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현재 제주도 중산간 지역 한천 상류 지역에서 홍수 저감 저류지와 연계하여 지하수 인공함양지가 개발되고 있다. 강우로 인한 하천유출 발생 시 인공함양지에 유출수가 주입되는데 이 때 유출수는 탁도가 높은 특징을 보이며 이에 따라 지하 지질의 공극에 입자에 의한 막힘현상이 발생할 것임을 예상 할 수 있다. 지속적인 막힘현상의 발생은 향후 인공함양에 있어 그 효율성을 저하시킬 수 있으므로 이에 대한 예방 및 보완을 위하여 실험적 연구가 필요하다. 하천유출수에 의한 ...

현재 제주도 중산간 지역 한천 상류 지역에서 홍수 저감 저류지와 연계하여 지하수 인공함양지가 개발되고 있다. 강우로 인한 하천유출 발생 시 인공함양지에 유출수가 주입되는데 이 때 유출수는 탁도가 높은 특징을 보이며 이에 따라 지하 지질의 공극에 입자에 의한 막힘현상이 발생할 것임을 예상 할 수 있다. 지속적인 막힘현상의 발생은 향후 인공함양에 있어 그 효율성을 저하시킬 수 있으므로 이에 대한 예방 및 보완을 위하여 실험적 연구가 필요하다. 하천유출수에 의한 투수성 화산 매체의 막힘현상에 대하여 실험을 통하여 고찰해 보고자 하였다. 주상실험을 통하여 탁수 주입 전, 후에 투수성 실험과 추적자 실험을 실시하여 수리전도도와 분산계수, 공극률의 변화율을 산출하였다. 실험을 위해 클링커와 분급모래시료를 이용하여 각 시료마다 각각 8개씩 총 16개의 컬럼을 제작하였으며, 각 컬럼에 주입할 탁도가 각각 다른 8개의 탁수를 제조하였다. 제조된 탁수는 입도분석을 실시하여 모래, 실트, 점토의 크기별로 구분하였다. 탁수 주입 전 공극률을 구하기 위하여 각 컬럼의 건조무게, 습윤무게를 측정하였다. 공극률을 측정한 컬럼은 투수성실험을 실시하였다. 정수두 투수측정법을 사용하였으며, 현장과 실내실험에서의 오차를 최대한 상쇄시키기 위해 수두구배 조절기를 개발하여 여러 수두구배 하에서의 수리전도도를 측정하였다. 투수성실험 후 추적자시험을 실시하였다. Rhodamin WT를 500ppb로 제조하여 추적자로 사용하였으며 Moment analysis를 통하여 분산계수를 산출하였다. 추적자시험 후 탁수를 각 컬럼에 각각 다른 농도로 주입하였다. 탁수 주입 후 다시 컬럼의 무게를 측정하여 공극률을 산출하였으며, 투수성실험과 추적자시험을 실시하여 주입 후의 수리전도도와 분산계수를 산출하였다. 공극의 막힘현상에 의한 공극률, 수리전도도, 분산계수의 변화율을 종합적으로 고찰해 본 결과 실트 크기 입자의 함유율이 약 50% 이상일 때 각 수리계수의 변화율이 높은 값을 나타내었으며, 주입수의 탁도가 1250mg/l 이상일 때 역시 각 수리계수의 변화율이 높은 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 클링커와 같이 투수성 및 공극률이 비교적 높은 지질매체에서는 실트 크기 이상의 입자가 막힘현상에 영향을 주는 것으로 판단되며 향후 인공함양 저류지에 설치 될 하천유출수 여과기는 필터링을 실트 크기 이하로 설계해야 함을 제안한다. 또한 하천유출수 인공 함양 시 막힘 현상 저감에 대한 안정성 확보를 위하여 주입수의 탁도가 1200mg/l 이상일 때는 주입을 제한하는 것이 효과적이라고 판단된다. 제주도 투수성 화산매체의 막힘현상에 의한 수리적 변화를 공극률, 수리전도도, 분산계수 등 다각적 변수를 통해 해석함으로써 향후 지하수 인공함양 설계에 기본자료로써 본 연구가 활용되기를 기대한다.

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