• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.79-86
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• 2004

암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-70
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• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권1호
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• pp.32-46
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• 2000

유성 지역의 지열수를 포함한 자연수에 대한 용존이온의 분포 및 거동과 같은 지구화학적 특성을 밝히고 지열수의 지화학적 진화과정, 심부온도 및 물-암석 상호반응특성을 규명하기 위해 유성 지역 내에 부존하는 유형별 자연수 (지열수, 심부 및 천부지하수, 지표수)에 대한 수문지구화학 및 동위원소 ($\delta$$^{18}$ O, $\delta$D, $^3$H, $\delta$$^{13}$C, $\delta$$^{34}$ S, $^{87}$ Sr/$^{86}$Sr) 연구를 수행하였다. 유성 지역 지열수는 순환수 기원의 지하수가 심부 열원에 의해 온도가 상승하였고, 방해석 침전이 수반된 규산염 광물의 가수분해 반응을 거치면서 천부 기원 지하수와 혼합되어 Na-HCO$_3$유형의 지열수로 진화되었다. 인위적 오염의 지시원소인 NO$_3$함량이 일부 지열수 및 심부지하수 시료에서 높은 값을 보이는 것으로 보아 오염에 노출된 지표수가 지하수로 유입되었으며 또한 일부 온천공으로도 유입되었을 것이다. 연구 지역의 $\delta$$^{18}$ 와 $\delta$D의 분포는 지구순환 수선상 주변에 도시되며 유형별로는 뚜렷한 차이를 보이지 않는다. 삼중수소 함량은 유형별로 뚜렷이 구분되나 대부분 지열수의 경우 지표수 및 천부지하수의 혼입활동이 수반된 특징을 보여준다. 탄소 동위원소비에 있어서도 대부분 토양내 유기물 기원의 값에 가까울 정도로 낮은 값을 보이는 것으로 보아 (평균 -16.3$\textperthousand$)전체적인 지하수 순환체계에 걸쳐 지표 토양 환경의 이산화탄소 공급이 이루어지고 있음을 지시하고 있다. 황 동위원소비 역시 지열수와 천부지하수와의 혼합 특성을 보이며, 스트론튬 동위원소비에 의하면 지열수의 Ca기원은 사장석의 용해인 것으로 판단된다. 다성분계 평형상태의 계산은 심부저장지 지열수가 100~1$25^{\circ}C$에서 평형상태에 있었음을 지시한다. 따라서 연구 지역의 지하수는 지하 순환과정 중 심부에서 열원을 만나게 되어 온도가 상승하였고, 물-암석 반응을 거치면서 상승하게 되었고, 이 과정중 천부지하수의 혼합과정이 수반되면서 진화된 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제87권2호
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• pp.308-315
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• 1998

암절취(岩切取) 훼손(毁損)비탈면에 적용할 수 있는 종비토(種肥土)뿜어붙이기공법(工法)용 녹화토양자재(綠化土壤資材)로서 산림표층토(山林表層土)의 이용(利用) 가능성(可能性)을 파악하기 위하여, 1996년 3월부터 현지조사 및 파종실험을 실시하였다. 산림토양(山林土壤)의 유형(類型) 및 토양의 피복(被覆)두께에 따른 식생생육특성을 파악하기 위하여 분할구배치법(分割區配置法)(주구(主區) : 산림토양의 유형과 토양피복두께, 세구(細區) : 파종량)에 의한 요인실험(要因實驗)을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 산림토양(山林土壤)에 함유된 잠재종자원(潛在種子源)의 발아 생육으로 외래초종(外來草種)을 파종하지 않는 시험구에서는 5~9종/$0.07m^2$이 자연적으로 발생하였다. 외래초종의 파종량을 증가시킬수록 초기에 우점된 외래초종의 영향으로 공시초종 3종외에 자연적으로 출현한 종은 2~6종/$0.07m^2$으로 감소하였다. 식생의 총 출현개체 수는 침엽수토양을 이용한 실험구에서 가장 높았으며, 자연적으로 발생한 종의 비율은 활엽수토양을 이용한 실험구에서 약 30%로서 가장 높게 나타났다. 잠재종자원(潛在種子源)을 함유한 산림토양을 생육기반으로 사용할 경우, 초기에 파종된 외래종(外來種)과 자연적으로 발생한 종의 공생으로 기존의 종자 사용량을 1,000본/$m^2$(발생기대본수) 수준으로 감소시켜도 조기에 다양한 식생을 조성할 수 있었다. 종비토뿜어붙이기공법에 적용시 파종한 종과 자연출현종과의 경쟁, 표층부의 건조, 하부에 매몰되는 종자원을 고려할 때 토양의 피복두께는 5cm 이상으로 하는 것이 다양한 식생의 생육에 적합한 것으로 나타났다..

