• Title/Summary/Keyword: 침투수량곡선

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Enhancement of runoff estimation module in SWAT (SWAT 모형의 유출성분 계산 모듈의 개선 및 효과분석)

  • Kim, Nam-Won;Lee, Jeong-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1350-1354
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    • 2010
  • SWAT 모형에서는 토양수량을 고려하여 유출곡선지수법에 따라 지표유출량과 침투량을 계산하고, 계산된 침투량이 토양수대가 받을 수 있는 최대용량인 토양수 최대보수용량(soil water capacity)을 초과할 경우에는 그 초과분을 강제적으로 토양수량에 더해지도록 처리하고 있다. 즉, 초과침투량이 연직 아래로만 유입되는 것으로 간주하고 있다. 이러한 방식은 경사가 매우 완만한 경우에는 적합하다고 할 수 있으나, 국내 유역에서와 같이 비교적 유역 경사가 급한 경우에는 지표유출량이 작게 계산될 수 있으며 특히 집중호우시 강우에 대한 유출 응답이 둔감하게 모의되어 홍수기 큰 강우로 인해 급격하게 증가하는 유출량을 잘 모사하지 못하게 되는 경우가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 홍수기 큰 강우에 대해서 유출량이 민감하게 반응할 수 있도록 초과침투량 재분배 모듈($\underline{R}$edistributing $\underline{EX}$cessive $\underline{INF}$iltration module, 이하 SWAT-REXINF)을 개발하였다. 이 모듈은 토양층의 보수능을 초과하는 침투량 처리 방식을 개선한 것으로 지표유출의 집중시간과 토양수의 침루 유하시간의 상대적인 크기에 따라 초과침투량을 분배하여 지표유출량과 침투량에 할당하는 방식을 취하고 있다. 개발 모듈 SWAT-REXINF을 기 개발한 시간가중평균 유출곡선지수법에 의한 지표유출계산법과 접합-분리 방식의 토양층 구조화 기법 등의 유출계산 개선 기법과 접목하여 그 효과를 충주댐 유역에 대해 분석하였다. 시간가중평균 유출곡선지수법에 의한 지표유출계산법과 접합-분리 방식의 토양층 구조화 기법 등 다른 유출 개선 기법과 혼용하여 적용할 경우에는 지표유출량이 약 2배 증가, 첨두유량은 20~50% 증가하는 등 개선 효과가 매우 크게 나타났다. 모형 개선으로 인해서 강우량에 대한 유출량의 응답 민감도를 증가시켜 유출수문곡선의 증감을 보다 용이하게 모의할 수 있고 정확도 또한 높일 수 있을 것으로 판단된다.

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A Study on Long-Term Seepage Behaviour of Fill Dam by the Monitoring Data Analysis (계측자료 분석에 의한 필댐의 장기 침투거동 연구)

  • Chung, Kyujung;Lee, Song
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.11 no.9
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    • pp.15-25
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    • 2010
  • The main objective of this study was to offer informations about long-term seepage behavioral characteristics and to find a leakage safety management method for Juam Dam and Imha Dam, a central cored rockfill dams in Korea by the evaluating the automatically monitored leakage data. In the water leakage monitoring of fill dam, the generation of abnormal water leakage is difficult to directly detect due to the effect of outside factors such as the component of rainfall inherent in the observation value. Therefore, conventionally estimation methods of water leakage quantity were applied by multiple regression analysis considering reservoir water level, rainfall, etc.. However, the estimated error of rainfall component is relatively big in these method. This paper identifies the seepage characteristic of each dams which is not directly affected by rainfall through the hydrograph separation analysis and 3 dimensional analytical method, and thinks a leakage management method. It was noticed that two dams had site specific seepage behaviour features and were in stable state with the decreasing leakage quantity. It was also found that hydrograph separation method might be applicable to leakage safety management method.

Stochastic Seepage Analysis of Dam (확률론적 댐 침투거동 해석)

  • Cho Sung-Eun
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.4
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    • pp.73-83
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    • 2006
  • Seepage analysis through unsaturated zone based on the theory of unsaturated flow is commonly performed to evaluate dam safety. However, the concepts of unsaturated soil behavior have not been transferred into the hands of practicing geotechnical engineers since the problems involving unsaturated soils often have the appearances of being extremely complex. There is variability and uncertainty associated with the unsaturated hydraulic properties that in turn will lead to variability in predicting unsaturated soil behavior such as seepage rate and the pore water pressure distribution. In this paper, measurements of the soil-water characteristic curve and saturated hydraulic conductivity for the core material of dam were conducted. Then, finite element stochastic analysis was used to capture the effect of unsaturated hydraulic properties on the seepage behavior of dam. It is observed that the amount of seepage increases, as the values of unsaturated soil parameters a and n increase. The values of m and p showed opposite trend.

