KR100935786B1 - 수리화학 파라미터 측정기 및 이를 구비하는 수리시험장치 - Google Patents

Abstract

지하수의 수리화학적 특성을 정확하게 측정할 수 있는 수리화학 파라미터 측정기와, 상기 수리화학 파라미터 측정기를 구비하는 수리시험장치가 개시된다. 지하수의 수리화학적 특성을 측정하기 위한 수리화학 파라미터 측정기는, 지하수의 유출입이 가능하도록 유입구와 유출구가 구비되고, 단열이 가능하도록 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 갖는 챔버, 상기 챔버 내로 유입된 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브, 상기 챔버 외부에 구비되고 챔버벽 내부에 진공을 제공하는 진공 펌프로 형성된 진공 제공부 및 상기 유입구와 상기 유출구에 구비되어 상기 유입구와 상기 유출구를 각각 개폐하는 밸브를 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 지하수의 수리화학적 특성이 외부 환경에 의해 변하는 것을 방지하고, 상기 지하수의 수리화학적 파라미터를 정확하게 측정하고, 측정 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

수리시험장치, 수리화학 파라미터 측정

Description

수리화학 파라미터 측정기 및 이를 구비하는 수리시험장치{Tester and Apparatus for Hydraulic Testing having the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리시험장치를 설명하기 위한 구성도;

도 2는 도 1의 수리시험장치에서 패커가 팽창한 상태를 도시한 구성도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수리화학 파라미터 측정기의 단면도;

도 4는 도 3의 측정기가 안내관에 결합된 상태를 설명하기 위한 단면도;

도 5는 도 3의 측정기가 안내관에 결합된 상태의 다른 예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 지하수 10: 시추공

20,21,23: 패커 30: 연결관

31: 유입홀 40: 공급관

50: 안내관 100: 수리화학 파라미터 측정기

110: 챔버 111: 유입구

112,114: 유출입 밸브 113: 유출구

115,115a,115b: 챔버벽 120: 산주입부

121: 제1 실링부재 123: 표준 산용액

130: 프로브 131: 제2 실링부재

140: 압력 조정부 141: 제3 실링부재

150: 진공 제공부 151: 진공 밸브

153: 진공 펌프 160: 교반부

161: 교반부재 163: 구동부

본 발명은 수리시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하수의 수리화학적 특성을 현장에서 측정할 수 있는 수리화학 파라미터 측정기에 관한 것이다.

일반적으로 지하 매질의 수리적 특성에 관한 정보는 지하수위와 유량을 동시에 측정함으로써 얻어질 수 있다. 수위 또는 양수량을 고정하고, 다른 양수량/수위를 측정하는 양수시험과, 수위와 유량이 동시에 변하도록 하는 순간수위변화시험이 있다.

상기 양수시험(pump test)은 피압 대수층 및 자유면 대수층에서 일정량을 양수하여 수위 강하를 유발하고, 이때 양수량과 하강되는 수위자료를 바탕으로 적절한 관정 유동 방정식을 이용하여 해당 대수층의 수리적인 특성(주로 투수량 계수와 저유 계수)을 파악하는 시험이다.

그리고, 상기 순간수위변화시험(slug test)은 단일 시추공에 순간적인 수위변화를 유발시켜 그 회복 양상을 관측함으로써 수리 특성 값을 추정하는 방법으 로서, 수리 특성을 추정하는 다른 방법과 달리 하나의 시추공에서 시행할 수 있기 때문에 경제적이며, 대수층이 수위강하를 일으키기 어려운 저투수성 매질로 이루어질 때 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있어 많이 행하여지고 있다.

