• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.333-344
• /
• 2013

본 연구에서는 절리 암반 내 터널굴착 시 지하수 유출량 예측량이 실제 계측치와 큰 차이가 나는 이유 중 하나인 터널주변 절리암반의 투수계수의 감소 현상에 대해 논의하였다. 현재 터널 설계 시 일반적으로 사용되고 있는 지하수 유출량 산정식은 터널주변 암반이 등방, 균질하고 일정한 투수계수를 유지한다고 가정한다. 하지만, 실제로는 터널주변 절리암반의 투수계수는 터널주변 유효응력 상태에 따라 변화하며, 절리 내 지하수 흐름에 따라 다시 터널주변 유효응력 분포가 영향을 받는 수리-역학적 상호거동을 보인다. 터널굴착 직후 터널 접선방향 유효응력이 응력집중과 간극수압 감소로 인해 급증하고 그에 따라 절리의 닫힘현상이 발생하며, 결과적으로 터널인접 절리암반 링 구간에서 투수계수가 급격히 감소하게 된다. 이러한 터널인접 링 구간 내에서 상당히 큰 간극수압 감소가 발생하게 되어 터널주변 간극수압 분포는 등방 균질의 절리암반으로 가정한 산정식과 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 절리암반의 수리-역학적 상호거동의 개념을 도입하여 터널주변 간극수압 분포와 터널 내 지하수 유입량 산정방법을 제안하고 이를 수치해석을 통해 검증하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
• /
• pp.172-175
• /
• 2001

이 연구에서는 5개의 시추공에 대한 양수시험을 실시하여 대수층의 수리학적 이방성과 지하수의 주 유동방향을 규명하고자 하였다. 코아검층 및 초음파주사검층을 통해 각각의 공에 대한 균열방향을 결정하고 이를 토대로 통합해본 결과 크게 세 방향의 균열군이 집중성을 보였다. 가장 빈도가 높은 균열의 방향은 N0$^{\circ}$~40$^{\circ}$E/30$^{\circ}$~50$^{\circ}$SE 그리고 N30$^{\circ}$~ 80 $^{\circ}$W/20$^{\circ}$~50$^{\circ}$ NE이 방향이 함께 나타났으며 두 번째 균열의 방향은 N0$^{\circ}$ ~50$^{\circ}$E/60$^{\circ}$ ~80$^{\circ}$NW로 나타났다. 세 번째 방향은 N30$^{\circ}$~50 $^{\circ}$W/70$^{\circ}$~80$^{\circ}$SW방향의 균열로 구성된다. 이처럼 지표하에서는 크게 세 방향의 균열이 다른 방향을 보이는 균열에 비해 상대적으로 큰 빈도를 가지며 발달하고 있음을 알 수 있다. 대수층이 이방성이고 균질하다는 가정하에 양수시험을 실시하여 각각의 공에 대한 최대 투수량계수 ( $T_{{\varepsilon}{\varepsilon}}$)와 최소 투수량계수 ( $T_{ηη}$)값을 산출하고 주 텐서방향 ($\theta$)을 결정하였다. 그 결과 BH-1, BH-4, BH=5공을 제외한 BH-2, BH-3호공에서의 이방성 투수량계수텐서값은 이 논문의 가정인 대수층이 이방성이고 균질하다는 가정에 일치하지 않았다. 따라서 원형좌표계에 도시하였을 때 다른 공에 비해서 비균질성이 심한 결과로 인해 이방성타원체 에서 많이 벗어남을 보였다. 이로인해 3개의 공 BH-1, BH-4, BH-5호공을 사용하여 대수층의 이방성을 분석하여 보았다. BH-1호공에서의 $T_{{\varepsilon}{\varepsilon}}$는 171.90 $m^2$/day, $T_{ηη}$는 71.0l $m^2$/day이고 주 텐서방향은 Nl5.39$^{\circ}$ E로 나타났다. BH-4호공의 $T_{{\varepsilon}{\varepsilon}}$는 268.20 $m^2$/day, $T_{ηη}$는 28.75 $m^2$/day이고 주 텐서방향은 N7.55$^{\circ}$E이며 BH-5호공에서의 $T_{{\varepsilon}{\varepsilon}}$는 168.40 $m^2$/day, $T_{ηη}$는 66.80 $m^2$/day이고 주 텐서방향은 N76.59$^{\circ}$E로 나타났다. 이처럼 연구지역에서의 각각의 공에 대한 투수량계수텐서는 서로 다르게 나타났으며 이에 따른 주 텐서방향도 서로 다름을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.559-571
• /
• 2013

최근에 불투수층의 증가로 인하여 지표면의 저류량이 감소하고 첨두유출과 전체 지표면유출은 증가하고 있다. 첨두유출량의 증가와 빠른 도달시간으로 인하여 도시유역의 홍수 피해가 증가하고 있다. 또한 토양으로 침투되는 강우량이 감소하여 지하수위가 하강한다. 그러므로 도시하천의 건천화가 진행되어 유역의 물 순환이 악화된다. 따라서 본 연구에서는 건천화 문제를 감소시킬 수 있는 방안중 하나인 투수성 포장의 침투실험을 통하여 투수효과를 정량적으로 분석 및 평가하였다. 또한 SWMM 모형을 창원천 및 남천 유역에 적용하여 침투실험에서 얻어진 투수계수를 이용하여 투수성 포장의 물순환 영향을 분석하였다.

