• 제목/요약/키워드: Unsaturated Flow

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TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용한 토양수농도 측정에 관한 연구 (A study on the Measurement of Soil Water Concentration by Time Domain Reflectometry)

  • 박재현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.123-132
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    • 1998
  • 비포화대에서의 지하수 오염원의 이송을 관측하는 것은 매우 어려운 거승로 알려져 있다. 본 연구에서는 함수량과 농도가 다른 시료를 이용하여 비포화 용존 오염원의 농도를 측정하기 위한 TDR의 적용가능성에 대한 검정실험을 수행하였다. 초기전자기파에 대한 TDR반향파의 감쇄정도를 이용하여 토양의 총전기전도도를 측정하게 되는데 이때 함수량이 일정할 경우 총전기전도도와 토양수의 농도관계는 선형관계를 유지한다는 가정을 기본으로한다. 본 연구에서는 세가지의 농도와 체적함수량을 갖는 시료를 성형하고 이때의 TDR 반향곡선을 측정하여 Dalton 등(1984), Topp 등(1988), Yanuka 등(1988), Zegelin 등 (1989)이 제안한 추정식으로 통초양전기전도도를 구하였다. 실험결과 Zegelin등이 제안한 식을 제외한 세 가지 식들은 매우 좋은 토양수의 농도와 총전기전도도의 선형관계를 나타내었다. 따라서 이 세가지 추정식들은 용존 오염원의 농도를 추정함에 있어 매우 유용한 식으로 판단되며 이 추정식들을 이용하는 TDR 비포화 용존 오염원 측정법은 실내실험과 현장실험에 있어 매우 유용하리라 판단된다.

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토양/대수층 처리(soil aquifer treatment)에서 유기물과 질소화합물 제거와 이송 모델링-(I) 모델 개발 및 검증 (Modeling Fate and Transport of Organic and Nitrogen Species in Soil Aquifer Treatment-(I) Model Development and Verification)

  • 김정우;김정곤;차우석;최희철
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권3호
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • 토양/대수층 처리(Soil Aquifer Treatment, SAT)는 하수처리장으로부터의 2차 또는 3차 처리수를 대수층으로 침투시켜, 토양 매질에서 일어나는 물리적/생화학적 반응에 의해 재처리하는 용수 재이용 기술이다. SAT에서의 주요 관심 대상은 유기물과 질소화합물의 제거와 이송에 있다. 본 연구에서는 암모늄의 질산화 반응, 질소산회물의 탈질 반응, 그리고 유기물의 산화반응을 고려하여 SAT에서 일어나는 반응 메커니즘을 규명하고 이를 지하수 흐름과 이송 모렐 에 접목시킴으로써 SAT 모델링 시스템을 구현하고자 하였다. 실험실 일차원 불포화 토양 컬럼 실험을 통한 모델 검증에서 암모늄, 질산성 질소, DOC, 용존산소 모두 일정한 농도 범위 안에서 일치하였다. 모델 변수에 대한 민감도 분석에서, 암모늄 분배계수는 유출부의 암모늄 농도에, 용존산소 저해상수는 유출부의 유기물 농도에, 그리고 미생물 감쇄계수는 유출부의 용존산소 농도에 영향을 주었다.

지하수 분산오염원에 대한 공간적분모형과 공간분포모형의 비교 (Comparison between the Spatially Integrated Model and the Spatially Distributed Model in the Nonpoint Source Contaminants of Groundwater)

  • 이도훈;이은태;정상만
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.177-187
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    • 1998
  • 하천과 대수층이 연결된 계에서 분산오염원이 유입될 경우에 지하수 수질을 평가할 수 있는 공간적분모형을 제안하였다. 제안된 공간적분모형은 불포화대의 영향이 고려되었으며, 다양한 수문 및 대수층 모의 조건에서 Richards 방정식과 이송-분산 방정식의 공간분포모형에 대한 수치해와 비교를 통하여 공간적분모형을 테스트하였다. 비교 결과에 의하면, 분산도비와 대수층의 두께가 큰 경우를 제외하고는 공간적분모형과 공간분포모형사이의 포화대수층의 평균농도 및 지하수유출의 평균농도는 일치된 반응을 보여주고 있다. 그리고 분산도비와 대수층의 두께가 큰 계에서는 비선형 공간적분모형이 선형 공간적분모형보다 더 좋은 결과를 보여주었다.

