IEG 환경지질연구정보센터

지하유류저장시설의 수리 안정성 해석

Hydrogeological Evaluation for the Underground Oil Storage Caverns

조성일 Sung-Il Cho ¹⁾ , 김천수 Chun-Soo Kim ¹⁾ , 배대석 Dae-Seok Bae ¹⁾ , 김경수 Kyung-Su Kim ¹⁾ , 송무영 Moo-Young Song ²⁾ , 강대철 Dae-Cheol Kang ³⁾

1) 한국원자력연구소 방사성폐기물처분연구부

2) 충남대학교 지질환경과학과

3) 대림산업주식회사 토목부

요약 (Abstract): A possibility of oil leakage around the underground storage caverns can be estimated from vertical hydraulic gradients above the caverns. In this study area, the vertical hydraulic gradients are partly less than 1 in not injecting in the water curtain holes and not reflecting the grouting effect around the caverns. But, if the water was injected in the water curtain holes, they would range from 1.49 to 3.37 in spite of not reflecting the grouting effect. According to the modeling results, the vertical water curtain holes play an role in minimizing the draw-down around the conductive fracture zones than that in the barrier between the facilities.

주요어 (Keywords): underground storage caverns, groundwater, modeling, vertical hydraulic gradients, water curtain holes

1. 서론

지하유류저장시설에 대한 수리안정성 평가의 신뢰도는 설계와 시공 중에 도출된 수 리지질자료의 정확성과 지하수유동체계에 대한 평가자의 이해도에 따라 크게 좌우되 며, 주로 지하수유동량과 지하수위분포 등을 분석하여 지하유류저장시설의 운영지침 을 결정하게 된다. 그러나 다양한 지질조건을 반영하는 수준에는 아직도 미치지 못하 고 있으며, 현재 활용되고 있는 지하수모델링은 주로 다공성 매질의 연속체개념으로 접근하기 때문에 국지적으로 발생되는 수리 안정성 문제를 인지하기에는 한계가 있 다. 이를 보완하기 위하여 평가지역의 수리지질학적 정밀분석에 의한 지하수유동체계 특성에 대한 이해가 필수적으로 이루어져야 한다.

지하공간에 저장된 유류의 누출을 방지하기 위한 수리적 조건은 공동주변과 공동간

의 연직수리경사(I 0 )를 1보다 크게 유지하는 것이다(Aberg, 1977). 이 기준은 여러 연

구자(Bawden, 1980; Goodall, 1986; Nakagawa et al., 1987; Watanabe et al., 1987)들

에 의하여 검토되었으며, 상기 기준은 아직도 타당성 있게 받아들여지고 있다. 본 연

구에서는 지하수유동모델링을 통해 도출되는 공동주변의 지하수두분포를 이용하여 연 직수리경사를 해석하였다.

본 연구는 ○○ 지하유류저장시설 건설과정에서 도출된 자료를 토대로 수리지질학 적 특성을 정밀분석하고, 지하수유동모델링을 통해 공동 주변의 지하수체계를 모사한 후 연직수리경사와 인접시설과의 수리간섭영향을 분석하여 지하저장공동의 수리안정 성을 해석하고자 하였다.

2. 지질 및 지질구조

본 연구지역의 지질은 화강섬록암과 화강암이 기반암으로 분포하며 부분적으로 화 강반암과 분암에 해당하는 중성암맥과 암녹색의 염기성 암맥, 부지 동쪽해안에 일부 나타나는 산성암맥 등이 관입상으로 분포한다. 또한 열 변질로 부분적으로 변성된 안 산암류가 화강섬록암 내에 포획암으로 산출되기도 한다(대림산업주식회사, 2005).

선상구조로 분석되는 큰 규모의 단열대 NE-2와 NW-2는 기존 저장시설 Storage A2 및 Storage B와 신규시설 Storage C 사이의 수리적 경계를 이루고 있을 것으로 예측된다. Storage C 지역의 저장공동에서 확인된 단열대는 N10～20°E와 N70～80°W 방향을 나타내며, 이 중 NE-3, 4와 NW-3, 4는 Storage C 블록을 관통하는 단열대로 평가되며 모두 암맥을 수반하는 파쇄대로 구성된다. 저장공동에서 가장 크게 발달하 고 있는 단열대들은 NW-3와 NE-3로 이들은 선상구조 분석에서도 인지되었던 것으 로 공동 굴착 시 가장 많은 지하수 유입이 이루어졌고 굴착 후에도 매우 높은 지하수 압을 유지하고 있으며 수리적 연결성이 양호한 지하수 주유동로 역할을 하는 것으로 판단된다(Figure. 1).

