감조구역에서 지하수 수두의 거동 해석

Analysis of the Hydraulic Head Affected by Stage of Tidal Rivers

조석의 영향을 받는 감조구역의 대수층은 감조 하천의 수위에 따라 지하수 수두의 변화가 예상된다. 지하수 수두가 주기적으로 변화하는 대수층에서 지하수를 이용하거나 구조물을 시공하기 위해서는 지하수 수두의 거동을 고려해야 한다. 감조구역에서 지하수 수두에 영향을 미치는 조석의 진폭과 투수계수 등의 변수에 대해서 수치실험을 수행하였다. 수치실험을 위해 1차원 유한차분 모형을 이용하였다. 우선 수치모형의 안정성을 검토하기 위해 해석해와 비교하였다. 그리고 조석의 진폭과 투수계수가 지하수 수두에 미치는 영향에 대해 고찰하고 이 때 지하수의 수리경사가 존재하는 경우와 없는 경우에 대해 수치실험하였다. 또한 감조구역 내에서 양수를 하는 경우에 지하수 수두의 변화 양상을 고찰하기 위해 수치실험을 수행하였다. 본 논문에서 사용된 변수값을 이용하면 영향권은 약 60 m정도인데 이는 한 파장(equation omitted) 내에서 영향권이 설정된다. 조석의 영향을 받는 대수층과 영향을 받지 앎은 대수층에서 일정한 율로 양수하였다. 영향권 내에서 조석의 영향을 받는 대수층의 수두가 크기 때문에 상대적으로 양정고는 작아져 동력비의 절감을 가져올 수 있음을 알았다 그리고 이들의 결과를 이용하면 감조구역에서 오염원의 추적, 지하수의 효율적인 이용, 구조물을 시공할 때 구조물의 안정성과 안전성을 검토하는데 도움이 될 것이다.

In the tidal compartment, the hydraulic head is affected by the stage of tidal rivers. For groundwater or construct works, head variation of groundwater should be considered in zone of this aquifer. A numerical analysis is performed which has an 1-dimemsional explicit finite difference scheme to show the head variation of groundwater with tidal stage and hydraulic conductivity, etc. The stability of the numerical scheme is validated by using the analytic solution. The head variation of groundwater is observed for various tidal amplititude and hydraulic conductivity, mean hydraulic gradient and pumping at any point. The range of influence corresponding to the parameters used in this study is about 60m. This value is not beyond a wave length (equation omitted). There was a pumping at a constant rate out of aquifers affected by tide and not affected by tide. Because pumping head in aquifer affected by tide is short, the expense of electric power is economized in this zone. These results are applicable to trace of contaminant transport, efficient operation of groundwater, and examination of the safety and stability of works in the tidal compartment.