• 한국전통조경학회지
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• 제28권4호
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• pp.1-13
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• 2010

본 연구는 익산 왕궁리 유적에서 출토된 괴석의 쓰임새, 형태, 규모 및 재질 그리고 산출지 등을 분석 고찰하여 백제 궁궐 후원의 성격과 특성을 파악하고자 하였으며, 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 익산 왕궁리 궁궐 후원에 활용된 괴석은 후원내 입수구 폭포석조를 위한 첩석(疊石)과 돌 자체의 아름다움과 기괴함을 완상하기 위한 치석(置石)의 2가지 쓰임새로 분류된다. 이 때 폭포석조에 활용된 괴석은 여러 형태와 재질의 돌을 혼합 배치시켜 축경형의 산수경관을 입체적으로 연출하고자 한 것인 반면, 치석으로 활용된 괴석은 돌 자체의 아름다움과 형태미를 감상하기 위한 것으로 판단된다. 치석으로 활용된 총 26개 괴석의 크기는 대석 4개, 중석 4개, 소석 18개로 분류되었으며, 폭포석조에 이용된 총 24개의 괴석은 모두 소석으로 분류되었다. 이 두 부류의 괴석은 대부분 한 시야에 들어오고 친근감 있는 인간척도에 부합되는 규모였다. 치석으로 활용된 괴석의 재질은 석회암이 대부분이며, 그밖에 대리암, 석영, 녹색암, 점판암, 천매암 등의 변성암 계통이 주종을 이루고 있는 것으로 파악되었다. 괴석의 특징으로는 무늬가 미려할 뿐 아니라 자연의 모습을 닮은 산형석과 거북, 자라, 돼지, 곰, 코끼리 등 동물 모양에 가까운 형상석이 대부분이었으며, 치석으로 이용된 괴석 중 일부는 특정한 형상을 보다 강조하기 위한 가공 흔적이 발견되었다. 이러한 괴석의 이용실태와 성격 등을 보아 왕궁리 궁궐 후원의 대표적 특성 중 하나는 '괴석 정원'으로서의 성격이 강하게 드러나고 있다. 한편, 왕궁리 출토 괴석의 출산지에 대한 문헌조사 및 관계자 인터뷰와 탐문조사 그리고 추정 채석지에 대한 현장 관찰 결과, 주산지는 익산시 여산면 호산리 천호산과 왕궁면 도순리 시대산 등으로 추정되었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권4호
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• pp.113-122
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• 2013

