[보고서]중심도 지하수 및 그 상부 권역 CO2 누출 탐지 모니터링 기술 개발

이강근

보고서 정보

주관연구기관

서울대학교
Seoul National University

연구책임자

이강근

참여연구자

황현태

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2021-05

과제시작연도

2020

주관부처

환경부
Ministry of Environment

과제관리전문기관

한국환경산업기술원
Korea Environmental Industry & Technology Institute

등록번호

TRKO202200004029

과제고유번호

1485017019

사업명

CO2저장환경관리기술개발(R&D)

DB 구축일자

2022-06-25

키워드

중심도 지하수.CO2 누출.불활성기체 추적자.저비용 고효율 바이오센서.인공 누출시험.intermediate-depth groundwater.CO2 leakage.inert gas tracer.Low COst high efficiency bio-sensors.artificial leak test.

표 연구개발 개요
표 세부1과제 2단계 사업 추진일정
표 세부 1과제 연구과제 추진 전략
표 중심도 지하수 및 그 상부 권역 모니터링을 통한 최적 CO2 누출감지 기술 개발
표 구리관 채수 과정. 왼쪽은 Aeschbach-Hertig and Solomon, (2013)에서 기술된 구리관 채수과정, 오른쪽은 직접 채수하여 완성된 구리관 샘플들임
표 (a) 비활성기체 분석을 위한 프로그램 (b) 비활성 기체 질량분석기 (c) 분석 전 전처리 과정
표 선행연구에 사용한 구리 관이용 지하수 샘플 방법 (EAWAG, 2005)
표 비 반응성 가스 분석을 위한 GC들의 조건
표 왼쪽 HP7890B-TCD, 오른쪽 HP6890-ECD 이며, 가스를 농도를 정량적으로 측정 할 수 있다
표 6890 GC의 ECD 검출기와 알고 있는 기준 SF6가스들을 이용하여 검량선 도출
표 Manual로 SPME를 GC에 적용하는 절차 (modified from Ormsby (2006))
표 OLAP 시스템에서 나온 가스를 포집하도록 설계
표 현장 실험 전 실내 실험을 통해 증류수에 비-반응성 기체와 CO2를 주입하여 OLAP로 측정과 가스 시료 채취 방법 점검
표 메인 실험 전 현장에서 지하수를 이용하여 점검 샘플 관정 전체 점검
표 현장 실험을 통해 확인된 비-반응성 기체들의 농도 평형 상태와 시점 확인
표 GC6890-ECD에 적용하기 위한 전처리 Headspace 방법과 OLAP에서 나온 가스 채취 비교
표 GC7890-TCD에 적용하기 위한 전처리 headspace 방법
표 CO2 주입실험에 따른 천부지하수층 내 비활성기체 추적자의 분화 과정
표 비활성기체 4He 및 40Ar을 활용해 모사한 CO2의 분배양상 그래프
표 pCO2 측정 장치 소형화 모식도
표 휴대용으로 개량된 OLAPs
표 유체 주입 유량의 결정
표 기체 폭기 유량의 결정
표 시각화 실험 세팅 및 모니터링 지점
표 영상분석을 통해 재구성한 pH와 용해상 CO2 농도장
표 모니터링 지점 별 시계열 변화
표 Fracture를 따라 혼합가스가 누출 되어 중심도 포화대를 만날 경우, 혼합된 가스는 지구화학적·물리적 특성에 따라 확산됨
표 가스 크로마토그래피 샘플 주입 부분에 0.25 ml 부피의 loop 연결하여 일정 볼륨만 분석되도록 설계.
표 (A) GC 장비와 연결된 전처리 장비 샘플 라인과 2개의 압력 센서, 그리고 터보 펌프, (B) 외부 온도 조절 및 유지 장치 이용, (C) 외부 온도 조절 장치를 이용하여, 컬럼 내 혼합 가스 분리
표 비 반응성 가스들 분리 실험에 최적화된 GC-TCD 분석 조건
표 실내 실험을 위한 실험장비 구성 및 연결 모식도
표 샘플 1회 소량 (0.25 ml) 주입으로 비 반응성 혼합기체의 항목별 분리 검출
표 검출된 가스와 시그널 출현 시간
표 연구지역 최근 2년간 월별 강수량 (2017년~2018년 9월)
표 연구부지 기후자료 월 평년값 (2017년~2018년)
표 산소, 수소 동위원소 분석 결과