3. 지하수유동모델링 3.1 모델구성

암반은 단일 암종(화강암)의 다공성 연속체 매질로 가정하였고, 계산에 사용된 모델

은 Visual Modflow(2.81)이다. 모델링 영역은 기존시설 Storage A2, B를 일부 포함하

는 1.98km × 1.57km 크기로, 모델격자는 6 ～ 20m 간격으로 column수는 194, row수

는 208, layer는 19로 구성하였다(Figure 2). 수평수리경계는 남북방향의 경우 Storage

C 굴착 시 주변의 지하수체계에 영향이 미치지 않을 것으로 예측되는 기존시설

Storage A2와 B의 산 정상부를 수리경계로 설정하였고, 동서쪽은 바다를 경계로 하

였다. 수직수리경계의 경우 상부는 지형의 최대고도인 EL. 218m, 하부는 경계조건의

영향을 최소화할 것으로 예측되는 EL. -800m로 설정하였다.

(a) Lineaments

NE-1 NW-1

NW-2

0 500 m

Certain Probable Possible

Local

Major Local

Major

NE-2 Storage A1

Storage A2

Storage C

Storage B

80W80CLAY4 0CLA Y

70W 70C LA Y0 .1ℓ4 0WCLAY7070 W

E-W

802 0E

20 E7 00.01ℓ7060W

BASI C DY KE

80W70

C LAY

C LAY80W

N S80CAL V

20 W85

80N S20E

80WNS80

10EC LAY CL AY

0.01ℓ CAL. VBASIC DYKE8020E

50W20E

BASIC DYKE70W7 0 10E70W80

7 0W8 0W

7 0

80WCLAYCAL. V70W

4050E

10E85

40E-WCAL. V

8555W

CLAY7010E8070WCL AY 858 0WE-W70E60CAL . V

80W70 ACIDIC DYKE20E

NS

7070W

C LAYSLICKENSIDEE-WCLAYE-W E-WAmphybolite8520 EBasic DykeAcidic dykeClay

8020E

8 020E

B asi c Dyke Acidic dyke

Basic Dyke파 쇄대

10E75W

0 .04ℓ

N S

20E Clay 20E

Basic Dyke

E-W

80WC lay

80E

20 E 녹 니석 화

50

20E20E8010E20E

NS

7020E

55W20E

NS80 60E-WNS

7070W

8580W

C AL. V8 5

B ASIC DYK E

20E5 0WNSE-W BAS IC D YKE

B AS IC D YK E

C LA Y

BA SIC D Y KE802 0E

10E

C LAY C LA Y

85 W

BA SIC D Y KE

BA SIC D Y KE C LAY

CLA Y70W65W

20E 습 윤 7010 EN S

70 10E

2 0E

NS70N S7 010E

N S20E

70WB asic Dyke

Basic Dyke

N S

E- W8575 E

7 0E20

Basic Dyke GRA NODIORITE PORPH YR Y

8560E

80E8 0507 0E4 050E

3060E

60E3 570E4070E

805W

407 0E

407 0E

7 07525E 45W5 W7 0 P ORPH YR YD YK E

75W8020E80E-W30

SL ICKENSIDE

CLAY & CAL V

E-W 303080E80W70

3 0E80 Basic Dyke10EE-WNSNSNS10E20E

20E80E-W40 80Basic Dyke

Basic Dyke

8020E

30E-W

75W80E-W 40NS50NSE-W NSE-W

NS

4520E

80W80

Basic dyke

10E80

35W

E-W8 5

10 E70W

80

E -W

4080E85

80 20E

GR AN OD IOR ITEP ORP H YR Y

GRA NOD IORITE PO RPHY RY

8 080WE- W30

50NS25E -W

80W60

50N S8020E

E -W2 5

70E 50 N S

2 0E

80

50 N S

20E

8 080E

358 0E

20E30

30NS

N S5 0 20E

E- W8 0E

8 020EC al. V

305010E25E

80 E80

6025 W

8580 EApa li te

3025E5 010E

5 0NS

70 10E 4020W

20E

80

N S7 0

20E8 5

