• 제목/요약/키워드: urban groundwater

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터널 시공현장 붕괴 사례를 이용한 막장의 안정성 평가 연구 (Stability Assessment of Tunnel Excavation Face Utilizing Characteristics of Collapse Cases)

  • 김민태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제40권2호
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    • pp.55-64
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    • 2024
  • 쉴드공법은 국제적인 사례에서 그 안정성을 입증한 반면, 경제적 효율성을 지닌 것으로 알려진 NATM 터널 굴착공법은 피복이 얕고 지반이 풍화되며 지하수가 많은 도심지에 적용 시 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 도심지의 풍화된 암반층과 미고결 사질토 지반에서 발생할 수 있는 전형적인 두 가지 붕락 사례를 소개하고, 여섯 가지 안정성 평가 방법으로 두 붕락 사례를 분석하였으며, 그 결과를 종합하여 육각형의 다이어그램에 의한 방법으로 터널의 막장 안정성을 평가하였다. 본 연구의 분석 결과, 붕괴한 두 터널 현장의 결과와 평가 결과가 잘 일치하였으며, 대상터널의 지반 특성을 고려한 종합적인 평가 방법인 막장 안정성 평가 다이어그램에 의한 방법은 터널 설계 단계에서 터널의 막장 안정성을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

도심지 터널 용출수 발생구간에서의 수리 역해석 및 수리-역학 연계해석을 통한 안정성 해석 연구 (A study on hydraulic back analysis for an urban tunnel site and stability analysis based on hydro-mechanical coupling analysis)

  • 박인준;송명규;신휴성;박용수
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.397-404
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    • 2008
  • 본 연구는 인천국제공항철도 신설 공사구간 중 서울지하철 2호선 하부에서 TRcM 공법으로 통과하는 구간의 수리 및 굴착 안정성에 대해 검토한 내용이다. 본 검토 대상 구간에서는 터널 굴착과정에서 하루 최대 86.4 ton의 예상치 못한 과다 용출수가 발생하였으며, 과다 용출수의 발생에 대한 원인 분석을 위해 관측정에서 계측된 지하수위 저하거동과 가장 적합한 수리해석 파라미터를 찾기 위한 수리 역해석을 실시하였다. 본 수리 역해석에서는 TRcM 구간에 접한 홍익대학교 정거장 굴착시의 측정된 자료중 TRcM 구간 굴착전까지의 지하수위 계측결과를 사용하였다. 암종별 수리전도계수와 서울지하철 2호선의 배수경계조건, 과업구간의 강우강도 등을 변화시켜가며 수리 역해석을 수행하였다. 그 결과 계측된 자료와 유사한 최종 지하수위 및 지하수위 저하 경향을 보이는 수리해석 조건을 얻을 수 있었다. 다음, 지반의 굴착에 의한 역학적 영향을 분석하기 위해 지하수를 고려하지 않은 역학적 해석을 수행하였다. 순수 역학적 해석 결과, 지표침하 0.85 mm, TRcM 구간 천단침하 1.32 mm 발생하는 것으로 나타났으며, 복합거동 해석결과 지표침하 1.2 mm, TRcM 구간 최대 천단침하 1.72 mm으로 나타나 지하수위 저하에 의해 추가 변위가 발생하나 침하량이 크지 않아 안정성에는 영향이 없는 것으로 분석되었다.

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시추공 전기비저항 토모그래피를 이용한 비저항 영상화: 과잉취수에 의한 석회암 지반침하 지역 사례 (Resistivity Imaging Using Borehole Electrical Resistivity Tomography: A Case of Land Subsidence in Karst Area Due to the Excessive Groundwater Withdrawal)

  • 송성호;이규상;엄재연;서정진
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.537-547
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    • 2011
  • 석회암 공동이 발달한 도심지역에서 지하수위 하강에 수반되어 발생한 함몰형 지반침하의 원인 규명 및 공동의 분포 특성 파악을 위하여 시추공을 이용한 전기비저항 토모그래피탐사를 실시하였다. 이때 지하수 수리지질 특성을 파악하기 위하여 시추코아의 비저항 측정, 지하수위 측정 및 수리전도도 해석을 병행하였다. 연구 지역에서의 완만한 지하수위 분포 특성과 0.8-$9.3{\times}10^{-4}\;cm/s$ 범위의 수리전도도 분포로 부터 연구지역의 수리지질 특성은 불균질성이 크지 않은 것으로 나타났다. 시추코아를 이용한 전기비저항 측정 결과 연구지역의 석회암은 파쇄가 많은 경우, 변질이 심한 경우 및 신선한 경우로 나눠지며, 전기비저항은 각각 103-161, 218-277 및 597-662 ohm-m의 범위로 나타났다. 시추결과 점토로 충전된 석회암 공동 지점은 토모그래피 탐사자료의 역산 결과 50 ohm-m 이하의 낮은 비저항으로 나타났으며, 각 시추공 간 비저항 영상 단면으로부터 연구지역 전체적으로 지표 하부 심도 약 10-20 m 구간까지 파쇄대 또는 석회암 공동 구간이 분포하는 것으로 나타났다. 또한 석회암 공동의 직경은 약 4-6 m 규모로, 대부분 점토질로 충전된 것으로 판단된다.

