• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.449-458
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• 2001

단일절리에서 2상유체의 거동을 모의하기 위해 개발된 수치모형의 검증을 위해서 상대투과계수 특성식을 수치모형에 적용하여 가스와 물의 동시거동을 해석한 후, 수치모의 결과를 모형실험결과와 비교하였다. 절리면의 거칠기와 간극의 크기에 댸한 민감도 분석을 실시한 결과, 가스의 이동속도는 절리면의 거칠기와 반비례하였으며, 절리간극의 크기와는 상대투과계수 특성식의 영향으로 단상유체의 흐름에서와 같은 간극크기의 제곱에 비례하는 향상은 보이지 않았다. 수치모형의 현장적용성을 검토하기 위해서 지하 LPG 저장기지에 모형을 적용한 결과, 저장공동에 인접한 단일절리에서의 운영압의 동적변동에 따른 지하수와 프로판가스의 동시거동을 모사할 수 있었다. 절리면이 매끈하고 간극이 작아질수록 운영압과 지하수압의 조절로는 누출된 가스의 이동제어가 불가능해지는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.705-712
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• 2000

The fluid generally flows through fractures in crystalline rocks where most of underground storage facilities are constructed because of their low hydraulic conductivities. The fractured rock is better to be conceptualized with a discrete fracture concept, rather continuum approach. In the aspect of fluid flow in underground, the simultaneous flow of groundwater and gas should be considered in the cases of generation and leakage of gas in nuclear waste disposal facilities, air sparging process and soil vapor extraction for eliminating contaminants in soil or rock pore, and pneumatic fracturing for the improvement of permeability of rock mass. For the purpose of appropriate analysis of groundwater-gas flow, this study presents an unsteady-state multi-phase FEM fracture network simulator. Numerical simulation has been also conducted to investigate the hydraulic head distribution and air tightness around Ulsan LPG storage cavern. The recorded hydraulic head at the observation well Y was -5 to -10 m. From the results obtained by the developed model, it shows that the discrete fracture model yielded hydraulic head of -10 m, whereas great discrepancy with the field data was observed in the case of equivalent continuum modeling. The air tightness of individual fractures around cavern was examined according to two different operating pressures and as a result, only several numbers of fractures neighboring the cavern did not satisfy the criteria of air tightness at 882 kPa of cavern pressure. In the meantime, when operating pressure is 710.5 kPa, the most areas did not satisfy air tightness criteria. Finally, in the case of gas leaking from cavern to the surrounding rocks, the resulted hydraulic head and flowing pattern was changed and, therefore, gas was leaked out from the cavern ceiling and groundwater was flowed into the cavern through the walls.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.599-608
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• 2009

본 연구에서는 해안 LPG 저장공동 유출수 및 지하수, 해수, 저장공동 인근 육지 지하수의 화학적 특성과 성분들간의 상관성을 평가하기 위하여 수질자료에 대한 인자 및 군집분석을 수행하였다. 연구지역은 인천광역시 서해에 속하며 해안가에서 바다 쪽으로 약 8 km 이격해 있는 LPG(프로판 및 부탄) 저장공동으로 평균 수심 8.5 m 내외인 곳에 매립으로 조성된 인공섬이며 조수간만의 차가 최대 10 m로 매우 크다. 시료는 2006년 5월과 8월에 총 22개 지점에서 채취하였다. 상관분석 결과 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$(r=0.83~0.99) 그리고 Na와 Cl(r=0.70~0.97)이 높은 상관성을 보였다. 이는 철 망간을 포함한 광물의 환원성 용해와 해수의 영향으로 판단된다. 인자분석 결과 Factor 1과 Factor I은 EC 및 주요 양 음이온에 높은 양의 적재값을 나타내며 이는 해수의 영향을 지시하는 요인이다. Factor 2와 Factor 는 산화환경을 지시하는 파라미터(DO 및 ORP)에 높은 양의 적재값을 나타내었다. Factor 4와 Factor II는 $Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$에 높은 양의 적재값을 나타내었으며, 이는 유기물에 의해 산소가 소모된 혐기성환경에서 철과 망간이 환원되어 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$이 증가하는 작용으로 판단된다. 군집분석 결과 5월에는 6개 군집으로 구분되며 8월에는 5개 군집으로 구분되었다. 두 계절 모두 군집은 저장공동 인근 육지 지하수, 저장공동 내 유출수, 해수 및 저장공동 내 지하수로 대별되었다. 저장공동 인근 육지지하수(Group 2 및 Group III)는 EC 및 주요 양 음이온의 값이 높은 것으로 보아 해수침투의 영향으로 사료된다. 유출수의 군집(Group 5 및 Group II)은 모두 음의 산화환원전위와 낮은 용존산소 값으로 환원환경을 지시하며 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$는 높은 값을 나타내었다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회/한국석유지질학회/한국암석학회 2000년도 추계공동학술발표회 초록집
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• pp.11-11
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• 2000

