The objective of this study was to evaluate the performance of selected sediment reduction methods to reduce sediment discharges from drain and irrigation of different types (concrete canals, soil canals). This study was carried out to analysis for the suspended sediment concentration and sediment of drain and irrigation by velocity of flow. The results of study were analysised and summerized as follow. Sedimentation characteristics and size of soil sediment from the concrete and soil canals of downstream smaller than upstream. Suspended sediment concentration and flow times from the suggestion canals bigger than open canal. Structural shape of the canal decreases the velocity of flow also affects the suspended sediment concentration and flow times.
본 연구는 타원형 물체가 유체 중에서 침강할 때 물체의 형상과 밀도에 따른 침강특성을 분석하는 것이며, 이로 인해 종단속도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 복잡한 형태의 물체를 타원기둥으로 단순화하였고, 낮은 Reynolds 수(=0.5~100)에 대하여 연구를 진행하였다. 또한 침강형태가 종단속도에 미치는 영향을 연구하였다. 수치해석 검증을 통해 정확하고 효율적인 격자 크기를 결정하였다. 정확한 분석을 위해 단순히 종단속도의 변화를 본 것이 아니라 진동하지 않은 물체의 이론적 속도와 비교하여 이와 얼마나 차이가 있는지를 확인하였다. 수치해석 결과 장단축비에 따라 물체의 침강특성이 크게 변하였고 그 경향은 밀도비에 따라 다른 양상을 보였다. 또한 각의 진동에 대한 진폭과 진동수가 물체의 침강속도에 영향을 주는 것을 확인하고 그 원인에 대해서도 연구하였다.
It is essential to accurately predict the change in water level, velocity, and flow rate for each passage of the grit chamber according to the operating conditions of the pump. In this study, VOF multiphase flow analysis was performed, and the flow characteristics of the grit chamber were predicted. As a result of simulations, the sedimentation phenomenon after the entrance of the grit chamber channel is expected to occur on the side walls. When 6 channels are used, the average speed of the channels is about 52% of the design standard, and when 4 channels are used, the value increases to 74% of the design standard. The average water level in the channels tends to decrease as the flow velocity increases, and the water level in the absorption well with a larger flow rate is maintained lower than that in the absorption well with a smaller flow rate.
The flow in the beginning lateral sewer can be characterized as intermittent and unsteady, and a moment maximum flow energy is required to transport fecal solids in the sewer. It is thus difficult to design to satisfy a minimum velocity criteria (0.6m/s), because of the substantially lower discharge in the beginning lateral sewer. This study is the result of a field survey, and aims to determine a design criteria for the minimum slope to prevent sediment in a lateral sewer. The survey performed on the two flat small catchments in Goyang-si consisting of D400mm hume-pipe, aimed to understand the manner in which the scope of a sewer slope has an effect on sediment in the beginning lateral sewer. The survey showed that the sewer slope below 3‰ had sedimentation of 88.7%, while the sewer slope of 3~6‰ had sedimentation of 47.8%. In addition, the minimum design slope was estimated to refer to the result of hydraulic experiments from Public Works Research Institute in Japan. Analysis showed that the D400mm hume pipe should be installed with a slope of 6.5‰ to prevent sediment in the beginning lateral sewer. For future installations, the study results showed that a D300mm plastic pipe requires a minimum slope of 3.5‰, and a D250mm plastic pipe requires a minimum slope of 3.3‰ in the beginning lateral sewer.
낙동강 하구호의 부영양화와 관련된 인의 순환과정을 구명하기 위해 낙동강 하구호에서 인의 침강과정에 대한 연구를 수행하였다. sediment trap에 포집된 침강성 물질의 침강 플럭스는 중층 및 저층에서 각각 $296g/m^2/d$, $955g/m^2/d$, 침강속도는 1.25m/hr, 3.31m/hr이었고, 인의 침강 플럭스는 중, 저층에서 각각 $0.64g/m^2/d$, $1.97g/m^2/d$, 침강속도는 0.85m/hr, 1.89m/hr이었다. 침강성 물질에 존재하는 POP의 총린에 대한 존재비율은 중층에서 $51.9\%$, 저층에서는 $48.3\%$로 나타났다. 이상의 결과에서 부영양화 모델을 낙동강 하구호에서 적용할 경우 기존의 인의 침강속도 가정치에 대한 보정이 반드시 행해져야 함을 알 수 있다.
본 연구에서는 고탁도 원수의 효율적인 처리를 위해 수평류식 핀 부착 경사판(HFIP)을 설치하여 그에 따른 적용성을 평가하는데 목적을 두었다. 실험결과는 저탁도 원수 유입의 경우 HFIP 적용 후에 0.34 NTU의 방류수질과 90.45%의 제거효율을 나타냈다. 고탁도 원수의 경우에는 0.75 NTU의 방류수질과 97.27%의 제거효율을 나타냈다. 방류수질 안정성 측면에서는 HFIP 적용 후 0.12 NTU(저탁도 원수), 0.75 NTU(고탁도 원수)의 표준편차를 보였으며, 설치 전과 비교하여 방류수질 변동 폭이 상당히 개선된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 HFIP 설치로 인해 수류 속도 분포의 안정화와 침강효율이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다.