지하수는 지층의 투수층과 불투수층 사이에 고여 있거나 흐르고 있으며, 지하수로 포화되어 있는 부분을 포화대(飽和帶)라 하고 상기 포화대 위쪽의 공기로 채워진 부분을 통기대(通氣帶)라고 한다. 또 지하수로 포화된 표면을 지하수면이라 한다. 지하수층에는 모래층, 자갈층, 모래와 자갈로 구성된 충적층(沖積層), 빙하시대에 퇴적하여 형성된 홍적층(洪積層) 및 암반층에 형성된 균열을 유동하는 암반대수층, 모암이 풍화되어 이완된 입자 사이를 유동하는 풍화대층이 있다.

지하수의 수질은 지질의 영향을 많이 받으며 용해물질량은 지표수에 비하면 나트륨·칼륨·칼슘·마그네슘·황산·철·탄산수소나트륨·규산 등이 많고 산소는 적다. 또한 상기 지하수는 깊이에 따라 수소이온농도(pH)가 약산성에서 알칼리성으로 변한다. 또한, 상기 지하수의 수온은 기온의 영향을 받는데, 기온은 상기 지하수온에 간접적으로 영향을 미치나, 지온은 상기 지하수온에 직접적으로 영향을 미친다.

상기 지하수의 수질을 검사하기 위해서 상기 지하수의 수리화학적 특성을 측정하는 검사가 수행된다. 즉, 상기 지하수의 온도, 수소이온농도(pH), 산화환원전위(Eh), 용존산소량(DO), 전기전도도(EC), 총용존물질(TDS) 등 상기 지하수의 물리적 화학적 특성을 측정한다.

그런데, 상기 지하수의 환경은 지표와 압력과 기온 환경과 다르기 때문에, 상기 지하수가 채취되어 대기와 접촉함으로 인해 상기 지하수의 온도와 수리화학적 특성이 변하게 된다.

상세하게는, 상기 지하수의 수리화학 파라미터의 측정을 위해 상기 지하수를 채취하여 지표 환경에 노출되면, 상기 지하수 환경과 상기 지표 환경 사이의 온도차로 인해 상기 지하수의 온도가 변하게 된다. 특히, 여름과 겨울에는 상기 지하수 환경과 지표 환경 사이의 온도차가 더 크게 발생하므로, 상기 지하수의 온도 변화가 더욱 급격하게 발생하게 된다. 또한, 상기 지하수가 존재하던 상기 지층에 비해 상기 지표의 기압이 낮으므로, 상기 지하수에 용존되어 있던 가스성분들이 용출될 수 있다. 그리고, 상기 지하수가 대기와 접촉하였을 때 상기 지하수의 성분이 변할 수 있다. 따라서, 종래에는 상기와 같이 빠르게 변하는 지하수의 수리화학적 특성을 측정하기 위해, 상기 지하수를 채취한 후 현장에서 바로 상기 지하수에 대한 수리화학 파라미터를 측정하였다. 그러나, 현장에서 상기 지하수에 대한 수리화학 파라미터를 측정하더라도, 측정을 하는 동안 상기 지하수의 수리화학적 특성이 변하게 되어, 상기 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하는 데 많은 한계를 가지고 있었다. 그리고, 상기 지하수의 수리화학적 특성의 변화로 인해, 측정 결과의 정확성과 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 지하수의 수리화학적 특성의 측정시 지하수와 대기의 접촉을 방지하여 수리화학 파라미터를 정확하게 측정할 수 있는 수리화학 파라미터 측정기와, 이를 구비하 는 수리시험장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하고 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 수리화학 파라미터 측정기는, 지하수의 유출입이 가능하도록 유입구와 유출구가 구비되고, 단열이 가능하도록 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 갖는 챔버, 상기 챔버 내로 유입된 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브, 상기 챔버 외부에 구비되고 챔버벽 내부에 진공을 제공하는 진공 펌프로 형성된 진공 제공부 및 상기 유입구와 상기 유출구에 구비되어 상기 유입구와 상기 유출구를 각각 개폐하는 밸브를 포함하여 구성된다.

실시예에서, 상기 챔버는 상기 지하수의 단열을 위해 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 챔버벽은 내부에 진공이 형성된 진공벽일 수 있다.

