• Title/Summary/Keyword: 투수율

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Prediction of rainfall-induced runoff considering infiltration of water in both unsaturated and saturated porous media (불포화 및 포화 투수층에서의 침투를 고려하여 강우 유출 해석)

  • Changhoon Lee;Minh Thang Tran
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.62-62
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    • 2023
  • 강우가 지표면 아래로 침투할 때 초기에는 투수층이 불포화 상태이어서 부압이 작용하면서 침투할 것이다. Richards 식(Richards, 1931)을 써서 불포화 투수층의 침투를 모의할 수 있다. 강우가 지속되는 동안 하상 아래 어느 구간은 포화 상태가 되어 Richards 식을 더 이상 사용할 수 없다. 하지만 현재까지의 연구는 Richards 식을 사용하여 침투를 모의하는 오류를 범하고 있다. 강우에 의한 침투를 예측할 때 지표면에서의 침투율 qb 가 필요한 데 현존하는 연구에서는 Horton 식(Horton, 1941)을 사용하여 초기 침투율 fo 와 장시간 후 침투율 fc 와 시간에 따라 지수함수로 감소하는 계수 k 의 3가지 계수값을 실험이나 현장 관측값에서 찾아서 쓰고 있다. 그런데, 이 계수값은 강우강도 ri 가 클수록 침투율 q 가 커지는 물리 현상을 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서 먼저 포화 투수층에서의 침투를 모의하는 식을 개발하였다. 지표면 아래에서 불포화 투수층에는 Richards식을 사용하고 포화 투수층에는 개발한 식을 사용하여 침투를 모의하였다. 또한 지표면에서의 침투율 qb 를 구하는 공식을 개발하였다. 하상에서의 침투율의 최대값은 $q_{bmax}=-{\lambda}{\sqrt{2g(s-b)}}$ 일 것이다. 여기서 λ 는 투수층의 공극율, s 는 유출수면의 위치, b 는 지표면의 위치이다. 지표면에서의 침투율의 최소값 qbmin 은 지표면 바로 아래 지점에서의 침투율일 것이다. 지표면에서의 침투율 qb 로 qbmax 와 qbmin 사이의 적절한 값을 선택한다. 강우강도를 ri 라고 하면 지표면 위 유출수의 연속방정식은 다음과 같다: $s-b={\int}(r_i-{\mid}q_b{\mid})dt$. 즉, 유출수면의 위치 s 는 강우강도 ri 가 클수록 또는 지표면에서의 유출율의 크기 |qb| 가 작을수록 크다. 또한 지표면에서의 침투율 qb 와 지표면 아래에서의 침투율 q 는 s - b 가 클수록 크다. 따라서, 강우강도 ri 가 클수록 침투율 qb, q 가 큰 현상이 잘 반영되었다. 강우-침투-유출 모형실험을 수행하여 강우강도에 따라 침투율과 유출량이 다른 현상을 관측하여 수치실험 결과와 비교·검증하였다.

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Thermo-hydraulic modeling in fault zones for deep geothermal development (심부지열개발을 위한 단층대에서의 열-수리적 거동 모델링)

  • Kim, Jong-Chan;Lee, Young-Min;Koo, Min-Ho;Keehm, Young-Seuk
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.572-575
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    • 2009
  • 지층 내에 발달한 고투수성 단층은 유체, 에너지, 그리고 용질이 이동하는데 있어서 중요한 역할을 하는 지질구조이다. 따라서 고투수성 단층 주변부에서는 온천, 지열 이상대, 그리고 금속 광상 등이 형성될 가능성이 크다. 이 연구에서는 열-수리적 거동 모델링을 통하여 단층에 의한 온천 또는 지열 이상대의 형성 원인을 확인하였다. 단층의 구조에 따른 지하수 유동과 이에 따른 지층 내 열적 상태를 확인하기 위해서 단층 구조가 다른 3가지의 경우에 대해서 2차원 열-수리적 거동 정류 모델링을 수행하였다. 모델링 결과 단층 구조가 다른 3가지의 모든 경우에서 단층의 투수율이 커지면 단층대에서의 용출 온도가 초기 온도 보다 높아지는 경향을 확인 할 수 있고, 경우에 따라서 모암의 투수율 역시 용출온도에 영향을 미치는 것을 확인 하였다. 따라서 심부지열 개발을 위한 연구지역에 대해 보다 정확한 예측 모델링을 수행하기 위해서는 단층의 구조, 단층과 모암의 투수율, 그리고 수리지질학적 정보 등이 매우 중요하다고 할 수 있다.

