한 처리는($23{\sim}27kg\;ha^{-1}$) 화학비료 전용구(R. CF)의 절반 이하 수준($25kg\;ha^{-1}$)까지 줄일 수 있었다. 벼 재배기간중 인산의 지하용탈은 거의 없었다. 우분퇴비구(CMC)의 인산의 수지는 $+30kg\;ha^{-1}$으로 장기 연용에 따라 토양내 인산 축적이 가능성이 있을것으로 예측되며, 다른 처리의 인산 수지는 거의 0에 가까워 벼농사에서의 인산의 시비균형은 비교적 잘 이루어졌다. 칼리의 양분수지는 모든 처리에서 음(-)의 값을 보여 토양내 칼리가 용출되어 작물에 의해 흡수, 이용되고 있음을 알 수 있었다. 결과적으로 기존의 화학비료 위주의 추천시비 방식과 양평군 지역에서 주로 이용되고 있는 관행적 시비방법을 우분과 같은 유기질 비료로 적절히 대체 시용하거나, 볏짚퇴비의 환원 등을 통해 화학비료 사용량을 줄임으로써 벼의 수량을 높이면서 오염물질의 지하 유출을 크게 줄일 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.475-488
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• 2017

정확히 가뭄을 모의하기 위해서는 수문기상학적 현상을 반영할 수 있는 가뭄지수가 필요하며, 국내에서 수문학적 가뭄을 모의하기 위해 MSWSI (Modified Surface Water Supply Index)를 활용한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 MSWSI의 한계점을 분석하고 MSWSI의 불확실성을 정량화하였다. 우선 MSWSI 인자로서 활용가능한 수문기상인자의 선정에 따른 영향을 분석하였다. 기존 MSWSI에 적용한 하천유량, 지하수위, 강수, 댐유입량의 4개 입력인자별로 하나의 관측소자료만을 이용하였으나 본 연구에서는 중권역별 특성에 맞도록 댐저수위와 댐방류량도 포함하였으며, 여러 관측소의 자료를 취득하여 면적평균자료를 사용하였다. 2001년과 2006년 가뭄사례에 대해 MSWSI 모의검증 결과, 본 연구의 MSWSI가 실측수문기상자료의 경향을 더 잘 반영하여 가뭄을 모의하였으며, MSWSI 인자의 선정이 가뭄모의 정확성에 영향을 주는 것으로 나타났다. 다음으로 MSWSI 인자에 적용하는 확률분포의 선정에 따른 영향을 분석하였다. 강수자료는 Gumbel와 GEV 분포, 하천자료는 정규분포와 Gumbel 분포, 댐자료는 2-매개변수 대수정규분포와 Gumbel, 지하수는 3-매개변수 대수정규분포를 따르는 것으로 나타났다. 이에 따라 중권역별로 최대 36개의 MSWSI를 산정하였으며, 확률분포의 선정에 따라 MSWSI 범위가 매우 다르게 나타나 어떠한 확률분포을 적용하느냐에 따라 MSWSI 결과는 매우 달라질 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 maximum entropy를 이용하여 MSWSI 입력인자의 선정과 입력인자별 확률분포 선정의 영향에 따른 불확실성을 정량화하였다. 분석결과, 입력인자의 수가 많이 적용될수록 불확실성은 증가하는 것으로 나타났으며, 홍수기에 MSWSI 입력인자별 확률분포 적용에 따라 MSWSI의 불확실성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제21권2호
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• pp.139-159
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• 2008

지하유류비축기지의 수리안정성 평가를 위하여 비축기지 내 관측공을 포함한 공동 주변 지하수의 지화학분석을 수행하였으며, 결과를 근거로 광물학적 클로깅의 가능성을 평가하고, 아울러 미생물학적인 클로깅 가능성을 함께 고려하여 보았다. 물시료들은 대부분 $Ca-HCO_3$에서 $Ca-HCO_3-SO_4$ 유형에 속하며 물시료의 유형에 따른 차이를 보이지 않는다. 주요 클로깅 유발광물인 방해석은 모든 관측공 및 공동운영수 시료에서 불포화상태로서 탄산염 광물에 대해 침전하지 않는 지화학 환경이다. Fe, Mn은 대부분 낮은 함량을 보이지만 포화지수계산결과에 의하면 대부분 철-산화/수산화 광물에 대해 포화-과포화 상태를 보여주며 높은 용존산소 농도를 보여주기 때문에 장기적으로는 이들에 의한 클로깅의 가능성을 지시한다. 일부 지상 관측공 물시료의 경우에는 철-산화/수산화 광물과 더불어 미세한 열극을 충전할 수 있는 점토광물에 대하여 높은 포화 지수를 보여주어 이들 광물의 침전에 의한 클로깅 가능성을 지시하고 있다. 통계분석 결과, 광물들의 침전/용해 정도는 주로 pH, Eh, DO에 의해 좌우된다. 미생물 분석결과는 대부분의 물시료에서 호기성 미생물과 점액성 세균이 우세하며 황환원세균 등의 혐기성균은 대부분 아주 적거나 검출이 되지 않았다. 클로깅을 유발시키는 미생물로 알려져 있는 점액성 세균은 모든 시료에서 $10^5\;CFUs/mL$ 이하의 값을 나타내고 있지만, 일부 관측공들에서 점액성세균이 우점하고 있기 때문에 장기적 관점에서는 이들이 클로깅의 원인으로 작용할 수 있으며 철 수산화/산화 광물의 침전가능성과 함께 고려하면 클로깅 가능성이 더욱 상승되는 효과를 가져올 수 있기 때문에 지하유류비축기지의 안정적인 운영을 위하여 클로깅 평가와 관련된 체계적이고 장기적인 프로그램이 필요하다.