Foams for Aquifer Remediation: Two Flow Regimes and Its Implication to Diversion Process

  • Kam, Seung-Ihl;Jonggeun Choe
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권1호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 다공성 매질내의 거품(foam)은 가스상의 이동성을 감소시키는 특성을 가진다. 이러한 성질은 석유산업에서 중력으로 인한 유체유동을 방지하거나 산(acid)을 이용하여 유정(wellbore) 근처 유체투과율이 낮은 지층을 처리하는데도 사용될 뿐만 아니라, 지하 대수층의 오염물 회수율을 높이는 데도 사용된다. 최근의 연구결과를 통하여 다공성 매질 내 거품의 유동은 유동영역(flow regime)에 의하여 크게 영향을 받는다는 사실을 규명하였다. 이 논문은 실험자료와 수치해석기법을 이용하여, 지하 오염물질 정화를 위한 거품 유동분할 작업의 타당성에 관한 연구이다. 두 종류의 유체 투과율(k=9.1과 30.4 darcy)을 가지고 실험한 결과, 대수층 조건과 비슷한 실험환경에서도 정상상태의 거품은 유동영역에 따라 다른 성질을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 거품의 질이 낮은 영역(low-quality regime)에 있는 거품은 shear thinning 거동을 보이며 고질영역(high-quality regime)에 있는 거품은 Newtonian 거동과 유사하였다. 이상의 실험 결과를 유체투과율이 서로 다른 두 지층에 대하여 거품의 유동분할을 예측하기 위하여 간단한 수치해석 모델을 개발하였다. 수치해석의 결과로부터 고질영역에 있는 거품은 유동분할 양상을 보였지만 저질영역에 있는 거품은 그렇지 않았다. 민감도 분석의 결과 고질영역에서의 유동분할은 각 지층들의 한계 모세관압, 즉 거품이 생성되고 유지되기 위한 최소 모세관압에 의해 좌우된다는 사실을 확인하였다.

동위원소를 이용한 서울 지역의 강수와 지하수와의 상호연관성에 관한 연구 제 1 보 : 동위원소를 이용한 한강류역 충적대수층 지하수의 수문학적 연구 (Environmental Isotope-Aided Studies on River Water and Ground Water Interaction in the Region of Seoul Part I: Isotope Hydrology of the Shallow Alluvial Aquifer Han R. Valley)

  • Jong Sung Ahn;Jae Sung Kim;You Sun Kim;Peter Airey;Bryan Payne
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.85-96
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    • 1981
  • 한강유역 강수와 지하수와의 상호연계를 환경동위원소 중수소, 삼중수소 및 산소-18을 이용하여 기초연구를 수행하였다. 본 보고는 \circled1 산업폐수의 방출이 지하수질의 악화에 어떤 영향을 미치는지의 여부와 \circled2 영향이 있다면 어떤 경로를 통하여 침투되어 이동되는가의 연구목적의 일환으로서 지하수 다종특성 중금속 ion과의 관계를 알아보았다. 지표수로부터 지하수로의 물 주입기작은 주로 도시화의 정도에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 즉, 서울 도심지역에서는 강수가 지하로의 유입되는 경우가 적고, 또한 이 지역에는 인구밀도가 높아서 지하수를 펌프하여 사용하기 때문에 지하수위가 낮게되므로 강수가 지하수로 유입되는 것으로 생각된다. 그 외의 상류나 하류의 삼림지나 농림지에서는 지하수의 급원은 주로 강수가 원천이 된다. 그리고 강수량이 적은 봄에는 강수위가 낮아지기 때문에 한강상류지역에서는 지하수가 강으로 유출되는 것으로 생각된다. 지하수중에 중금속수준, 유출동태, 강으로부터의 거리 및 강수와 지하수 사이의 전기전도도 사이에는 특별한 상호관계를 나타내지 않았다.

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저영향개발기법이 도시 유출에 미치는 영향 (The Effect of Low Impact Development Techniques on Urban Runoff)

  • 김희수;정건희
    • 한국습지학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.307-316
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    • 2021
  • 도시개발의 지나친 진행에 따라 불투수면의 증가로 인해 유출이 증가되어 도시 홍수에 대한 우려가 증가되고 있으며, 도시 유역의 물순환을 개발 이전과 같은 상태로 되돌리고자 하는 노력이 지속되고 있다. 이를 위한 노력으로 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기술이 저류, 침투, 증발산과 같은 기작을 통해 도시개발 전후의 수문 현상을 모사하기 위해 주목받기 시작했으며, LID를 실제 유역에 도입할 수 있는 기법에 대한 연구가 국·내외에서 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 도시 소유역에 강우-유출 수문모형인 SWMM의 모의를 통해 LID를 적용하여 목표로 유출량 저감 효과를 시나리오 별로 분석 및 평가하였다. SWMM-LID 모형을 가산1빗물펌프장 유역을 대상으로 구축하였으며 옥상녹화와 투수성 블록 포장 기법을 기법별 정성평가를 통해 유역에 적용할 LID 기법으로 선정하였다. SWMM내에서 저류 및 침투를 통한 총 유출량 감소 효과를 위해 설정되어야 하는 각 인자들을 설계 하였으며, 6가지 시나리오를 선정하여 모의한 결과, 투수성 포장에 의한 저감 효과가 옥상녹화에 의한 저감 효과보다 더 크게 나타났다. 향후 유역의 특성에 맞는 LID 시설의 설계가 필요하며, 특히 서로 영향을 미치는 하천이나 지하수위 등 도시 수자원 요소들은 전체 시스템에서 고려할 수 있도록 고려되어야 한다.