8 0 15E

15 E85

8560E 70E504 050E

50

80

3 060E6 0E

357 0E

4 070E

805W

5W70702 5E

7 5 45W

70E4 0

4070E

7075E10EBasic dyke E-W ClayE-WClay60W70W

E-WBasic dyke 8570W

8010E

E-W7080E8020E70W80W80

8510W8525W10W

85E60NS 80E-W E- W7010E80

80E

70W

20 E

E-W70

7010 E 85W

10W

75W

80NS

20E 35W

70W7060W80

85E

10E

Basic dyk e

85E

60WAm phy bolite

80W

80E80E-W 20E 20EE-W70W60

GRANODIORITEPORPHYRY DYKE

0.08ℓ

10E

7070W

Basic dykeClay

5E

60W70

0.04ℓ

20E

Ba sic dyke

Basic dy ke 10 ENS

106 0E

Clay

B asic dyke20E

N S80

10E10

1 0E 0.01ℓ20W75WC l ay CLAY & CAL V

8 0W1 .0ℓ

1.2 ℓE-W50

6 0W

75W80

40W80E

8585E80 W 0.04ℓ 7 0851 .2ℓ50E50

40W6 0

E-W50

85 W0.6ℓ

1.5ℓ85E80W 707070WBasi c dy ke

1.0 ℓ

10 E80

70N S

55W

1.5ℓClay

70W

0 .7ℓ0.7ℓ

1.0ℓ0.8ℓ

1015E

4015E

70W

70 N S 7 0W80 2 0E10E

50W

1 5E8 5 E -W60

0.0 4ℓ

NS

20E

8060E8 015E8060E

65W55

B asic d yke Ba sic dyke

802 0EE-W8 0 354 0E

20E75 W 3040E 10E75

GR AN ODIOR ITE PORPH YRY Cal

Moist

20E7 08 0W GR ANODIOR ITE PO RPHYR Y 7075W

8510E

DIABASE GR ANO DIOR ITE POR PHYRY

C lay

C lay Ba si c dy ke

7080W

Basic dy ke20EE -W Ba sic dyke75E

1515W 80W

Amphyboli teBa sic dyk e

C la y85W10 E

8070E

10E

N S8 5 50 E

10

85W 1 5E

0 .1ℓ 7070E10E

75NS

Weathe red M oist

Mo istC lay

GRAN ODIORITEPOR PHY RY

0.04ℓ

8070W 50 W65 20E8 0

808080E35W

1.0ℓ

85 15E 707 0W

20NS

8010E

3570E

GR AN ODIOR ITE POR PH YRY 20NS 1 5E

30

7 0W 60W

7050W

8015E

407 0E

Basic d yke 5 060W

CLAY & CAL V Por phirite 20E

E- W

80E

Po rphyrite

Basic dyk e

20EN S8060 30

30

30 30 30

3030 30

01505010050 250

6570E65E-W

0.07ℓ

6575W

70E80E-W80

B asic dy ke 8 570 E

85

10E30 E75W 8075E6575W

D IABASE

3 565E

3 565E

Basic dyke8020 E 70W70

8 0NS

356 5E 8530W8520 EB asic dyke

80W60

10W

M oist

25E

85

20E

85E- W

B asic dyke 1 0E8085E 65W75 70 W

50W

20E B asic dyke Basic dyke

7 520 E

80 W

20E75NS

70NS

80W60Basic dyke40.0ℓ

75W

NS

80

7520E EWNS 7080WNS 20E

E-W60

858510E60W

5080W

755070E5575

60

8570E50

8510E

70W80

Basic dykeClayCal. V

20E

8070W 8070E8510W

70E50

20E8545E85

F AULT CLAY 0.07ℓ0.1ℓ0.06ℓ

55

SLICK ENSID E 0.6ℓ0.1ℓ0.2ℓ

1.0ℓ1.0ℓ1.5ℓ2.0ℓ

PORPHYRYBasic dyke80

75

20E85

E-W