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.117-136
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• 1999

대규모 터널 및 지하공간 건설시 지질조건을 정확히 파악하는 것은 사업의 성패를 가늠하는 중요한 요소이다. 사전조사단계의 지구물리탐사는 부지의 조건 및 탐사방법상 제한된 해상도 등으로 심부 터널 및 지하공간 대상부지의 지질을 정밀하게 파악하는데 한계가 있다. 설계단계의 사전조사에서 정확하게 파악하지 못했던 지질조건을 정밀하게 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널에 적용한 터널내 탄성파(TSP)탐사를 지하공동 및 터널에서 실시하였다. 평택 LPG지하저장공동을 시공하는 중에 TSP 탐사를 실시하여 저장기지 인근의 남양호 하부에 예상되었던 단층파쇄대의 위치 및 방향성을 파악하였고, 터널내 시추조사를 통하여 이를 확인하였으며, TSP탐사와 시추조사 결과를 토대로 지하공동의 규모 및 연장에 대한 기존 설계 내용을 변경하였다. 또한 지형상의 한계로 설계단계에서 정확하게 파악하기 힘들었던 문의재터널의 불량암질 예상구간에서 TSP탐사를 실시하여 터널 전방의 지질구조대 위치와 규모 등을 파악하여 기존 설계를 변경하고 적절한 지보대책을 강구하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권4호
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• pp.33-44
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• 2009

LPG를 저장하는 지하공동의 수장막 시스템은 고압의 가스가 공동 밖으로 새어나가지 못하도록 원활한 지하수의 흐름과 안정적인 지하수두 유지가 필수적이다. 본 연구에서는 전남 여수 LPG공동의 유출수 및 주변 지하수의 수질특성을 파악하기 위하여 2007년 2월, 5월, 8월, 10월에 걸쳐 시료채취, 현장측정 및 실내 수질분석을 실시하였다. 현장 측정 결과 pH는 약산성에서 중성으로 나타났고 10월로 갈수록 증가하는 경향을 나타내었다. 전기전도도는 소금적치장과 인접한 관정의 경우 $10.47{\sim}38.50\;mS/cm$로 매우 높게 나타났다. 용존산소는 $0.20{\sim}8.74\;mg/L$로 매우 넓은 범위를 보였고, 산화환원전위는 평균 159 mV로 비교적 산화환경임을 나타냈다. 또 $Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$의 농도는 대부분 3 mg/L 미만으로 나타났다. 수질유형은 유출수의 경우 4차례 모두 Na-Cl type로 나타났으나 지하수의 경우 소금적치장 인접 관측정은 Na-Cl type으로 높은 TDS를 보였다. 다른 지하수 관측정은 전형적인 $Ca-HCO_3$ type으로 나타났다. 미생물 분석결과 호기성세균의 수가 $573{\sim}39,520\;CFU/mL$로 비교적 높게 검출되었다. 본 연구에서 수리화학 및 미생물학적 특성을 분석한 결과 지하수와 유출수는 여수 저장공동의 운영에 있어서 큰 문제를 일으키지 않을 것으로 사료된다. 그러나 미생물 증식의 제어와 수리적 안정성을 유지하기 위해서는 지속적인 모니터링이 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.511-519
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• 2022

본 연구에서는 국내에서 운영 중인 대형 LPG(Liquefied petroleum gas: 액화석유가스) 지하공동저장소 주변 오염지하수 내 TOC(total organic carbon: 전유기탄소)를 효과적으로 제거할 수 있는 탈기법(air-stripping) 기반의 정화공정을 개발하기 위해, 국내 LPG 지하저장소 주변 두 종류의 오염 지하수 시료(초기 TOC 농도는 각각 608 mg/L와 153 mg/L)를 대상으로 TOC 제거 실내 실험을 하였다. 다양한 air-stripping 조건(공기주입량 변화, 온도 변화, 초음파 처리 연계 등)에서 처리수의 TOC 제거효율을 비교함으로써, 최적의 TOC 제거효율을 가지는 air-stripping 기반의 지하수 정화공정을 개발하고자 하였다. Air-stripping의 공기 주입량 변화 실험 결과, 공기주입량이 2 L/min에서 11 L/min로 많아질수록, stripping 시간이 1시간에서 24시간으로 길어질수록, 오염지하수의 TOC 제거율은 증가하였지만, 처리 후 지하수의 TOC 농도는 방류수 수질 기준(100 mg/L 이하)보다 높았다. 정성분석 결과 실험에 사용한 LPG 지하저장소 주변 오염지하수의 TOC 주요 성분은 메탄올과 프로판으로 나타났으며, 메탄올의 경우 물과의 친화성에 의해 air-stripping 효과가 프로판보다 낮아, 장시간의 stripping이 필요한 것으로 판단되었다. 상온(20℃)에서 공기주입량 4 L/min로 24시간 air-stripping 후 오염 지하수의 TOC 제거효율은 59.1%였으나, 온도를 30℃와 40℃로 상승시켰을 때 제거효율은 각각 80.0%와 82.8%로 증가하여, 온도 증가에 따라 TOC 제거효율도 증가하였다. 다만 오염지하수의 온도를 40℃로 유지하여도 24시간 이상 air-stripping을 해야 처리수의 TOC 농도가 방류수 수질 기준을 만족하였다. Air-stripping의 TOC 제거효율을 높이기 위해, 초음파 처리 과정을 병행한 경우, 공기주입량 9 L/min 조건으로 air-stripping을 적용한 결과 5시간 만에 87.8%의 높은 제거효율을 나타내어(처리 후 TOC 농도: 72.4 mg/L) 방류수 수질 기준(100 mg/L)을 만족하였다. 초기 TOC 농도가 낮은 오염지하수의 경우에도 초음파 처리와 air-stripping을 동일한 조건으로 병행한 경우, TOC 제거효율은 89.7%(처리 후 TOC농도: 18.9 mg/L)를 나타내었다. 연구 결과로부터 TOC로 오염된 대형 LPG 지하공동저장소 주변 지하수에 대하여 초음파 처리와 air-stripping을 연계한 정화법을 적용하는 경우, 비교적 짧은 시간(6시간 이하)에 효과적으로 지하수 내 TOC를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.537-544
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• 2005