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Performance Evaluation of Eco-friendly Permeable Block Using Basalt Waste Rock (현무암 폐석을 이용한 친환경 투수블록의 성능평가)

  • Sang-Soo Lee;Hyeong-Soon Kwon;Jae-Hwan Kim
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.11 no.4
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    • pp.299-306
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    • 2023
  • Environmental pollution problems are occurring due to the negative treatment of basalt waste in Jeju Island. This study identifies the characteristics of permeable block with basalt with physical and chemical adsorption mechanisms and examines their applicability and functionality as building materials. This experiment is basic data for evaluating the functionality of the permeable block by analyzing flexural strength, compressive strength, permeability coefficient, carbon dioxide, and fine dust adsorption rate by producing a permeable block using a basalt waste rock. As the basalt waste stone replacement rate increased, the flexural strength and compressive strength tended to decrease, and as the replacement rate increased, the water permeability coefficient, absorption rate, carbon dioxide, and fine dust adsorption rate tended to increase. Therefore, it is judged that the permeable block using the basalt waste rock is superior to the existing permeable block.

Wave Damping Rate Over Multi-layer Permeable Bed of Finite Depth (깊이가 유한한 다중 투수층 위에서의 파의 감쇠율)

  • Suh, Kyung-Duck;Do, Ki-Deok
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.21 no.2
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    • pp.127-135
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    • 2009
  • Reid and Kajiura(1957) has studied on the wave damping rate over a permeable bed of infinite depth. In this study, wave damping rate over a permeable bed of finite depth is derived by linear wave theory. It is then extended to derive wave damping rates over a double or triple layer, each of which consist of different material. Applying the wave damping rate to the mild slope equation, the wave transmission coefficient over a permeable bed has been calculated. The model has been certificated by comparing with the result of Flaten and Rygg(1991)'s integral equation method in the case of a single-layer bed.

Permeability and Strength of Cements Exposed to Supercritical CO2 for Varying Periods (초임계 CO2 - 시멘트 반응 전후의 투수율 및 강도 변화)

  • Lee, Hikweon;Kim, Kideok;Kim, Taehee;Kim, Gyo-Won
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.26 no.1
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    • pp.117-128
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    • 2016
  • Chemical reaction tests were performed to assess the properties of hardened specimens of cement pastes (KS-1 Portland and Class G) exposed to supercritical CO2 for 1, 10, and 100 days. After exposure, the samples' measured permeability and strength were compared with values measured for pristine samples. The pristine cements had permeabilities of 0.009~0.025 mD, which increased by one order of magnitude after 100 days of exposure (to 0.11~0.29 mD). The enhancement of permeability is attributed to the stress release experienced by the samples after removal from the pressure vessel after exposure. Despite its enhancement, the measured permeability mostly remained lower than the API (American Petroleum Institute) recommended maximum value of 0.2 mD. The degradation of the cement samples due to exposure to supercritical CO2 led to a layer of altered material advancing inwards from the sample edges. The Vickers hardness in the altered zone was much higher than that in the unaltered zone, possibly owing to the increase in density and the decrease in porosity due to the carbonation that occurred in the altered zone. Hardness close to the edge within the altered zone was found to have decreased significantly, which is attributed to the conversion of C-S-H into less-strong amorphous silica.

High Resolution Cross-well Seismic Tomography for Description of Shear Zone in Inter-well Region (시추공 간 전단대 특성 규명을 위한 고해상 탄성파 토모그래피)

  • Lee, Doo-Sung
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.9 no.4
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    • pp.255-260
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    • 2006
  • Measurements in two adjacent (about 1.5 m separation) boreholes reveal that there is a significant degree of variations in the width and property (permeability) of shear zones in the granitic rock. A high frequency (>10 kHz) cross-well seismic tomography was conducted to characterize the features of permeability distribution at the shear zones in the inter-well region. At the shear zones, the correlation between the permeability at the well location and the velocity pattern shown in the cross-well velocity tomogram suggests that a high resolution velocity tomogram may provide useful information for the shear zone characteristics, such as permeability, fracture density, width, and length.

