• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.37-43
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• 2007

MH21 연구 컨소시엄에서는 일본 난카이 트러프 동부의 메탄 하이드레이트 탐사를 위해 고분해능 3 차원 탄성파 탐사와 해저면 지구화학탐사를 수행해 왔다. 메탄 하이트레이트가 존재하는 천부지층을 영상화 하기 위해 수행된 고분해능 3 차원 탄성파탐사 결과, 천부 지층에 대한 훌륭한 지질 정보를 획득할 수 있었다. 이러한 정보들은 지질학적, 지구화학적 모델을 구축하는데 유용하며, 특히 메탄가스 또는 메탄을 포함하는 유체의 이동통로, 지구화학적 메탄 하이드레이트 지시자등을 포함하는 복잡한 해저면 지질구조를 이해하는데 유용하다. 수중잠수정을 이용해 확인된 메탄 유출 지점과 탄성파 단면의 비교 결과, 해저면 하부의 메탄가스층 및 메탄 하이드레이트 저류층과 해저면 메탄 하이드레이트 지시자 사이의 특정적인 관계가 확인되었다. 해저지형도와 해저면 반사파로부터 영상화된 해저면 반사파진폭 영상 역시 넓은 지역에 대한 이들 관계를 이해하는 유용하며, 이러한 자료에 기반한 새로운 지구화학적 해저면 탐사도 요구된다. 메탄 하이드레이트 저류층과 해저면 메탄 하이드레이트 지시자 사이의 관계는 고분해능 3 차원 탄성파탐사 자료의 해석을 통해 점점 더 분명해지고 있다. MH21 연구 컨소시엄은 향후 고분해능 3 차원 탄성파탐사로부터 구축된 지질학적, 지구화학적 모델에 기반하여 해저면 지구화학탐사를 수행할 것이다. 이 논문에서는 3 차원 탄성파 탐사와 해저면 지구화학탐사기술의 융합에 의한 일본에서의 메탄 하이트레이트 탐사에 대해 소개한다.

• 한국산림과학회지
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• 제96권5호
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• pp.561-566
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• 2007

This study was conducted to clarify runoff production processes in forested catchment through hydrograph separation using three-component mixing model based on the End Member Mixing Analysis (EMMA) model. The study area is located in the coniferous-forested experimental catchment, Gwangneung Gyeonggido near Seoul, Korea (N 37 45', E 127 09'). This catchment is covered by Pinus Korainensis and Abies holophylla planted at stocking rate of 3,000 trees $ha^{-1}$ in 1976. Thinning and pruning were carried out two times in the spring of 1996 and 2004 respectively. We monitored 8 successive events during the periods from June 15 to September 15, 2005. Throughfall, soil water and groundwater were sampled by the bulk sampler. Stream water was sampled every 2-hour through ISCO automatic sampler for 48 hours. The geochemical tracers were determined in the result of principal components analysis. The concentrations of $SO_4{^{2-}$ and $Na^+$ for stream water almost were distributed within the bivariate plot of the end members; throughfall, soil water and groundwater. Average contributions of throughfall, soil water and groundwater on producing stream flow for 8 events were 17%, 25% and 58% respectively. The amount of antecedent precipitation (AAP) plays an important role in determining which end members prevail during the event. It was found that ground water contributed more to produce storm runoff in the event of a small AAP compared with the event of a large AAP. On the other hand, rain water showed opposite tendency to ground water. Rain water in storm runoff may be produced by saturation overland flow occurring in the areas where soil moisture content is near saturation. AAP controls the producing mechanism for storm runoff whether surface or subsurface flow prevails.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.247-248
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• 2001

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권4호
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• pp.273-281
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• 2007

본 연구에서는 핵폐기물 매립장의 인공 방벽으로 사용되는 시멘트 물질들과 주변 지하수 반응 결과로 형성되는 강알칼리성 지하수와 주변 암과의 반응을 통해 변화되는 지하수 특성을 지구화학 모델링을 통해 예측하고자 하였다. 연구 결과 시멘트 수화반응을 통해서 pH는 13.3를 나타내었으며 이때 생성되는 광물들은 Brucite, Katoite, Calcium Silicate Hydrate(CSH 1.1), Ettringite, Hematitie, Portlandite였다. 이들 광물들과 경주 지역에서 채취된 지하수의 반응 모델링에서는 지하수의 pH가 12.4로 예측되었다. 이러한 강알칼리성 지하수와 주변 화강암과의 반응은 $10^3$ 년 동안 반응속도 모델링을 통해 모사하였다. 그 결과 지하수의 최종 pH는 11.2였으며 pH는 규산염 광물과 CSH 광물들의 용해 침전에 의해 조절되고 있었다. 또한 지하수 수질도 이들 광물들과 점토광물 및 산화광물들의 용해 침전에 의해 결정되고 있었다. 본 연구 결과는 장기간 동안의 강알칼리성 지하수와 주변 암과의 반응 모델링을 통해 지구화학 및 수질 변화를 예측함으로서 인공 방벽의 안정성 평가에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.154-165
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• 1993