NS

80E8025E 70NS

7580E

0.01ℓ0.01ℓ

Basic dyke80E 8080W70W

10E

Clay

55W0.03ℓ

8520E

8520E

75W85 Basic dykeAcidic dyke0.01ℓ0.02ℓ0.06ℓ

80E8080E-W

8080W8020E 6575WBasic dyke

8510W

Acidic dyke

8520E

0.03ℓ

0.08ℓ

304070E

8510W

7020E

65

6575W90

80E-W

40E60

4060W80 8560W0.2ℓ

80E70E-W60

8075WNSBasic dyke

20W

80W10

0.03ℓ

0.01ℓ0.02ℓ0.01ℓ 80E800.01ℓ

0.01ℓ

E-W60 NS80

0.01ℓ70

Basic dykeBasic dyke75708520E 75W Acidic dyke BasicdykeAcidic dyke

20ENS8570E80 0.01ℓ0.02ℓ

0.04ℓ

20E

10E85

0.01ℓ 5080W 80W90

8520E

5020W 7540E

0.04ℓ

70

0.3ℓNS

8560EB asic dyke

8015W

8020E

0.01ℓ 0.02ℓ

8560E

8560E8030E

20E808580W

B asic dyke 60W8075E

8530E

B asic d yke

80

20E 80W70E-W8080E

0.01ℓ0.03ℓ0.01ℓ0.01ℓ0.03ℓ 8510E

E-W80

85

70E-W70

0.02ℓ0.06ℓ0.05ℓ 8060750.03ℓAcidic dyke

Basic dyke

Basic dyke 0.04ℓ

70

0.02ℓ6070E

0.02ℓ5E0.01ℓ

Basic dyke

Acidic dyke

10EE-W

30W4030E

6020E

70W 5080W507520E50

5070E

8070E85

80W70

85

75800.01ℓ5020E

80W

70E0.6ℓ70

7065E

40

4060E

6530E6560W

60W60 75E-W

4550E45

40

4040

20E

5580ENS55

85

85E-W

80W85

75E-W5080E

8080E

0.06ℓ

85E-W80 E

8 580E60

E -WNS8 0W8 08 0E

80

8580 W 8 080E

8 58 5W

8520E

Basic dyke80W

GRANODIORITE PORPHYRY DYKE

20W80

6065W

808570W7510E

6070W

G RANODIOR ITE PORPHYRY DYKE

10E80

70W85

70555080E 8070W

8080 8020E0.01ℓ0.01ℓ

1.2ℓ70W80

857 0W

75W7020 E

7 0W

20 E

5W70752 0E

E -W

7550E

70E5 0 1 0E

855E

85 N S0 .08ℓ A cidic dyke10E80

1 0E20E60

60E-W

80E5E

Basic dyke

Basic dyke60E-W 6080E

20E

100150 05010050100150200 25005010050100150200 05010050100150

293 293

163 163

157 5등급3등급4등급3등급2등급3등급5등급4등급2등급

2등급4등급3등급2등급4등급2등급4등급2등급3등급5등급4등급3등급2등급

3등급1등급2등급3등급4등급2등급5등급4등급2등급4등급

2등급5등급2등급4등급3등급2등급3등급4등급3등급2등급5등급 46.520.020.080.020.040.020.053.520.0

16.520.020.020.080.060.020.051.253.75

20.080.020.020.018.5

16.5100.020.060.020.020.016.25120.073.5

46.540.020.020.020.040.020.053.520.020.020.0 3.75 2등급 100100

S/S-5S/S-6S/P-CP1A

T/S

Wo 200 S/P-A200100P1B S/S2300

S/S4

300T/SP0400S/P-BS/S3

100

S/S1

80E80

8 070 E8060W

CLAYCAL V

CLAY80W0.03ℓ80CLAYCAL . V80W20E

N S

70W 807ℓBa si c Dy ke

2 0E808 02 0W0.01 ℓ Clay 70WE-W

0.03 ℓ 0.0 4ℓ

60E 20E

E-WBASI C DYKE0.06ℓNS

10E

