• 제목/요약/키워드: effective hydraulic conductivity

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Tension Infiltrometer를 이용한 불포화수리전도도의 추정 (Estimation of Unsaturated Hydraulic Conductivity by Tension Infiltrometer)

  • 허승오;정강호;하상건;김정규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.180-188
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    • 2006
  • 수리 전도도는 hydraulic gradient에 대한 flux의 비율 또는, flux-hydraulic gradient 직선의 기울기를 나타내며, 포화된 토양에서의 물의 이동이 포화수리 전도도이고 불포화된 토양에서의 이동이 불포화수리전도도이다. 일반적인 밭 상태에서의 토양수분 조건은 불포화수리 전도도로 표시하는 것이 적절하나 그 상태를 표현하기가 쉽지 않다. 토양의 불포화 상태를 나타내는데 가장 많이 쓰이고 있는 VGM(van Genuchten Mualem) 모형은 토양수분 포텐셜과 수분함량의 함수로 구성된 모형이며 몇 가지 매개변수가 필요하다. VGM 모형의 매개변수를 얻기 위해 본 연구에서는 VGM 모형의 매개변수를 계산해주는 프로그램인 Rosetta를 사용하였다. Rosetta 모형은 신경그물 얼개(neural network)를 이용하여 토양의 물리적 자료들인 토성이나 모래, 미사, 점토 함량 또는 용적밀도나 33kPa, 1500kPa에서의 토양수분 함량 자료를 가지고 VGM의 매개변수인 Ko(effective saturated hydraulic conductivity), ${\theta}r$(residual soil water content), ${\theta}s$(saturated soil water content), L, n, m(=1-1/n)을 예측하는 모형으로 미국 농무성(USDA-ARS)에서 개발한 프로그램이다. Rosetta를 이용하여 10kPa에서의 불포화수리 전도도를 예측하였다. 또한 Gardner(1958)와 Wooding (1968)의 모형을 기반으로 하여 만들어진 tension infiltrometer의 포화수리 전도도 값을 Gardner 식에 적용하여 1, 3, 5, 7kPa에서의 불포화수리 전도도 값을 17개 토양통을 대상으로 하여 구했다. 토양수분 potential이 3kPa에서는 물의 이동이 거의 없는 토양들이 있었는데 반해 남계통을 비롯한 학곡통, 회곡통, 백산통, 상주통, 석천통, 예산통 등 7개의 토양은 3kPa에서도 약간의 물의 이동이 있었다. 이는 모암이 화강 편마암인 관계로 토양 내에 물의 이동에 영향을 미치는 자갈의 함량이 높았기 때문일 것으로 생각되고 추후의 연구에서는 이 부분에 대한 내용도 검토되어야 할 것이다. 또한, 1kPa에서 물의 이동은 삼각통에서 35.21 cm/day로 이동 속도가 가장 컸으며 그 뒤로 예산통, 화봉통, 학곡통, 백산통 등이 토양에서 빠른 속도로 이동하였다. 가천통이나 석천통 및 우곡통은 1kPa에서의 이동 속도가 아주 느린 토양으로 판단되었다. 또한, 포화되지 않은 상태인 1kPa에서 물의 이동 속도를 VGM 모형에 의해 예측된 값과 측정된 값으로 비교하였을 때 불포화 수리 전도도가 예측되지 않은 토양(석천통, 지곡통, 풍천통)이 존재하여 불포화 수리 전도도 특성평가에 대한 VGM 모형의 적용성에 문제를 보였다. 이는 결과적으로 논이라는 영농형태가 존재하는 우리나라에서 토양의 수리적 특성해석을 위한 VGM 모형의 적용성에 한계가 있을 것으로 판단되었다.