여기서, 상기 챔버벽 내부에 진공을 형성하기 위한 진공 제공부가 구비된다. 예를 들어, 상기 진공제공부는 상기 챔버 외측에 구비되고, 상기 챔버의 외벽을 관통하여 상기 챔버벽 사이의 공간과 연통되는 진공 펌프일 수 있다.

실시예에서, 상기 챔버는 상기 유입구와 상기 유출구로 갈수록 점차 축소되는 단면적을 갖는 형태를 가질 수 있다. 이는, 상기 챔버를 통해 유동하는 상기 지하수에 의해 상시 챔버 내부를 밀폐시키기 위해서이다.

실시예에서, 상기 프로브는 복수개의 프로브가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 프로브는 일단이 상기 챔버(110) 내의 지하수와 접촉되고, 타단이 상기 챔버 외부와 연결되도록 상기 챔버를 관통하여 구비될 수 있다. 그리고, 상기 프로브와 전기적으로 연결되고, 상기 프로브를 통해 검출된 결과를 디스플레이하는 모니터링 부가 구비된다. 여기서, 상기 프로브와 상기 챔버 사이에는 상기 챔버 내부를 밀폐시키기 위한 실링부재가 구비된다. 상기 실링부재는 고무격막일 수 있다.

실시예에서, 상기 챔버 내의 지하수에 표준 산(酸)용액을 주입하여 상기 지하수의 알칼리도를 측정하는 알칼리적정 시험을 수행하고, 상기 챔버 내로 상기 표준 산용액을 주입하기 위한 산주입부가 구비된다. 상기 산주입부는 상기 챔버 외부에서 상기 표준 산용액의 주입이 가능하도록 상기 챔버를 관통하여 구비된다. 그리고, 상기 산주입부와 상기 챔버 사이에는 상기 챔버를 밀폐시키기 위한 실링부재가 구비된다.

여기서, 상기 알칼리적정 시험을 위해서는 대상이 되는 상기 지하수의 양이 한정되어야 하므로, 상기 유입구와 상기 유출구에는 상기 유입구와 상기 유출구를 개폐하는 유출입 밸브가 각각 구비되고, 상기 표준 산용액의 주입시에는 상기 유출입 밸브를 폐쇄하여, 상기 챔버를 폐쇄시키게 된다.

또한, 상기 알칼리적정 시험시, 상기 주입된 표준 산용액과, 상기 지하수의 혼합시키기 위한 교반부가 구비된다. 예를 들어, 상기 교반부는 상기 지하수와 접촉되어 상기 지하수를 직접적으로 혼합시키는 교반부재와, 상기 교반부재에 회전력을 인가하는 구동부로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 알칼리적정 시험시, 상기 주입되는 표준 산용액에 의해 상기 챔버 내의 압력이 증가하는 것을 상쇄하기 위해 압력 조정부가 구비된다. 예를 들어, 상기 압력 조정부는 상기 챔버를 관통하여 구비되고, 상기 챔버 내부에 증가된 압력에 의해 작동되는 주사기 형태를 가질 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하고 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 수리시험장치는, 시추공에 구비되어 상기 시추공 내부의 지하수를 상기 시추공의 외부로 안내하는 안내관 및 상기 안내관에 연결되어 상기 안내관을 통해 유출되는 상기 지하수를 유동시키면서 상기 지하수의 수리 시험을 하는 수리화학 파라미터 측정기를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 수리화학 파라미터 측정기는, 상기 안내관과 연결되어 상기 지하수를 유입 및 유출시키는 유입구와 유출구를 구비하고, 단열이 가능하도록 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 갖는 챔버, 상기 챔버 내의 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브, 상기 챔버 외부에 구비되고 챔버벽과 연결되어 상기 챔버벽 내부에 진공을 제공하는 진공 펌프로 형성된 진공 제공부 및 상기 유입구와 상기 유출구에 각각 구비되어 상기 유입구와 상기 유출구를 개폐하는 밸브로 이루어질 수 있다.

