전기탐사의 현장탐사 및 자료처리

가. 측정 기자재

1) 측정 기자재는 전기비저항 탐사기, 전극, 전선, 전원 등으로 구성된다. 2) 전기비저항 탐사기는 탐사 목적상 요구되는 정밀도를 확보할 수 있는 것을 사용한다. 전극 및 전선에 대해서도 측정시에 단선 등의 문제가 생기지 않는 것을 사용한다.

전기비저항탐사에서 측정 기자재는 전기비저항 탐사기, 전극, 전선, 전원, 필요에 따라서는 전극절환장치 등으로 구성된다. 전기비저항 탐사기는 정기적으로 보정된 것을 사용한다. 전원은 건전지, 축전지 또는 발전기를 사용한다. 전극은 강철 등의 금속봉을 사용한다. 미소 전위를 측정하는 경우에는 황산구리를 사용한 비분극 전극을 사용하는 것이 이상적이지만 황산구리는 환경오염 물질임에 유의해야 한다. 전선은 비닐선 등 절연성이 좋은 것을 사용하고 속의 도선이 녹슬지 않은 것을 사용한다.

수평 탐사 또는 2차원 탐사에 있어서 한꺼번에 다수의 전극을 설치하여 측정하는 경우, 다중 케이블을 사용하면 측정기와 전극 접속작업의 효율이 향상됨과 동시에 접속 오차를 방지할 수 있다.

 

나. 공정 조정

3) 현장에서 측정할 때는 다른 조사나 다른 공구의 공정, 조사 결과의 활용, 용지의 출입 등을 고려하여 효율적인 현장 측정이 행해지도록 공정을 조절한다. 4) 근접한 조사 공구에서 동시에 전기탐사를 실시하는 경우, 측정에 서로 영향을 미쳐 측정 오차가 발생할 수 있기 때문에 공정을 조정하여 동시에 측정하는 것을 피하도록 해야 한다. 5) 발파 작업을 수반하는 탄성파탐사 등과의 병행 작업은 보안상의 이유로 해서는 안 된다.

시추 조사를 위한 기자재 및 임시 가설물이 측선에 근접해 있으면 측정에 장애가 된다. 또 자재 반입을 위한 가설 모노레일도 측정에 장애가 되는 경우가 있다. 이 때문에 측정실시 공정을 미리 조정해 둘 필요가 있다.

다. 탐사 작업 순서

6) 현장 탐사를 할 때는 사전에 작성한 조사(탐사)계획을 현장에 휴대하고 그것에 따라 작업을 수행하도록 한다. 7) 측정 작업은 측량, 측선 설정, 전극 설치, 케이블 접속, 측정 순으로 행한다.

전극 설정에 앞서 측선 측량에 의해 측점의 위치를 정한다. 측점고도는 대략 ±10 cm 정도의 정밀도로 구해둔다. 전극 설치시 전극과 지면의 접지 저항이 아주 작도록 유의한다. 필요에 따라 여러 개의 전극봉을 사용한다든가, 물을 뿌린다든가, 벤토나이트 이수나 접지저항 개량제를 사용한다든가 하여 접지저항을 낮추도록 한다. 전극의 접지저항은 수 10kilo-ohm 이하가 되도록 한다.

케이블을 접속하는 경우, 쉽게 풀어지지 않도록 함과 동시에 케이블의 이음매 등이 지표면 등에 접촉하여 전류가 누전되지 않도록 강구한다.

 

라. 측정 자료의 품질 관리

8) 측정 전에는 다시 한번 전극과 전기비저항 탐사기의 접속에 잘못이 없는지 확인한다. 측정 시에는 항상 측정값을 살펴 이상 측정이 있으면 적절히 대처하지 않으면 안 된다. 9) 측정 중 또는 측정 종료 후에는 현장에서 측정 결과를 개략 검토하고 측정 자료의 좋고 나쁨을 판정하는 것이 중요하다.

2차원 탐사와 같이 대규모 측정을 하는 경우는 측정 전에 전극과 케이블이 적절하게 접속되어 있는지 확인하기 위해서 테스터 등을 사용하여 전기가 통하는지를 점검하는 도통 테스트를 행하는 것이 좋다. 전위 및 전류를 측정할 때는 측정값 범위에 유의하여 적절한 범위에서 측정한다. 측정 전위가 낮을 때에는 필터 사용이나 중합처리에 의해 측정값의 정밀도를 확보하도록 한다. 또 측정 전류를 크게 설정하여 측정 전위가 크게 되도록 한다. 측점 주변에 철도 등의 잡음원이 있는 경우 왜곡된 전류 흐름에 의해 측정 전위가 왜곡되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 여러 번 측정하여 값이 안정된 시점의 측정값을 기록한다. 도시 부근에서는 잡음이 커지게 되는데, 심야에는 잡음이 낮아지는 경우가 많기 때문에 조건이 허락한다면 밤에 측정하는 것도 고려할 수 있다.

측정 전위는 어떤 전극배열에서도 전극 간격이 클수록 작아진다. 측정 전위가 다른 측정 결과와 비교하여 매우 큰 경우나 전극 간격과 무관하게 큰 값을 나타내는 경우, 측정 케이블의 절단이나 접지 불량을 의심한다.