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다공성 금속의 수력 및 열 교환 특성에 관한 연구 (Study on the Hydraulic and Thermal Characteristics of Metallic Porous Medium)

  • 김미화;김필환;이용훈;정한식;정효민
    • 동력기계공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.54-58
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    • 2008
  • 최근 열교환기의 향상을 위해 발포다공성매체의 적용이 증가하고 있다. 열교환기의 적용에 있어서 발포다공성매체의 이점을 살펴보기 위해 본 연구에서는 2가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 수력의 관점에서 투과계수 및 내부계수를 결정하는 것이고, 두 번째는 열교환의 관점에서 다공성매체의 유효전도율을 측정하는 것이다. 본 실험에서는 기공도는 거의 같으나 기공의 크기가 각각 20 ppi와 40 ppi인 구리 다공성매체를 사용하였다. 실험의 결과는 40 ppi 크기의 다공성매체가 수력과 열교환, 두가지 관점 모두에서 보다 높은 저항 효율을 나타낸다는 것을 보여준다.

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Flyash를 이용한 일일복토재의 포설 사례 연구

  • 박상현;한완수;이재영
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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    • pp.386-389
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    • 2002
  • It may be necessary to apply a daily fever to operate the municipal solid waste landfill. The daily cover helps to control nuisance factors such as the escape of odors, dusts and airborne emissions, and can control the population of disease vectors. Also it may be reduce the infiltration of rain, decreasing the generation of leachate and the potential for surface water and groundwater contamination. Because of its usual availability and traditional usage as the municipal solid waste landfill, soil remains as the most common daily cover material. However, soil tends to reduce the volume of dumping waste c;3pacity in the landfill, it also reduces a period of using in the landfill. Therefore, it is necessary to research about Alternative Daily Cover Materials (ADCMs) because of the limitation of landfill sites. Recently, The types of ADCMs are classified into geosynthetics, forms, spray-ons, indigenous materials. In this study, the authors have tested the spray type of Alternative Daily Cover(ADC) using by flyash, alum with cement. The development. of ADCMs will be highly effective in terms of prolongation using landfill.

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Modeling Infiltration and Redistribution for Multistorm Runoff Events

  • 유동렬;이강근
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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    • pp.74-77
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    • 2000
  • Infiltration and water flow in the upper soil layer of a deep water table aquifer are modeled for multistorm runoff events. The infiltration process is developed using the sharp wetting front model of Green and Ampt, and the following redistribution process is modeled using the gravity drained rectangular approximation. The Brooks-Corey model [Brooks and Corey, 1966] is adopted to relate the effective soil saturation, the tension head, and the unsaturated hydraulic conductivity Firstly, the infiltration and redistribution model is developed for a single stom runoff event. Then a couple of events combined for multistorm runoff events. In the later case, infiltration rate of the second rainfall is strongly influenced by the length of the rainfall hiatus and soil moisture profile.

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Numerical Simulations of the Moisture Movement in Unsaturated Bentonite Under a Thermal Gradient

  • Park, J.W.;K. Chang;Kim, C.L.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제33권1호
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    • pp.62-72
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    • 2001
  • The one-dimensional finite element program was developed to analyze the coupled behavior of heat, moisture, and air transfer in unsaturated porous media. By using this program, the simulation results were compared with those from the laboratory infiltration tests under isothermal condition and temperature gradient condition, respectively. The discrepancy of water uptake was found in the upper region of a bentonite sample under isothermal condition between numerical simulation and laboratory experiment. This indicated that air pressure was built up in the bentonite sample which could retard the infiltration velocity of liquid. In order to consider the swelling phenomena of compacted bentonite which cause the discrepancy of the distribution of water content and temperature, swelling and shrinkage factors were incorporated into the finite element formulation. It was found that these factors could be effective to represent the moisture diffusivity and unsaturated hydraulic conductivity due to volume change of bentonite sample.