실시예에서, 상기 수리화학 파라미터 측정기는 상기 안내관에서 상기 챔버로 상기 지하수가 유입 가능하도록 상기 안내관에 연결된다. 예를 들어, 상기 수리화학 파라미터 측정기는 상기 유입구가 상기 안내관에 연결되고 상기 유출구는 대기중으로 노출되도록 연결될 수 있다. 또는, 상기 수리화학 파라미터 측정기는 상기 유입구와 상기 유출구가 모두 상기 안내관에 연결되어, 상기 수리화학 파라미터 측정기를 통해 상기 지하수가 상기 안내관에 대해 바이패스 유로를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 유입구와 상기 유출구에는 상기 유입구와 상기 유출구를 개폐하는 밸브가 각각 구비된다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수리화학 파라미터 측정기와 수리시험장치에 대해 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수리시험장치를 도시한 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하여, 관심 구간에서의 수리시험을 수행하는 수리시험장치의 일 예를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 1은 종래 지하수 채취장치에서 패커가 팽창하기 전 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 지하수 채취장치에서 패커가 팽창유체에 의해 팽창하고 시추공 내면에 밀착된 상태를 도시한 도면이다.

수리시험장치는 시추공(10)에 삽입되어 상기 시추공(10) 내의 채취 유체를 채취하기 위한 장치로서, 패커(20), 상기 패커(20)에 팽창유체를 공급하여 상기 패커(20)를 선택적으로 팽창시키기 위한 공급관(40), 상기 패커(20)를 연결하는 연결관(30), 상기 지하수(1)를 상기 시추공(10) 외부로 안내관(50) 및 상기 지하수(1)의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 수리화학 파라미터 측정기(100)를 포함한다.

여기서, 본 실시예에 따른 수리시험장치에서 채취 대상이 되는 유체는 실질적으로 다양한 유체가 될 수 있다. 이하에서는 채취 대상이 되는 유체로서 상기 시추공(10) 내에 존재하는 지하수(1)를 예로 들어 설명한다.

상기 패커(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공급관(40)을 통해 유체를 공급받아 팽창함에 따라 상기 시추공(10)의 내벽에 밀착되어 상기 시추공(10) 내에서 상기 패커(20) 사이의 관심영역을 수리적으로 격리시킨다. 상세하게는, 상기 패커(20)는 상기 지하수(1)를 채취하고자 하는 관심영역의 양측에 구비되는 제1 패커(21)와 제2 패커(23)를 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 패커(20)를 한 쌍으로 구성하여 상기 패커(20) 사이의 영역이 관심영역이 되고, 상기 패커(20)는 상기 시추공(10) 내에서 수리적으로 격리시킴으로써 상기 관심영역의 범위를 한정하는 역할을 한다. 그러나, 상술한 실시예와는 달리, 단일의 패커로서 상기 패커의 하부 영역이 관심영역으로 설정되는 것도 가능할 것이다.

상기 공급관(40)은 상기 패커(20)에 소정의 팽창유체를 공급하여 상기 제1 패커(21)와 상기 제2 패커(23)를 동시에 팽창시켜 상기 시추공(10) 내면에 밀착시킨다.

상기 연결관(30)은 상기 제1 패커(21)와 상기 제2 패커(23)를 연결하고, 더불어, 상기 제1 패커(21)와 상기 제2 패커(23) 사이의 간격을 유지시키는 역할을 한다. 또한, 상기 연결관(30)에는 상기 관심영역 내의 상기 지하수(1)가 유입되는 유입홀(31)이 형성되어 있다.

상기 안내관(50)은 상기 연결관(30)과 연결되어, 상기 연결관(30)으로 유입된 상기 지하수(1)를 상기 시추공(10) 외부로 안내한다.