표 δ18O와 δ2H 값을 활용해 도시한 그래프, ES: 음성, WJ: 원주
표 구리관 채수 과정. 왼쪽은 Aeschbach-Hertig and Solomon, (2013)에서 기술된 구리관 채수과정, 오른쪽은 직접 채수하여 완성된 구리관 샘플들임
표 EIT 부지 내(파란) 및 부지 주변(빨강)의 시료채취 지점
표 Noble90을 활용한 지하수 내 헬륨의 다양한 유입원 별 분리 및 정량
표 방사성 헬륨의 공간적인 분포
표 EIT 부지 지하수의 구성(체류시간별 지하수 혼합비율)
표 연구지역에 적합한 범를 갖는 NDIR 센서 선정과 센서 외부 케이싱 제작 과정. 왼쪽은 SohaTech 社에서 제작한 여러 범위의 NDIR 센서와 송출보드, 오른쪽은 센서 케이싱 업그레이드 과정
표 EIT 부지 내 NDIR 설치 관정 배치 4개의 nest type wells (UMW-1, UMW-2, UMW-3, UMW-4) 과 1개 single well에 설치
표 NDIR 센서를 관정에 설치하는 과정 (a) 센서연결, (b) 외부 보호 SUS 케비넷 설치, (c), (d) 외부 노출 선 보호를 위해 땅에 묻는 과정, (e), (g) 설치 이름 및 깊이 명시, (f), (h) 센서 작동 유무 판단 및 오차율 계산 후 보정
표 각 관정들 별 type과 센서의 위치를 나타내고 있으며, 상부를 막아 외부와 차단한 관정의 명칭을 나타내고 있다. 외부와 연결된 관정은 UMW-1, SMW-2, BS-9 이며 외부와 차단된 관정은 UMW-4, SMW-4, BS-5 이다
표 외부와 차단하기위한 방법과 설치 과정, 왼쪽은 4개의 센서 라인과, 1개의 압력 설치 라인의 길이를 맞춰 각각 1개의 홀에 삽입하는 것을 나타냄. 가운데는 삽입 후 각각 홀을 차단하고 길이와 각각 센서의 위치를 명시 하는 중, 오른쪽은 모든 작업을 다 마치고 과정에 설치한 후 관정 주변을 다시 비닐로 마감하여 외부와 완벽히 차단시킴
표 기상대가 설치된 장소, 주변에 나무가 거의 없는 장소를 선정하고, 지표보다 약 2~3 m 위에 설치
표 대기와 연결된 BS TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 대기와 차단된 BS TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 대기와 연결된 UMW TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 대기와 차단된 UMW TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 대기와 연결된 SMW TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 대기와 차단된 SMW TYPE 관정 내에서 심도별 CO2 농도 모니터링 비교
표 연구지역에서 측정한 기본 대기 Parameters의 변화: 하늘색 Bar 차트는 강우, 검은색 bar 차트는 바람의 세기, 파랑색 다이아몬드는 상대 습도, 그리고 빨간색 다이몬드는 대기 온도를 나타낸다
표 모니터링 네트워크
표 연구에 사용한 자동 압력 기록계
표 연구지역의 장기 수위 시계열
표 장기 수위, 온도, 전기전도도 시계열
표 시험 전, 중, 후의 수위분포
표 Push-pull test 수행 과정
표 주입 심도 제한을 위한 패커 설치
표 추적자 실험 관정 주상도 및 조건
표 추적자 용액 제작 및 실험 setting
표 추적자 분석을 위한 샘플링
표 Breakthrough curve의 예시
표 1차 실험에서 나타난 시간에 따른 압력 변화
표 1차 실험에서 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 활용한 분석
표 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 활용한 유효공극률과 지하수 속도 계산 결과
표 1차 실험에서 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 활용한 회귀 분석
표 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 회귀 분석한 결과를 활용한 유효공극률과 지하수 속도 계산 결과