연속시간 마코프프로세스를 이용한 한 통계적 방법에 의한 일차원 지하 핵종이동 모델이 제시되었다. 지하매질은 보편적으로 지하수속도, 분산계수 또는 지연계수 등 물리화학적 변수 등의 비균질성을 보여 일반적인 결정론적 이류분산모델로는 잘 기술되지 않는다. 통계적 모델에서의 최종결과는 시간에 따른 함수로서의 기대값과 그 기대값의 분산도를 보여주는 분산치다. 매질이 균질하다고 생각될 정도로 나뉘어진 구획에 대한 핵종의 농도 분포를 구하여 결정론적인 해석해에 의한 농도분포와 비교하여 비균질 매질, 또는 현저하게 구분되는 다층매질의 경우에 대해서 유용 할 것이라는 결론을 얻었다. 매질을 나눈 구획수가 수치적 분산에 민감한 것으로 나타났지만 해석적 모델에 의해 분산계수가 보정될 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.151-159
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• 2010

본 연구에서는 지구화학모델 프로그램인 GEM-PSI를 이용하여 방해석과 석고의 첨가에 의한 시멘트 수화생성물에 대한 영향을 조사하였다. 방해석과 석고는 시멘트 수화과정의 주요 생성광물인 C-S-H 및 포틀란다이트(portlandite)의 생성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 예측되었다. 하지만 방해석을 시멘트 구성성분의 최대 5%까지 첨가하는 경우 시멘트 수화생성물인 칼슘 모노카보네이트(monocarbonate) 광물의 생성을 촉진시키는 것으로 본 모델링 결과는 예측하였다. 하지만 칼슘의 첨가가 시멘트 수화과정의 생성물인 AFm 광물 및 헤미카보네이트(hemicarbonate) 광물의 생성은 억제하는 것으로 예측되었다. 석고를 시멘트 구성성분의 최대 5%까지 첨가하는 경우 시멘트 수화과정에 의하여 에트린자이트 광물의 생성이 촉진되는 것으로 모델링 결과가 예측하였다. 방해석과 석고 첨가에 의한 시멘트 수화생성물의 공극률은 방해석 및 석고의 첨가량이 증가함에 따라 일반적으로 감소하는 것으로 계산되었다. 하지만 방해석을 첨가하는 경우 첨가량이 시멘트 구성성분의 3% 미만일 때 수화생성물의 공극률이 같은 양의 석고를 첨가했을 경우보다 낮게 예측되었다. 반면에 방해석이 3% 보다 많은 양이 첨가될 경우 같은 양의 석고를 첨가시킨 경우보다 시멘트 수화생성물의 공극률이 높을 것으로 예측된다. 이러한 현상은 첨가된 방해석이 적정량을 넘게 되면 모든 방해석이 시멘트 수화과정에 의하여 소모되지 않고 다시 시멘트 수화생성물로 나타남으로써 시멘트 수화과정에 따른 다른 광물로의 변이가 제한됨을 알 수 있다. 반면에 석고가 첨가된 경우 시멘트 수화과정에 의하여 석고가 계속적으로 소모되어 다른 시멘트 수화생성물 특히 에트린자이트로 변환된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 제18차 공동학술강연회 자연저감고 지질학 (대한 자원 환경지질학회)
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• pp.81-100
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• 2002

While most of regulatory communities in abroad recognize ' 'natural attenuation " to include degradation, dispersion, dilution, sorption (including precipitation and transformation), and volatilization as governing Processes, regulators prefer "degradation" because this mechanism destroys the contaminant of concern. Unfortunately, true degradation only applies to organic contaminants and short- lived radionuclides, and leaves most metals and long-lived radionuclides. The natural attenuation Processes may reduce the potential risk Posed by site contaminants in three ways: (i)contaminants could be converted to a less toxic form througy destructive processes such as biodegradation or abiotic transformations; (ii) potential exposure levels may be reduced by lowering concentrations (dilution and dispersion); and (iii) contaminant mobility and bioavailability may be reduced by sorption to geomedia. In this review, authors will focus will focul on "sorption" among the natural attenuation processes of hazardous inorganic contaminants including radionuclides. Note though that sorption and transformation processes of inorganic contaminants in the natural setting could be influenced by biotic activities but our discussion would limit only to geochemical reactions involved in the natural attenuation. All of the geochemical reactions have been studied in-depth by numerous researchers for many years to understand "retardation" process of contaminants in the geomedia. The most common approach for estimating retardation is the determination of distrubution coefficiendts ($K_{d}$) of contaminants using parametric or mechanistic models. As typocally used in fate and contaminant transport calculations such as predictive models of the natural attenuation, the $K_{d}$ is defined as the ratio of the contaminant concentration in the surrounding aqueous solution when the system is at equilibrium. Unfortunately, generic or default $K_{d}$ values can result in significant error when used to predict contaminant migration rate and to select a site remediation alternative. Thus, to input the best $K_{d}$ value in the contaminant transport model, it is essential that important geochemical processes affecting the transport should be identified and understood. Precipitation/dissolution and adsorption/desorption are considered the most important geochemical processes affecting the interaction of inorganic and radionuclide contaminants with geomedia at the near and far field, respectively. Most of contaminants to be discussed in this presentation are relatively immobile, i.e., have very high $K_{d}$ values under natural geochemical environments. Unfortunately, the obvious containment in a source area may not be good enough to qualify as monitored natural attenuation site unless owner demonstrate the efficacy if institutional controls that were put in place to protect potential receptors. In this view, natural attenuation as a remedial alternative for some of sites contaminated by hazardous-inorganic components is regulatory and public acceptance issues rather than scientific issue.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.423-433
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• 2017