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토양입자분포 프랙탈차원을 활용한 논토양 쟁기바닥층 물이동 추정 (Water Transport Characteristics of Paddy Plow Pan Soils as Estimated by Particle Size Distribution Fractal Dimension)

  • 한경화;조현준;허승오;하상건;조희래;전상호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 본 연구는 논토양 쟁기바닥층을 대상으로 특성을 파악하고 토양입자분포를 프랙탈차원화하여 물이동을 추정하고자 수행하였다. 모내기전 비담수기에 보통논과 사질논 12지점을 각각 선정하였다. 선정지점에서 깊이별 관입경도를 측정하여 쟁기바닥층 출현깊이와 두께를 도출하였다. 표토와 쟁기바닥층에서 토양입자분포, 유기물함량, 산중식 경도를, 쟁기바닥층에서 2인치 코아시료를 채취한 후 변수위법으로 포화수리전도도를 측정하였다. 토양입자분포의 프랙탈 차원화는 측정한 입자분포자료, 0-0.002, 0.002-0.053, 0.053-0.1, 0.1-0.25, 0.25-0.5, 0.5-1.0, 1.0-2.0 mm의 함량을 활용하여 Tyler와 Wheatcraft (1992)의 방법을 따랐다. 조사한 연구지점의 쟁기바닥층 출현깊이는 5-30 cm, 두께는 5-17 cm로 분포하였으며 보통논이 사질논보다 평균적으로 출현깊이가 깊고 두께는 얇은 것으로 나타났다. 또한 보통논은 점토함량이 18%이상으로 상대적으로 세립질 토성을, 사질논은 18%이하로 조립질 토성을 나타내었다. 토양입자분포의 프랙탈차원 ($D_m$)은 세립질 토성일수록 높은 값을 나타내었으며 조립질토양에서 더 높은 프랙탈성을 나타내었다. 포화수리전도도는 0.5-1420 mm $day^{-1}$로 분포하였으며 사력질 사질논에서 가장 높은 값을 나타내었다. 포화수리전도도는 점토함량과 $D_m$이 증가함에 따라 감소하는 경향이 나타났으며 멱함수의 형태를 나타내었다. 점토함량보다 $D_m$을 독립변수로 사용했을시, 적합된 멱함수의 결정계수가 높았으며 특히 사질논이 보통논보다 결정계수가 높게 나타났다. 따라서 본 연구는 토양입자분포를 프랙탈 차원화를 통해 단일 값으로 표현하여 포화수리전도도 등의 물이동 특성 추정에 활용할 수 있다고 보여준다 할 수 있다. 특히 조립질 토성을 가진 논토양의 물이동 추정에 유용할 것으로 판단할 수 있었다.

흡수응력에 기반한 유효응력에 의한 실제 잔류토 사면 붕괴의 해석 (Analysis of an Actual Slope Failure in the Residual Soil by Suction Stress Based Effective Stress)

  • 오세붕;노영;박영목;이준석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권3C호
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    • pp.113-120
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    • 2012
  • 진주 잔류토 사면의 실제 붕괴사례에 대한 해석을 수행하였다. 강우시 침투로 인하여 불포화층에서 유효응력과 전단 강도가 감소하여 안전율이 저하된다. 본 연구에서는 함수특성곡선을 이용하여 흡수응력에 기반한 유효응력을 산정하였다. 대상 현장에서 채취한 시료로부터 함수특성곡선, 투수계수, 전단강도와 관련한 불포화 물성들을 획득하였다. 실제 강우에 대한 불포화층의 침투해석을 수행하고 사면 지층의 간극수압 분포를 구할 수 있었다. 유한요소 응력장에서 탄성 해석으로 지층내 전응력을 계산하고 활동면에 작용하는 전단응력의 분포를 계산하였다. 활동면에 작용하는 흡수응력 및 유효응력을 산정하여 전단강도를 평가할 수 있었다. 이로부터 강우에 따른 안전율을 계산하였으며, 실제 강우에 의하여 사면이 활동이 일어나는 것을 모의할 수 있었다. 또한 활동면에서 흡수응력이 증가하고 유효응력이 감소하는 동시에 전단강도가 감소하는 것을 추적할 수 있었다.

