• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2001

흙필터는 일반적으로 침식이나 파이핑으로부터 지반 구조물을 보호하기 위하여 사용된다. 세립자들이 유동하여 필터에 퇴적하는 폐색현상이 발생하는 경우, 간극수압이 증가하고 이로 인해 지반구조물의 불안정을 유발시키게 된다. 미세입자의 유동에 의한 폐색현상은 옹벽의 뒤채움재에 설치한 필터, 흙댐의 저부에 설치된 필터, 그리고 터널의 라이닝 뒤에 설치한 필터 등에서 발생할 수 있다. 폐색현상은 필터의 투수능을 저하시켜 배수능력에 상당한 위험을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 필터의 폐색으로 인한 투수능 저하 정도를 실험을 통해 관찰하고 이론적인 모델을 통해 정량화 시키고자 하였다. 일정한 농도의 현탁액이 필터로 유입되는 분리형 실험과 현장상태를 모사하는 흙-필터 시스템의 결합형 실험을 통해 투수능의 저하현상이 압력 제어조건과 유량 제어조건에서 관찰되었고, 서로 비교 분석되었다. 미세입자가 통과하는 필터의 간극을 모세관으로 가정한 후 모세관에서 유체의 흐름 원리를 이용하여 물리적인 폐색에 의해 발생하는 투수능 저하현상을 이론적인 모델로 구성하였다. 일반적으로 투수능은 1/10 수준으로 감소되었으며, 분리형 실험에 의한 결과와 이론적인 모델의 결과는 잘 일치하였다. 또한, 결합형 실험결과와 분리형 실험결과가 비교적 잘 일치하여 투수능 저하예측은 분리형 실험이나 이론적 모델에 의하여 가능하리라 판단되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2022

연구목적: 본 연구에서는 토목섬유 연직차수시스템에 사용되는 팽창 지수재를 사용하여 지수재의 팽창에 따른 차수성능을 평가하였다. 연구방법: 토목섬유 연직차수 공법 적용시 연결부에 대한 투수능을 판단하기 위하여 ASTM D5887과 ASTM D6766을 준용하였다. 팽창 지수재를 각 용액에 포화시킨 후 시간경과에 따른 무게, 두께, 부피 변화를 분석하였으며, 토목섬유 연직차수벽 연결부에 팽창지수재를 설치하여 투수 특성을 평가하였다. 연구결과: 염수조건에서 지수재의 팽창반응 시간이 상대적으로 늘어남에 따라 투수능의 저하도 담수에서 보다 작은 감소폭을 나타내었다. 또한 토목섬유 연직차수재료의 결속 방법에 따라 롤 이음방식이 인터록 방식 보다 수두차에 의한 압력저항이 커서 차수성능이 다소 우수하게 나타났다. 결론: 주유소, 유류저장시설 및 산업단지 등 오염물의 유출을 추정할 수 있는 도심지 오염원에서는 오염물질 확산을 방지할 수 있는 사전대응 기술이 피해규모를 현격하게 감소시킬 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.69-76
• /
• 2009

침투는 지표면에서 토양속으로 물이 침입하는 현상으로 지하수위 및 강우시 지표면 유출량에 영향을 미친다. 도시화가 진행됨에 따라 침투량은 감소한다. 이러한 침투량의 감소는 하천수량의 감소 또는 하천 건천화의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 한경대학교 교내 3지점에서 침투량 측정을 통하여 침투능 및 누가침투량 관계식을 결정하였다. 침투량 실험용 투수성 보도블록을 3종류로 제작하여 지표면 3개 지점에서의 보도블록에 관한 침투능 및 누가침투량 관계식을 결정하였다. 3종류의 보도블록 중 하나의 침투능은 지표면 침투능과 거의 동일하게 관측되었다. 각 지점의 침투능 및 누가침투량 관계식은 Kostiakov 형식으로 유도하였다. Kostiakov 형의 종기침투능을 근거로 하여 Horton형 침투능 및 누가침투량을 결정하였다. 또한 Horton 형 침투능 관계식에서 토양의 종류를 반영하는 매개변수 값을 결정하고 토양의 종류를 추정하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제8권4호
• /
• pp.12-20
• /
• 2003