흙막이 벽체와 그라우트 특성에 따른 구조.수리상호 작용 (Mechanical and hydraulic interaction between braced wall and groundwater)

  • 남택수;윤재웅;권오엽;신종호
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.1172-1177
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    • 2010
  • For the deep excavation in urban area, the braced-cut method is mainly adopted. In this case, inadequate consideration of ground water level may result in wrong prediction of structural behavior. In this study, the effects of hydraulic interaction between wall and grout were investigated using the finite element method. The maximum stress in case of confined ground water condition is obtained at the final excavation stage in the range of 70~80% of excavation depth. The stress of impermeable case is about 50% larger than that of permeable case. When the relative permeabililty of wall-grout become smaller, the stress is getting bigger. And the stress tends to converge in case of 1/100 or less of the relative permeability.

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산지유역에서의 최적용수공급방안에 관한 연구 (A Study of Optimal Water Supply Planning in Mountainous Area)

  • 김지학;박기범
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권10호
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    • pp.967-973
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    • 2006
  • In this study used tank model and specific discharge to calculate low-flow of mountain basin and supply data that need in water resources plan. Low-flow is calculated byspecific discharge and area ratio method as resulted that calculate storage of low-flow by tank model was construed that showd all similar aspect. In judged to help in water resources plan establishment calculating low-flow using model to supplement uncertainty of observed data in that calculate of low-flow ungaged mountain area. It shows by economical and realistic plan until 12 years after development that run parallel and use economic performance analysis result valley flow and groundwater. But wide area water services and Chungju dam since 12 years onward was expose that is economic.

3D 가시화를 이용한 지반침하지역의 시추자료와 토모그래피 자료의 비교 (Comparison of the borehole and tomography data in subsidence area using 3D visualization)

  • 안조범;윤왕중;김진회
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.231-236
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    • 2002
  • The understanding of underground geologic structures is of great importance for the surface and subsurface constructions, prevention of natural hazards such as land-slides and subsidence, and many other areas. To get the information on the geologic conditions, many of investigations such as geologic survey, geophysical explorations, testings on the physical properties of rocks, drilling tests and logging, and groundwater surveys are usually conducted, and tremendous data are collected accordingly. In general, however, these huge amount of data are interpreted in the individual areas only. If these data are analyzed collectively, much more information on the geologic conditions can be obtained. In this study, 3D visualization of borehole logging data is attempted. Borehole logging data are obtained at the urban subsidence area. To compare the 3D logging data with other geologic and geophysical data such as resistivity tomography data, interface module was developed. The 3D visualization of logging data and the comparison with other data can be helpful for the understanding of underground geologic structures.

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Influence of Inorganic Salts on Aqueous Solubilities of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

  • Yim, Soobin
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권3호
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    • pp.23-29
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    • 2003
  • Setschenow constants of six alkali and alkaline earth metal-based electrolytes (i.e., NaCl, KCl, CaCl$_2$, K$_2$SO$_4$, Na$_2$SO$_4$, NaClO$_4$) for three polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) (i.e., naphthalene, pyrene, and perylene) were investigated to evaluate the influence of a variety of inorganic salts on the aqueous solubility of PAHs. Inorganic salts showed a wide range of K$\_$s/ values (L/mol), ranging from 0.1108 (NaClO$_4$) to 0.6680 (Na$_2$SO$_4$) for naphthalene, 0.1071 (NaClO$_4$) to 0.7355 (Na$_2$SO$_4$) for pyrene, and 0.1526 (NaClO$_4$) to 0.8136 (Na$_2$SO$_4$) for perylene. In general, the salting out effect of metal cations decreased in the order of Ca$\^$2+/>Na$\^$+/>K$\^$+/. The effect of SO$_4$$\^$2-/>Cl$\^$-/>ClO4$\^$-/ was observed for anions of inorganic salts. The K$\_$s/ values decreased in the order of perylene>pyrene>naphthalene for K$_2$SO$_4$. However, the order of decreasing salting out effect for NaCl, KCl, CaCl$_2$, and NaClO$_4$ was perylene>naphthalene>pyrene. Hydration free energy of the 1:1 and 2:1 alkali and alkaline earth metal-based inorganic salts solution was observed to have a meaningful correlation with Setschenow constants. Thermodynamic interactions between PAH molecules and salt solution can be of importance in determining the magnitude of salting out effect for PAHs at a given salt solution.