표 1차 실험에서 YSI에 자동 기록된 염도를 활용한 분석
표 1차 실험 중 시간에 따른 EC 그래프
표 YSI에 기록된 염도를 활용한 유효공극률과 지하수 속도 계산 결과
표 2차 실험에서 나타난 시간에 따른 압력 변화
표 2차 실험에서 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 활용한 분석
표 2차 실험에서 구리관 채수 시 기록된 염도를 활용한 수리 특성 계산 결과
표 2차 실험에서 구리관 샘플링 시 기록된 염도를 활용한 회귀 분석
표 2차 실험에서 구리관 채수 시의 염도를 회귀 분석하여 얻은 수리 특성 계산 결과
표 2차 실험에서 YSI에 자동 기록된 염도를 활용한 분석
표 2차 실험 중 시간에 따른 EC 그래프
표 2차 실험 중 YSI에 자동 기록된 염도를 활용한 수리 특성 계산 결과
표 중심도 Push-pull test의 진행 과정 개념도
표 (a) 비활성기체 분석을 위한 프로그램 (b) 비활성 기체 질량분석기 (c) 분석 전 전처리 과정
표 WZ-1 관정에서 회수된 추적자의 농도 곡선
표 WZ-2 관정에서 회수된 추적자의 농도 곡선
표 Push-pull test 결과를 통해 계산된 중심도 구간의 수리 특성
표 1차 실험 중 EC, 온도, pH의 변화
표 2차 실험 중 EC, 온도, pH의 변화
표 1차 실험에서 주입된 비활성기체의 농도 변화 곡선
표 2차 실험에서 주입된 비활성기체의 농도 변화 곡선
표 주입된 비활성기체 추적자의 농도와 회수된 피크에서의 농도
표 INAS 부지 관정 정보 및 모식도(Susanto et al., 2016)
표 2012-2013 동안 INAS 부지에서 실시된 가스 주입 실험 조건
표 CO2 주입 실험 이후 농도의 변화를 보인 샘플링 지점별 CO2 농도
표 (a) 수리지질학적 주입정 모식도 및 (b) 단공 푸시-풀 실험(single push-pull test) 모식도
표 흘러간 플룸을 일정한 양으로 양수할 때, 양수량(pumped volum)과 주입양 (injected volume) 비율에 따른 (a) pH, (b) 알칼리도 및 (c) pCO2 그래프
표 흘러간 플룸을 일정한 양으로 양수할 때, 양수량(pumped volume)과 주입양 (injected volume) 비율에 따른 (a) Mg2+와 Ca2+, (b) As, (c) Mn, (d) Zn, (e) Mo의 농도를 지시
표 2011년 1차 단공 푸시-풀 시험 결과이다. 그림은 총 양수량(Volume extracted)와 주입수(Volume injected) 비율에 따른 (a) 주요 이온 농도 및 (b) 전이 원소 농도의 변화
표 Sulcis basin의 geological formation
표 로마 Sulcis site 단층 분석 및 모델링 결과
표 Ketzin 부지의 위치 및 부지 내의 관정 모식도
표 주입 지점에 대한 층서학적 반복에 대한 단면도 1: gray sandstone, 2: red sandstone, 3: yellow sandstone, 4: purple mudstone, 5: uranium deposit, 6: gray mudstone interlayers, 7: purple mudstone
표 U-tube의 샘플링 시스템에 대한 도식
표 주입 동안의 지화학적 변화 (a) Well B, (b) Well A, (c) Well C
표 모니터링 관정에서의 시간에 따른 화학적 변화 (a) Ca2+, (b) Mg2+, (c) alkalinity, (d) U, (e) Cl-, (f) F-, (g) SO4 2-
표 배경값 및 추적자의 초기농도
표 모니터링 항목 및 분석 방법
표 연구에 적용한 4D SP검층의 개요
표 CO2 인위누출 시험을 위한 시스템
표 시간에 따른 추적자 주입유량
표 주입된 추적자 부피
표 Push-drift-pull 시험 결과
표 시험 결과 중 감쇄부분
표 추적자별 회수율
표 가스 추적자 별 용해도
표 비활성기체 SF6 및 Kr을 활용해 모사한 CO2의 분배양상 그래프
표 BR-4호공의 전기검층 결과
표 주변 암반 관측정에서의 자연전위 측정 결과
