Derivation of Infiltration Equation in Multilayered Soil by Two Phase Flow Theory

2개류체(個流體) 흐름이론(理論)에 의한 여러층 흙에서의 침투능공식유도(浸透能公式誘導)

The Green-Ampt equation for infiltration has been intensively investigated by many researchers because of its simplicity and adequacy for fitting experimental data to theoretical one. The infiltration equation derived from the theory of two phase flow coincides with the Green-Ampt equation except the viscouse resistance correction factor. This approach clearly defines variables in the Green-Ampt equation and also encounters the effect of viscosity of two fluids. A new equation for infiltration into multilayered soil is derived from the theory of two phase flow and compared with conventional equation. The new equation shows lower infiltration rate than that of conventional one and it is believed that this caused from the inclusion of viscosity in the derivation.

침투능을 계산하기 위한 공식으로서 Green-Ampt 공식은 식의 간편성과 정확성으로 인하여 많은 연구의 대상이 되어왔다. 그러나 이 공식의 변수인 습윤전선(Wetting Front)에서의 모세관 압력수두항은 연구자에 따라 해석이 많이 다르다. 침투능해석을 위하여 2개 유체의 흐름방정식의 해는 Green-Ampt 공식과 같은 형태를 가지므로서 Green-Ampt 공식의 모세관 압력 수두항을 결정할 수 있게 되었다. 이러한 2개 유체 해석에 의한 침투능 산정공식의 유도는 1개층으로만 구성되어 있는 경우에 이루어 졌으나 특성이 각각 다른 여러 층의 흙으로 구성 되어 있는 경우에는 아직 이루어진 바 없다. 본 논문에서는 이러한 2개 유체의 흐름 해석에 의하여 여러층의 흙인 경우 침투능 산정공식을 유도하였다.