• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제25권6호
• /
• pp.108-115
• /
• 2016

Even if ion pumps are widely and mostly used in ultra-high vacuum (UHV) conditions, virtually every existing ion pump has its maximum pumping speed around 1E-6 mbar (1E-4 Pa). Discharge intensity in the ion pump Penning cell is defined as the current divided by pressure (I/P). This quantity reflects the rate of cathode bombardment by ions, which underlies all of the various pumping mechanisms that occur in ion pumps (chemisorption on sputtered material, ion burial, etc.), and therefore is an indication of pumping speed. A study has been performed to evaluate the influence of magnetic fields and cell dimensions on the ion pump discharge intensity and consequently on the pumping speed at different pressures. As a result, a combination of parameters has been developed in order to design and build an ion pump with the pumping speed peak shifted towards lower pressures. Experimental results with several different test set-ups are presented and a prototype of a new 200 l/s ion pump with the maximum pumping speed in the 1E-8 mbar (1E-6 Pa) is described. A model of the system has also been developed to provide a framework for understanding the experimental observations.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.703-704
• /
• 2008

We fabricated and tested porous silicon-based electroosmotic pumps. Compared to other pumping media, porous silicon is beneficial for obtaining comparable flow rates with much lowered electric potential, while maintaining enough mechanical properties. We fabricated porous silicon with two sided-reactive etching processes. We found higher flow rate per electric potential (consistent with previous studies) and we also found asymmetric flow rates for different pumping directions. We plan to utilize this asymmetry for AC pumping applications.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.495-499
• /
• 2008

본 연구는 빗물 저장조 시스템의 유출량 변화모의를 통해 지붕면 유출제어의 가능성을 확인하고, 설계조건에 적절한 저장조(retention tank)-펌프 용량 조합의 결정방안을 제시하였다. 저장조의 운전조건을 고려한 물수지 방정식을 이용해 서울지역의 강우특성에 따른 저류량 및 첨두유출유량 변화를 모의하고, 그 결과를 강우재현기간별 저장조 용량-첨두 유출량-펌프 배수량 관계곡선 (TPP 곡선) 으로 작성하였다. 100년 빈도 첨두 유출을 지선 하수관로의 설계기준인 5년 빈도 첨두유출까지 제어할 경우, 지붕면적 $100m^2$ 당 펌프배수 용량은 $0{\sim}25{\ell}$/분, 저장조 용량은 $8.5{\sim}10m^3$으로 결정되었다. 즉, 서울지역의 지붕면적 $100m^2$ 당 적절한 저장조+펌프 용량조합은 $10m^3+0{\ell}$/분${\sim}8.5m^3+25{\ell}$/분이라고 할 수 있다. TPP 곡선을 이용하여 설계조건에 적절한 빗물 저장조-펌프의 용량조합 방안을 알 수 있었으며, 이를 이용해 현장여건에 고려한 구체적인 용량을 결정할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권11호
• /
• pp.1087-1094
• /
• 2014

해안지역에서 지하수 해수침투 저감을 위하여 해수 양수 관정을 가동할 때 해수정으로 많은 양의 담수가 낭비되는 사례가 있다. 해수 침투를 저감시키고 낭비되는 담수를 유용하게 활용하기 위하여 이중 양수정이 제안된 바 있다. 이중 양수정은 해수 양수를 위한 해안 쪽의 해수정과 담수 양수를 위한 내륙 쪽의 담수정으로 구성된다. 선행 연구에서는 담수정의 해수 비율을 최소화시키기 위한 해수정의 양수량을 산정하였으나 담수정의 해수비율이 1~15% 범위로 나타나 담수정에서 담수를 확보하기 어렵다고 판단하였다. 본 연구에서는 이송이 지배적인 상황에서 이중 양수정의 효과를 분석하였다. 연구 결과 담수정에서 저염도 지하수를 확보할 수 있음을 밝혔다. 또한 해안 유역 차원의 적정 지하수관리를 위해서는 담수정의 해수비율을 최소화하는 것 외에도 해수정으로 낭비되는 담수량을 최소화하는 것도 함께 고려해야한다.

