토양환경기술사시험자료집 - 지하수일반/지하수오염 및 정화(15)

※ 추적자시험(Tracer Test)

 

1. 시험의 정의

       시간과 거리에 따른 추적자의 농도변화를 측정하여 지하수의 유속, 지층의 수리전도도, 

       유효공극률을 파악하고 오염물질의 분산지수를 측정하는 시험

 

2. 시험목적

      (1) 매질 중에서 두 지점사이의 연결성을 확인하기 위함

      (2) 대수층의 용질이동 특성파악을 위한 물리, 화학, 생물학적 매개변수를 추정하기 위함

 

3. 시험방법

      (1) 주입공내 지하수에 추적자를 주입한다.

      (2) 관측공내에서 추적자의 농도변화를 측정한다.

      (3) 매체의 수리전도도(K), 유효공극율(ne), 분산지수(Dh)를 산정한다.

 

4. 추적자

      (1) 추적자의 정의

             1) 변화의 과정과 경로를 추적하기 위해 사용되는 물질

             2) 특히 지하수의 유동경로나 시간을 알기 위하여 물속에 인위적으로 투입한 재료

                 (할로겐이온종과 삼중수소가 대표적이다)

             3) 추적자는 용질이동의 결과를 반영하며, 용질이동과 용질전이의 현상을 설명한다.

      (2) 추적자의 선정방법

             연구의 규모와 배경치로 존재하는 오염원을 고려하여 선정한다.

      (3) 추적자의 종류

             1) 지하수계에서 자연발생하는 물질 : 브롬, 염소이온 등

             2) 자연계에 존재하는 물질 : 중수소, 삼중수소, 산소(O18) 등

             3) 지하수계로 들어가는 오염물질

             4) 실험과정에서 주입되는 화학종 : 삼중수소, 요오드, 브롬 등

             5) 기타 : 미립자(박테리아, 이스트), 염료, 가스 등

 

5. 시험의 종류

      (1) 실내시험

           시험조건 조절이 용이하고 경제적이나 많은 실험오차의 요인이 있다.

             1) 배취시험

             2) 칼럼시험

                    - 종분산도, 지연계수 등을 측정한다.

                    - 사용추적자로는 Cl, Br, I, 농약, 중금속 등이 있다.

      (2) 현장시험

           - 시험조건 제어가 곤란하고 비경제적이며 장시간이 소요되나 현장적용성을 목적으로 

              시행된다.

           - 측정시간 - 농도변화를 이용하여 농도이력곡선을 작성한다.

           - 곡선과 주입- 관측정간의 거리에 의하여 유속과 공극률을 계산한다.

           -  2차공극의 방향성과 연결성을 확인한다.

             1) 자연구배법(Natural Gradient Test)

                    - 적은 양의 추적자를 지하수계에 유입하고, 지하수의 자연적 흐름에 따라 추적자가 

                       흐르도록 하여, 그 흐름을 파악한다.

                    - 치밀한 샘플링지역망의 구축을 요한다.

                    - 특별한 장비의 설치는 불필요하다.

                    - 장기간의 시간이 소요된다.

             2) 단일공순간주입법(Single-Well Pulse Test)

                    - 추적자를 주입시키고 물을 일정속도로 주입한 다음, 일정시간이 지난 후, 

                       다시 주입속도와 같은 속도로 양수한다.

                    - 근접거리에서만 유용하다.

             3) 재순환시험법(Two-Well Tracer Test)

                    - 정상상태를 유지하기 위해 물을 한공에서 양수하고 다른 공에서는 같은 속도로  

                       주입하면서, 주입공에서 추적자를 지속적으로 같은 농도로 주입하며 양수정에서 

                       이를 측정한다.

                    - 투수성이 좋은 대수층에서는 수백미터 거리내외에서도 수행이 가능하다.

                    - 관측정이 하나이므로 실험값의 질이 좋지 않고, 숙련된 기술이 요구된다.

             4) 단일공주입/양수 -  다공관측시험법

                    - 주입과 양수로 정호주위에 천이방사상흐름을 만든다.

                    - 발산시험과 수렴시험이 있다.