E-W70E10 E40EN-SCAL V10E 10E E-WD IABAS ENS70W

0.01ℓ

CAL V80W80CA L V80E-W 855 0WE -W

70

8030E

10E853 0E808 0WCL AYCLAY

CLAY BASI C DYKE

80E-WCLAYNSE-W

80E-W

E-W80 W

20E80BASIC DY KE

100100

갱내 지질도

0.01ℓ80E-W80W 4550E 0.07ℓNS70E-W80W

0.05ℓ

40E-WNS

20E

6 0W GRANODIORITEPORPHYRY DYKESLICKENSIDECAL VFAULT CLAY

CAL V

W=20cm<CAL V

CLAY CLAY

7080WCLAY0.01ℓ 20E8570EE-W30E-W

Basic Dyke8075W Basic DykeE-W855E-W

7030E8520E8040E

8085W

Acidic Dyke Basic Dyke Fracture Zone

NE-3

NE-4 NW-3

NW-4 NW-5

NW-6

0 100 m

A

B

C

D C-1

C-2 C-3 C-4

(b) Fracture zones Figure 1. Lineaments and fracture zones in this study area

최상부층은 공동굴착 전 지표관측공에서 계측된 초기수위를 입력하여 계산하게 하 였고, 함양량도 상부경계조건으로 입력하였다. 모델의 남북경계인 산 정상부로부터 바 다까지는 주변 지표관측공으로부터 계측된 수위자료를 토대로 general head boundary 를 적용하였고, Storage C 및 기존시설 주변에는 공동굴착에 따른 간섭현상을 해석하 기 위하여 경계조건을 모델에 반영하지 않았다. 저장공동 및 수벽공은 계측된 지하수 압을 대기압 상태에서의 수두로 환산하여 constant head boundary로 입력하였고, 바 다에 해당하는 영역에도 constant head boundary를 적용하였다(Figure 2a). 영역별 수 리전도도의 초기값은 지표관측공과 수벽공에서 수행된 수리시험 결과를 이용하였다.

충적층과 지표풍화대가 분포하는 수리토양대영역(HSD : Hydraulic Soil Domain)과

수리암반영역(HRD : Hydraulic Rock Domain) 상부층은 지표로부터 5 ～ 80m의 1

layer에 동일한 값 2.77 × 10 ^-8 m/sec로 입력하였고, 수리암반영역 하부층은 1.4 ×

10 ^-8 m/sec를 할당하였다. 또한 그라우팅(grouting)에 따른 효과를 모델 내에 반영하기

위해 공동주변 6 ～ 10m 격자 내에 1 × 10 ^-9 m/sec를 입력하였다. 조사되지 않은 인

자, 저유계수 및 비산출률, 공극률은 화강암에서의 일반적인 범위의 값을 사용하였다

(Anderson & Woessner, 1992; Franklin & dusseault, 1989).

Storage A2

Constant Head Boundary

G e ne ra l H e a d Bounda ry

300m

0 300m

0 Constant Head Boundary

G e ne ra l He a d Bounda ry

1.98 km 1.98 km

1.57 km 1.5 7 km

BH BH- -3 3 Bh Bh- -4 4

BH- BH -1 1

BH BH- -8 8

BH BH- -5 5

Bh Bh- -6 6

Bh Bh- -7 7

Bh Bh- -9 9 BH BH- -10 10 Storage C

A A A

A Bh Bh- -2 2 Storage B

Bh Bh- -11 11

(a) Horizontal

A A’ ’ A

A

^{EL. EL. ––800 m800 m}

Column : 194 Row : 208 Layer : 19

(b) Vertical

Figure 2. Analysis area and boundary conditions for the groundwater modeling

3.2 모델교정

모델교정은 Bench-3 굴착 전․후 현장에서 실 계측된 지하수위와 공동 내 지하수 유입량을 이용하여 모델결과 값이 일치할 수 있도록 수리전도도와 함양량의 반복적인 교정을 통해 수행되었다. 지하수위는 이중수위계측시설(double completion)이 설치된 지표관측공 중 공동굴착 전․후의 수위변화가 유사한 11개공을 이용하였다. 모델교정 을 통해 모델결과를 가장 잘 만족할 때의 수리전도도와 함양량은 Table 1과 같고, 지 하수위 및 지하수유입량의 현장 실 계측치와 모델결과는 Figure 3과 Table 2에 제시 하였다.