• 지질공학
• /
• 제20권2호
• /
• pp.127-136
• /
• 2010

본 연구에서는 현장에서 수행한 단계양수시험을 이용하여 최적 양수량, 우물효율 및 양수 영향반경을 산정하였다. 시험결과 최적 양수량은 KDPW 1, KDPW 2에서 수위강하가 0.5, 1.0 m 일어났을 때 각각 9.37, 16.20 $m^3/day$과 8.11, 14.10 $m^3/day$으로 계산되었다. 또 우물효율은 KDPW 1에 대하여 72.02~90.73%의 효율을 그리고 KDPW 2에 대하여 70.62~88.52%의 효율을 보였다. 한편 정류상태 해석으로 영향반경은 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 3.50~31.92 m로 계산되었다. 또 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.14~37.43 m로 산정되었다. 부정류 해석결과에 따르면 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.02~8.34 m로 계산되었다. 그리고 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.24~9.68 m로 계산되었다. 본 연구에서 적용한 방법론은 오염지하수 양수처리법의 설계에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제37권5호
• /
• pp.499-508
• /
• 2004

창원시는 전국에서 최초로 2001년에 북면과 대산면에 강변여과수 취수장을 건설하여 운영하고 있다. 본 연구는 창원시 북면 낙동강 본류 하안의 강변여과수 취수장 주변에 대해서 수리지질 특성을 평가하고 낙동강과 강변대수층간의 지하수유동 모델링을 수행하였다. 이를 통하여 강변여과수 취수에 따른 낙동강물과 지하수 유입량을 평가하였다. 지하수모델링에서는 시추자료, 입도분석자료, 양수시험분석자료, 지하수위 측정자료, 낙동강 수위 측정자료, 강수량 자료를 이용하였다. 정상류 모델링으로 강변여과수 취수 이전의 자연상태의 지하수위를 잘 모사할 수 있었다. 부정류 상태 모델링에서는 7개 취수정의 최대 양수량인 총 14,000$m^3$/day로 취수시의 지하수위 하강을 모사하였으며, 이때 낙동강으로부터의 유입량, 배후지쪽의 지하수 유입량 그리고 강변대수층의 동측과 서측으로부터 유입량은 전체 유입량의 각각 8,390$m^3$/day(60%), 590$m^3$/day(4%), 5,020$m^3$/day(36%)이다. 입자 추적 모사 결과, 낙동강쪽으로부터 취수정 쪽으로의 유입속도는 약 1.85m/day이고, 배후지로부터 취수정 쪽으로의 유입속도는 약 0.75m/day이다. 본 연구는 지표수/지하수 연계관리 모델링에 공헌하며, 강변여과수 취수량, 수질, 자연적인 함양량이 계절적으로 어떻게 영향을 받는지를 이해하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권9호
• /
• pp.769-779
• /
• 2015

본 연구에서는 죽산천 주변 지역에 대해 SWAT-MODFLOW 결합모형으로 암반층 지하수 양수에 따른 하천수 감소량을 모의하여 하천-관정 이격거리, 대수층 및 하천바닥층 수리특성 등과의 관계를 파악하고, 양수 위치에 따른 하천수 감소량을 공간적으로 표출하여 그 특징을 분석하였다. 양수정 위치에 따른 하천과의 이격거리, 투수량계수, 저류계수, 하천바닥층 수리전도성 등의 차이로 인해 지하수 양수량 대비 하천수 감소량 비율이 10~90%의 범위를 나타내었으며, 투수량계수가 $10m^2/day$ 보다 크거나 저류계수가 0.1보다 작은 경우 대부분 관정에서 하천수 감소율이 50%를 초과하는 것으로 분석되었다. 암반층에서 지하수를 양수할 경우 5년 동안 평균적으로 53.6%의 하천수 감소율을 나타내어 충적층 양수에 비해 12.9% 만큼 덜 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 죽산천 중하류부에서 양수 영향이 비교적 크게 나타나는 것으로 분석되었다.