표 포화대와 불포화대에 영향을 줄 수 있는 잠재적 시나리오 (A)Apps et al. (2010), (B) Birkholzer et al. (2009)
표 관정 및 심도에 따른 CO2(g) 농도 모니터링 자료 예시
표 EIT 연구 부지에 설치되어 있는 모니터링 및 주입 관정 분포를 나타내며 UMW 는 빨간 점으로 표시한 곳이다
표 4개의 UMW 관정들과 각 nest 별 4개 심도에 각각 들어가 있는 NDRI 센서 및 통신 라인
표 지하수면 상부 CO2(g) 농도 측정을 위한 장비 구성과 측정하는 모습
표 지하수면 상부 CO2(g) 농도 모니터링 순서
표 (a) 구리관을 활용한 지하수 샘플링 (b) 디퓨전 샘플러를 활용한 기체 샘플링
표 현장 설치된 OLAP 시스템
표 연속 모니터링이 수행된 관정 및 항목
표 BS-10에 대한 간이수질의 연속측정 환경
표 UMW 관정 위치와 CO2(g) 농도 실시간 모니터링 한 결과
표 SMW 관정 위치와 지하수면 상부 CO2(g) 모니터링 결과
표 BS 관정 지하수위 50 cm 위치에서 CO2 농도 변화
표 주입 기간 동인 기상변화 모니터링 결과 (8월 6일 ~ 11월 7일)
표 CO2 주입실험에 따른 천부지하수층 내 비활성기체 추적자의 분포 변화
표 CO2 제조 과정에 따른 비활성기체 추적자의 예상 농도 범위 (Flude et al., 2017)
표 주입실험 시 SMW3-4번에서 관찰된 비활성기체, pCO2, pH, Alkalinity, DO, EC 인자들의 시간-농도 그래프
표 가스상 CO2 인위누출시험에 따른 지하수 내 pCO2 분석 결과
표 3차 CO2 주입 시험동안의 수위
표 3차 CO2 주입 시험동안 유지된 가압구배의 시계열
표 관정별 실시간 EC 모니터링 결과
표 관정별 실시간 pH 모니터링 결과
표 BS-10에서의 EC 연속 측정 결과
표 1단계 시험 부지에서의 시추 조사 및 물리탐사 측선 개략도(빨간 실선의 사각형: 신규 누출 모사시설의 위치를 대략적으로 표시)
표 1단계 물리탐사 수행 후 전기비저항 탐사 결과 단면(빨간 점선으로 표시된 타원: 신규 누출모사시설의 위치를 대략적으로 표시)
표 전기비저항 탐사 측선 위치도
표 volxer를 이용한 3차원 전기비저항 분포 모식도
표 유도 분극 탐사 역산 단면도
표 GPR 탐사 측선 위치도
표 GPR 탐사 결과 단면도
표 굴절법 탄성파 탐사 측선 위치도
표 굴절법 탄성파 자료 역산을 통한 3차원 도시 및 속도 분포에 따른 모델 분석
표 MASW 탐사 측선 위치도
표 MASW 탐사법으로부터 구한 Vs 구조 및 굴절법 탐사로부터 얻은 VP, 해당 두 속도 구조로부터 계산한 동적탄성계수, 포아송비 3차원 도시
표 (a) 포화대에 주입한 시추공 모니터링에서 pH 변화 결과(Kharaka et al., 2010). (b) 실험실 실험에서 pH 변화 결과 (Abidoye et al., 2015)
표 CO2 주입시 탄산염이 있을 때와 없을 때 알칼리도 결과(Yang et al., 2014)
표 CO2 주입 후 지하 수 내 Fe과 Mn 농도 변화 (Kharaka et al., 2010)
표 CO2 주입 모니터링 시 추공 결과 EC변화(Kharaka et al., 2010)
표 실리카 (왼쪽)와 방해석 시료가 존재 할 때 (오른쪽)의 CO2 주입 후 EC 결과 비교 (Abidoye et al., 2015)
표 방해석이 유무에 따른 CO2 용해에 의한 양이온과 음이온의 형성 비교 (Fahrner et al., 2011)
표 불포화대에 CO2 주입한 경우, 강우 발생 인해서 토양 공극의 전기 전도 도 변화 결과(Zhou et al., 2012)
표 CO2 주입을 한 경우와 하지 않은 경우의 정규화 충전율(Borner et al.,2017)
표 토양을 이루고 있는 매질(Park and Nam, 2014)
표 CO2주입을 모니터링을 위한 지표에서의 ERT 전극 배열 (Auken et al., 2014)
표 CO2 주입 후 전기비저항의 감소를 보여주는 역산결과 (Auken et al., 2014)
표 Mississippi에 CO2 모니터링 위한 ERT 시추공 현장 사이트 지도 (Dafflon et al., 2013)