측정값의 이상을 조기에 검사하는 방법은, 예를 들면 전위감쇠 곡선을 작성하는 등 측정 결과를 그래프로 그리는 것이 유용하다<그림 4.3-9참조>. 필요에 따라서 전위전극과 전류전극을 서로 바꾸어 상반성을 확인하는 것이 좋다.

측정 전위, 측정 전류 파형을 모니터링 하면 효율적으로 측정 자료의 좋고 나쁨, 잡음 여부를 판정할 수 있기 때문에 측정 파형을 모니터링 할 수 있는 탐사기에서는 파형 모니터링을 유용하게 활용하는 것이 좋다.

측정 결과로부터 겉보기 비저항값은 간단히 계산할 수 있다. 대표적인 측점에서 겉보기 비저항을 계산하고 상정된 지질 조건 등으로부터 예상되는 전기비저항값과 비교하여 측정 결과의 타당성을 검토해 두는 것이 중요하다. 측정 결과에 문제가 있는 경우 이상이 생긴 원인을 ① 측정상의 문제, ② 지형․지질 조건의 문제, ③ 측선 설정상의 문제 등의 관점에서 검토하고 현지에서 해결할 수 있는 문제점은 해결하도록 한다. 예를 들면, 측선이 단층 파쇄대에 인접하여 평행하게 설정되어 있는 경우 측선 전체에 걸쳐 낮은 전기비저항이 측정되는 경우가 있다.

마. 보안사항

10) 현장 작업을 할 때에는 사고 방지에 만전을 기하지 않으면 안된다. 특히 낙뢰에 대해서는 충분히 유의할 필요가 있다. 11) 측정할 때에는 높은 전압이 전극에 걸리는 경우가 있기 때문에 감전사고 방지에 유의하지 않으면 안 된다.

용지를 사용하고자 할 때는 관계자에게 연락을 취해 사전에 허가를 얻어야 한다. 전기비저항탐사에서는 땅 속으로 전류를 흘려 보내지면 그 주변에 직접적인 피해가 생기는 것은 전혀 아니다. 그러나 측정 중에는 높은 전압을 전극에 거는 경우가 있기 때문에 감전사고 방지에 유의할 필요가 있다. 원거리 전극을 설치하는 경우 측선에서 상당히 떨어져 있기 때문에 원거리 전극에 주의를 기울이지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 남의 눈에 띄지 않는 장소에 설치하든가 아니면 전극을 완전히 땅에 매설하는 등의 방법을 강구해야 한다.

발파 작업을 동반하는 탄성파탐사와 병행하여 작업을 하거나, 발파작업 사업소가 근접해 있는 경우에는 충분한 사전조정이 필요하다. 또 번개 발생 시에는 측정 오차를 일으킬 뿐만 아니라 케이블이나 전극에 떨어지는 낙뢰에 의해 탐사기를 파손시키거나 탐사작업자에 위험을 가할 수 있기 때문에 즉시 작업을 중지하고 안전 조치를 취함과 동시에 탐사기기 등을 안전하게 보호해야 할 필요가 있다.

 

* 자료처리

가. 측정 위치도의 작성

1) 측점의 위치, 측선의 위치 관계 등 탐사 개요를 파악할 수 있도록 적절한 축척으로 측정 위치도를 작성한다.

측선, 측점의 위치 관계를 명료하게 알 수 있도록 적절한 축척의 지형도를 이용한 측정 위치도를 작성하여 성과품의 일부로 한다. 이때, 그림 속에는 ① 축척, ② 방위, ③ 측선 또는 측점의 위치를 빠뜨리지 않고 기재한다. 방위는 진북과 자북으로 명기한다. 측선은 그 시작과 끝을 명기하고, 여러 개의 측선이 있을 때는 이들을 식별하는 측선명도 기입한다. 측점에서도 복수의 측점이 있는 경우, 이들을 식별하는 측점명(번호)을 기입한다.

원거리 전극을 사용한 경우, 원거리 전극의 설치 위치(필요에 따라 케이블의 부설경로)를 기입한다. 이때 필요에 따라 측선 위치도와 원거리전극 위치도를 나누어 작성해도 좋다.

 

나. 측정 결과의 편집

2) 측정 결과의 자료처리 및 해석에 앞서 탐사 방법 및 전극 배열에 따라 측정 결과를 재평가하고, 필요에 따라 측정값을 보정한다.

모든 측정 결과에 대해서 자료를 다시 평가하고, 이로부터 이상 자료의 검출, 구조물의 영향 등을 파악한다. 이때<4.3.4-라 측정 자료의 품질 관리>에 나타낸 것처럼 측정 결과를 그래프화 한다면 효율적으로 이상 자료나 구조물 등의 영향을 파악할 수 있다. 필요에 따라 측정값의 보간 처리나 평활화 처리를 한다. 또 자료처리에 나쁜 영향을 미치는 것이 분명한 측정값은 제외한다.

측정 자료의 품질을 명시하도록 고객이 요구하는 경우 이 단계에서 품질을 평가한 도표를 작성한다.

 

다. 측정 결과의 자료처리

3) 탐사 방법 및 전극배열에 따라 측정 결과를 처리하여 탐사 결과의 자료분석․평가․해석을 하기 위한 기초자료로 삼는다. 또한 탐사 단계․목적이나 탐사 방법에 따라서는 여기에서의 처리 결과를 최종 탐사결과로 하는 경우가 있다.

 

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