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강변여과수 개발을 위한 낙동강 충적층 지하수의 지구화학적 특성연구
김건영 ( Geon Young Kim ),고용권 ( Yong Kwon Koh ),김천수 ( Chun Soo Kim ),김형수 ( Hyoung Su Kim ),김성이 ( Sung Yi Kim ) 대한지질공학회 2003 지질공학 Vol.13 No.1
지하수의 인공함양특성을 해석하기 위한 기초조사로서 낙동강변의 충적층내에 부존하는 자연수의 지구화학적 특성을 연구하였다. 전체적으로 시추공 및 지표수에 대한 현장측정자료는 시기별로 큰 차이를 보이지 않는다. 연구지역의 자연수는 Ca-HCO3형에서부터 Ca-SO4형에 속하며 특히 미량원소로서 Mn의 함량이 매우 높게 나타나고 있다. 다중패커시스템 (Multi-packer system)에 의해 채취된 시료에 대해 심도에 따른 변화를 살펴보면 Na, Ca, Mg, HCO3의 함량이 심도가 깊어질수록 증가하고 있고, Cl과 SO4의 경우는 맨 하부구간인 18m에서 채취된 시료들이 시료채취시기와 관계없이 매우 낮은 값을 보인다. 미량원소의 경우 문제가 되는 Mn은 시료채취 시기와 관계없이 중간 구간인 13.5m 구간에서 특히 많은 함량을 보이고 있다. 연구지역내 물시료들에 대한 산소와 수소 동위원소 및 삼중수소 함량 분석결과는 다중패커설치공 및 일반 관측공과 지표수들간에 서로 중첩되어 구분이 어렵다. 황동위원소 분석결과는 지하수내 황의 기원이 퇴적암을 구성하는 황산염광물의 용해에 의한 것으로 판단된다. 스트론튬 동위원소비는 양수정 및 그 인접공의 시료들과 강변에서 인접한 공의 시료들간에 차이는 있으나 명확하지는 않다. 질소동위원소 분석결과를 살펴보면 전반적으로 화학비료로나 토양내의 유기물로부터 유래한 것으로 해석할 수 있다. Geochemical studies on the alluvial aquifer system near the Nakdong River were carried out for the basic investigation of the estimation of artificial recharge for the river bank filtration. In-situ data do not show any distinct difference between the pumping well and river. Most of waters belong to Ca-HCO3 and Ca-SO4 types and show high Mn concentration. In the borehole installed with Multi-packer (MP) system, Na, Ca, Mg, HCO3 contents of the groundwater are increased with depth increasing. Cl and SO4 contents of the groundwater show the lowest values at the bottom level (18m depth) and Mn content is very high at the middle level (13.5 m depth) of MP system. There is no distinct difference in the δ18O and D values and tritium content between MP, borehole and surface water samples. The sulfur isotope data indicate that the possible sulfur source is dissolution of sulfate mineral from sedimentary rock. Strontium isotope ratio shows a little differences between the pumping well and observation borehole samples. Nitrogen isotope data indicate that the nitrogen of water samples is originated from fertilizer or organic materials.
중.저준위 방사성폐기물 처분 부지의 지하수 유동에 대한 수치 모사: 1. 지하수 유동 모델링
박경우,지성훈,김천수,김경수,김지연,Park, Kyung-Woo,Ji, Sung-Hoon,Kim, Chun-Soo,Kim, Kyung-Su,Kim, Ji-Yeon 한국방사성폐기물학회 2008 방사성폐기물학회지 Vol.6 No.4
Based on the site characterization works in a low and intermediate level waste(LILW) repository site, the numerical simulations for groundwater flow were carried out in order to understand the groundwater flow system of repository site. To accomplish the groundwater flow modeling in the repository site, the discrete fracture network(DFN) model was constructed using the characteristics of fracture zones and background fractures. At result, the total 10 different hydraulic conductivity(K) fields were obtained from DFN model stochastically and K distributions of constructed mesh were inputted into the 10 cases of groundwater flow simulations in FEFLOW. From the total 10 numerical simulation results, the simulated groundwater levels were strongly governed by topography and the groundwater fluxes were governed by locally existed high permeable fracture zones in repository depth. Especially, the groundwater table was predicted to have several tens meters below the groundwater table compared with the undisturbed condition around disposal silo after construction of underground facilities. After closure of disposal facilities, the groundwater level would be almost recovered within 1 year and have a tendency to keep a steady state of groundwater level in 2 year.