상기 수리화학 파라미터 측정기(100)는 상기 지하수(1)가 지표 환경에 노출되고 대기와 접촉됨으로써 발생할 수 있는 상기 지하수(1)의 수리화학적 특성 변화를 방지하여 상기 지하수(1)의 수리화학 파라미터를 높은 정확도록 측정하기 위한 장치이다. 상기 수리화학 파라미터 측정기(이하, 측정기라 한다)(100)는 상기 지하수(1)가 상기 대기와 접촉되는 것을 방지하기 위해 상기 안내관(50)으로부터 상기 측정기(100) 내부로 상기 지하수(1)가 유입 가능하도록 상기 안내관(50)에 연 결된다. 또한, 상기 측정기(100)는 상기 지하수(1)가 상기 측정기(100)를 통해 지속적으로 유동되도록 구비된다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수리화학 파라미터 측정기(100)에 대해 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 상기 측정기(100)는, 상기 지하수(1)를 단열시키고 외부와의 접촉을 방지하는 챔버(110)와 상기 챔버(110) 내의 지하수(1)의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브(130)를 포함한다.

상기 챔버(110)는 상기 지하수(1)가 외부와의 온도차로 인해 상기 지하수(1)의 온도가 변하는 것을 방지할 수 있도록, 상기 챔버벽(115)이 단열 가능하게 형성된다. 예를 들어, 상기 챔버벽(115)은 이중벽으로 형성되고, 내벽(115a)과 외벽(115b) 사이에 상기 챔버(110)의 단열을 위한 단열부재가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 단열부재는 진공일 수 있다. 즉, 상기 챔버벽(115)은 내부에 진공이 형성된 이중벽 구조를 갖는다.

여기서, 상기 챔버벽(115)에 진공을 형성하기 위한 진공 제공부(150)가 구비된다.

예를 들어, 상기 진공 제공부(150)는 상기 챔버벽(115)과 연결되어, 상기 외벽(115b)과 상기 내벽(115a) 사이의 공간에 진공을 제공하는 진공 펌프(153)일 수 있다. 그리고, 상기 진공 제공부(150)와 상기 챔버벽(115) 사이에는 진공 밸브(151)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 진공 밸브(151)는 상기 챔버벽(115)에 진공을 선택적으로 인가 또는 해제하는 역할을 할 수 있다.

상기 챔버(110)는 상기 지하수(1)가 외부와 접촉되는 것을 방지하도록 형성된다. 즉, 상기 측정기(100)는 상기 안내관(50)과 연결되어, 상기 시추공(10) 내의 지하수(1)가 대기와 접촉되지 않고 상기 챔버(110)로 바로 유입된다.

또한, 상기 측정기(100)는 상기 챔버(110)를 통하여 상기 지하수(1)가 유동 가능하도록 유입구(111)와 유출구(113)가 구비되고, 상기 챔버(110)는 상기 유입구(111)와 상기 유출구(113) 쪽으로 갈수록 점차 단면적이 축소되는 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 챔버(110)는 별도의 상기 챔버(110) 내부를 폐쇄하는 수단이 구비되지 않더라도, 상기 챔버(110)의 형상으로 인해 상기 지하수(1)가 외부와 접촉되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 지하수(1)는 상기 챔버(110) 내에서 지속적인 유동이 발생한다. 상기 지하수(1)의 유동 역시 상기 챔버(110)를 밀폐시키고, 상기 챔버(110) 내의 지하수(1)가 대기와 접촉하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

상기 유입구(111)와 상기 유출구(113)에는 상기 유입구(111)와 상기 유출구(113)를 개폐하는 유출입 밸브(112,114)가 각각 구비된다. 여기서, 상기 유출입 밸브(112,114)의 역할은 아래에서 설명하기로 한다.

상기 측정기(100)와 상기 안내관(50) 사이의 연결 관계를 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유입구(111)와 상기 유출구(113)가 모두 상기 안내관(50)과 연결될 수 있다. 즉, 상기 측정기(100)는 상기 안내관(50)에 대해 상기 지하수(1)의 바이패스 유로를 형성할 수 있다.

