• Geomechanics and Engineering
• /
• 제22권2호
• /
• pp.153-163
• /
• 2020

Laboratory experiments were conducted with two different soil conditions to investigate rainfall infiltration characteristics. The soil layer materials that were tested were weathered granite soil and weathered gneiss soil. Artificial rainfall of 80 mm/hr was reproduced through the use of a rainfall device, and the volumetric water content and matric suction were measured. In the case of the granite soil, the saturation velocity and the moving direction of the wetting front were fast and upward, respectively, whereas in the case of the weathered gneiss soil, the velocity and direction were slow and downward, respectively. Rainfall penetrated and saturated from the bottom to the top as the hydraulic conductivity of the granite soil was higher than the infiltration capacity of the artificial rainfall. In contrast, as the hydraulic conductivity of the gneiss soil was lower than the infiltration capacity of the rainfall, ponding occurred on the surface: part of the rainfall first infiltrated, with the remaining rainfall subsequently flowing out. The unsaturated hydraulic conductivity function of weathered soils was determined and analyzed with matric suction and the effective degree of saturation.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.567-576
• /
• 2008

강우에 의한 풍화토층의 침투 특성은 함수비 변화에 따른 침윤선 거동으로부터 파악이 가능하다. 토층내 침투수에 의한 침윤선 형성은 흙매질의 밀도와 입도분포 특성 및 투수계수와도 밀접한 관계를 갖고 있으며, 침윤선의 침투속도는 토층의 투수계수와 거의 동일한 개념으로 볼 수 있다. 이 연구에서는 편마암 분포지역의 산사태 현장모니터링 시스템을 이용하여 표토층을 기준으로 50 cm 및 80 cm 깊이에 대한 토층내 체적함수비 변화로부터 각각의 침투속도를 현장 스케일에서 산정하였으며, 이 지역 토층의 불교란 시료를 채취한 후 실내시험을 통해 구한 투수계수와 비교하였다. 불교란 시료의 투수계수는 $3.15{\times}10^{-3}cm/sec$이며, 체적함수비 변화로 계산된 침투속도는 평균 $1.87{\times}10^{-3}cm/sec$로써 두 배 가량 낮게 나타났다. 그 이유는 현장에서의 침투속도는 매질의 공극과 입도분포에 민감하게 영향을 받기 때문에 실내실험을 통해 산정된 값보다는 다소 낮은 값을 갖기 때문으로 판단된다. 표토층의 체적함수비 및 침투속도에 영향을 미치는 강우강도는 산악 지형을 고려해 볼 때, 일평균 20 mm 이상의 강우가 발생하였을 경우에 토층의 침윤선 범위를 확대시키는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.71-78
• /
• 2012

본 연구에서는 실내 강우침투실험을 통하여 강우강도에 따른 지반 내 침투속도를 산정하였으며, 침투특성을 분석하여 보았다. 또한 수치해석을 이용한 해석결과와 비교 검증을 수행하였으며, 시간에 따른 간극수압과 포화도 그리고 유출속도의 변화는 대체로 잘 일치함을 보였다. 강우강도에 따른 침투속도는 실내실험과 수치해석에서 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 강우강도가 지반의 포화투수계수에 근접시 침투속도가 급격히 증가하였다. 또한 강우 침투시 습윤전선의 상부는 부분적으로 포화되어 침투하는 경향을 보였다. 따라서 실제 지반에서 습윤전선은 비교적 빠르게 진행하여 사면의 불안정을 초래할 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제21권1호
• /
• pp.25-34
• /
• 2011

본 연구에서는 도로시공을 위한 사면절개시 발생된 산사태 현장을 대상으로 강우시 침투를 고려한 사면안정해석 방법을 적용하였다. 강우시 침투를 고려한 사면안정해석법은 크게 세가지로 구분할 수 있다. 첫 번째는 지반내 습윤전선이 하강을 고려하여 해석하는 방법, 두 번째는 지반내 지하수위의 상승을 고려하여 해석하는 방법, 그리고 세 번째는 지반내 습윤전선 하강 및 지하수위 상승을 고려하여 해석하는 방법이다. Bishop의 간편법을 이용하여 해석한 결과, 강우시 습윤전선 하강으로 인한 사면안전율 감소가 지하수위 상승으로 인한 사면안전율 감소보다 빠르게 진행됨을 알 수 있다. 또한, 습윤전선 하강 및 지하수위 상승이 동시에 일어날 경우 사면안전율은 매우 급속하게 감소함을 알 수 있다. 따라서, 강우시 사면안정해석법은 지반내 지하수위 상승과 습윤전선 하강을 동시에 고려하여 해석하는 것이 보다 바람직하다.