• 한국토양환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.33-43
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• 2000

고마리 서식지 토양 및 식물체 내치 중금속 함량을 조사한 결과, 서식처 토양 및 식물체 내에서 $Cd^{2+}$ 는 검출되지 않았으나 토양에서 $Pb^{2+}$는 약 7.8~12.6$mu\textrm{g}$/g로 검출되었고, 고마리의 잎에서 $Pb^{2+}$는 약 11.7~18.4$\mu\textrm{g}$/g, 줄기에서 약 7.5~15.5$\mu\textrm{g}$/g 그리고 뿌리에서 약 89.1~193.6$\mu\textrm{g}$/g로 검출되었다. 토양 내의 중금속 함량과 식물체 내의 중금속 농축량 사이에 상관계수(r)는 0.814(>t12. 0.01)로 정상관관계를 나타냈다. 고마리에 Cd$({NO_3})_2$와 Pb$({NO_3})_2$를 5와 10mM로 처리한 후, 식물체의 잎에서 중금속 함량을 분석한 결과, $Cd^{2+}$와 $Pb^{2+}$는 각각 약 0.82~2.79$mu\textrm{g}$/g와 약 2.87~8.08$mu\textrm{g}$/g로 검출되었다. 고마리 배양 후 실험토양 내의 중금속 잔류량은 $Cd^{2+}$의 경우 약 77.1~90.2%로 감소되었고, $Pb^{2+}$의 경우 약 81.1~85.7%로 감소되었다. 고마리에 중금속 물질을 처리한 후 유도.생성되는 Phytochelatin은 중금속 물질을 처리함에 따라 그 상대생성량이 증가하였다. 이들의 분자량은 $Cd^{2+}$를 처리한 경우 약 4,300~8,600da그리고 $Pb^{2+}$를 처리한 경우 약 3,200~9,700da이었다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.185-201
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• 2018

원자력발전소는 부지선정, 부지조사, 설계, 건설 및 운영의 전 과정에 걸쳐 지질조사, 단층 및 지진 특성 분석, 탄성파 탐사, 시추조사, 지반특성 분석 등 모든 가능한 지질학적, 지진학적, 지구물리학적 조사와 자료 분석을 통하여 자연재해 및 인위적 재해에 대하여 건전성을 확보할 수 있도록 견고하게 건설, 운영되고 있다. 본 단보에서는 한국수력원자력(주)에서 자연재해에 대해 원자력발전소 부지의 안전성을 평가하기 위하여 구축하여 운영 중인 지진관측시스템, 단층감시시스템, 사면감시시스템 등 일련의 부지감시시스템의 현황 및 주요 관측 자료에 대한 분석결과를 소개하고자 한다. 원자력발전소에는 발전소의 구조물 및 자유장에 여러 대의 가속도계와 지진 트리거로 구성된 지진감시계통을 구성하여 내진설계의 적절성 평가, 지진으로 인한 운전기준 초과 판정, 지진 신속 대응에 활용하고 있다. 이와는 별도로 단층과 지진과의 상관성 분석, 지진발생 특성 연구, 지진재해도 평가 등 원전 부지의 지진안전성 확보를 위하여 1999년부터 원자력 발전소 부지 내 및 인근 지역에 총 13개소의 지진관측소를 운영하고 있으며, 2017년 최신의 지진관측 장비로 교체 설치하였다. 또한 원전 인근의 단층의 활동성을 감시하기 위하여 국내에서 처음으로 체계적으로 단층감시 기반을 확립한 읍천단층 감시시스템(Eupcheon Fault Monitoring System, EFMS)을 2012년 1월부터 운영하고 있다. EFMS는 시추공 변형률계 및 지진계, 지표변위계, GPS, 지하수위계 등으로 구성되며, 상기 계측기의 자료분석 결과 읍천단층은 한반도 동남부 일대에서 발생된 지진에 의해서도 영향을 받지 않는 안정된 단층임을 입증할 수 있었으며, 단층의 지진 안전성 해석과 지진예측 연구에도 단층 감시시스템이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 추가적으로, 2016년부터는 원전 부지 내 사면의 안전성 평가를 위하여 한울원전 배후사면을 대상으로 지중경사계, 지표경사계, 사면변위계, 강우량계 등을 설치하고 K-SLOPE 시스템을 구축하여 사면 거동을 감시하고 있으며, 전체 사면의 거시적 변형거동 평가를 위해 지상 LiDAR를 활용한 분석을 실시하였다. 상기와 같이 한국수력원자력(주)에서는 원자력발전소의 지진 등 자연재해에 대한 부지 안전성 평가를 위하여 실시간 부지 감시기반을 구축, 운영하고 있으며 지속적인 관측자료의 분석기법 고도화, 지진 및 단층과의 상관성 분석, 단층 장기 거통특성예측 기술개발을 통하여 보다 견고하게 원자력발전소의 지진안전성 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경생물
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• 제36권1호
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• pp.33-42
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• 2018