An Experimental Study of Permeable Concrete Pavement for Application (투수성 콘크리트포장의 실용화를 위한 실험적 연구)

  • 문한영;김성수;정호섭
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.3
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    • pp.165-173
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    • 1998
  • 투수성 콘크리트포장은 우천시 도로포장 노면의 배수, 차량 주행 안전성의 향상 및 소음의 저감등을 목적으로 개발된 포장이지만 주행환경 및 도로주변과의 환경조화에도 기여한다. 일반적인 배수성 아스팔트 콘크리트포장에서는 투수계수 1$\times$10-2cm/sec를 목표로 정하고 있으나 본 연구에서는 투수성 콘크리트포장의 실용화를 위한 연구의 일환으로 투수계수1$\times$10-1cm/sec를 목표로 정하여 골재의 최대치수, 잔골재율 및 단위시멘트량을 변화시킨 투수성 콘크리트의 공극률, 연속공극률 및 투수계수와 제강도를 측정한 결과에 대하여 고찰하였다. 투수성 콘크리트의 목표투수계수 1$\times$10-1cm/sec 일 때 공극률 및 연속공극률은 각각 15 %와 12%정도이며, 압축강도는 240kg/$\textrm{cm}^2$정도의값을 나타내었으며, 골재의 최대치수가 10~13mm일 경우, 잔골재율 10~20%, 단위시멘트량 380 kg/$\textrm{cm}^2$정도가 적절한 배합으로 생각된다.

A Study of Locally Changing Pore Characteristics and Hydraulic Anisotropy due to Bedding of Porous Sandstone (다공질 사암의 층리에 따른 국부적 공극특성 변화와 수리 이방성 특성)

  • Yang, Hwa-Young;Kim, Hanna;Kim, Kyeongmin;Kim, Kwang Yeom;Min, Ki-Bok
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.23 no.3
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    • pp.228-240
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    • 2013
  • Anisotropy observed in sedimentary rock such as sandstone is mainly caused by existence of bedding consequently influencing on its hydraulic characteristics. The aim of this study is to investigate the influence of locally changing pore structure due to bedding on the hydraulic anisotropy of sandstone, in terms of localized porosity. X-ray CT scan is applied to observe the internal pore structures which is hard to be seen by other experimental methods. Permeability test is also conducted for samples cored at every $15^{\circ}$ from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ with respect to bedding plane. As a result, the permeability anisotropy is manifest having 1.8 of anisotropy ratio ($k_{90^{\circ}}/k_{0^{\circ}}$) and corresponds with the anisotropy of porosity due to bedding.

Variation Profiles of Temperature by Green Area of Apartments in Gangnam, Seoul (서울 강남지역 아파트단지의 녹지면적에 따른 온도변화 모형)

  • 홍석환;이경재
    • Korean Journal of Environment and Ecology
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    • v.18 no.1
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    • pp.53-60
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    • 2004
  • This study was carried out to investigate the effect of green area in apartment complexes to variation of temperature. The inside temperature of each site was estimated by analyzing Landsat ETM+ image data. The factors on variation of temperature were landcover type, building density, and Normalised Difference Vegetation Index(NDVI). The results of correlation between inside temperature of apartment complex and land cover type showed that the green area ratio had negative(-) correlation and impermeable pavement ratio had positive(+) correlation. Building-to-land ratio was not significant with inside temperature. A coefficient of correlation between the temperature value and the value of permeable pavement ratio added up green area ratio was higher than a coefficient of correlation between the temperature value and the value of permeable pavement ratio added up impermeable pavement ratio. Thus we may define that permeable pavement area decrease urban temperature with green area in apartment complex. Floor area ratio had no significant correlation with inside temperature. Inside temperature was decreased as the NDVI was increased. To establish the temperature distribution model in a development apartment complex, As the result of regression analysis between inside temperature as dependent variable and permeable pave ratio+green area ratio, green area ratio, building-to-land ratio and NDIT as independent variables, only permeable pavement ratio added up green area ratio of the independent variables was accepted fur regression equation in both two seasons and adjusted coefficient of determination was 41.4 on September, 2000 and 40.4 on June,2001.

유성지역 결정질 암반에서 수행한 양수시험에 대한 해석

  • 박경우;고용권;김경수;배대석;조성일
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.592-596
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    • 2003
  • 연구지역에서 설치된 6개의 관정을 대상으로 양수시험을 실시하였다. Neuman method를 이용하여 연구지역의 투수량계수(transmisivity)와 저유계수(storativity) 및 비산출율(specific yield)을 구한결과 투수량계수는 1$\times$$10^{-6}$~9.135$\times$$10^{-6}$ $m^2$/s 이며, 저유계수는 0.0002~0.0085, 비산출율은 0.3~0.4의 값을 보인다. 계산된 투수량 계수를 이용하여 수리전도도(hydraulic conductivity)를 구하였다. 양수정의 심도보다. 깊은 관정에서 계산된 수리상수 값은 큰 값을, 얕은 관정에서는 작은 값을 보여 양수시험시 양수정과 관측정의 깊이에 대해 고려가 필요하다.

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