• 지질공학
• /
• 제21권2호
• /
• pp.133-145
• /
• 2011

본 연구는 불포화 풍화토별 강우지속시간 및 비강우시간에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브리아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비를 측정하기 위하여 함수비 측정 TDR센서를 이용하였다. 강우강도 조건은 20 mm/h로 선정하여 연속강우와 반복강우를 재현하였으며, 반복강우의 경우 강우시간과 비강우시간을 조절하였다. 그리고 흙의 단위중량 조건은 편마암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량보다 낮고 칼럼상부유출이 일어나지 않는 1.35 $g/cm^3$, 화강암 풍화토의 경우 현장 건조단위중량인 1.21 $g/cm^3$로 선정하였다. 편마암 풍화토와 화강암 풍화토 총 강우량 200 mm인 조건에서 $2.090{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.692{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s로 총 강우량 100 mm에서의 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}1.871{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}1.581{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우침투속도가 빠르게 나타났다. 이는 동일 시간당 토층 내 주입되는 물의 양이 200 mm조건에서 100 mm조건보다 많기 때문이다. 완전 건조 상태의 강우침투속도와 강우가 반복되어 물을 함유하고 있는 상태의 강우 재침투속도를 비교해 보면, 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 최초 강우침투속도인 $1.309{\times}10^{-3}{\sim}2.854{\times}10^{-3}$ cm/s와 $1.175{\times}10^{-3}{\sim}2.012{\times}10^{-3}$ cm/s보다 강우 재침투속도가 $1.307{\times}10^{-2}{\sim}1.718{\times}10^{-2}$ cm/s와 $1.789{\times}10^{-2}{\sim}2.070{\times}10^{-2}$ cm/s로 높게 나타났다. 이는 토층 내 공기의 함입량이 줄어들어서 불포화 투수계수에 영향을 미치는 흡입력(matric suction)이 감소한 것이 원인으로 생각된다.

• 자원환경지질
• /
• 제44권1호
• /
• pp.71-82
• /
• 2011

본 연구는 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브라아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 하여 불포화 풍화토별 강우강도 및 흙의 단위중량에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비, 간극수압 등을 TDR센서와 간극수압계를 통해 측정하였다. 현장 건조단위중량을 기준으로 느슨한 조건, 현장조건, 조밀한 조건으로 선정하고, 강우강도를 20 mm/h와 50 mm/h로 선정하여 시험을 수행하였다. 강우강도 20 mm/h 조건에서 각 단위중량 조건별 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 평균 강우침투속도는 각각 $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.297{\times}10^{-3}$ cm/s와 $2.734{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.707{\times}10^{-3}$ cm/s였으며, 강우강도 50 mm/h 조건에서는 각 풍화토별로 $4.509{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $2.016{\times}10^{-3}$ cm/s와 $4.265{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $3.764{\times}10^{-3}$ cm/s로 나타났다. 시험결과 강우강도가 높고 흙의 단위중량이 낮을수록 평균 강우침투속도는 증가하였으며, 느슨한 조건을 제외한 모든 조건에서 화강암 풍화토의 강우침투속도가 편마암 풍화토의 강우침투속도보다 빠르게 나타났다. 이는 화강암 풍화토가 편마암 풍화토에 비해서 입도가 비교적 균질하며, 단위중량이 낮고 공극율이 큰 것이 그 원인으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제25권3호
• /
• pp.377-385
• /
• 2015