본 연구는 전통구조물의 안정에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 우리나라 전통조경공간에서 축석 기둥으로 조성된 담장의 기초가 안정함에 따라 오랜 세월동안 무너지지 않고 유지됨을 알 수 있었다. 연구 대상지인 담양 소쇄원의 오곡문 담장은 자연과 조화되는 하나의 전통구조물로 그 어떠한 영향에도 변형됨이 없이 지금까지 유지되어 왔다. 여기에는 우리 선조들의 슬기와 지혜가 곁들어 있음을 짐작할 수 있다. 그러나 전통구조물 재현에 있어 하자발생 빈도가 빈번하다. 이는 전통구조물에서 벗어난 공법으로 약식 적용하였기 때문이다. 따라서 본 연구의 대상인 오곡문 담장이 무너지지 않는 요인을 통해 그 해결 방안을 간접적으로 얻고자 함이다. 아울러 연구 방법으로는 물리적 시험과 역학 계산방식의 유추 해석을 통해 다음의 결과를 도출하였다. 첫째, 내적 요인으로 오곡문 담장의 구조를 이루는 부재와 결속 방식이다. 1) 기초 지반의 안정이다. 여기서 원지반인 모암의 역할이 크다는 사실과 침하 현상이 없다는 것이다. 2) 수문에 의한 마찰력을 최소화하기 위해 물길을 두 갈래로 분리한 축석형태와 메쌓기 공법을 통한 수문에서의 지내력과 범람을 대비하여 우회수로를 만들었다. 3) 하중에 의한 지지력과 내구성에 견디는 구조로 재료의 강도와 축조형태에 있어 각 개체 간의 힘의 분산을 가져오는 마찰력을 최대화하는 공법으로 적용되었다. 둘째, 외적 요인으로 오곡문 담장의 역학 수리 계산식을 통해서 얻은 결과, 비바람과 수문에 의한 영향이 크게 나타나지만, 담장의 구조적 안정에 해칠 만한 힘의 작용이 미흡하다는 결론이다. 따라서 본 연구의 결과, 내 외적 영향에도 잘 견디는 구조로 구성된 구조체로 볼 수 있다. 그러나 향후 사후관리 측면과 이상기후로 인한 환경 인자에 의해 무너질수도 있다는 사실이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권1호
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• pp.4-31
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• 2018

영종도 중산동 신석기시대 토기를 광물조합에 따라 크게 4유형(I-형; 장석질 토기, II-형; 운모질 토기, III-형; 활석질 토기, IV-형; 석면질 토기)으로 구분하였다. 토기는 전반적으로 불완전 소성을 경험하였으며, 상대적으로 점토함량이 높은 I-형에서 산화도가 낮은 것으로 나타났다. 활석이 다량 포함된 III-형은 스멕타이트 군에 속하는 사포나이트를 포함하여 탄소제거 속도가 다소 느렸던 것 으로 판단된다. IV-형 토기는 적색도가 가장 높고 균일한 특성을 보여 산화정도가 가장 좋았다. 특히 I-형 토기의 기벽 안쪽에는 약 1mm 두께의 유기질 기원 고착 탄화물(C; 33.7 wt.%)이 검출되었으며, 외면에 방사상 균열이 깊게 형성되어 있는 것으로 보아 조리용 토기의 반복적 열 충격의 영향으로 해석된다. I-형을 제외한 토기를 모두 저장용으로 볼 때, 활석과 투각섬석을 포함한 토기는 액체 저장에 용이한 재료적 특성을 가진다. 한편 광물조성이 다양하고 물성이 약한 II-형은 단순 저장용으로 이용되었을 것으로 보았다. 국내 활석 및 석면광산은 경기 및 강원, 충북 일부와 충남지역에 집중적으로 분포하며 활석과 투각섬석은 서로 수반광물로 산 출 될 가능성이 높다. 중산동 유적과 이들 광산의 거리 및 지형적 분포를 고려할 때 원료채취의 가능성은 있으나 개연성은 높지 않은 것으로 판단된다. 중산동 일대에는 활석 및 투각섬석을 형성시킬만한 사문암과 같은 초염기성암체가 확인되지 않는다. 한편 영종도 북서측에 운모편암을 협재한 석회암과 흑운모화강암이 분포하고 있어 과거 소규모 암체가 형성되었을 가능성도 배재할 수 없다. 따라서 중산동 유적 외에 활석 및 투각섬석을 포함하는 토기에 대한 자료를 축적하고 주변지역에 대한 보다 정밀한 암석 및 토양조사가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 중산동 유적 토기의 소성온도는 유형별 구성광물의 안정범위를 통해 해석하였으며, I-형 토기는 $550{\sim}800^{\circ}C$, II-형, III-형, IV-형 토기는 모두 $550{\sim}700^{\circ}C$로 추정된다. 이들의 물성 및 소성도에 영향을 미친 요소는 온 도뿐만 아니라 점토의 종류와 입도 및 소성유지 시간 등이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.159-166
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• 2004