대조시 조차가 6.6 m에 이르는 천해역인 전북 구시포 연안에 건설된 어항연육제방, 방류제 및 돌제 등 제방군 주위에서의 침퇴적을 이해하기 위한 초기의 연구가 시도되었다. 직접 해석방법으로 정선측량과 간이항공 측량에 의한 침퇴적 변화를 1년 6개월에 걸쳐 수행하였다. 간접적인 방법으로는 제방 인접지역에서의 침퇴적 성향을 파악하기 위하여 침수-노출을 고려한 2차원의 ADCIRC 모형을 적용하여 제방 건설 전후의 유속 및 해저응력의 변화를 비교 평가하였다. 연구 결과에 따르면 구시포어항 연육제방 부근 및 해수욕장 간사지는 퇴적이 다소 우세한 것으로 평가된다. 제방 건설로 유속이 둔화되고 shadow zone 등에서는 한계응력 이하로 급감하여 $0.10{\sim}0.15\;N/m^2$으로 변하며 퇴적성향으로 전이되는 것이 모델링 결과로부터 분석되었다. 그러나 본 논문에서 제시하는 결과는 해저질의 물리적 특성을 충분히 고려하지 못한 제한적인 초기의 평가에 따른 것으로 이어지는 연구의 상세 침퇴적 모델결과와 비교 검토되어 충실한 결과가 도출되어야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 산 오염수 전처리를 위한 침전 및 중화 공정에 대해 연구하였다. 침전 및 중화 공정은 오염물질 흡착, 휘발, 생분해 혹은 산화 등과 같은 제거공정 전에 필요한 전처리 공정으로 좀 더 효과적인 제거효율을 도출해 내기 위함이다. 침전 공정에선 일반적인 퇴적토인 부산 감천항의 퇴적토를 이용하여 침강 속도, 입자 균등계수, 곡률계수 및 입도지수를 파악하였고, 이를 위해 스테인리스 스틸로 구성된 표준체 판을 사용하였다. 각 표준체의 망 단위는 4, 10, 20, 40, 80, 100, 200이며 조립된 체 상부에 건조된 퇴적토를 투하시킨 후 진동을 가하여 입경별로 분류하였다. 입경별로 분류한 건조퇴적토는 1L 크기의 임호프콘(Imhoff cone)과 200mL 메스실린더에 침강시켰다. 각 입경별 침강속도를 구한 후 스토크스의 법칙(Stokes' law)에 따라 입자의 밀도를 계산하였다. 그 결과, 사용된 건조퇴적토의 평균 입자밀도는 1.93g/cm3였으며 침강속도가 가장 낮은 값은 0.11cm/s이였다. 침강속도와 입자 밀도를 통하여 화학사고 시 입자의 침전 위치나 퇴적 가능한 범위를 알아 대비할 수 있다. 중화 공정의 경우 강한 산성을 지니고 있는 질산과 황산을 사용하였고 중화제로 수산화나트륨과 산화칼슘을 사용하였다. 질산과 황산의 산도는 2, 3, 4, 5로 선정하였고 수산화나트륨과 산화칼슘(0.1, 0.01, 0.001M)를 사용하여 중화제 사용량이 pH 7의 조건을 맞췄을 때 5v/v% 미만으로 나올 수 있는 값을 도출하였다. 가장 농도가 높은 0.1M의 중화제의 경우 가장 낮은 pH 2를 제외하고 모두 5v/v% 미만으로 충족시켰고, 0.01M의 중화제는 일부 pH에서만 충족되었으며, 농도가 가장 낮은 0.001M의 중화제는 모든 pH에서 5v/v% 미만의 조건을 충족시키지 못 하였다. 질산과 황산 모두 산화칼슘이 수산화나트륨 보다 더 적은 부피비를 차지하였고 중화에 적합한 효과를 도출하였다.
새만금방조제 축조 전 후 금강하구의 조류 변화와 잔차류특성, 금강의 부유사 유입에 의한 퇴적 과정을 알아보았다. 잔차류는 새만금방조제 축조 전후 금강 하구역의 조석잔차류와 관측된 수온 염분, 바람자료를 이용하여 계산하였다. 계산에 의한 퇴적과정은 잔차류와 입자의 침강속도를 고려하여 Euler Lagrange 방법으로 부유사의 분산 퇴적과정을 3차원 수치 실험에 의하여 재현하였다. 토립자(土粒子)의 중앙입경은 $150{\mu}m$, $300{\mu}m$, $400{\mu}m$의 경우에 대하여 적용하였다. 토립자(土粒子)의 분포사항은 금강하구둑에서 토립자(土粒子) 방류후 24시간과 72시간에 대하여 알아보았다. 그 결과 봄에 관측한 수온 염분, 바람, 조석응력을 이용하여 계산한 잔차류의 특성은 상층에서 만경강과 동진강 하구역에서 시계방향의 흐름분포를 나타내었다. 그리고 하구특성의 하나인 밀도류에 의한 흐름은 하구 쪽 방향으로 아주 작은 분포를 하고 있었다. 부유사의 분산 퇴적과정을 수치실험 한 결과 24시간후의 퇴적분포는 대부분 금강하구와 장항해역에서 퇴적분포를 나타내고 있었으나 72시간 후에는 금강하구와 장항해역, 만경강과 동진강하구까지 퇴적분포를 나타내었다.
본 연구에서는 침강압밀특성을 분석하기 위하여 준설투기가 예상되는 대표시료 중 점성토와 사질토를 대상으로 침강시험을 실시하였다. 분석결과 침강압밀계수($C_s$), 함수비와 계면고의 관계에서 점성토와 사질토는 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 그러나 준설매립 직후 초기 체적변화 예측결과 점성토에서는 시간에 따른 함수비변화가 급감하였으나 사질토층에서 함수비변화에 따른 차이를 보이지 않았다. 또한 본 실험에서 적용한 실험조건에 대한 타당성 검토를 위해 실질토량고에 따른 침강압밀계수와 초기침강 속도를 분석한 결과 실험조건은 적정한 것으로 판단되며, 이와 같은 분석으로 재료 각각에 대하여 압밀침강특성치의 범위와 평균 및 대표적인 관계식을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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