• 지질공학
• /
• 제12권2호
• /
• pp.151-166
• /
• 2002

보조수자원 확보로서의 지하수 개발은 안정적인 물 확보측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 지하수 개발공에서 양수량 증가 및 오염물질 제거를 위한 방법으로 공압파쇄기술이 선진 외국에서 개발되어 최근 많이 활용되고 있다. 이 연구는 공압파쇄기술 및 방사성패기물 지하 심부 처분 시 만들어지는 자연방벽에서의 손상발달에 의해 새로이 발생하거나 간극이 커진 딘일불연속면에서의 투수특성을 구명하기 위한 연구이며, 지하수 개발공에서의 양수량 증가 및 오염의 확산/치료 연구에 있어서 기초자료로 활용될 수 있다. 이 연구의 결과로는 봉압, 수리학적 간극 및 투수성과의 상관관계에서 봉압의 증가에 따라 수리학적 간극은 지수적으로 감소하는 경향을 보이고 있고, 동일한 봉압에서 간극에 따른 투수성 변화를 비교해 보면 간극이 커질수록 투수성 또한 증가하는 특징을 알 수 있다. 특히 중·조립 화강암에서의 간극에 따른 투수성 증가가 세립 화강암에서 보다 크다는 것을 알 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권6호
• /
• pp.503-510
• /
• 2006

강변여과는 원수를 강변의 대수층에 통과시켜 지층의 자체 정화능력을 이용하여 원수 중의 오염물질을 상당량 저감한 후 상수를 공급하는 방식이다. 본 연구에서는 지질정수를 추정하는 방법 중 하나인 역해석을 이용하여 강변여과 지역의 투수량계수를 추정하였다. 역해석이란 현장에서 직접 측정한 값과 프로그램을 통해 계산된 값의 차를 목적함수로 두고 이를 최소로 하도록 미지의 매개변수를 결정하는 것이다. 최적화 기법으로 BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)를 이용하였고, 정해석을 위해서는 지하수흐름을 2차원적으로 모의할 수 있는 MOC을 사용하여 역해석 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 적용성을 검증하기 위해 실제 강변여과를 하고 있는 경남 창원시 대산면의 관측 지하수위를 이용하여 그 지역의 투수량계수를 추정하였다. 개발된 프로그램은 상이한 지하수위 조건에서의 역해석에서도 좋은 수렴성을 보였으며, 상용 역산모델과의 비교에서도 우월한 결과를 나타냈다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.110-115
• /
• 1998

본 논문에는 매립장의 높은 침출수위를 저감시키기 위한 복토재의 기능을 분석하기 위하여 매립장의 침출수지 분석 프로그램인 HELP를 이용 복토재 및 폐기물의 수리특성인 간극률, 투수계수, 포장용수량, 위조계수, 초기함수비에 대한 침출수위의 민감도를 분석하고 흙복토재의 다짐에의한 밀도-투수계수-포장용수량의 변화, 현장 초기함수비와 포장용수량의 차가 누적 침출수위 형성에 미치는 영향을 시험 및 수치해석을 통하여 분석하였다. 민감도 해석결과 복토재와 폐기물 모두 간극률과 위조계수의 증가는 침출수위를 감소시키며 포장용수량과 투수계수의 증가는 침출수위를 증가시키는 것으로 나타났으며 침출수위에 영향을 크게 미치는 인자는 복토재의 경우 투수계수, 페기물의 경우는 간극률, 포장용수량, 초기함수비인 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
• /
• pp.570-573
• /
• 2003

광산개발로 인한 지하수 유동체계 변형에 따른 주변환경 영향조사의 과정으로 충북 음성군 지역에서 야외 조사를 실시하였다. 조사 과정중 연구지역의 지하수계를 이해하고 개발에 따른 지하수 유동체계 변화를 예측하고자 수행된 모델링의 입력인자 산정을 위해 순간충격시험을 실시하였다. 순간충격시험을 통해 수리전도도, 투수량계수 그리고 저류계수를 산출하였다. 그리고 dummy의 주입과 회수시 다르게 나타나는 수리전도도값의 원인에 대해서도 고찰해 보았다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권8호
• /
• pp.579-586
• /
• 2017