본 연구에서는 원위치 생물학적 처리 과정에서 공대사 기작에 의해 분해되는 유기오염물질의 성상과 거동을 모의하기 위한 수학적 모델을 제기하였다. 토양구조 내에서 부동유역의 존재가 처리 과정에 미치는 영향을 고려하기 위하여 이중공극 개념을 적용하였으며, 유기오염물질의 거동과 생물학적 처리에 미치는 미생물의 영향을 수학적으로 표현하기 위하여 수정된 Monod식과 토양상 미생물의 미소군집모형이 적용되었다. 가상의 원위치 생물학적 처리 과정에 대한 모델의 적용을 통하여 공극내 생체축적으로 인한 투수능의 감소가 지하수 흐름에 미치는 영향이 예시되었다. 가상의 생물학적 처리 과정에 대한 모델의 모의결과는 부동유역의 존재가 유기오염물질의 생물학적 가용성을 저감시키며, 생물벽체의 형성 및 처리과정에 있어 외부로부터의 미생물 및 영양물질 주입정의 위치가 효과적인 처리 계획의 수립을 위해 중요하다는 것을 보여 주었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.927-938
• /
• 2000

박테리아를 토양과 같은 다공성 매질에 주입시키고 적절한 기질과 영양분을 공급시키면 박테리아는 매질의 표면에 부착하여 성장한다. 그 결과 바이오필름이 생성되어 공극의 크기가 감소하여 매질의 투수계수가 감소되며, 오염물질을 분해시키는 생물학적 오염분해 능력을 갖게 된다. 본 연구는 투수계수가 비교적 큰 모래와 화강풍화토에 박테리아를 접종, 배양한 후 토양의 투수계수의 변화를 측정하였으며, 배양된 바이오필름의 화학물질에 대한 저항성 및 온도변화에 대한 내구성 실험을 통해 대용 차수재로의 가능성을 평가하였다. 또한 bio-barrier의 유기물질 분해능 및 bio-barrier의 두께에 따른 미생물의 생장도를 column test를 통하여 측정하여 bio-barrier 내에서의 기질의 이동 및 생분해와 박테리아 농도의 분포 변화간의 관계를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.19-19
• /
• 2015

최근 기후변화로 인해 집중호우 및 게릴라성 폭우의 발생빈도가 증가하고 있다. 또한, 도시화 및 산업화로 인해 불투수지역이 증가하여 첨두강우의 도달시간은 짧아지고, 강우강도는 증가하는 현상을 보이고 있다. 이로 인해 도시유역에서는 우수관의 통수능 부족으로 인한 홍수가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 EPA-SWMM User's manual에서 제공하는 예제 관망도를 이용하여 SWMM 모형 매개변수들 간의 상관관계 분석을 수행하였다. 사전 조사 및 분석을 통해 유역폭, 관조도계수, 불투수유역 조도계수, 투수유역 조도계수, 불투수면적 비율 등 총 5개의 매개변수를 분석 대상으로 선정하였다. 매개변수들 간의 상관관계를 분석한 결과 유역폭-관조도계수, 유역폭불투수유역조도계수, 불투수면저 비율-투수유역 조도계수가 양의 기울기를 가지는 1차 선형함수 형태를 보였다. 즉, 예로 유역폭이 증가하면 관조도계수 또한 증가하는 경향을 보였다. 반대로 유역폭-불투수면적비율, 불투수유역 조도계수-관조도계수의 경우 음의 기울기를 가지는 상관관계를 보였으며 특히, 유역폭-불투수면적비율의 경우 2차 회귀곡선을 가지는 감소경향을 보였다. 본 연구의 결과를 활용하여 향후 우수관 설계를 수행한다면 내수침수 저감에 실무적인 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.189-189
• /
• 2019