Table 1. Hydraulic conductivities and recharge rate before and after the calibration.

Before calibration After calibration Hydraulic

conductivity(m/s ec)

HSD 2.8 × 10 ^-8 1 × 10 ^-6 ～ 7 × 10 ^-6 HRD(upper) 2.8 × 10 ^-8 2 × 10 ^-9 ～ 1 × 10 ^-7 HRD(lower) 1.4 × 10 ^-9 1.4 × 10 ^-9

Grouting

Domain 1 × 10 ^-9 4 × 10 ^-10 ～ 1.6 × 10 ^-9 (fracture zone : 8 × 10 ^-9 ) Recharge Rate(mm/year) 150 10 ～ 120

4. 수리안정성 해석

연직수리경사는 지형의 고도에 따라 4개 구역(Figure 1b)으로 구분하여 수벽공의 중심지점을 선택한 후 각 공동중심에서 수벽공 사이의 거리에 따른 수리수두 (hydraulic head) 차이를 이용하여 계산하였다. 공동과 수벽공 사이의 수두분포는 공 동굴착 시 수행한 그라우팅의 효과와 수벽공의 주입여부에 따라 큰 차이를 나타내게 되므로 본 연구에서는 다음과 같은 4가지 조건에 따라 연직수리경사를 계산하였다.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

BH -6 BH -8 BH -4 BH -7 BH -3 BH -5 BH- 1 1 BH -1 BH -2 BH -9 BH- 1 0

Surface Boreholes

G rou nd w a te r T a b le (EL . m )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 실계측 170

모델링( Be nch -3 굴착후)

Figure 3. The in-situ data and modeling results of the groundwater table.

실유입량 (ton/day)

모델링 결과 유입량(ton/day) 교정 전 편차

(실계측-모델링) 교정 후 편차

(실계측-모델링)

C-1 9.8 16.5 -6.7 9.75 0.05

C-2 19.2 20.4 -8.6 19.21 -0.01

C-3 23.5 20.5 -8.7 23.29 0.21

C-4 34 16.4 17.6 35.36 -1.36

합계 86.5 73.8 -6.4 87.61 -1.11

Table 2. Relation of the inflow before and after model calibration.

․ 모델교정 시 계산된 그라우팅 영역의 수리전도도를 모델에 반영한 경우

․ 암반의 수리전도도를 그라우팅 영역과 동일하게 반영하여 그라우팅 효과를 무시 한 경우

․ Bench-3 굴착 후 실시한 draw-down test를 통해 계산된 초기압을 모델 내에 반영한 경우

․ 수벽공 주입 시 압력을 모델에 반영하였을 경우

정상류 해석 결과에 의하면, 수벽공에 주입이 이루어지지 않는 상태에서 그라우팅 효과를 모델에 반영하였을 경우에는 전 구역에서 I 0 >1을 만족하나, 반영하지 않았을 경우에는 공동굴착 시 수위 강하율이 가장 큰 영역에 위치하는 B구역의 C-1 ～ C-4 는 연직수리경사가 1보다 작거나 1.04보다 크지 않기 때문에 수리적으로 다소 불안정 할 것으로 예측된다. 또한 D구역의 C-2와 C-3 역시 연직수리경사가 1.02로 다소 수 리적으로 불안정할 것으로 나타났다(Table 3).

수벽공의 주입이 이루어지지 않고 그라우팅 효과를 반영하지 않았을 경우의 부정류 해석에 의한 B구역과 D구역의 시간에 따른 연직수리경사는 6개월 ～ 1년 경과 후에 는 1.14 ～ 1.79로 안정적이며, 10 ～ 30년 경과 후에도 1.02 ～ 1.23으로 I 0 >1을 만족 할 것으로 예측된다(Table 4).

수벽공에 주입이 정상적으로 이루어질 경우에는 그라우팅 효과를 모델에 반영하지 않았을 경우에도 I 0 >1을 모두 만족하며, 연직수리경사는 1.49 ～ 3.37로 수리적으로 매 우 안정할 것으로 예측된다(Table 5).