바다와 육지의 경계에 있는 해변은 매우 동적인 해역으로 여기에 해수의 운동이 퇴적물, 육지의 바위 또는 인공구조물과 상호 작용한다. 심한 태풍이나 폭풍이 야기한 파랑의 영향으로부터 해변의 침식을 막거나 지연시키기 위해 영구적인 구조물을 설치하지만 해양경관을 해침은 물론 이의 파급효과로 또 다른 침식현상이 일어나기도 한다. 파가 부숴지는 쇄파대와 쇄파선 밖의 외해에서 표사의 이동 및 침식을 가속시키는 관련 에너지를 고려할 때에는 파고 및 파의 주기를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 부차적인 영향을 나타내지 않으면서 파력을 줄일 수 있는 해저 구조물로 인공 Bio-reef를 도입하고 이를 통한 해양생태계의 복원의 예와 아울러 수치모델을 도입하여 가장 근원이 되는 파랑의 저감효과를 분석하여 적용가능성을 제시하고자 하였다. 해변을 보호하기 위한 새로운 기술은 인공적 및 자연적 켈프 또는 해양식물을 식생시킨 해저리프에 의한다. 연안리프의 형상을 공학적으로 접근하여 각각의 파랑저감력을 최적화할 수 있다 높고 넓은 긴 인공 리프는 파랑에너지를 막을 수 있는 좋은 장벽이 되나 공사재료의 양, 항해위험, 건설방법 및 다른 인자에서 리프의 전체 설계에 대해 공학적인 고려가 필요하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.69-79
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• 2010

저수지의 누수를 막기 위하여 저수지 가에 시추공을 뚫어 대량의 시멘트 현탁액(그라우트)을 주입한 후, 이 시멘트 현탁액이 저수지 하부로 얼마나 침투 했는가를 파악하기 위한 모니터링이 수행되었다. 암석 코아 시료 실험을 통하여 사용된 시멘트 현탁액의 전기비저항은 이 지역의 지하수의 전기비저항에 비해 월등히 작다는 것을 알아내었다. 따라서 시멘트 현탁액으로 그라우팅 판 부분은 전기비저항이 현저히 감소할 것으로 예상되며 지구물리학적인 탐사 방법들이 이 저수지의 울 저류 성능의 개선 효과를 평가하는데 적합할 것이라고 기대된다. 그라우팅을 하는 동안 총 7측선의 전기비저항탐사와 두 측선의 인공 송신원 AMT (CSAMT)탐사가 저수지 안의 측선을 따라 시멘트 현탁액의 침투 현황을 모니터링 하기 위해 수행되었다. 전기비저항 자료의 2차원 역산결과 $10\;{\Omega}m$ 또는 그 이하의 극히 낮은 비저항값을 갖는 영역이 관측되었다. 이 영역은 시멘트 현탁액으로 채워진 파쇄대로 추정된다. 비저항값의 변화율을 보여주는 단면들을 살펴본 결과 그라우팅 과정이 진행됨에 따라 비저항의 차이를 보이는 부분이 점차적으로 심부로 확장되어가는 세 곳을 확인할 수 있었다. 이 위치들은 그라우팅 시추공에서 수행된 Lugeon시험에서 높은 투수생을 나타낸 곳과 일치하는 결과를 보였다. 이 연구를 통하여 우리는 저수지위에서 실시완 전기비저항과 CSAMT탐사를 통하여 전기비저항의 변화를 측정할 수 있다는 것을 확인하였다. 또한 이러한 모니터링 자료는 향후 그라우팅 계획에 반영될 수 있을 것이다.