강원도 지역 탄산수와 암석간의 반응에 의한 용존 원소들의 유동성에 관한 지구화학적 연구
최현수(Hyen-Su Choi),고용권(Yong-Kwon Koh),윤성택(Seong-Taek Yun),김천수(Chun-Soo Kim) 대한자원환경지질학회 2002 자원환경지질 Vol.35 No.6
In order to investigate the relative mobility (RM) of dissolved elements during processes controlling major and trace element content, the concentrations of major, minor and trace elements were reviewed from the previous data of CO₂-rich waters and granites from Kangwon Province. The relative mobility of elements dissolved in CO₂-rich waters is calculated from CO₂-rich water/granite ratio with normalizing by sodium. The results show that gaseous input of magmatic volatile metals into the aquifer is negligible in this study area, being limited by cooling of the rising fluids. Granite leaching by weakly acidic, CO₂-charged water is the overwhelming source of metals. Poorly mobile element (Al) is preferentially retained in the solid residue of weathering, while alkalis, alkaline earth and oxo-hydroxo anion forming elements (especially As and U) are mobile and released to the aqueous system. Transition metals display an intermediate behavior and are strongly dependent on either the redox conditions (Fe and Mn) or solid surface-related processes (adsorption or precipitation) (V, Zn and Cu). 주요 및 미량원소들의 함량을 조절하는 반응들 동안 용존 원소들의 상대적인 유동성을 알아보기 기존에 발표된 강원도 지역 탄산수와 화강암에 대한 자료로부터 주·부·미량원소의 함량을 다시 살펴보았다. 탄산수내에 용존되어 있는 원소들의 상대적인 유동성은 Na으로 평균화한 탄산수-화강암간의 비로부터 계산하였다 계산결과는 탄산수 대수층내로 마그마에서 기원한 휘발성을 지닌 금속원소들의 가스에 의한 유입은 강원도 지역에서 무시할 만하며, 이런 유입은 상승하는 유체의 냉각에 의해 조절된다 이산화탄소가 유입된 약산성의 물에 의한 화강암의 용해반응이 금속원소들의 주요 공급원이다 유동성이 매우 낮은 원소 (Al)는 고체의 풍화산물 내에 우선적으로 잔류하는 반면, 알칼리 및 알칼리 토금속들과 OHA원소들 중 As과 U은 유동성이 있으며, 따라서 수용액계 내로 방출된다. 전이금속원소들은 중간정도의 유동특성을 보이는데, Fe와 Mn은 산화환원조건 또는 V, Zn과 Cu는 고체표면과 연관된 반응(흡착이나 침전)의해 주로 영향을 받는다.
조성일 ( Sung Il Cho ),김천수 ( Chun Soo Kim ),배대석 ( Dae Seok Bae ),김경수 ( Kyung Su Kim ),송무영 ( Moo Young Song ) 대한지질공학회 2006 지질공학 Vol.16 No.1
본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 조사된 단열체계 및 수리인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동 내에서 확인된 단열분포특성과 지하공동굴착과 동시에 지표관측공 28개를 통해 측정된 지하수위 및 수평수벽공 95개와 수직수벽공 63개에 의해 일별로 계측된 압력 및 주입량을 통해 연구지역은 지하수의 방벽역할을 하는 3개의 투수성구조영역과 4개의 수리암반영역으로 구분이 가능하였다. 공동심도에 발달된 투수성 구조는 국지적 큰 규모 단열대인 NE-1과 2개의 국지규모 단열대로 구성되고 있으나, 수리암반영역은 국지규모 단열대에 의하여 4개영역으로 구분된다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 수평수벽공의 초기압이 최대 약 15 kg/cm2까지 높으며, 지하공동 굴착 시 상·하부의 지하수위변화의 차이가 10 ~ 40 m로 상·하부의 수리적 연결성이 양호한 것으로 평가된다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 이중수위측정시설 설치 시 상부와 하부의 지하수위차는 최대 약 120 m로 매우 크게 나타났으며, 상부지하수는 공동굴착 시 수위가 크게 변화하지 않았다. Domain C, D의 하부암반의 수리전도도(7.2 × 10(-10) m/sec)는 상대적으로 낮은 지하수 함양량의 원인을 제공하고 있으며, 연속체개념의 지하수유동모델링을 통해 계산된 4개영역의 함양량은 연구지역의 20년간 평균 강수량(1,356 mm/year)의 2 %로 계산되었다. This study aims to evaluate a complex groundwater flow system around the underground oil storage caverns using the concept of hydraulic compartment. For the hydrogeological analysis, the hydraulic testing data, the evolution of groundwater levels in 28 surface monitoring boreholes and pressure variation of 95 horizontal and 63 vertical water curtain holes in the caverns were utilized. At the cavern level, the Hydraulic Conductor Domains(fracture zones) are characterized one local major fracture zone(NE-1)and two local fracture zones between the FZ-1 and FZ-2 fracture zones. The Hydraulic Rock Domain(rock mass) is divided into four compartments by the above local fracture zones. Two Hydraulic Rock Domains(A, B) around the FZ-2 zone have a relatively high initial groundwater pressures up to 15 kg/cm2 and the differences between the upper and lower groundwater levels, measured from the monitoring holes equipped with double completion, are in the range of 10 and 40 m throughout the construction stage, indicating relatively good hydraulic connection between the near surface and bedrock groundwater systems. On the other hand, two Hydraulic Rock Domains(C, D) adjacent to the FZ-1, the groundwater levels in the upper and lower zones are shown a great difference in the maximum of 120 m and the high water levels in the upper groundwater system were not varied during the construction stage. This might be resulted from the very low hydraulic conductivity(7.2 × 10(-10) m/sec) in the zone, six times lower than that of Domain C, D. Groundwater recharge rates obtained from the numerical modeling are 2% of the annual mean precipitation(1,356mm/year) for 20 years.