표 시간 경과 역산 결과 MW3에서 처음 전기비저항의 변화(위-a)와 MW2의 변화(위-b), 각 시추공에서 점토 함량(아래)을 나타낸다(Dafflon et al., 2013)
표 독일 현장에서, ERT 시추공에서의 상대적 겉보기 전기전도도를 측정. (Lamert et al., 2012)
표 남-북 라인의 전기비저항 역산 결과(Yang et al., 2015)
표 시간 경과 데이터 역산 결과에서 전기전 도도 변화(Yang et al., 2015)
표 전기 비저항의 기준선 및 시간 경과 역산 결과 (Le Roux et al., 2013). CO2 주입으로 전기비저항이 감소하는 변화로 나타난다
표 ERT 역산 결과 CO2 주입 후 전기비저항 증가 (Olivia et al.,2014)
표 시추공 GM and WB이 위치 (Barrio et al., 2014)
표 시추공 사이의 GPR 초기시간과 이 후 시간에 따른 속도 토모그래피 결과(위) 시간에 따른 속도의 상대적 속도 변화(아래) (Barrio et al., 2014)
표 덴마크 서부의 Esbjerg에서 CO2 주입 후의 전기비저항 값과 정규화 충전율 비율(Doetsch et al., 2015)
표 DC-IP 탐사 모식도 (Doetsch et al., 2015)
표 기초자료와 시간에 따른 DC-IP 역산 결과(Doetsch et al., 2015)
표 Denmark의 경우에 GPR (A)와 시추공 간 ERT (B)의 비교 결과
표 기존 연구부지 내 설치된 암반 관정 위치
표 현장수압시험 결과
표 관정 별 절리면의 경사 히스토그램
표 심도별 절리면 간격 분포특성
표 탄성파 토모그래피 결과 및 전기비저항 토모그래피 결과
표 시험관정 위치 및 시추코어
표 시험구간에서의 양수시험 결과
표 BIPS 결과 및 조정된 시험구간
표 시추공내영상촬영을 통한 절리분석 결과
표 조정된 시험구간에서의 이중패커 시험 결과
표 시험을 위해 제작된 투수성 콘크리트
표 1차 공극률 시험 및 2차 공극률 시험 결과
표 투수성 콘크리트 시료의 CT 촬영
표 시료 A와 B의 높이별 공극률 및 공극률 시험과의 비교
표 시료 A의 압력장 및 지하수유속 모의 결과
표 시료 B의 압력장 및 지하수유속 모의 결과
표 Picarr사 CRDS 분석기의 내부 http://www.picarro.COm/
표 시료 유무에 따른 cavity내 light intensity의 변화
표 기존 CRDS 설치장소
표 기존 CRDS 설치장소와 변경된 CRDS 설치장소
표 변경된 CRDS 설치장소
표 변경된 CRDS 설치장소와 Gas 유입구
표 측정기간 동안 대기 중 이산화탄소 농도와 탄소 동위원소 값의 변화(1)
표 측정기간 동안 대기 중 이산화탄소 농도와 탄소 동위원소 값의 변화(2)
표 대박리의 지리적 위치와 시료채취 장소
표 대박리 지역 탄산수 및 지하수의 piper diagram(μM)
표 대박리 지역 탄산수 및 지하수 기반암의 특성
표 대박리 탄산수 및 지하수의 물리/지화학적 요소에 따른 리튬 동위원소의 변동
표 대박리 지역 탄산수 및 지하수의 탄소 및 리튬 동위원소 특성
표 PHREEQC에 의해 계산된 대박리 지역 이차광물의 포화여부
표 칼럼실험 모식도와 실제 구축된 칼럼
표 1단계 EIT 토양 칼럼 이산화탄소 주입 시 지화학 인자의 시간적 변화 양상
표 탄산염 칼럼(CCS3) time-series sample 지화학 인자(pH, EC, Eh, Alkalinity) 분석 결과
표 EIT 토양 칼럼(CCS1) profile sample 지화학 인자(pH, EC, Eh, Alkalinity) 분석 결과(2주차)
표 EIT 토양 칼럼(CCS1) profile sample 지화학 인자(pH, EC, Eh, Alkalinity) 분석 결과(4주차)
표 모래 칼럼(CCS2) profile sample 지화학 인자(pH, EC, Eh, Alkalinity) 분석 결과(2주차)
표 모래 칼럼(CCS2) profile sample 지화학 인자(pH, EC, Eh, Alkalinity) 분석 결과(4주차)
표 칼럼내 시멘트 함량에 따른 유출수의 pH(a) 및 EC(b)의 변화