도시화에 따른 토지이용패턴의 변화로 불투수면적이 증가하여 빗물의 침투량이 감소하고, 유출량은 증가하는 등 집중호우시 침수피해를 야기하게 된다. 또한 오염원의 증가로 수질오염과 지하수고갈에 따른 건천화 등 부정적 효과를 초래하는 것으로 알려져 있다. 최근 기후변화에 따라 물순환 체계가 변화하고 있으며, 이로 인해 도시의 홍수 및 가뭄이 극심해지고 시민의 삶의 질도 위협받고 있다. 우리나라의 경우 지속적으로 도시화 및 불투수면적이 증가하고 있으며, 집중호우의 발생빈도 또한 높아 심각한 수자원 물재와 홍수피해위험이 높다. 이에 도시의 물환경 변화 및 왜곡된 물순환 체계를 지속가능하도록 개선해야 할 필요성이 제기되었다. 환경부 및 국토부 등 정부기관에서는 물환경지속가능성을 위하여 저영향개발 기술요소를 도입하고 적용하고 있다. 본 연구에서는 침수위험지역의 저영향개발기법을 도입하여 유출저감 효과를 모의하고, 경제성 분석을 하였다. 본 연구의 대상지역은 경상남도 김해시 안동지구이며, 면적 364.2ha, 투수층면적 160.7ha, 불투수층면적 203.5ha로 불투수율은 55.90%로 산정되었다. 대상지역인 안동지구 우수관로현황 조사결과 (30년빈도 강우강도 적용) 관로의 통수능 검토시 전체관로 26.97km 중 통수능 부족관로는 15.60km로 전체대비 약 57.8%로 나타났다. 안동지구 내 우수관거는 간선관로의 경우 10년빈도, 지선관로의 경우 5년빈도로 설계, 시공되어 있으므로 각종 공단이 입지한 시가지인 안동지구는 도로포장등으로 인해 불투수층이 대부분을 차지해, 강우시 도로표면 유출수의 증대로 침수피해가 가중되는 것으로 판단되었다. 이에 저영향개발기법을 적용하여 맨홀로 유입되는 직접유출(DCIA, Directly Connected Impervious Area)를 줄이고, 유지관리 등을 고려하여 경제성을 평가하여 향후 침수위험지구 관거개량시 저영향개발기법을 활용할 수 있도록 하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제21권12호
• /
• pp.23-28
• /
• 2020

사질토지반에서 적용할 수 있는 합리적인 침투능 산정기법을 제시하기 위하여 실내실험결과를 분석한 결과, 단위중량이 감소함에 따라 침투속도는 증가하는 경향을 보였으며, 강우강도가 증가함에 따라 침투속도 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한 본 논문에서 제안한 초기침투능 감소상수(α계수)를 적용한 침투능 변화 곡선에 대하여 비교·분석한 결과 시간에 따른 침투능 변화가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 침투능 및 침투량 산정 시 널리 사용되고 있는 Horton 경험식이 사질토지반에서는 적용이 어려운 점을 개선하여 침투능 산정 모형을 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.99-106
• /
• 2009

본 연구에서는 침투형 우수유출저감시설 중 투수성 보도블록에 대한 침투량을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 다양한 강우 조건하에서 투수성 보도블록의 침투량 산정 실험을 실시하였고 수리실험 결과와 수치모의 결과를 비교 분석하여 적정성을 파악하였다. 투수성 보도블록의 수리실험을 통해 종기침투능을 분석한 결과 강우강도가 커짐에 따라 종기침투능과 유출시작시간은 급격하게 감소되어도 유출이 발생하기 전까지의 침투량은 강우강도에 관계없이 약 300.0 l 이상으로 유지되는 것을 알 수 있었다. 수리실험과 수치모의 결과를 바탕으로 강우강도별 누적침투량의 통계분석에 의한 결정계수 산정결과 $0.958{\sim}0.996$의 높은 상관관계를 나타내었다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.25-33
• /
• 2020

본 연구에서는 기존 차수재가 수분과의 팽윤성을 갖는 특징을 개선하기 위해 모래, 칼슘-벤토나이트 및 겔화제 혼합물의 트리클로로에틸렌(TCE) 반응에 따른 투수 특성을 평가하였다. 이를 위해 연구 재료의 기본적인 특성 분석, 투수시험을 진행하였다. 투수계수는 칼슘-벤토나이트 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하였으며, 겔화제 혼합 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 결론적으로, 칼슘-벤토나이트 15%, 겔화제 30% 이상 혼합 시 지하수 유동에서의 투수계수는 α × 10^-4 cm/sec 이상으로 분석되어 지하수 유동을 차단하지 않는 것으로 분석되었다. 또한 TCE 반응 시 혼합차수물의 투수계수는 α × 10^-7 cm/sec 이하로 분석되어, 차단층 투수계수 조건(1.0 × 10^-6 cm/sec 미만)을 만족하였다. 따라서 칼슘-벤토나이트와 겔화제는 TCE로 오염된 토양 및 지하수에 선택적 투수능 변환 특성을 보이는 차수재로서 활용이 가능하다.