Ohmic Heating을 이용한 두유박의 압착탈수 (Dewatering of Soybean Milk Residue by Hydraulic Press with Ohmic Heating)

  • 조원일;변유량;이윤수;권익부
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.324-329
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    • 1996
  • 두유 및 두부 공장의 부산물로 생산되는 두유박을 식이섬유원 또는 식품용 소재로 유효하게 이용하기 위한 연구의 일환으로 저장성을 증가시킬 수 있는 탈수 공정에 대한 연구를 수행하였다 유압식 양착 탈수기를 이용하여 압착 압력, 시간, 시료량 등이 탈수 효과에 미치는 영향 및 ohmic heating을 이용한 압착탈수 효과 등을 검토, 고찰하였다. 단순가압에 의한 두유박의 탈수 조건을 검토한 결과 압착 압력 $5{\sim}20kg/cm^2$ 범위에서 압착 압력이 증가할수록 탈수 효과는 거의 직선적으로 증가하였으며, 압착 실린더에 시료의 충진 두께가 15 mm이상일 때 압착 효율이 매우 낮았다 가압에 의한 압착으로는 초기 수분함량 약 80%에서 단지 $74{\sim}785$정도까지만 감소시킬 수 있어 기계적 압력만으로는 효율적으로 탈수되지 않았다. 생두유박을 $10kg/cm^2$의 압력으로 압착하면서 60Hz, 100v의 일반 교류를 통하였을 때 초기 10분 동안에 급속히 탈수되었으며, 그 이후는 간신히 탈수가 진행되었다. 교류통전 압착시 기계적 압착에 비해 압착 즙액량이 2.4배 증가하였으며, 압착 케이크의 수분 함량은 70%까지 감소시킬 수 있었다. 또한 Joule열에 의하여 두유박은 급속히 가열되어 살균 효과를 얻을 수 있었다. 상용 주파수(60Hz)에서 접압을 변화시켰을 때 100V에서 가장 효과적인 탈수가 일어났으며, 60 V의 고정 전압에서 주파수 변환 시는 5kHz가 가장 효율적이었다.

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현장추적자시험과 실내주상실험을 이용한 복합토양층의 수리분산특성 연구 (Hydrodynamic Dispersion Characteristics of Multi-soil Layer from a Field Tracer Test and Laboratory Column Experiments)

  • 강동환;양성일;김태영;김성수;정상용
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권4호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • 본 연구에서는 복합토양층(조립질 모래, 세립질 모래, 실트 점토의 혼합토)에서 수행된 현장추적자시험과 3개 토양층에서 채취된 시료를 이용한 실내주상실험의 자료를 이용하여, 복합토양층의 수리분산특성을 분석하였다. 토양층별 투수성과 유동 분석에 의해, 유효공극률이 낮은 실트 점토의 혼합토와 세립질 모래에서 평균선형유속이 높고, 유효공극률이 큰 조립질 모래에서는 수리전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 평균토양입경에 따른 수리전도도 함수는 Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$로 추정되었으며 결정계수는 0.90이었다. 평균토양입경에 따른 평균선형유속 함수는 Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$로 추정되었으며, 결정 계수는 0.81이었다. 그리고 평균토양입경에 따른 종분산지수 함수는 Y = 0.00256$e^{5971x}$이었으며, 결정계수는 0.98 정도로 나타났다. 평균선형유속과 종분산지수의 선형회귀분석 결과, 함수는 Y = 21.7527x+0.0063로 추정되었으며 결정계수는 0.9979로서 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 산정된 현장규모/실내쥬모의 종분산지수비는 54.09로서 규모종속효과를 나타내었다. 현장추적자시험을 실시하여 산정한 종분산지수(1.39m)가 Xu와 Eckstein(1995)의 방법에 의해 산정된 종분산지수(0.186m)에 비해 7.47배 정도 크게 나타났다. 이는 시험 대수층 내 중 조립질 모래층에서의 우세한 확산 흐름에 의한 것이다.