또는, 상기 측정기(100)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 유출구(113)가 상기 안내관(50)과 연결되지 않고, 상기 지하수(1)가 상기 안내관(50)으로부터 상기 측정기(100)로의 일방향으로 유동되도록 연결될 수 있다. 여기서, 상기 유출구(113)는 대기중으로 노출되어 상기 챔버(110)에서 토출되는 지하수(1)를 대기중으로 토출시킬 수 있다. 또는, 상기 유출구(113)는 상기 안내관(50)을 제외한, 상기 지하수(1)의 배수가 가능한 배수시설(미도시) 등에 연결되는 실시예도 가능할 것이다.

상기 프로브(130)는 상기 지하수(1)의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 탐침으로서, 상기 지하수(1)와 접촉되도록 구비된다. 예를 들어, 상기 프로브(130)는 상기 챔버(110) 내의 상기 지하수(1)에 접촉되도록 상기 챔버(110)를 관통하여 구비된다. 여기서, 상기 프로브(130)가 상기 챔버(110)와 결합된 부분에는 상기 챔버(110) 내부의 밀폐를 위한 제2 실링부재(131)가 구비된다. 예를 들어, 상기 제2 실링부재(131)는 상기 프로브(130)와 상기 챔버벽(115) 사이에 개재되는 고무 재질의 부재일 수 있다.

상기 프로브(130)는 측정하고자 하는 상기 지하수(1)의 수리화학적 특성에 따라 복수개의 프로브(130)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로브(130)는 상기 지하수(1)의 수소이온농도(pH), 산화환원전위(Eh), 온도, 용존산소량(DO), 전기전도도(EC), 총용존물질(TDS), NaCl %을 측정하기 위한 프로브(130)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 프로브(130)에 연결되어, 상기 프로브(130)에서 측정된 결과를 나타내는 모니터링부(미도시)가 구비된다.

여기서, 상기 프로브(130)는 상기 지하수(1)가 유동하는 상태에서 상기 지하수(1)의 수리화학 파라미터들을 측정하게 된다. 이는, 상기 수리화학 파라미터를 측정하는 동안 상기 지하수(1)와 상기 프로브(130) 사이의 작용에 의해 상기 지하수(1)의 수리화학적 특성이 변화되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 지하수(1)의 알칼리도를 측정하기 위한 산(酸)주입부(120)가 구비된다. 본 실시예에서는 상기 지하수(1)의 알칼리도를 측정하기 위해 적정 방법을 사용한다.

참고적으로, 적정(滴定)이란, 산과 염기의 중화반응을 이용하여 시료의 산성도 또는 알칼리도를 측정하는 방법으로서, 정량분석의 일종이다. 상기 지하수(1)는 알칼리성을 띠므로, 본 실시예에서는 표준 산용액(염산 또는 황산 등)(123)으로 적정한다. 즉, 상기 알칼리적정은 반응의 종말점을 결정하고, 상기 표준 산용액(123)을 적정하여 종말점에 도달할 때까지 소비된 상기 표준 산용액(123)의 부피를 이용하여 상기 지하수(1)의 알칼리도를 산출하게 된다.

상기 산주입부(120)는 상기 표준 산용액(123)을 상기 지하수(1)에 주입할 수 있도록 상기 챔버(110)를 관통하여 구비된다. 또한, 상기 산주입부(120)는 상기 표준 산용액(123)을 수용하고, 상기 지하수(1)에 주입된 상기 표준 산용액(123)의 부피를 측정 가능하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 산주입부(120)는 주사기 형태를 가질 수 있다.

