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가) G.P.R 탐사 정의

지하탐지 레이다(G.P.R : Ground Penetrating Radar)는 6 - 1800MHz의 전자파를 송신기에 의하여 지하(또는 인공의 구조물)로 방사시켜 서로 전기적 물성이 다른 지하매질(또는 인공의 구조물)의 경계면에서 반사되는 파를 수신기로 수집하여 기록한 뒤, PC에 의한 자료처리와 해석과정을 거쳐 지하(또는 인공의 구조물)의 구조와 상태를 규명하여 영상화하는 매우 간편한 첨단 비파괴 지층탐사(구조물 조사) 법이다.

지하 탐지 레이다(G.P.R)탐사에 크게 영향을 주는 지하매질의 물리적인 특성은 상대유전율(Dielectric constant)과 전기 전도도(Electrical conductivity)인데, 전자파의 전파 속도는 유전율에 의해 파의 감쇠는 주로 전기도도에 크게 영향을 받는다.

나) G.P.R 탐사 응용분야

자기지전류탐사(Magnetotellurics, MT survey)

자연적으로 존재하는 전자기장을 평면파 송신원으로 이용하여 지하의 전기전도도 분포를 규명하는, 주파수 영역 전자 탐사의 일종, 통상 MT 탐사라 부른다.
사용 주파수 대역은 0.001Hz 에서 수십 KHz까지 이르므로, 지하 수심 Km까지 탐사가 가능한 심부 탐사법이다.
주송신원은 태양의 흑점 활동과 관련된 전리층의 교란에 의한 1Hz이하의 자연 전자기장과 뇌우 등에 의한 1Hz 이상의 대기전자기장이 있다.

지표에서 서로 직교하는 전기장, 자기장의 수평 성분 및 수직 자기장의 5성분 신호를 연속적으로 측정한다.

획득된 자료는 까니아르 겉보기 비저항 및 위상차로 표현되며, 지하구조가 1차원이 아닐 경우에는 텐서 임피던스로부터 지하구조의 주향 방향 및 3차원 구조의 존재 여부도 구할 수 있다. MT 탐사는 자연 전자기장을 송신원으로 사용하기 때문에 현장 탐사가 비교적 간단한 이점은 있으나 송신원이 미약하여 잡음에 대단히 취약하다. 따라서 그 자료처리가 매우 복잡하며, S/N 비 향상을 위하여 원거리 기준점에서 동시에 자료를 획득하여 자료의 신뢰도를 높이기도 한다.

MT탐사는 탄성파 탐사가 곤란한 지질 특성을 갖는 지역에서 석유 탐사와 심부 광상 탐사, 지열 탐사 및 심부 지각구조 조사 등에 사용되며, 최근에는 고주파수에서 정밀 자료획득이 가능해짐에 따라 깊이 500m 내외의 지하수 탐사에도 사용되고 있다.

전기비저항탐사(Electrical Resistivity Method)

전기비저항탐사는 일반적으로 지층 및 암석, 광물 등이 서로 다른 전기적 특성을 가지고 있으므로 이러한 전기적 특성 등을 이용하여 전류가 흐르는 통로나 암석, 광물의 전류 전도도의 차이에 따라서 전위차(△V/I)를 측정함으로서 지하에 대한 정보를 탐사하는 방법으로 전류전극을 이용하는데 전류전극은 인공적으로 전류가 대지에 공급되어 전위분포를 일으키게 되고, 이때 대지에 공급된 전류의 크기와 이에 의해 발생된 전위의 크기를 측정함으로서 전기비저항치의 대화양상을 탐지하고 이를 해석하여 지하 하부의 지질구조 즉 선구조(Liceation), 단층(Fault), 파쇄대(Fracture zone)등과 광상, 지하수, 지열지대의 보존 여부 및 부존 양상을 탐사하는 방법이다.

크기 및 각 전극간의 거리등 정량적으로 측정 가능한 값들을 취급함으로서 정량적인 해석이 가능하고, 또 그 이론도 비교적 잘 발전되어 있어서 이론적 계산치와 현장 측정치를 비교 해석할 수 있다는 점에서 매우 과학적이라 할 수 있겠다.

한편 우리나라는 지질 구조선에 관련된 선구조(Liceation), 단층(Fault), 파쇄대(Fracture zone)에 따라 지하수가 발달되어 있는것이 특징이고 이러한 지질 구조선들은 대체로 비저항치가 낮아지므로 전기비저항탐사법을 이용하는 것이 지하수의 탐사법 으로는 매우 효과적으로 볼 수 있다.