연직수리경사(I 0 )

그라우팅 효과 미반영 그라우팅 효과 반영

C-1 C-2 C-3 C-4 C-1 C-2 C-3 C-4

A구역 1.80 1.93 2.92 2.27 2.82 2.83 4.06 2.49 B구역 1.04 <0.94 0.94 1.04 1.51 1.34 1.38 1.63 C구역 1.21 1.25 1.39 1.68 1.67 1.70 1.58 2.18

D구역 1.02 1.02 1.52 1.51

Table 3. Vertical hydraulic gradients from steady-state analysis(Not injected

in the water curtain holes).

연직수리경사(I 0 )

B구역 D구역

C-1 C-2 C-3 C-4 C-1 C-2 C-3 C-4

6개월 후

1.68 1.72 1.64 1.79 1.50 1.52

1년 후

1.31 1.14 1.19 1.39 1.27 1.30

10년 후

1.17 1.04 1.08 1.23 1.12 1.19

30년 후

1.13 1.02 1.06 1.18 1.07 1.13

Table 4. Vertical hydraulic gradients from the transient analysis(No grouting, Not injected in the water curtain holes).

연직수리경사(I ₀ )

그라우팅 효과 미반영 그라우팅 효과 반영

C-1 C-2 C-3 C-4 C-1 C-2 C-3 C-4

A구역

2.08 2.18 3.37 2.66 3.09 3.02 4.34 2.67

B구역

1.62 1.49 1.60 1.60 2.32 2.17 2.08 2.09

C구역

1.64 1.51 1.71 1.89 2.46 2.25 2.28 2.51

D구역

1.50 1.63 2.13 2.23

Table 5. Vertical hydraulic gradients from steady-state analysis(Injected in the water curtain holes).

4.2. 수직 수벽공 효율성

수직 수벽공을 모델 내에 constant head boundary를 적용한 후 기존시설 Storage

A와 B의 수위변화 양상을 통해 Storage C 건설로 인한 기존시설과의 수리간섭현상

을 해석하였다. 수직 수벽공 설치로 인하여 Storage C와 기존시설이 인접해 있는 지

표관측공 BH-1, BH-2, BH-9공의 수위는 각각 0.66m, 1.02m, 0.06m로 상승하였다. 이

렇게 수직 수벽공의 주입으로 관측공의 수위 상승률이 크지 않으며, 현재 계측되고

있는 지하수위 변화가 감지되지 않는 것은 기존시설과의 방벽역할은 수직 수벽공보다

는 NW-2 및 NE-2 구조대에 의한 결과로 해석할 수 있다. 그러나 수직 수벽공의 경

우 공동 내에서 확인된 단열대 및 암맥에 의한 수위강하의 영향을 보완하는 역할을

하는 것으로 판단된다.

5. 결 론

1. 수벽공에 주입이 이루어지지 않는 상태에서 그라우팅 효과를 모델에 반영하지 않았을 경우에는 공동굴착 시 수위강하율이 가장 큰 영역에 위치하는 B구역의 C-1

～ C-4는 연직수리경사가 1보다 작거나 1.04보다 크지 않기 때문에 수리적으로 다소 불안정할 것으로 예측된다. 또한 D구역의 C-2와 C-3 역시 연직수리경사가 1.02로 다 소 수리적으로 불안정한 것으로 나타났다. 그러나 수벽공에 주입이 정상적으로 이루 어질 경우에는 그라우팅 효과를 모델에 반영하지 않았을 경우에도 I 0 >1을 모두 만족 하며, 연직수리경사는 1.49 ～ 3.37로 수리적으로 매우 안정할 것으로 예측된다.

2. 수직 수벽공의 주입으로 관측공의 수위 상승률이 크지 않으며, 현재 계측되고 있 는 지하수위 변화가 감지되지 않는 것은 기존시설과의 방벽역할은 수직 수벽공보다는 NW-2 및 NE-2 구조대에 의한 결과로 해석할 수 있다. 그러나 수직 수벽공의 경우 공동 내에서 확인된 단열대 및 암맥에 의한 수위강하의 영향을 보완하는 역할을 하는 것으로 판단된다.

감사의 글

현장조사 및 자료제공에 협조를 아끼지 않으신 한국석유공사 및 대림산업주식회사 관계자 여러분께 깊은 감사를 드린다.

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