Sensitivity of Seepage Behavior of Dam to Unsaturated Soil Properties (불포화 수리특성에 대한 댐체 침투 거동의 민감도 분석)

  • Cho Sung-Eun
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.21 no.3
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    • pp.119-131
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    • 2005
  • Seepage analysis through unsaturated zone based on the theory of unsaturated flow is commonly performed to evaluate dam safety. However, the concepts of unsaturated soil behavior have not been transferred into the hands of practicing geotechnical engineers since the problems involving unsaturated soils often have the appearances of being extremely complex. The behavior of dam such as seepage rate and the pore water pressure distribution is different according to the unsaturated hydraulic properties, but nevertheless simply assumed properties have been used due to insufficient data from domestic soils. In this paper, the effect of unsaturated hydraulic properties on the behavior of dam was studied through a series of numerical analyses, and then the results were discussed. It is observed that water table moves at a (aster rate, as the values of unsaturated soil parameter a and n increase. The value of m showed opposite trend. The sensitivity calculated using the approximation form showed maximum values near the water table. And the value of n that is related to the slope of soil water characteristic curve gives greatest influence on the change of sensitivity with time.

Runoff Analysis on the Major Water-level Station at Nakdong basin (낙동강 유역 주요지점의 유출분석)

  • Kim, Sam-Eun;Kim, Chi-Young;Choi, Kyu-Hyun;Hong, Seong-Hun;Kim, Dong-Chun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.267-272
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    • 2011
  • 수문학적인 물의 순환은 여러 기상인자들과 영향을 주고 받으며 복합적으로 발생하는 자연현상이다. 바로 이 물의 순환과정을 통해 물의 이동은 시간 및 공간적인 변동성을 가진다. 강수량이 많을 때는 하천의 통수능력을 초과함으로써 홍수를 발생시키기도 하며, 반대로 장기간에 강수가 전혀 없어 하천유출이 중단되어 가뭄을 발생시키기도 한다. 이에 따라 본 연구에서는 강우 자료의 확보가 용이하고, 과거로부터의 관측자료의 신뢰성이 높은 기상청 자료와 2007년부터 2010년 동안의 낙동강 본류와 주요지점을 대상으로 강우특성 및 강우량에 의한 첨두홍수량 비교분석, 지점별 강우에 따른 유출률변화 특성을 비교분석을 실시하였다. 대상지점의 자료는 유량조사사업단 실시한 낙동강유역의 실측된 유량자료를 이용하였다. 강우특성에 의한 낙동강 본류 주요지점을 선정하여 첨두홍수량을 비교 하였으며 유출률 비교를 위해 선정된 지점은 연속적인 수위-유량관계곡선식이 개발되어 안정적인 시계열자료를 산출할 수 있는 지점으로 낙동강권역의 유역특성을 대표할 수 있는 낙동강하류에 위치한 진동 지점과 도시하천의 특성을 나타내는 금호강유역에 위치한 동촌 지점 및 남강댐 하류에 위치하여 댐방류량에 의한 하천유지유량이 발생하는 정암 지점을 선정하여 유출률분석을 실시하였다. 세 지점의 유출률은 해당연도의 강우량에 따라 변화 되는 양상을 보였다. 이는 저 평수기 토양 침투 및 증발에 의한 자연적인 손실과 가용하천유량이 적어짐에 따른 취수량의 유출량에 대한 양적 비율의 증가가 원인으로 예상된다.