한국지질자원연구원(KIGAM)과 미얀마 지질조사광물탐사국(DGSE)은 2013년부터 미얀마 깔레이미요지역 크롬광화대에 대한 공동 탐사를 진행하고 있다. 향후 효율적인 광물자원 예측 및 지질모델링을 위해서 지구화학 인자의 도출이 필요하다. 이 지역에 산출하는 크롬광체는 맨틀 고치형 크롬철석암이며 맨틀-용융체 상호반응으로 형성되는 것으로 알려져 있다. 따라서 크롬철석암을 중심으로 산출하는 하즈버가이트에 서로 다른 정도의 맨틀-용융체 상호반응의 결과가 관찰될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 깔레이미요 크롬광화대에서 산출하는 암석의 첨정석에 대한 지구화학 분석을 실시하고 첨정석의 조성과 크롬철석암의 공간적 상관관계를 테스트하였다. 결과는 광체의 주변부에서 하즈버가이트의 첨정석 Cr#(molar Cr/(Cr+Al)${\times}$100)가 높은 반면에 광체에서 멀어질수록 Cr#가 낮아지는 경향을 보인다. 첨정석의 산출 양상도 Cr#에 따라서 명확히 구분된다. 높은 Cr#(>30)을 보이는 첨정석은 대부분 자형 또는 반자형이며 감람석에 둘러싸여 산출되는 반면 Cr#가 낮은 첨정석(<25)은 열편상 또는 타형으로 휘석의 경계부에 산출된다. 이 같은 암석학적, 지구화학적 분석결과는 모암인 하즈버가이트와 이를 침투한 용융체의 상호반응의 결과로 해석된다. 깔레이미요 지역의 크롬광체가 렌즈상 더나이트에 포획되어 산출하기 때문에 지금까지는 탐사의 지시 암석으로 더나이트를 활용하였으나 지표에 노출된 더나이트의 분포는 제한적이기 때문에 하즈버가이트 첨정석의 Cr#를 지화학적 지시자로 활용하여 향후 신규 탐사지역의 광화대 탐사 및 3D 지질 모델링에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권5호
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• pp.755-761
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• 2010

This study analyzed water quality data from a coniferous forest catchment in order to quantify the contributions of runoff components to stormflow, and to understand the effects of antecedent moisture conditions within catchment on the contributions of runoff components. Hydrograph separation by the twocomponent mixing model analysis was used to partition stormflow discharge into pre-event and event components for total 10 events in 2005 and 2008. To simplify the analysis, this study used single geochemical tracer with Na+. The result shows that the average contributions of event water and pre-event water were 34.8% and 65.2% of total stormflow of all 10 events, respectively. The event water contributions for each event varied from 18.8% to 47.9%. As the results of correlation analysis between event water contributions versus some storm event characteristics, 10 day antecedent rainfall and 1 day antecedent streamflow are significantly correlated with event water contributions. These results can provide insight which will contribute to understand the importance of antecedent moisture conditions in the generation of event water, and be used basic information to stormflow generation process in forest catchment.

• 한국토양비료학회지
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• 제19권3호
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• pp.251-268
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• 1986

Selecting a site for the safe disposal of radioactive waste requires the evaluation of a wide range of geologic, mineralogic, hydrologic, and physicochemical properties. Although highly diverse, these properties are in fact interrelated. Site requirements are also diverse because they are influenced by the nature of the radionuclides in the waste, for example, their half-lives, specific energy, and chemistry. A fundamental consideration in site selection is the mineralogy of the host rock, and one of the most ubiquitous mineral groups is clay minerals. Clays and clay minerals as in situ lithologic components and engineered barriers may playa significant role in retarding the migration of radionuclides. Their high sorptivity, longevity (stability), low permeability, and other physical factors should make them a very effective retainer of most radionuclides in nuclear wastes. There are, however, some unanswered questions. For example, how will their longevity and physicochemical properties be influenced by such factors as radionuclide concentration, radiation intensity, elevated temperatures, changes in redox condition, pH, and formation fluids for extended periods of time? Understanding of mechanisms affecting clay mineral-radionuclide interactions under prevailing geochemical conditions is important; however, the utilization of experimental geochemical information related to physicochemical properties of clays and clay-bearing materials with geohydrologic models presents a uniquely challenging problem in that many assessments have to be based on model predictions rather than on experiments. These are high-priority research investigations that need to be addressed before complete reliance for disposal area performance is made on clays and clay minerals.