The Journal of Engineering Geology ISSN:1226-5268(Print) 2287-7169(Online) 지질공학

지층구성이 복잡하고 저투수성의 토양이 분포하는 경우 정화효율은 급격히 저하되고 실질적인 정화가 이루어지지 않거나 정화기간이 증가하는 등의 문제가 발생한다. 효율적인 정화를 위해서는 투수성이 개선되어 오염된 구간으로 정화제 주입하여 오염물질과 충분한 접촉이 이루어져야 한다. 본 연구는 균열형성과 효과적인 정화제 유도를 위해 플라즈마 블라스팅, 공압파쇄, 진공추출을 복합적으로 활용하는 PPV 공법의 유체 전달특성을 분석하고 기존공법과의 비교를 통해 개선효과를 평가하였다. 연구는 TPH(Total petroleum hydrocarbons)로 오염된 실제 오염부지에 대한 정화제 전달효과를 확인하기 위한 실증시험을 수행하였으며 정화제의 전달특성과 영향범위 등을 산정하기 위해 주입량과 주입시간을 모니터링하고, 정성적인 지중환경 변화요인을 확인하고자 전기비저항탐사를 수행하였다. 또한, 투수시험을 수행하여 각 공법에 대한 투수성 변화를 평가하였다. 정화제의 주입량 모니터링 결과, 주입량은 대조군 대비 실험군의 주입량이 약 4.74~7.48배 증가하였고, 단위시간 당 주입 유량(L/min)은 약 5.00~7.54배 실험군의 전달률이 빠른 것으로 분석되었다. 전기비저항탐사 결과, 실험군의 비저항변화비는 대조군과는 달리 지표까지 영향을 주어 비저항값이 전체적으로 감소하는 경향을 보인다. 따라서 실험군은 지표 상부에 분포하는 토사층까지 과산화수소 등의 유체 확산이 이루어져 저비저항 변화비가 감소하는 것을 볼 수 있으며 주입정과 추출정 사이의 수평적 변화비는 약 1.12~2.38배 비저항값이 감소되었다. 투수성의 경우, 대조군과 실험군 모두 유사한 초기 투수성을 보였으나 과산화수소의 정화기작 영향으로 투수성이 감소하는 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 수리전도도의 변화를 정량적으로 평가하면, 대조군은 시험 종료 후 초기 수리전도도 대비 21.1%의 수리전도도를 나타내어 투수성이 급격히 저하되는 양상을 보였으나 실험군은 실험종료 후 초기치 대비 81.3%로 초기 수리전도도와 근접한 값을 나타내는 것으로 파악되었다. 현장조사로 확인된 수리전도도와 정화재 주입실험을 통한 정화제 주입용량(m³/hr), 토양특성분석(함수비, 밀도)을 통한 공극률(%)의 분석을 통해 영향반경(ROI)을 산정산 결과, PPV 공법의 영향반경(ROI)은 대조군에 비해 평균 220% 개선되는 것으로 확인되었다. 이와 같은 성과는 PPV 공법 적용으로 인하여 기존공법 대비 보다 넓은 범위에 걸쳐 효율적인 정화제 전달이 가능하고 정화기작에서 나타나는 투수성 저해요인을 상당부분 극복할 수 있으며, 약 2배 이상의 영향반경 증대를 통해 정화효율을 높일 수 있음을 지시하는 중요한 지표로 볼 수 있다.

본 연구는 타지키스탄 두샨베 솔라스테이션 인프라 구축을 위한 예비조사로 타지키스탄 주요 도시들의 기후, 날씨, 일사량(태양 복사량), 그리고 태양에너지 등을 분석한 결과이다. 타지키스탄 수도인 두샨베의 기후를 분석한 결과, 맑은 날이 70% 이상 확률인 달은 5월 16일~10월 23일까지로 약 5.2개월이며, 일 년 중 가장 맑은 날이 많은 달은 8월로 맑을 확률은 99%, 흐린 날이 가장 많은 달은 2월로 맑을 확률은 41%인 것으로 나타났다. 타지키스탄 대표 주인 수그드 주와 고르노바다흐샨 자치주의 주요 도시별 날씨를 분석한 결과, 월평균 흐린 날은 약 3.3일이며, 수그드 주에서 흐린 날이 가장 많이 관측된 도시는 53일을 보인 Dzhauz, 고르노바다흐샨 자치주에서는 79일을 보인 Fedchenko Glacier인 것으로 나타났다. 타지키스탄 주요 도시 18개 지역의 일사량를 분석한 결과, 평균 연간 총 일사량은 2,429 W/m²이며, 평균 월평균 일사량은 202 W/m²인 것으로 나타났다. 연간 총 일사량과 월평균 일사량을 가장 적게 보인 도시는 수그드 주의 Shartuz이며 평균보다 2.7% 작게, 가장 크게 보인 도시는 고르노바다흐샨 자치주의 Khorog와 Jirgatol이며 평균보다 10% 높은 것으로 나타났다. 타지키스탄 주요 도시 Dushanbe, Karakul, 그리고 Jirgatol에 대한 태양에너지를 분석한 결과, 1년 중 여름 기간(5~8월)의 2.4 m²당 일 평균 입사 단파 태양에너지는 7.8 kWh인 반면, 겨울 기간(11~2월)에는 2.7 kWh로 여름 기간의 35% 정도인 것으로 분석되었다.