인도네시아의 열대 이탄지는 황폐화되고 농경지 및 조림지로 전용되어왔다. 수로는 열대 이탄지의 지하수위를 관리하고 작물의 생산성을 높이기 위해 설치되었으나, 열대 이탄지의 구조를 파괴하고 침하 및 산불 발생 위험을 증가시켰다. 이에 따라, 인도네시아 정부는 수로로 인한 문제를 막기 위한 정책과 모라토리엄을 마련하였다. 그리고 해당 정책들에 따라 이탄지 재습지화에 관한 시범사업들이 일부 수행되었다. 우리나라가 열대 이탄지를 재습지화 한다면 추후 탄소 배출권을 확보할 수 있는 가능성이 있으므로, 적절한 재습지화에 관한 자료가 필요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 열대 이탄지에 적용되는 정책의 흐름을 조사하고 이 시범사업들의 설치 계획, 고려사항, 댐 설계, 재료, 설치 방법, 모니터링 방법, 그리고 소요 시간 및 비용 등에 대해 분석하였다. 이탄층의 깊이가 3 m 이상인 지역은 개발이 제한되고 개발 허가 발급이 중단되었으며, 복원을 위한 수로차단이 설치되었다. 이 지역에서는 댐의 지속성과 지역 이해당사자들의 참여를 독려하는 것이 우선순위로 여겨졌다. 개발 허가지역의 경우에는 개벌과 화전이 금지되었으며, 지하수위를 유지하기 위한 수로차단에 목적을 두었고, 수로차단을 설치할 때에는 작업 및 비용의 효율성이 우선적으로 고려되었다. 조사 결과를 바탕으로 본 연구에서는 인도네시아 열대 이탄지의 규제 적용 및 수로차단 설치 시 적용할 수 있는 방안들을 제시하였다. 이러한 결과는 동남아시아 지역의 배수된 열대 이탄지에 적합한 수로차단을 계획하는 데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.169-184
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• 2005

연구대상인 운악산과 속리산 화강암류는 각각 경기육괴 북부인 운악산과 옥천대 중부인 속리산 일대에 대규모로 분포한다. 전자는 쥬라기의 석류석 흑운모화강암으로 담회색이 우세하며 치밀조직을, 후자는 백악기의 흑운모화강암으로서 홍색을 띠며 공동구조를 이룬다. 자료의 균질성을 얻기 위하여 시료의 입도는 거의가 조립질 그리고 암석판정상 신선한 암석 을 택하였다. 그리고 공시체는 모두 일번 결 면에 수직한 방향으로 제작하였다. 주성 분광물은 모우드 값에서 큰 차이를 보여 전자는 석영+사장석이, 후자는 알칼리장석이 각각 뚜렷 이 증가하며 이로 인하여 각각 담회색과 홍색을 이루는 것으로 보인다. 열극의 주향은 전자보다 후자에서 직교하는 경향이 더 뚜렷하며 경사는 수직에 가까운 것들이 후자에서 크게 증가하여, 전자보다 후자에서 규격석이 산출이 더 많을 것으로 해석된다. 후자에 종종 수반되는 공동구조가 암질을 저하시키는 한 요소가 될 수 있다. 운악산과 속리산 화강암류의 비중은 각각 2.60과 2.57의 값을 가진다. 흡수율과 공극율은 뚜렷한 정의 관계를 이루며, 이들 값은 전자보다 후자에서 각각 두 배 정도로 증가한다. 이러한 물성 값의 차이와 변화경 향은 전자와 후자에 각각 발달하는 치밀조직과 불규칙하게 배열하는 대소의 공동조직에 의한 것으로 해석된다. 압축강도는 그 값이 후자보다 전자에서 대부분 증가하며, 인장강도는 그 값이 후자보다 전자에서 뚜렷이 증가한다. 공극율은 전자에서 압축 및 인장강도에 뚜렷한 부의, 그리고 후자에서 모두 높은 분산도에 의하여 상관성 결여되는 경향을 이룬다. 이는 전자보다 천부 정치암인 후자에서 후기 마그마 산물로 형성된 공동구조에 의한 것으로 해석된다. 전자와 후자의 마모경 도는 공극율과 달리 서로 비슷한 범위와 평균값을 가지며, 이는 도가 강한 석영+알칼리장석 모우드 값이 후자에서 다소 증가되기 때문으로 보인다. 그리고 전자와 달리 후자의 압축강도는 주성분과 부성 분광물에 따라 각각 증가 및 감소되는 것으로 해석된다.