초록 ▼

본 연구의 목표는 양수 및 회복시험, 다단계양수시험, 순간충격시험, 수압시험 및 유속측정시험과 같이 대수층의 수리상수를 추정하는데 이용되는 현장시험법을 동일한 암반대수층에 적용하여 현장시험법, 시험조건, 및 자료 해석방법에 따라 수리상수의 추정값이 어떻게 달라지는지를 규명하고, 각 수리시험의 장단점 및 제한점을 분석하여 암반대수층의 수리지질학적인 조건에 따라 적합한 시험법이 무엇인지를 제시하는 데 있다. 다양한 현장 시험 자료 획득과 해석에 대한 연구 집중을 도모하기 위하여 당초의 연구 계획에 포함되었던 현장시험 모델링 부분은 연구

본 연구의 목표는 양수 및 회복시험, 다단계양수시험, 순간충격시험, 수압시험 및 유속측정시험과 같이 대수층의 수리상수를 추정하는데 이용되는 현장시험법을 동일한 암반대수층에 적용하여 현장시험법, 시험조건, 및 자료 해석방법에 따라 수리상수의 추정값이 어떻게 달라지는지를 규명하고, 각 수리시험의 장단점 및 제한점을 분석하여 암반대수층의 수리지질학적인 조건에 따라 적합한 시험법이 무엇인지를 제시하는 데 있다. 다양한 현장 시험 자료 획득과 해석에 대한 연구 집중을 도모하기 위하여 당초의 연구 계획에 포함되었던 현장시험 모델링 부분은 연구 목표에서 제외되었다. 공주대학교에 설치된 4개 시추공을 대상으로 양수 및 회복시험, 다단계양수시험, 순간충격시험, 수압시험, 유속시험, 시추공 영상촬영(BIPS), 및 수질검층을 수행하였다. 시험을 통하여 획득된 자료는 1) 양수 및 회복시험과 순간충격시험 비교 연구, 2) 유속 시험법을 통한 수리전도도 산정 및 수압시험, 수질 검층과의 비교 연구의 두 가지 주제에 중심을 두고 분석되었다. 제 1 주제의 연구내용은 1) 양수 및 회복시험 자료의 해석 방법에 따른 수리상수 산정 결과의 비교, 2) 양수량의 변화에 따른 수리상수 산정 결과의 비교, 3) 순간충격시험의 해석 방법과 시험조건에 따른 수리상수 산정 결과의 비교, 4) 양수 및 회복시험과 순간충격시험에 의한 수리상수 산정 결과의 비교로 구성된다. 제 2 주제의 연구 내용은 1) 자연 유속 측정을 통한 투수성 단열의 수직적 분포 규명과 정밀도 분석, 2) 유속 측정법을 이용한 구간별 수리전도도 산정 방법의 이론적 고찰과 현장 적용, 3) 유속 측정법과 수압시험, 시추공 영상촬영(BIPS), 및 수질 검층과의 비교, 4) 유속 측정법의 결과와 시추공 영상촬영 자료에서 획득한 단열 빈도의 상관관계 분석으로 구성된다. 본 과제의 주요 연구 성과는 다음과 같다. 1) 다수의 양수 및 회복시험을 통하여 해석에 이용된 우물(양수정 및 관측정), 시험단계 및 해석모델(방법)에 따라 수리상수 추정값이 어떻게 달라지는지 분석하였다. 2) Banton-Bangoy법과 Lee-Lee법을 이용하여 수리상수를 구할 때에는 Cooper-Jacob법과 같이 우물함수의 단절오차에 대한 분석이 매우 중요하며, 이에 대한 수치적인 분석 방법과 결과를 제시하였다. 3) 순간충격시험을 통하여 시험 기작, 슬러그의 부피 및 해석모델(방법)이 수리전도도 산정에 미치는 영향을 분석하였으며, 순간충격시험의 해석 신뢰성을 높이기 위한 방안을 제시하였다. 4) 양수 및 회복시험과 순간충격시험의 해석 결과를 통계적으로 비교하였으며, 두 방법의 신뢰도를 평가하였다. 5) 유속 측정기를 이용하여 자연 유속 및 양수 유발 유속을 측정하였으며, 자료 분석을 통하여 수리전도도의 수직적인 분포를 추정하였다. 6) 유속시험법은 수압시험 및 수질검층법과 비교할 때 투수성 단열의 수직적인 분포를 파악하는데 보다 효과적인 방법인 것으로 분석되었다. 7) 유속시험법에 의한 수리전도도 산정에 관한 연구는 국내에서 최초로 시도된 연구로서 지질공학회지에 게재되었으며, 앞으로 국내의 지하수 연구 분야에서 시추공 내 지하수의 유동 시스템을 파악하는 현장 수리시험법으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼

The purpose of this research is to make a comparative analysis of the field methods for estimating the aquifer parameters of fractured rocks, such as the pumping and recovery test, the multi-step pumping test, the slug test, the packer test, and the flowmeter test. The specific objectives are 1) to

The purpose of this research is to make a comparative analysis of the field methods for estimating the aquifer parameters of fractured rocks, such as the pumping and recovery test, the multi-step pumping test, the slug test, the packer test, and the flowmeter test. The specific objectives are 1) to elucidate the variability of the estimated parameters depending on the field methods, test conditions, and the methods of analysis, 2) introduce the flowmeter test as a convenient and high-resolution methodology for estimating the hydraulic conductivity, 3) to analyze advantages and disadvantages of each test and to suggest the appropriate method for analyzing the field test data. In order to achieve the above objectives during the limited period of time, the model development of the field tests included in the original proposal has not been carried out. For 4 boreholes located at Kongju National University, the pumping and recovery test, the multi-step pumping test, the slug test, the packer test, and the flowmeter test are performed. The obtained data are used 1) to make a comparative analysis of the pumping and recovery test and the slug test, and 2) to estimate vertical distribution of the hydraulic conductivity by using the flowmeter test and to compare it to the packer test, BIPS, and the water-quality logging.
1) With a series of pumping and recovery tests, variability of the estimated aquifer parameters is analyzed depending on the type of wells(pumping and observation), the test period(pumping and recovery), analysis methods.
2) It is suggested that the truncation error of the well function should be considered when the Banton-Bangoy method and the Lee-Lee method are used.
3) From the repeated slug tests, the effect of test initiation mechanism, volume of the slug, and choice of the conceptual model on the conductivity estimates is analyzed.
4) By statistical comparison of the pumping test and the slug test, reliability and uncertainty of these two test methods are examined.
5) The vertical distribution of hydraulic conductivity is estimated by the ambient flow and the pump-induced flow measurements using a heat-pulse flowmeter.
6) It is revealed that the flowmeter test is more effective for identifying the presence of conductive fractures than the packer test and the water-quality logging.
7) It is expected that the flowmeter test is a very promising technique, and it will become a popular aquifer test for assessing the groundwater flow system of fractured aquifers and solving practical problems of groundwater-related projects.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구지역...9
• 3. 양수 및 회복시험과 순간충격시험과의 비교 연구...11
• 3.1 시험 방법...11
• 3.2 양수 및 회복 시험...11
• 3.3 순간충격시험...22
• 3.4 양수 및 회복시험과 순간충격시험의 비교...27
• 3.5 결론 및 토의...28
• 4. 유속 시험법과 수압시험 및 수직 검층과의 비교 연구...30
• 4.1 유속 검층...30
• 4.2 수압시험과의 비교...36
• 4.3 시추공 영상 자료와의 비교...37
• 4.4 시추공 수질 검층과의 비교...39
• 4.5 결론 및 토의...41
• 5. 인용문헌...42