• 지질공학
• /
• 제13권1호
• /
• pp.17-27
• /
• 2003

본 연구에서는 해수침투에 관한 기존 이론을 검증하고 지하수 함양량과 양수량의 변화에 따른 담-염수 경계면 이동현상을 고찰하기 위하여 실내 모형규모의 자유면 대수층에서 시간 영역 광전자파 분석기 (Time Domain Reflectometry: TDR)를 이용하여 2차원 염수침투 현상을 관측하였다. 실험 결과 염수와 담수의 경계면에서는 분산 혹은 확산에 의한 혼합대 (mixing zone)가 두텁게 형성되었으며 Badon Ghyben과 Herzberg가 가정한 비혼합 경계면 (sharp interface)은 형성되지 않았다. 따라서 본 연구에서 획득한 기준 해수면에 대한 자유수면($H_{f}$)과 염수 경계면($H_{s}$)까지의 깊이의 비에 관한 실험치와 Ghyben-Herzberg 근사법의 이론치가 일치하지 않음을 알 수 있었다. 한편, 함양량과 양수량을 달리하면서 경계면의 변화를 관찰한 결과 주어진 함양량에 대하여 양수량이 증가함에 따라 경계면의 이동속도가 증가하였고, 본 모형조건하에서 경계면의 이동속도는 함양량에 대한 양수량의 비 ($Q_{p}/Q_{r}$)에 약 7배나 달하는 것으로 나타났으며 이는 해안선에 인접한 해수 침투 취약지역에서는 양수량이 아주 중요한 역할을 한다는 것을 지시한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권11호
• /
• pp.1079-1088
• /
• 2013

지하수 양수정의 위치는 대수층내 지하수 유동과 하천-대수층의 상호작용에 영향을 미치므로 효과적인 지하수 개발 이용 및 하천수 관리를 위해서는 개별적인 지하수 관정의 양수 위치에 따른 하천수량 변화를 정량적으로 분석하는 과정이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 경기도 이천에 위치한 신둔천 유역에 대해서 단일 관정으로부터의 지하수 양수가 인근 하천구간에 미치는 영향을 지표수-지하수 통합모형 SWAT-MODFLOW를 이용하여 모의, 분석하였다. 유역내에 존재하는 지하수 관정들 중 임의로 50개를 선별하고 각각의 단일 관정의 양수로 인한 인접 및 하류부 하도 구간의 하천수 감소에 미치는 영향을 평가하였고, 특히 양수로 인한 하천 영향 판별 지표로 많이 사용되고 있는 하천고갈인자 및 하천바닥인자의 적용성을 검토하였다. 각각의 단일 관정의 지하수 양수 전 후의 하천유량을 비교한 결과 양수량 대비 하천수 감소량은 작게는 20% 미만에서 크게는 90%가 넘는 등 지역 및 하천-관정 이격거리에 따라 큰 차이를 나타내었다. 하천고갈인자와 하천바닥인자 모두 하천수감소량과는 상관성이 높지 않아 양수로 인한 하천에 미치는 영향을 판정하는 절대적인 기준이 될 수는 없는 것으로 분석되었다. 하지만, 하천-관정 이격거리가 약 500 m 이내인 경우에는 하천바닥인자는 하천 영향정도를 평가하는 지표로 사용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제26권4호
• /
• pp.541-549
• /
• 1993

The main goal of this paper is to determine hydraulic properties and to predict drawdown for the efficient and stable development of groundwater in the Daejong-Chun area, North of Kyungsang-Do. Based on geological survey and analysis of well logging data conducted in 1991, it is found that the type of aquifer of this area is considered to be an anisotropic unconfined aquifer with saturated thickness of 19.8 m. In order to characterize this aquifer pumping test was conducted, and the resulting drawdown data were utilized for the analysis by applying both type curve matching technique and semi-log straight line method. As a result, the average specific yield of this aquifer is estimated as 32.3%, and the average ratio of $K_H$ to $K_V$ is only 2.7, which means that gravitational effect is not significant factor for this type of aquifer. For the validation of the estimated hydraulic properties, the analytical model which was developed with Newton-Raphson iteration procedure in this study, was employed to generate the drawdown. And, the resulting drawdown was compared against actual drawdown data and it shows the excellent matches. The actual drawdown data for 9 hours of pumping were used for history matching purposes and relatively satisfactory matches were achieved in this match. Then, the model was run by using the tuned parameters that are obtained during history matching stage, and the drawdown was predicted for the next 30 years of pumping with $3,000m^3/day$ of constant pumping rate. Its result indicates that the drawdown was stabilized as 1.41 m from 20 days with $3,000m^3/day$ of constant pumping rate, which is the required amount of water to be safely supplied to this area.