표 칼럼내 시멘트 함량에 따른 유출수의 알칼리도(a) 및 용존 CO2 농도(b)의 변화
표 50 g 시멘트로 충진된 칼럼실험에서 유출수의 주요 양이온(a)과 중금속 이온(b)의 변화
표 1 g 시멘트로 충진된 칼럼실험에서 유출수의 주요 양이온(a)과 중금속 이온(b)의 변화
표 0.2 g 시멘트로 충진된 칼럼실험에서 유출수의 주요 양이온(a)과 중금속 이온(b)의 변화
표 0.2 g 시멘트로 충진된 칼럼실험에서 생석회 추가의 효과: 유출수의 pH(a) 및 알칼리도(b)의 변화
표 0.2 g 시멘트 + 0.02 g 생석회로 충진된 칼럼실험에서 유출수의 주요 양이온(a)과 중금속 이온(b)의 변화
표 Portland cement 사용량에 따른 칼럼실험: (a) pH, (b) 용존 CO2 농도, (c) EC (d) Alkalinity
표 50 g Portland cement가 사용된 칼럼실험: (a) pH, (b) 용존 CO2 농도, (c) EC (d) Alkalinity
표 XRF에 의한 SCBA의 원소조성
표 커피 찌꺼기의 재(SCBA)에 대한 XRD 분석 결과
표 SCBA와 이산화탄소 포화용액과의 반응: (a) pH, (b) 용존 CO2 농도
표 Portland cement에 의한 광물탄산화-SCBA의 영향: (a) pH, (b) 용존 CO2 농도
표 EIT 토양 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 EIT 모래 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 EIT 토양 칼럼에서의 양이온 농도 변화 양상(Ca, Mg, Na, K, Mn, Sr, Si, Al, Fe, CO, Zn, Ba, Li)
표 탄산염 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity).
표 4기 충적토 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 염수층 내 CO2 주입에 따른 염수 이동 및 영향 시나리오: 1) 염수층에 CO2 주입, 2) 염수층의 염수가 연안의 담수경계면으로 이동하여 담수의 염수화 진행, 3) CO2의 주입 영향을 받은 염수가 담수의 성분에 복합적인 영향을 미침
표 칼럼실험의 각 단계(Phase)와 실험 조건 및 목적
표 해수와 ASW 성분 비교
표 Phase 1: SGW - 시간에 따른 지화학 인자 변화: (a) pH, (b) EC, (c) Eh, (d) alkalinity
표 Phase 1: SGW - 시간에 따른 양이온 농도 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si.
표 Phase 1: SGW – 양이온 농도의 공간적 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si
표 Phase 2: 10% ASW - 시간에 따른 지화학 인자 변화: (a) pH, (b) EC, (c) Eh, (d) alkalinity
표 Phase 2: 10% ASW - 시간에 따른 양이온 농도 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si
표 Phase 2: 10% ASW – 양이온 농도의 공간적 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si
표 Phase 3: 10% ASW with CO2 - 시간에 따른 지화학 인자 변화: (a) pH, (b) EC, (c) Eh, (d) alkalinity
표 Phase 3: 10% ASW with CO2 - 시간에 따른 양이온 농도 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si
표 Phase 3: 10% ASW with CO2 – 양이온 농도의 공간적 변화: (a) Ca, (b) Mg, (c) Na, (d) K, (e) Si
표 Phase 2와 Phase 3에서의 ΔCa와 ΔNa 및 ΔCa와 ΔNa+ΔK의 관계: (a) & (b) Phase 2 - profile 1, (c) & (d) Phase 2 - profile 2, (e) & (f) Phase 3 - profile 1
