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지질공학 = The journal of engineering geology v.14 no.3 = no.40, 2004년, pp.301 - 311   피인용횟수: 1

지하수 검층을 위한 새로운 유전율 추적자 시험법의 개발
A development of new dielectric tracer test method for groundwater logging: laboratory soil column test

김만일   (한국수자원공사 수자원연구원CC0186824  ); 김형수   (한국수자원공사 수자원연구원CC0186824  ); 정교철   (안동대학교 지구환경과학과UU0000902  );
  • 초록

    다공질매질을 구성하고 있는 다양한 매질들의 전기적 특성 중의 하나인 유전율상수를 이용하여 지하수 유동 및 매질의 구조를 파악하기 위한 새로운 유전율추적자시험법(dielectric tracer test method)을 본 연구에서 제안하였다. 추적자물질로는 비중이 물과 동일한 에탄올혼합액체(ethanol mixing liquid, EML)를 제작하였으며, 각기 다른 공극률을 갖는 포화 표준사 및 강모래 층에 대해 매질의 유전율상수를 측정할 수 있는 FDR system및 측정센서를 적용해 추적자시험을 실시하였다. 또한 이들의 결과와 비교하기 위하여 추적자물질인 염분농도 $3\%$ 를 갖는 염분수용액의 농도 변화를 electro multi-meter로 측정하여 비교 검토하였다. 두 시험결과에서 EML추적자시험의 경우, 각각의 포화 흙칼럼에서의 EML 농도변화를 명확히 확인할 수 있었으나, 염분수용액을 적용한 시험에서는 이들이 지속적으로 칼럼 내 하단부로 침전되어 염분농도 변화에 의한 물의 침투 이동은 확인할 수 없었다. 이는 염분수용액의 비중이 물보다 무겁기 때문에 포화토 내 물의 이동 속도에 비례하여 지속적으로 하단부로 침전이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 물의 비중과 동일한 EML 추적자물질과 이들의 유전율상수 변화를 측정할 수 있는 FDR system을 적용하여 유전율추적자시험의 적용 가능성을 실내추적자시험을 통하여 확인하였다.


    This study is suggested a new dielectric tracer test method to understand geological structure of porous media and groundwater flow to use the dielectric constant which is one of electrical special quality of various geological materials. To measure their parameters, tracer material is made an ethanol mixing liquid(EML) having a same specific gravity of water. Also, soil materials are prepared a dielectric tracer test using the FDR system that could measure dielectric constant for saturated standard sand and river sand layers which have different initial porosity. To compare with their results, we discussed with the concentration variation of saline water having a saline concentration $3\%$ which is general tracer material by using the electro multi-meter system in the laboratory or field test. In two tracer experiment results, EML tracer test could confirm definitely EML concentration variation from each saturated soil layer as standard and river sands. However, tracer test of saline water $3\%$ concentration could not confirm permeating movement of water by degree of salinity change because these are settled at lower part column in a whole column area continuously. These causes are that specific gravity of saline water is heavier than water. That is, it could know that deposition of saline water is composed of lower part of soil column continuously independently of the direction of water into saturated soil material.


  • 주제어

    유전율법 .   추적자실험 .   에탄올혼합액체.  

  • 참고문헌 (10)

    1. 김만일, 정교철, 2004b, Frequency Domain Reflectometry system을 이용한 포화 다공질매질의 유전율 측정을 위한 연구/ 지질공학, 14(2), pp.179-187 
    2. Adler, P.M, 1995, Multiphase flow in porous media, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, p196. Elfeki,A.M.M., 1996, Stochastic characterization of geological heterogeneity and its impact on groundwater contaminant transport, A. A. Balkema, p301 
    3. Jalbert, M, J.H. Dane and L. Ba1laminyakamwe, 2003, Influence of porous medium and NAPL dis-tribution heterogeneities on partitioning inter-well tracer testsL a Laboratory investigation, Journal of Hydrology, 272,P 79-94 
    4. 地盤工學會, 2002a, 地盤工學.實務シリ一ズ15 - 士壞·.地下水汚梁の調훔.據測.對策, 社團法人 地盤工學會, p271 
    5. Nelson, N.T., Q. Hu and M.L. Brusseau, 2003, Characterizing the contribution of diffusive mass transfer to solute transport in sedimentary aquifer systems at laboratory and field scales, Journal of Hydrology, 276, P 275-286 
    6. Holzbecher, E.O., 1998, Modeling density-driven flow in porous media, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, p286 
    7. 한정상, 1998, 지하수환경과 오염, 박영사, p 1071 
    8. 김만일, 정교철, 2004a, 유전율측정의 적용성 검토를위한 기초적 연구, 대한지질공학회 춘계학술발표회, pp145-151 
    9. 地盤工I學會, 2002b, 根切ク工事と地下水-調査.設計から 施工まで-現場技術者のたぬの士と基健シリ一ズ,社團法人地盤工學會, p417 
    10. 김관진, 김정실, 김준영, 서인석, 1999, 토질역학/ 형설출판사, p462 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Cho, Jong-Soo 2011. "Partitioning Tracer Analysis with Temporal Moments Equations" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, 16(3): 3~9     

 저자의 다른 논문

  • 김형수 (40)

    1. 1996 "경계 요소법을 이용한 2차원 비저항 모델링" 지질공학 = The journal of engineering geology 6 (3): 119~130    
    2. 1997 "전기비저항 모니터링 방법을 이용한 충적층 지하수위 변동 감지" 지질공학 = The journal of engineering geology 7 (2): 139~149    
    3. 2000 "시멘트 모르타르 재료의 동탄성계수와 정탄성계수 비교 연구" 지구물리 = Journal of the Korean Geophysical Society 3 (2): 127~138    
    4. 2001 "한반도 동해안 유출 지하수에 대한 연구" 지구물리 = Journal of the Korean Geophysical Society 4 (1): 71~84    
    5. 2001 "지구통계 기법을 활용한 울진 지역 천부 지하수의 수질 및 수리지구화학 특성 해석" 자원환경지질 = Economic and environmental geology 34 (2): 175~192    
    6. 2002 "지하 투과 레이다 조사를 통한 부여 지역 금강변의 충적 대수층 내부 불균질성 파악" 지구물리 = Journal of the Korean Geophysical Society 5 (4): 337~344    
    7. 2002 "지구물리탐사법을 활용한 절리 발달 암반 지역에서의 그라우팅 효과 판정" 지구물리 = Journal of the Korean Geophysical Society 5 (3): 175~198    
    8. 2002 "금강 권역 충적층 지하수의 질산염 오염: 질산성 질소의 기원과 거동 고찰 및 안전한 용수 공급을 위한 제언" 지질공학 = The journal of engineering geology 12 (4): 471~484    
    9. 2002 "인공수압파쇄기법에 의한 지하수 양수량 증대" 지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment 7 (2): 23~33    
    10. 2003 "강변여과수 개발을 위한 낙동강 충적층 지하수의 지구화학적 특성연구" 지질공학 = The journal of engineering geology 13 (1): 83~105    
  • 정교철 (71)

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