상기 산주입부(120)와 상기 챔버(110) 사이에는 상기 챔버(110)를 밀폐시키는 제1 실링부재(121)가 구비된다. 예를 들어, 상기 제1 실링부재(121)는 고무격 막(septum)일 수 있다. 상기 제1 실링부재(121)는 주사기 형태의 상기 산주입부(120)가 쉽게 상기 챔버(110) 내로 상기 표준 산용액(123)을 주입할 수 있도록 함은 물론, 상기 산주입부(120)를 제거하였을 때 빠르게 복원되어 상기 챔버(110)를 밀폐시키는 능력이 우수한 특성을 갖는다.

여기서, 상기 지하수(1)의 알칼리적정 시험은 상기 챔버(110)를 폐쇄시킨 상태에서 시험이 수행된다. 이는 상기 알칼리적정 시험의 경우에는 상기 지하수(1)를 중화시키는데 소비된 상기 표준 산용액(123)의 부피를 측정하는 것이므로, 측정 대상이 되는 상기 지하수(1)의 부피를 한정해야 하기 때문이다.

즉, 상기 유출입 밸브(112,114)가 상기 유입구(111)와 상기 유출구(113)를 각각 폐쇄시키면, 상기 산주입부(120)가 상기 챔버(110) 내로 상기 표준 산용액(123)을 주입한다. 그리고, 상기 지하수(1)가 종말점에 도달할 때까지 소비된 상기 표준 산용액(123)의 부피를 측정한다. 그리고, 상기 소비된 표준 산용액(123)의 부피를 이용하여 상기 지하수(1)의 알칼리도를 산출할 수 있다.

한편, 상기 챔버(110) 내에는 상기 알칼리적정 시험시 상기 주입된 표준 산용액(123)과 상기 지하수(1)를 혼합하기 위한 교반부(160)가 구비된다.

상기 교반부(160)는 상기 챔버(110) 내에 구비되는 교반부재(161)와, 상기 교반부재(161)에 회전력을 인가하는 구동부(163)를 포함한다. 예를 들어, 상기 교반부재(161)는 상기 챔버(110) 내부에 구비되고, 회전에 의해 상기 지하수(1)를 혼합시키도록 로드(rod) 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 구동부(163)는 모터일 수 있다. 또한, 상기 구동부(163)는 상기 챔버(110) 외부에 구비되고, 상기 교반부 재(161)와 상기 챔버벽(115)을 관통하여 연결될 수 있다.

여기서, 상기 교반부(160)의 형태와 위치는 도면이나, 상술한 설명에 한정되는 것은 아니면, 상기 표준 산용액(123)과 상기 지하수(1)를 혼합시킬 수 있는 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 위치에 배치될 수 있다.

상기 알칼리적정 시험시, 상기 지하수(1)에 상기 표준 산용액(123)을 주입하면, 상기 챔버(110) 내부의 압력이 상승할 수 있다. 이러한 압력 상승을 상쇄시키기 위한 압력 조정부(140)가 구비된다.

예를 들어, 상기 압력 조정부(140)는 상기 챔버(110)를 관통하여 구비되고, 주사기 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상기 압력 조정부(140)는 내부에 피스톤(미도시)이 구비되어, 상기 산주입부(120)에 의해 증가된 상기 챔버(110) 내의 압력에 의해 상기 압력 조정부(140)의 피스톤이 이동함으로써, 상기 챔버(110) 내의 압력을 감소시키게 된다. 또는, 작업자가 직접 상기 압력 조정부(140)를 통해 상기 챔버(110) 내의 압력을 감소시키도록 하는 것도 가능할 것이다.

상기 압력 조정부(140)와 상기 챔버(110)가 결합되는 부분에도 상기 챔버(110)를 밀폐시키기 위한 제3 실링부재(141)가 구비된다. 예를 들어, 상기 제3 실링부재(141)는 고무격막일 수 있다.