표 CO2 주입실험에 따른 천부지하수층 내 비활성기체 추적자의 분화 과정
표 비활성기체 4He 및 40Ar을 활용해 모사한 CO2의 분배양상 그래프
표 HGS-PEST 연계 모델의 흐름 모식도
표 단계적 EIT 수리 시험 모델 구축 과정: 영역분할
표 단계적 EIT 수리 시험 모델 구축 과정: 내부 영역 분할 (1단계:검정색, 2단계:녹색, 3단계:파란색, 그리고 4단계: 붉은색)
표 각 단계별 EIT 수리 모델의 민감도 분석 결과
표 단계적 EIT 수리 시험 모델 보정 결과 (양수시험)
표 단계적 EIT 수리 시험 모델 보정 결과 (수리전도도 분포: 수평 수리전도도 (왼쪽) 그리고 수직 수리전도도 (오른쪽))
표 HGS-PEST로 얻은 EIT 수리 시험 모델의 수리전도도 값(왼쪽)과 전기비저항 토모그래피 탐사 결과(오른쪽)의 비교
표 구축된 EIT 수리 시험 모델에 추적자 시험 결과를 적용한 결과
표 고해상도 EIT 수리모델에 적용된 2차 CO2 인공 누출 시험 결과
표 고해상도 EIT 수리모델의 불확실성을 고려한 2차 CO2 인공 누출 시험 (각 관측에서 측정된 농도 변화 비교)
표 고해상도 EIT 수리모델의 불확실성을 고려한 2차 CO2 인공 누출 시 험 (주입관정 IW에서 가까운 관측정 (SMW)에서 측정된 농도 변화 비교)
표 EIT 수리 시험 모델에 적용된 전진 모델의 용질 주입 시험
표 각 관정에서 측정된 전진 시간 확률 분포 곡선 (전진모델)
표 EIT 현장 모델의 격자 구성
표 EIT 현장 모델의 삼각형 격자 구성
표 EIT 현장 모델의 물리적 특성 분포
표 EIT 현장 정류 상태 모델링 결과 (지하수위 분포)
표 EIT 현장 정류 상태 모델링 결과 (포화도 분포)
표 EIT 수리시험용 포화대 모델 구성
표 모델의 불확실성 (지하수 함량율과 수리전도도)을 고려한 지하수위 깊이(DGWT, Depth to groundwater table)변화에 대한 모의 결과와 현장 측정결과 비교
표 실시간 CO2 누출위치 역추적 및 누출 상황 적응형 모니터링 시스템 최적화 모델 모식도
표 가스상 이산화탄소 주입 실험 모니터링 인자들의 시계열자료와 PSNR
표 2차 이산화탄소 주입 실험 중금속 인자들의 시계열자료와 PSNR
표 EIT 토양 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 모래 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 탄산염 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 4기 충적토 칼럼에서의 지화학인자 변화 양상(pH, EC, Eh, Alkalinity)
표 인위누출시험에 사용된 관정 배치도
표 인위누출 시험에 사용된 연속측정 항목별 측정 관정 및 심도
표 연속측정된 불포화대 CO2 농도를 사용한 환경변화시점 결정 결과
표 연속측정된 지하수의 EC를 사용한 환경변화시점 결정 결과
표 계산된 지하수의 pCO2를 사용한 환경변화시점 결정 결과
표 연속측정된 지하수 pH를 사용한 환경변화시점 결정 결과
표 EC 시계열 자료를 사용하여 결정된 환경변화시점
표 pH 시계열 자료를 사용하여 결정된 환경변화시점
표 불포화대 CO2 농도를 사용하여 결정된 환경변화
표 연구현장 누출시험시 적용된 모니터링 기술들 및 모니터링 인자별 효율적 적용범위
표 연구현장 누출시험시 가스상 CO2의 포화대 및 불포화대 분배특성 파악
표 해외 공동연구를 통해 도출된 국제논문 1편
표 해외 공동연구를 통해 도출된 국제논문 2편
표 영국 The SUERC 센터 초청 연구주제 관련 발표자료
표 CO2 인위누출시험과 비활성기체 추적자를 활용 관련 논문 성과
표 CO2 인위누출시험과 비활성기체 추적자를 활용 관련 논문 성과
표 EIT 부지 중심도 및 그 상부권역 CO2 인위누출실험 관련 논문 성과
표 CO2 누출 감지를 위한 효율적 모니터링 기술 개발관련 논문 성과
표 CO2 누출 감지를 위한 효율적 모니터링 기술관련 특허 성과

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