본 연구에서는 강우강도에 따른 토층내 포화속도를 산정하기 위하여 모형실험장치를 개발하고 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형실험장치는 모형토조, 강우재현장치 및 계측장치로 구성되어 있다. 모형지반(60 cm × 50 cm × 15 cm)은 상대밀도 75%의 주문진 표준사로 조성하였으며, 강우재현장치는 강우강도의 조절이 가능하도록 하였다. 그리고 토층내 강우침투시 깊이별 체적함수비 및 모관흡수력의 변화를 측정하기 위하여 TDR과 Tensiometer를 설치하였다. 모형실험결과 토층의 입도가 균등하고 투수계수가 상대적으로 크므로 강우시 지표면에서 습윤전선이 형성되어 하강하는 것이 아니라 하부 바닥면에서부터 지하수위가 형성되어 상승하면서 포화가 진행되었다. 강우시 토층내 흡입응력의 변화를 살펴본 결과 토층 내에서 체적함수비가 증가함에 따라 흡입응력은 감소하며, 체적함수비가 20-30% 사이에서 흡입응력은 비교적 빠르게 감소하였다. 강우강도와 토층의 평균포화속도를 회귀분석한 결과 강우강도에 따른 평균포화속도는 V_savg (cm/sec) = 0.068I_R (mm/hr)와 같이 제안할 수 있다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.367-374
• /
• 2016

In this study, the RDII impact on sewer designing in the upstream monitoring area (A site) was considered. Based on the long-term (1/1/2011~12/31/2011) rainfall and flow data consisting of 10-min interval sampling in the nearby design area (B site), the maximum RDII/DWF ratio was selected. The sewer network system at B site was evaluated by the Manning equation. Scenario 1 considering the hourly maximum flow with respect to the flow velocity showed that none of the sewer pipes satisfied the minimum flow velocity condition (0.6 m/s), and 40 pipes did not achieve half of the velocity condition. In scenario 2 considering I/I, 1 the pipes satisfied 0.6 m/s, and 35 pipes showed 0.3 m/s. Scenario 3 reflected the effect of RDII. Velocities in 26 pipes were less than 0.3 m/s, and 4 pipes satisfied the velocity condition. With respect to the allowance rate, 17 pipes were shown to have more than 99%, and none of the pipes satisfied less than 95% of the allowance rate in scenario 1. In scenario 2, 17 Ed: Per the Table pipes showed more than 99% and one pipe showed less than 95%. In scenario 3, 16 pipes showed more than 99% of the allowance rate, and 19 pipes showed less than 95%. Based on these results, it is predicted that deposition would occur due to the slow flow velocity; however, capacity would not be a problem.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제53권6호
• /
• pp.129-136
• /
• 2011

To measure effects of surface cover on runoff and sediment discharge reduction using rainfall simulator, four(5 m${\times}$30 m scale) plot experiments were conducted in this study. Surface covers made with straw mat, Polyacrylamide (PAM), chaff, and sawdust were simulated 4 times under 31.1~44.4 mm/hr rainfall intensities. Compared with results from control plot, the time of runoff generation is delayed and outflow volume decreased with surface cover. Effects on runoff reduction of straw mat, PAM, sawdust and chaff ranged 4.7~81.5 % and runoff rate reduced by 6.5~76.1 % respectively, when compared with those from control plot. The percentage of decrease in sediment discharge were 99.7~99.8 % from straw mat+sawdust+PAM plots, 85.9~95.6 % from straw mat+PAM plots, and 98.5~99.4 % from straw mat+chaff+PAM plots. The runoff, sediment discharge, and SS concentration reduction efficiencies of the cover materials were outstanding when compared to control plot. It was analyzed that reduction of runoff and sediment discharge were mainly contributed by decrease in rainfall energy impact and flow velocity and increase of infiltration due to the surface cover materials. The results could be used as a base for the development of best management practices (BMPs) to reduce runoff, sediment discharge from sloping field.

• 물과 미래
• /
• 제12권1호
• /
• pp.56-59
• /
• 1979

직접유출 수문곡선의 감수부를 유발하는 지표하류출 과정이 사대종확산모형기법에 의하여 모의되었다. 유출과정은 필시곡선도에 의한 소유역을 대표하는 개급적 선형 수로를 통하여 상류선형수로의 유출과 핵심 소유역의 유효강우량을 추적하여 수행된다. 유출 속도, 확산인자, 침투와 지표하흐름 영역에 관한 매개변수의 산출과정이 기록된다.