본 연구는 XGBoost를 이용하여 타지키스탄의 일사량을 예측하여 타지키스탄의 재생에너지 자원으로서 복사 태양에너지의 활용 가능성을 평가하기 위함이다. 첫째, 타지키스탄의 일사량을 훈련모델, 검증모델, 시험모델을 통해 예측한 결과, 시간과 계절에 따른 일사량의 계절성이 실제값과 예측값 모두에서 뚜렷하게 구분되는 것을 확인하였다. 둘째, 타지키스탄의 2016, 2017, 2018, 2019년 등 각 연도의 7월 1일 시간당 일사량의 실제값과 예측값을 계산한 결과, 2016년 일사량의 최대 실제값과 예측값은 약 1,005 W/m²과 1,009 W/m², 2017년에는 939 W/m²과 997 W/m², 2018년에는 1,022 W/m²과 1,012 W/m², 2019년에는 1,055 W/m²과 1,019 W/m²으로 나타났으며, 실제값과 예측값의 오차가 약 0.4~5.8%로 매우 비슷한 결과를 보였다. 결과적으로 타지키스탄의 일사량을 예측하여 복사 태양에너지의 활용 가능성을 평가하는 데 있어 XGBoost가 매우 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

이 연구는 백룡동굴 내 동굴수의 지구화학 특성을 평가하고 이를 이용하여 동굴수의 기원 및 유동특성을 평가하기 위해서 수행하였다. 2022년 6월부터 2023년 5월까지 백룡동굴 주변 동강에서 2개 지점(WE1과 WE2)과 내부 4개 지점(WE3~WE6)에서 하천수와 동굴수를 각각 채취하여 주요 용존성분을 분석하였다. 하천수와 동굴수는 모두 Ca-HCO₃형으로 구분되었다. 모든 동굴수에서 탄산염 광물이 과포화 상태이므로 동굴 내부에서 탄산염 광물이 침전될 것으로 예측되었다. 동굴수는 기원지와 물-암석 반응 정도의 차이로 인해 흐름이 있는 지점(WE3과 WE6)과 휴석소(WE4와 WE5)의 지구화학 특성이 뚜렷이 구분되었다. WE6은 동강으로부터 유입되었고 WE3을 통과하여 동강으로 유출된다. WE4와 WE5는 강수로부터 공급되지만 서로 다른 경로를 통해 동굴로 유입된다.

본 연구에서는 다양한 암종이 분포하는 단양 지질공원 내에서 발생한 산사태를 대상으로 야외지질조사를 통해 유형을 분류하고, 샘플링 및 실내 시험을 통해 산사태 구성 물질의 역학적 ‧ 수리학적 특성을 분석하였다. 토석류 산사태 유형은 석회암 및 대리암, 셰일, 반상변정질 편마암 지역에서 발생하였으며, 석회암 및 대리암 지역에서는 카렌지형의 영향을 받아 암반과 암반 사이의 토사가 붕괴되는 형태로 다른 두 지역의 산사태와 구분된다. 토질시험 결과에서는 조립질 함량이 많은 편마암 풍화토가 다른 두 지역의 풍화토에 비해 내부마찰각이 높고 점착력이 작으며 투수계수가 큰 특징을 보인다. 암반 산사태 유형은 천매암, 사암, 역암 지역에서 발생하였으며, 천매암 지역에서는 평면파괴 형태가, 사암 지역에서는 부석형 낙석 형태가, 역암 지역에서는 전석형 낙석 형태가 발달하고 있다. 천매암의 전단강도는 동일한 암질의 타 암종에 비해 훨씬 낮게 나타나며, 역암의 슬레이크 내구성 지수는 타 암종과 유사하나 시험 전 ‧ 후 시료의 상태를 비교하면 기질부의 차별풍화 및 이로 인한 역의 탈락 형태가 뚜렷이 관찰된다. 본 연구의 결과는 지질특성별 산사태 유형에 따른 적절한 보강방안 및 방재대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 경상북도 청송군 현서면과 안덕면 일원에 설치되어 있는 영천댐 도수터널 구간과 도수터널 주변지역의 지하수위를 측정하여, 도수터널 시공 이전 대비 지하수위 회복여부를 조사하였다. 2017년 9월부터 2018년 8월까지 매월 1회 이상 총 12회에 걸쳐 지하수 관정 156공에 대한 지하수위를 측정하였으며 지하수위 관측조사 결과, 직접 영향구역에 분포하는 관정의 지하수위 값이 간접 영향구역의 값에 비하여 상대적으로 낮은 수치를 보이고 있다. 이러한 결과는 지형조건보다는 지질학적 불연속면으로 작용하는 도수터널에 의한 영향, 즉 지하수 흐름이 직간접적인 경로를 통하여 도수터널로 유출되는 것에 지배적으로 영향을 받는 것으로 추정되며, 향후 지하수 시설물의 유지관리 및 지하수 환경의 보전을 위하여 지속적인 모니터링 및 추가 조사가 필요하다.