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Seepage Behavior by Artificial Rainfall in Weathered Granite Model Slope (화강풍화토 모형사면의 인공강우 침투거동 해석)

  • Lee, Kumsung;Han, Heuisoo;Chang, Donghun;Yoon, Donggu
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.14 no.12
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    • pp.5-12
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    • 2013
  • In this study, weathered granite model tests were performed to investigate the variation of volumetric water content and matric suction by the adsorption and desorption processes of artificial rainfall. It has been compared with numerical analysis in unsaturated condition. As the results, the behaviors of volumetric water content and matric suction were distinguished by the seepage distance separated into higher, middle and lower area, and the drainage layer located at the bottom of the experimental device. In the adsorption process, the instantaneously large change of matric suction and water content were related to the increase of permeability in soil. However, in the desorption process, the change of matric suction and water content were gradually small because of the decrease of permeability. The volumetric water content and matric suction showed the difference according to the seepage distance, however the typical characteristic curves were made by the adsorption and desorption processes.

Studie8 on Long-Term Performance Evaluation of Geotextiles -for Filter and Drainage- (필터 및 배수용 토목섬유의 장기적 성능 평가에 관한 연구)

  • 권우남
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.35 no.3
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    • pp.130-139
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    • 1993
  • In order to evaluate the long-term permeability performace of the geotextiles, for five different combination of geotextiles and soils the long-term column test method The results obtained are as follows; 1.The gradient range of the initial stage of the long-term permeability curves varied with respect to the soil types, while that of the final stage varied according to the interaction of the soil/geotextile system. 2.The time required for a given soil/geotextile system to reach a interactive stable stage was measured ahout 100 hours for the standard sand and 150 to 600 hours for the silty content soils, respectively. 3.There were no differences between the plain woven geotextile and the non-geotextile in the long-term permeability performance. 4.As the silt content increased, the long-term performance of the geotextiles decreased, and the limiting silt content was about 15%. 5.The thickness and area density of the geotextiles did not influence on the variation of the seepage quantities. 6.The ayerage slope and the transition time of the long-time flow curve were calculated. 7.In order to evaluate the mechanism of soil/geotextile system more perfectly, the gradient ratio test or the hydraulic conductivity test is required.

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A Study on the Field Application of Automatic Grouting System (자동화 그라우팅 기법의 현장적용성에 관한 연구)

  • Do, Jongnam;Park, Junghwan;Choi, Dongchan;Chun, Byungsik
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.13 no.1
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    • pp.63-74
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    • 2012
  • In Korea, grouting has been mostly designed and constructed by experiences without expert knowledge and theoretical study. So there are a lot of problems related to the quality and safty of grouting. Therefor, in this paper the quality management skills and method were discussed through out by using the auto-grouting method and field test of grouting for the construction. Through the limit water injection test of the soil, it make the optimum injection pressure and injection speed of grouting, and through the lugeon test of the rock, it make assess the permeability of before and after grouting. In order to prevent the hydraulic fracture of soil and break away from the grouts if it apply four kinds of mode of grouting stop criteria, injection effects can be improved. From the above characteristcs designers evalute the fitness values of injection pressure(p), injection speed(q) and grouting penetration time(t). So far, to record and manage pressure(p) and speed(q) of grouting autographic devices such as intergation flow-meter usually record data in a roll of paper. Intergration flow-meter can record grouting flow quantity exactly, but the recorded pressures differ from the any basis such as intitial, intermediate and final point. Therefore, it has been argued that is a need of reliable method to describe the connection between the pressure recorded by an intergration flow-meter and the special properties of the grouting target ground. auto-grouting method can describe the reliable connection between the grouting pressure and the special properties of the grouting target ground. So, in this paper by using auto-grouting method, it is expected that to secure basis of quality control techniques construction.

Ecophysiological Interpretations on the Water Relations Parameters of Trees(II) - Seasonal Changes in Tissue-Water Relations Parameters Obtained from P-V Curves on the Pinus koraiensis and Abies holophylla Shoots - (수목(樹木)의 수분특성(水分特性)에 관한 생리(生理)·생태학적(生態學的) 해석(解析)(II) - P-V 곡선(曲線)에 의한 잣나무와 젓나무 지엽(枝葉)의 수분특성(水分特性) 인자(因子)의 계절변화(季節变化) -)