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Computer Simulation 에 의한 매립지(埋立地)의 침출수해석(沈出水解析) (Computer and Experimental Simulation of Landfill Leachate)

  • 이정전;이우범
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.41-50
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    • 1987
  • 본(本) 연구(硏究)는 실제(實際) 매립지(埋立地)의 현장조사와 Lab-Lysimeter의 측정(測定)을 실시하여 침출수(浸出水)의 발생량(發生量)과 수질(水質)을 예측하기 위하여 수행되었다. 매립시간(埋立時間)의 경과에 따른 폐기물중(廢棄物中) 휘발성(揮發性) 고형물질(固形物質)(VS)의 함량(含量), 생분해가능물질(生分解可能物質)(biodegradable matter, BDM), 함수율(含水率)(moisture content), 수분저장능력(水分貯藏能力)(field capacity), 건조단위중량(乾燥單位重量)(dry density) 등(等)을 측정분석(測定分析)하여 매립지내(埋立地內)의 폐기물(廢棄物)의 성상(性狀) 및 분해(分解)정도를 파악하고, 매립지(埋立地)의 성상(城上)과 비슷한 Lab-Lysimeter를 제작하여 생폐기물(生廢棄物) 및 분해(分解)가 진행(進行)된 폐기물(廢棄物)을 투입하여 침출수(浸出水)의 발생량(發生量) 및 수질(水質)을 측정분석(測定分析)하였다. 또한 불포화(不飽和)흐름방정식(方程式)에 증발산량(蒸發散量)과 표면유출(表面流出)을 고려한 모델을 만들고, 분해요소(分解要素)를 적용하여 불포화분해이송식(不飽和分解移送式)으로 발전(發展)시켰으며, 유한차분법(有限差分法)(finite difference method)을 이용(利用)하여 computer program을 개발(開發)하였고 폐기물(廢棄物) 매립지(埋立地)에서 지수문학적(地水文學的) 요소(要素)와 폐기물(廢棄物)의 분해요소등(分解要素等)을 고려하여 simulation을 실시하였으며 실험결과(實驗結果)와 비교(比較) 검토(檢討)한 결과(結果), 본(本) 연구(硏究) 모델이 침출수(浸出水)의 발생량(發生量)과 수질(水質)을 예측하는데 적합하다고 판단되었다.

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굴착의 안정성에 미치는 영향인자 분석을 위한 전자기적 유전상수와 체적함수비와의 상관관계 분석기법 연구 (Relationship Analysis of Volumetric Water Content According to the Dielectric Constant for Stability Analysis of Ground Excavation)

  • 한유식;손희정;류기정
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제19권3호
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    • pp.153-163
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    • 2016
  • 지반 굴착에 따른 지하수위 저하로 인해 발생되는 지반함몰 문제는 지하수 흐름에 대한 이해를 바탕으로 한 해석적인 접근이 필요하다. 이 연구에서는 실내 토질시험 결과를 이용하여 유전상수와 체적함수비 상관식에 대한 여러 경험식의 적합성을 비교 검토하였으며, 수치연산을 통해 GPR 탐사를 이용한 유전상수 추정방법에 대해 검토하였다. 사질토 지반에 대해 굴착에 따른 침투해석과 응력-변형률 해석을 실시하였으며, 기존 실내실험 연구결과와 비교한 결과, 불포화토에 대한 침투압을 고려한 응력해석 결과에서 불포화지반의 모관흡입력 값을 유사하게 예측하였다.

풍화계열 사면의 불포화 함수특성곡선 이력이 강우 침투에 미치는 영향 (Effect of Hysteresis on Soil-Water Characteristic Curve in Weathered Granite and Gneiss Soil Slopes during Rainfall Infiltration)

  • 신길호;박성완
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.55-64
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    • 2006
  • 풍화 사면은 지속적인 강우로 인하여 얕은층에서 파괴가 일어나고 있다. 이러한 파괴들은 주로 강우 침투로 지표면에서의 습윤대의 형성과 이로 인한 흡수력의 감소에 기인한다. 본 연구에서는 대표적인 풍화사면인 화강 풍화토 및 편마풍화토에 대한 함수특성곡선의 건조-습윤 이력과 선행강우 조건을 활용하여 시간에 따른 불포화 침투 해석을 인공적인 강우 강도와 지속시간을 설정하여 실시하였다. 그 결과 풍화 사면의 불포화 침투는 깊이별로 선행 강우에 의한 초기 흡수력과 이력에 따른 불포화 투수계수에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 화강풍화토가 편마풍화토 보다 상대적으로 작은 공기 함입값, 잔류 흡수력, 그리고 습윤 전면 흡수력을 가지고 있으며 이력 loop가 작아서 침투에 대한 흡수력의 변화 반응이 매우 빠름을 확인할 수 있었다.