본 연구에서는 독도의 동도와 서도지역에 대한 토층 분포를 조사하고, 토질의 물리적 특성을 측정하여 분석하였다. 독도의 토층 분포를 조사하기 위하여 직접적으로 접근이 가능한 구간을 대상으로 토층 심도를 측정하였으며, 현장 접근이 불가능한 지역에 대해서는 드론 및 배 등을 이용하여 육안 관찰을 수행하였다. 독도의 토층 분포 및 심도에 대한 조사결과 토층의 심도는 3~50 cm 두께로 존재하며 대부분은 10~20 cm 내외의 두께를 갖는 것으로 조사되었다. 이러한 결과를 토대로 토층을 5 cm 두께로 구분하여 독도의 토층 분포도를 작성하였다. 독도의 토질특성을 분석하기 위하여 동도 및 서도를 대상으로 각각 13개소 위치에서 지질조건을 고려한 토질시료를 채취하였다. 토질시료에 대한 입도분포시험을 수행한 결과 모래의 함유량은 약 75% 이상인 것으로 나타났으며, 서도에서 채취한 흙은 자갈크기의 입자를 보다 많이 함유하는 것으로 나타났다. 입도분포시험를 이용한 통일분류법과 삼각도표 분류법을 토대로 입도분포 특성을 분석한 결과 대부분의 흙은 모래로 분류되며, 일부 흙은 롬질 혹은 점토질 모래로 분류된다. 또한, 동도는 입도분포가 양호한 롬질 혹은 점토질 모래가 더 우세하고 서도는 입도분포가 불량한 자갈질 모래가 더 우세함을 알 수 있다. 이들 결과는 독도의 토질 특성을 연구하는데 있어 매우 중요한 기초자료가 될 것으로 기대한다.

도시 홍수는 도시화와 기후 변화의 상호작용에 의해 전 세계 도시들에게 중요한 도전으로 인식된다. 이 논문은 최근 도시 홍수 연구사례들을 조사하여 그 원인, 영향 및 잠재적인 완화 전략을 이해하려고 하였다. 도시화는 증가하는 불투수 표면과 변화된 배수 패턴으로 인해 자연적인 수류를 방해하며 강한 강우 이벤트 동안 표면 유출을 강화시킨다. 도시 홍수의 충격은 광범위하게 생명, 기반 시설, 경제 및 환경에 영향을 미치는데 생명과 재산 피해, 중요 서비스 중단 및 환경적 피해는 효과적인 도시 홍수 관리의 긴급성을 요구한다. 도시 홍수를 완화하기 위해서는 통합된 홍수 관리 전략이 필수적인데 지속 가능한 도시 계획, 녹색 인프라, 그리고 개선된 배수 시스템은 홍수 취약성을 감소시키는 데 중요한 역할을 한다. 조기 경보 시스템, 긴급 대응 방안, 그리고 지역 주민의 참여는 홍수 대비 및 회복탄력성의 필수 구성 요소이다. 미래 전망에 의하면 기후 변화에 따른 홍수 위험 증가를 보여주므로 회복탄력성과 적응 조치가 필요하다. 그러므로 관련 분야의 연구, 데이터 수집 및 모델링 기술의 발전은 더 정확한 홍수 예측을 가능하게 하며 의사 결정에 도움을 줄 것이다.