LPG등 고압가스를 지하에 저장하는 저장공동의 효과적인 관리를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 기존에는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사용되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수월하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였으며 지하공동으로 배수되는 정확한 유입량 산정을 위해 해석해 및 기존의 유한요소해석결과와 비교하여 수치해석의 타당성을 제시하였다. 이 모형은 공동의 설계단계에서 수막공의 간격과 배열형태, 공동의 최적형상을 결정하기 위한 모의실험에서 기존의 유한요소해석의 단점을 극복하는 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권3호
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• pp.111-119
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• 1999

본 연구는 방사성 폐기물 처분부지의 안정성 평가검증을 위한 균열 암반내 지하수리시스템 특성연구의 일환으로 균열암반모사 및 균열망 특성을 규명하는 것으로 지하 심부에 위치하게 되는 방사성폐기물 처분부지와 입지조건이 유사한 LPG 지하비축기지를 대상으로 균열 및 수리지질특성의 규명과 연속체 모델과 불연속체 모델의 적용을 통한 지하수 유동로 해석을 실시하였다. 불연속체 모델을 통한 지하수 유동 및 용질 이동의 모사에는 균열의 방향성과 균열의 공간적 밀도가 가장 중요한 요소인 것으로 나타났다. 본 연구지역에서는 3조의 균열군이 조사되었으며 균열의 공간적 밀도( $P_{32}$)는 0.85 $m^2$/㎥로 나타났다. 프로판 공동주변의 모사영역(200$\times$200$\times$200 m)에 대하여 실제로 지하수의 유동에 관여하는 투수성 균열의 밀도( $P_{32c}$)를 모사한 결과는 0.536 $m^2$/㎥로 나타났으며. 저투수성인 균열을 제거함으로서 0.26 $m^2$/㎥의 균열밀도(T- $P_{32c}$)를 갖는 모델을 재구성하여 수압터널로부터 PC 2. PC 3의 프로판 주공동으로의 유동로 분석을 실시하였다.다.

• 터널과지하공간
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• 제2권2호
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• pp.224-236
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• 1992

It is very important to determine the thermo-mechanical characteristics of the rock mass surrounding the repository of radioctive waste and the LPG storage cavern. In this study, Hwasoon-Shist. Dado-Tuff adn Chunan-Tonalite were the selected rock types. Temperature dependence of the mechanical properteis such as uniaxial compressive strength, tensile strength, Young's modulus was investigated by measuring the behaviour of these properties due to the variation of temperature. Also, the characteristics of strength and deformation of these rocks were examined through high-temperature triaxial compression tests with varing temperatures and confining pressures. Important results obtained are as follows: In high temperature tests, the uniaxial compressive strength and Yong's modulus of Tonalite showed a sligth increase at a temperature up to 300$^{\circ}C$ and a sharp decrease beyond 300$^{\circ}C$, and the tensile strength showed a linear decrease with increasing heating-temperature. In high-temperature triaxial compression test, both the failure stress and Young's modulus of Tonalite increased with the increase of confining pressure at constant heating-temperature, and the failure stress decreased at 100$^{\circ}C$ but increased at 200$^{\circ}C$ under a constant confining pressure. In low temperature tests, the uniaxial compressive and tensile strengths and Young's modulus of these rocks increased as the cooling-temperature is reduced. Also, the uniaxial compressive and tensile strengths of wet rock specimens are less than those of dry rock specimens.