강우시 보강토 옹벽의 안정성에 관한 수치 해석 연구 (Numerical Investigation on the Stability of Reinforced Earth Wall during Rainfall)

  • 유충식;김선빈;한준연
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권12호
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    • pp.23-32
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    • 2008
  • 본 연구에서는 국내 여름철 장마기간 강우조건에 대해 보강토 구조물의 안정성을 정량적으로 분석하고 이에 대한 대책을 마련하기 위한 연구의 일환으로서 국내 강우자료를 바탕으로 보강토 옹벽에 대해 다양한 매개변수 연구를 수행하었다. 이를 위해 가상의 보강토 옹벽 시공조건에 대해 국내 강우 특성을 토대로 다양한 강우조건에 대한 부정류 침투해석을 수행하고 그 결과를 불포화토 전단강도가 고려된 한계평형해석 기반의 사면안정해석에 반영하여 강우시 시간에 따른 안전율 변화 경향을 고찰하였다. 그 결과 보강토 옹벽의 안정성은 강우시 보강토체 및 배면토체의 모관흡수력 저하로 인해 위협받을 수 있는 것으로 나타났으며 강우가 안정성이 미치는 영향은 뒤채움흙의 종류 및 강우특성에 영항을 받는 것으로 분석되었다.

Seepage characteristics of the leaching solution during in situ leaching of uranium

  • Sheng Zeng ;Jiayin Song ;Bing Sun;Fulin Wang ;Wenhao Ye;Yuan Shen;Hao Li
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권2호
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    • pp.566-574
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    • 2023
  • Investigating the seepage characteristics of the leaching solution in the ore-bearing layer during the in situ leaching process can be useful for designing the process parameters for the uranium mining well. We prepared leaching solutions of four different viscosities and conducted experiments using a self-developed multifunctional uranium ore seepage test device. The effects of different viscosities of leaching solutions on the seepage characteristics of uranium-bearing sandstones were examined using seepage mechanics, physicochemical seepage theory, and dissolution erosion mechanism. Results indicated that while the seepage characteristics of various viscosities of leaching solutions were the same in rock samples with similar internal pore architectures, there were regular differences between the saturated and the unsaturated stages. In addition, the time required for the specimen to reach saturation varied with the viscosity of the leaching solution. The higher the viscosity of the solution, the slower the seepage flow from the unsaturated stage to the saturated stage. Furthermore, during the saturation stage, the seepage pressure of a leaching solution with a high viscosity was greater than that of a leaching solution with a low viscosity. However, the permeability coefficient of the high viscosity leaching solution was less than that of a low viscosity leaching solution.

Capillary Hysteresis Model in Unsaturated Flow : State of the Art

  • Park, Chan-Kun;Sonu, Jun-Ho
    • Korean Journal of Hydrosciences
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    • 제4권
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    • pp.33-49
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    • 1993
  • The Purpose of this study is to classify existing hysteresis models and to discuss a possibility of a new type of the hysteresis model. The existing hysteresis models are classified into three types: the interpolation model, the scaling model and the domain model, of which only domain model is to simulate hysteresis curves based on the theoretical approach, It is useful to develop a hysteresis model that requires only one branch of hysteresis curves for the model calibration because obtaining hysteresis curves by experiments is expensive and time-concept by many investigators, however their models are not successful to accurately simulate real data of Rubicon Sandy Loam and Dune Sand. There is a possibility that a new model is based on the dependent domain concept considering the weighting factor, $P_a$($\theta$), which accounts for the pore blockage effect against air entry. Conclusively, a new model where the weighting factor $P_a$($\theta$) in Model III-1 (Mualem, 1984) reduces to a known variable through an appropriate method is an alternative model which required only one branch of main curves for the model calibration.

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보조벡터기로를 사용한 토양수리계수 추정을 위한 로제타 개관 (Overview of Rosetta for Estimation of Soil Hydraulic Parameters using Support Vector Machines)

  • 정덕영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권Spc호
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    • pp.8-13
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    • 2009
  • 심층토 내에서의 흐름과 이동과정을 포함하는 연구와 관리 측면에서 수학모델에 대한 관심도가 점점 증가하고 있다. 로제타는 토성이나 용적밀도 자료와 같은 대체 토양자료로부터 불포화수리특성에 대한 자료를 추정하는 프로그램이다. 이와 같은 형태의 모델은 애초 기본 토양자료를 수리특성자료로 전환하기 시작한 이래 대체 측정수단으로서 PTF라 불리워졌다. 이러한 기능은 유사-실험모델을 사용하여 예측한 자료를 근간으로 하여 직간접적으로 토양수분을 추정할 수 있다.