기능성 스크린이 부착된 집수관의 정량적인 취수량을 분석하고, 여과 재료를 통한 부유물질 및 탁도의 개선효과를 알아보기 위해 네 단계의 연구방법을 제시하였다. 첫 번째 단계에서는 소규모의 실험장치를 구성하여 실증 플랜트 여과 재료의 구성 방법을 결정하였고, 두 번째 단계에서는 견본 장치를 구성하여 기능성 스크린이 장착된 집수관을 통해 유량 값을 측정하였다. 세 번째 단계에서는 각각의 여과 재료에 대해서 탁도의 상태를 달리하여 유량을 측정하고, MODFLOW를 이용하여 투수계수를 추정하였다. 마지막으로 견본 장치를 MODFLOW로 수치모델을 구성하여 세 번째 단계에서 추정된 투수계수를 각각 적용하고 취수량을 분석하였다. 0 NTU일 때 추정된 투수계수 적용 결과 실제 관측 유량에 비해 모델링 결과는 39.96% 높게 나타났다. 이에 비해 100~120 NTU일 때 추정된 투수계수 적용 결과 유량의 차이는 9.41% 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.353-353
• /
• 2023

기후변화에 대응하는 도시유출 저감과 열섬효과를 방지하기 위해 투수블럭 시공이 증가 추세 있으나, 투수블럭과 하부 도로포장체에 대한 강우모사 시험시 토양함수율 설정기준을 정립할 필요가 있다. 유역 혹은 시험체의 유출량 예측에는 토지 이용에 따라 미국자연자원보호청(Natural Resources Conservation Service, NRCS)의 SCS 유효우량 산정 방법을 통해 CN을 활용할 수 있으며, 이때 유역 혹은 시험체의 선행강우일수에 따라 유출량 결과가 큰 차이가 발생한다. 연구를 위해 시험실이 위치하고 있는 부산시와 양산시 무강우 일수(10년, 2012~2021)를 홍수기, 비홍수기 각각 분석한 결과에 따라, 투수블록 포장체의 CN 산정을 위해 자연강우 이후 시험시 AMC조건을 따르며, 무강우일수 5일 이내에는 비성수기 12.7~27.94mm, 성수기 35.56~53.34mm의 평균강우 20.32mm, 44.45mm에 해당하는 체적의 실험수를 사전에 살수한 후 강우모의시험을 진행한다. 사전살수를 통해 하부기층 토양을 AMC-II 기준에 맞추고, 강우모의 시험을 통해 CN(II) 산정한다. 동일기준에서 진행된 시험 결과, 일정한 유출을 확인하였으며, 적용에 일관성을 유지할 수 있었다. 따라서 토양종류와 토양함수조건에 의거 투수블록 포장 시험체의 CN을 산정을 통해, 도시홍수 유출모형에 적용할 수 있다. 53.34mm 이상의 자연강우시 모니터링을 통한 CN(III)을 산정하여CN(II)로 환산하여 경제적이고 합리적인 유출량을 산정한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.905-905
• /
• 2012

현재 도시유역의 홍수피해를 경감시키기 위한 방안으로 우수유출 저감시설에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 침투형 우수유출 저감시설의 경우 침투량 산정에 필요한 여러 인자 중 토성에 의해 저감 능력에 많은 차이를 보이고 있으며, 강우시 침투로 인한 토양내 함수비의 변화와 선행강우 조건 등에 의해 정량적인 분석이 어려워 활용도가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2009년 국립방재연구원에서 시행한 침투실험 자료의 조건과 동일하게 투수계수 및 형상이 다른 두 종류의 투수성 보도블록 A, B와 토양내 선행강우의 유무에 대하여 표 1과 같이 검증 케이스로 구분하고, 4 가지의 강우강도로 모의 조건을 설정한 후 불포화 투수층의 침투해석을 실시하고 실험결과를 이용하여 모의결과에 대한 검증을 시행하였으며, 모의 결과의 검증을 뒷받침하기 위하여 통계적인 적합도를 나타내는 평균제곱오차(RMSE), 평균편차비율(PBIAS), 모형 효율성 계수(NSE), 지속성 모형효율성 계수(PME)을 산정해 보았다. 검증 결과 그림 1과 같이 투수성 보도블록 B의 형태가 투수성 보도블록 A의 형태보다 적합도가 높게 나타났고, 50mm/hr의 강우강도에서 변동성이 크게 나타났으나, 50mm/hr를 제외한 나머지 강우조건에서 양호한 적합도를 보였으며, 선행강우가 있는 조건이 선행강우가 없는 조건에 비해 높은 적합도를 나타내었다.