동물성 유기질 개량재가 들잔디 및 캔터키 블루그래스 잔디생육에 미치는 효과 (Effect of Animal Organic Soil Amendment on Growth of Korean Lawngrass and Kentucky Bluegrass)

  • 고석구;태현숙;류창현
    • 아시안잔디학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.33-40
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    • 2006
  • 지금까지 잔디밭 토양의 물리성과 화학성을 개선하여 잔디의 생육을 향상시키기 위해 많은 토양 개량재들이 사용되어 왔다. 본 연구는 돈분 60%를 주성분으로 한 새로운 유기질 개량재가 들잔디와 한지형 잔디의 생육에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 온실에서 수행되었다. 먼저 모래에 동물성 유기질 토양 개량재(Animal Organic Soil Amendment, AOSA)를 10%, 20% 그리고 30% 혼합한 토양의 물리성과 화학성을 분석하였으며, 각 처리구에서 들잔디와 켄터키 블루그래스의 가시적 품질과 뿌리길이를 조사하였다. 모래에 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합할 경우 토양의 화학성이 크게 개선되며 특히 20% 혼합 처리구의 유기물은 0.7%로 이는 USGA(미국골프협회)의 그린 기준에 적합한 수준이다. 또한, AOSA 30% 혼합 처리구의 유기질함량은 1.1%로 이는 들잔디 지반에 적합한 수준으로 볼 수 있다. 토양 물리성에서는, 모래에 AOSA를 혼합한 경우 투수계수가 감소하였는데 모래의 경우 높은 투수계수를 가지고 있으므로 잔디밭 토양의 투수계수를 적정 수준으로 유지하기 위해서는 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 잔디 생육은 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합한 경우 90일까지 들잔디와 켄터키블루그래스의 시각적 품질이 모두 크게 상승하였으며 들잔디에서는 20%와 30%처리구의 뿌리길이가 좋았으며 켄터키블루그래스에서는 20% 처리구의 뿌리길이가 크게 향상된 것으로 나타났다. 결론적으로 가시적 품질 외에 잔디의 뿌리생육, 유기물 함량 그리고 경제성 등을 종합적으로 고려한다면 들잔디에는 모래에 유기질 개량재를 $20{\sim}30%$ 혼합하는 것이 좋고, 한지형인 켄터키블루그래스 상토에는 20% 혼합하는 것이 적정한 혼합비율이라고 판단되었다. 많은 한지형과 난지형 잔디에서 분리된 병원균들을 이용하여 유전적 다양성을 밝히는 연구가 진행되어야 할 것이다.는 잔디 관련 특허기술의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 또한 국내 특허 출원의 목적은 판매나 계약의 수단, 벤처기업 확인, 정부의 정책적 금융적 중소기업 지원 혜택을 기대하면서 출원하는 경우가 많았다. 따라서 기술의 진보성, 독창성 및 사업성이 높은 특허기술의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 이용한 지각속도 구조에 대한 연구가 극히 제한적으로 이루어질 수밖에 없었다. 그러나 최근에 국내의 여러 지친관측망에서 축적된 지진기록과 반사 및 굴절 탄성파 탐사를 수행하여 종합적으로 지각 속도구조를 규명하기 시작하였다. 이와 같은 인공발파를 이용한 지각속도구조를 규명하기 위해서는 많은 인원과 예산을 필요로 하므로 관련분야의 전문가들의 적극적인 참여가 필요한 상황이다.[청소년과 소비 생활]이 4.22로 가장 높은 특성을 나타냈다. 6. 3학년 가정교과 내용의 요구도 평균은 3.65-4.16의 범위이며 평균 3.76으로 약간 높게 나타났다. 학부모 전체의 중단원 요구도는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.16으로 가장 높게 나타났으며 [실내 환경과 설비] 3.89, [생활 공간의 활용] 3.72, [상차림과 식사 예절] 3.71 순으로 나타났으며, [식사 준비와 평가]는 3.53으로 가장 낮았다. 이 중 여학생 학부모는 [진로의 선택과 직업윤리]가 4.06으로 가장 높았고, 남학생 학부모는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.26으로 가장 높은 특성을 나타냈다. 본 연구 결과로 가정교과의 시수를 증가시켜야 하고 실험 시설의 확충이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 또한 교사의 연수를 확대 실시하여 교육의 질을 높이고, 교과의 전문성을 가진 기술 및 가정교사가 Team Teaching을 하는 수업 방법의 도입 및 정착이 요구되며 교과내용에서는 [가족]과, [소비 생활], [진로교육]의 내용이 강조되는