본 발명에 따르면, 단열처리되고 밀폐된 챔버가 상기 지하수의 압력 및 온도 변화를 최소화하고, 상기 지하수가 대기에 접촉되는 것을 방지함으로써, 상기 지하수의 수리화학적 특성 측정의 정확성과 신뢰성을 향상시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

1. 지하수의 유출입이 가능하도록 유입구와 유출구가 구비되고, 단열이 가능하도록 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 갖는 챔버;

   상기 챔버 내로 유입된 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브;

   상기 챔버 외부에 구비되고 챔버벽 내부에 진공을 제공하는 진공 펌프로 형성된 진공 제공부; 및

   상기 유입구와 상기 유출구에 구비되어 상기 유입구와 상기 유출구를 각각 개폐하는 밸브;

   를 포함하는 수리화학 파라미터 측정기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 챔버는 상기 유입구와 상기 유출구로 갈수록 점차 축소되는 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 프로브와 전기적으로 연결되고, 상기 프로브를 통해 검출된 결과를 디스플레이하는 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 프로브는 일단이 상기 챔버 내의 지하수에 접촉되고, 타단부는 상기 챔버 외부로 연결되도록 상기 챔버를 관통하여 구비되는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 프로브와 상기 챔버 사이를 밀폐시키는 실링부재가 구비된 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
10. 제1항에 있어서,

    상기 챔버 내의 지하수의 알칼리도를 측정하기 위해 표준 산(酸)용액을 부가하는 산주입부를 더 포함하고,

    상기 표준 산용액의 주입시 상기 밸브에 의해 상기 유입구와 상기 유출구가 폐쇄되어 상기 챔버 내부를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,

    상기 산주입부는 상기 챔버 외부에서 조작 가능하도록 상기 챔버를 관통하여 구비되는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
13. 제12항에 있어서,

    상기 산주입부는 주사기 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
14. 제12항에 있어서,

    상기 산주입부와 상기 챔버 사이에는 상기 챔버를 밀폐시키는 고무격막이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
15. 제10항에 있어서,

    상기 챔버 내의 상기 지하수의 혼합을 위한 교반부를 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
16. 제15항에 있어서,

    상기 교반부는 상기 지하수를 혼합하는 교반부재와, 상기 교반부재에 회전력을 인가하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
17. 제1항에 있어서,

    상기 챔버 내의 압력 증가를 상쇄시키는 압력 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
18. 제17항에 있어서,

    상기 압력 조정부는 상기 챔버를 관통하여 구비되고, 주사기 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
19. 제17항에 있어서,

    상기 압력 조정부와 상기 챔버 사이에는 상기 챔버를 밀폐시키는 고무격막이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수리화학 파라미터 측정기.
20. 시추공에 구비되어 상기 시추공 내부의 지하수를 상기 시추공의 외부로 안내하는 안내관; 및

    상기 안내관에 연결되어 상기 안내관을 통해 유출되는 상기 지하수를 유동시키면서 상기 지하수의 수리 시험을 하는 수리화학 파라미터 측정기를 포함하고,

    상기 수리화학 파라미터 측정기는,

    상기 안내관과 연결되어 상기 지하수를 유입 및 유출시키는 유입구와 유출구를 구비하고, 단열이 가능하도록 내부에 단열부재가 구비된 2중벽 구조를 갖는 챔버;

    상기 챔버 내의 지하수의 수리화학 파라미터를 측정하기 위한 프로브;

    상기 챔버 외부에 구비되고 챔버벽과 연결되어 상기 챔버벽 내부에 진공을 제공하는 진공 펌프로 형성된 진공 제공부; 및

    상기 유입구와 상기 유출구에 각각 구비되어 상기 유입구와 상기 유출구를 개폐하는 밸브;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수리시험장치.
21. 삭제
22. 제20항에 있어서,

    상기 유출구는 상기 지하수를 상기 안내관으로 유입시키도록 상기 안내관에 연결되거나 상기 지하수를 대기중으로 토출시키도록 개방 형성된 것을 특징으로 하는 수리시험장치.
23. 삭제
24. 삭제

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