  • Han, Sang Sup;Choi, Heung Seon
    • Journal of Korean Society of Forest Science
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    • v.61 no.1
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    • pp.8-14
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    • 1983
  • This study was to diagnose the ontogenetic ability of drought tolerance in trees, and was to investigate the seasonal changes in tissue-water relations parameters, ${\pi}_o$, ${\pi}_p$, $E_{max}$, $N_s/DW$, $V_o/W_s$ and $RWC_{(tlp)}$, obtained from P-V curves on the Pinus koraiensis and Abies holophylla shoots. The results obtained are as follows; 1) Seasonal changes of original osmotic pressure at maximum turgot, ${\pi}_o$, were -1.2 to -1.6 MPa in Pinus koraiensis and -1.4 to -1.7 MPa in Abies holophylla. 2) Seasonal changes of osmotic pressure at incipient plasmolysis, ${\pi}_p$, were -1.8 to -2.1 MPa in Pinus koraiensis and -1.6 to -2.1 MPa in Abies holophylla. 3) Seasonal changes of relative water content at incipient plasmolysis, $RWC_{(tlp)}$, were 70 to 77% in Pinus koraiensis and 69 to 85% in Abies holophylla. 4) Seasonal changes of maximum bulk modulus of elasticity at maximum hydration, $E_{max}$, were 2.2 to 6.3 MPa in Pinus koraiensis and 3.1 to 7.9 MPa in Abies holophylla. 5) Seasonal changes of number of osmoles of solute in symplasm versus dry weight, $N_s/DW$, were 0.5 to 1.3 in Pinus koraiensis and 0.3 to 1.0 in Abies holophylla. 6) Seasonal changes of original osmotic water volume versus total water volume (symplasmic and apoplastic water), $V_o/W_s$, were 55 to 65%r in Pinus koraiensis and 40 to 65% in Abies holophylla. Consequently, as the comparative values of ${\pi}_o$, ${\pi}_p$, $E_{max}$, $N_s/DW$, $V_o/W_s$, and $RWC_{(tlp)}$, it might be suggested that Abies holophylla shoot could have more or less a greater ability of drought tolerance as compared with Pinus koraiensis shoot.

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Analysis of Shear Flow Dispersion Using Sequential Mixing Model (순차혼합모형에 의한 전단류 분산 해석)

  • Seo, Il-Won;Son, Eun-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.991-995
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    • 2005
  • 본 연구에서는 1차원 이송-분산 과정을 연구하고 전단류 흐름 및 분산거동에 있어 Taylor 이론의 핵심이라 할 수 있는 '종방향 이송과 횡방향 확산의 균형'을 기본 개념으로 하여, 이송과 확산을 분리하여 이 두 과정이 순차적으로 발생한다는 가정에 의거한 순차혼합모형을 제시하였다. 본 모형에서는 가상의 하천을 여러 개의 행과 종방향 거리를 길이가 일정한 구획으로 나누어 연속적인 분산과정을 이산적인 형태로 나타낼 수 있게 하고, 횡방향 유속분포에 따라 각 행에 각기 다른 유속을 할당한다. 오염물질은 하폭방향 선오염원으로 원점에 순간주입되며, 주어진 혼합시간 $t_m$ 동안 각 행의 오염물질들이 각자에 할당된 유속을 따라 진행하고 진행이 끝난 후 횡방향 확산이 순간적으로 이루어진다. 횡방향 확산은 횡방향으로 완전하게 일어남을 가정하여, 횡방향 확산이 끝나면 각 열에서의 농도 평균값이 할당된다. 이러한 혼합시간 $t_m$ 동안의 순차적인 이송-확산 과정이 반복되면서 오염물질의 분산이 일어나며, 농도 분포 그래프를 그릴 수 있게 된다. 순차혼합모형을 가상의 직선하천에 적용하여 종분산계수를 유도하였는데, 본 연구에서 유도된 종분산계순식은 Fischer.가 제안한 식과 유사한 형태로 나타남을 알 수 있었다. 본 모형에서 계산된 농도분포 곡선을 해석해와 비교한 결과,두 곡선이 적절히 일치함을 확인할 수 있었으며 해석해와의 비교를 통해 종분산계수 K가 혼합시간 $t_m$과 선형관계임을 확인할 수 있었다. 수심대하폭비에 따라 각기 다른 유속분포에 적용하여 종분산계수 K가 유속편차강도의 제곱에 비례관계에 있음이 밝힐 수 있었다. 수압은 $4.69kg/cm^2$으로 나타났다. 밸브 개폐도가 $100\%$일 때가 밸브를 $60\%$$80\%$ 개폐시켰을 때보다 $0.3kg/cm^2,\;0.29kg/cm^2$ 낮게 나타나 밸브를 전체 개방 했을 때 관로내의 수압이 상수설계기준에 적합한 수압을 유지함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$

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