김포매립지 내의 침출수의 누출에 의한 매립지 주변의 지하수오염을 감소시키기 위해, 매립지 내부에 5조의 수평방사형 수집정(Radial Collector Well Laterals(RCWL))을 설치하는 방법, 응축수 배제정을 이용하는 방법, 매립지의 주변에 차수벽을 2층까지 설치하고 매립지 내부에 22조의 RCWL을 설치하는 방법, 그리고 매립지 둘레에 차수벽을 3층까지 설치하고 매립지 내부에 40조의 RCWL을 설치하는 방법 등을 연구했다. 이를 위해, 수리파라미터를 측정하고, MODFLOW과 MT3D 모델을 사용하여, 김포매립지주변의 지하수 이동과 오염물질 이동체계를 분석했다. 분석결과 차수벽을 2층까지 그리고 2조의 RCWL을 설치하는 방법이 지하수 오염농도를 먹는물 수질기준까지 감소시킬 수 있는 가장 경제적인 방법으로 평가되었다.
김포매립지 내의 침출수의 누출에 의한 매립지 주변의 지하수오염을 감소시키기 위해, 매립지 내부에 5조의 수평방사형 수집정(Radial Collector Well Laterals(RCWL))을 설치하는 방법, 응축수 배제정을 이용하는 방법, 매립지의 주변에 차수벽을 2층까지 설치하고 매립지 내부에 22조의 RCWL을 설치하는 방법, 그리고 매립지 둘레에 차수벽을 3층까지 설치하고 매립지 내부에 40조의 RCWL을 설치하는 방법 등을 연구했다. 이를 위해, 수리파라미터를 측정하고, MODFLOW과 MT3D 모델을 사용하여, 김포매립지주변의 지하수 이동과 오염물질 이동체계를 분석했다. 분석결과 차수벽을 2층까지 그리고 2조의 RCWL을 설치하는 방법이 지하수 오염농도를 먹는물 수질기준까지 감소시킬 수 있는 가장 경제적인 방법으로 평가되었다.
In order to reduce the groundwater contamination around the Kimpo landfill in Korea by the leakage of the leachate within it, The method establishing 5 sets of Radial Collector Well Laterals(RCWLs) within the landfill, the method utilizing the wells dewatering the condensed water, the method establi...
In order to reduce the groundwater contamination around the Kimpo landfill in Korea by the leakage of the leachate within it, The method establishing 5 sets of Radial Collector Well Laterals(RCWLs) within the landfill, the method utilizing the wells dewatering the condensed water, the method establishing an interception wall to the 2nd layer at the circumference of the landfill and 22 sets of RCWLs within it, and the method establishing an interception wall to the 3rd layer and 40 sets of RCWLs were studied. Hydraulic parameters were measured for this study and then the groundwater flow and contaminant transport systems around the Kimpo landfill were analyzed with the MODFLOW and MT3D models. Conclusively, the method establishing an interception wall to the 2nd layer and 22 sets of RCWLs was evaluated as the most stable and economical option to reduce groundwater contamination concentration below drinking water standards.
In order to reduce the groundwater contamination around the Kimpo landfill in Korea by the leakage of the leachate within it, The method establishing 5 sets of Radial Collector Well Laterals(RCWLs) within the landfill, the method utilizing the wells dewatering the condensed water, the method establishing an interception wall to the 2nd layer at the circumference of the landfill and 22 sets of RCWLs within it, and the method establishing an interception wall to the 3rd layer and 40 sets of RCWLs were studied. Hydraulic parameters were measured for this study and then the groundwater flow and contaminant transport systems around the Kimpo landfill were analyzed with the MODFLOW and MT3D models. Conclusively, the method establishing an interception wall to the 2nd layer and 22 sets of RCWLs was evaluated as the most stable and economical option to reduce groundwater contamination concentration below drinking water standards.
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문제 정의
이 논문에서는 매립지 주변의 지하수 오염을 감소하는 방법을 연구했다. 지하수오염을 방지하기 위한 몇 조의 장치들을 설치했을 때와 설치하지 않았을 때의 김포쓰레기매립지 주변의 오염물질 이동체계에 대해 MT3D (Modular Mass Transport 3-Dimension, Zheng 1988) 모델을 사용하여 분석했다.
가설 설정
농도가 1.0 mg/1 인 비반응 오염물질(트리튬, 염소)을 포함한 침출수가 순간적으로 매립지로 유입했다고 가정하고 시뮬레이션을 수행했다. 오염을 감소시키기 위한 장치가 설치되지 않은 현 상태에 대한 20년후 매립지의 1, 2층에서 오염물질의 농도 분포체계를 MT3D 모델로 모사하였다.
모델링에 사용된 수리전도도는 총 53개 지점에서 측정한 자료를 근거로 각 층마다 수십 개의 구역으로 나누어 각 구역마다 다른 값을 주었고 Table 1은 각 층의 대표적인 값을 나타낸다. 매립지로부터 인근지역으로 오염물질의 유출을 방지하기 위해 사용된 차수벽은 강제시트 파일이며, 파일과 파일 사이의 연결부의 틈새를 고려하여 5.0X10-11 m/sec로 가정했다.
연구대상 위치는 경기도 김포지역이고, 연구대상 면적은 약 60 km2(Figure 1)이다. 이 연구지역의 경계면들은 불투수성과 일정수두 경계면들이라고 가정했다. 시뮬레이션하기 위한 연구 지역의 북동쪽 경계면은 산등선이고, 서쪽 경계면은 동서쪽방 향으로 2%의 경사를 가진 해안가이며, 남쪽경계면은 산등선과 뚝이다.
제안 방법
40x10-7 m/sec 이었다. 또한 해양토양의 종분산지수는 현장과 실험실에서의 수리분산 실험으로 측정했다. 실험은 길이 5와 10 cm의 컬럼을 이용하여 수행했고, 측정된 종분산지 수는 각각 0.
김포매립지의 건설을 시작할 때, 제일 먼저, 위에 버려질 매립지 쓰레기에서 발생된 침출수를 배제시키기 위해, 매립지의 바닥에 침출수차 집시설을 설치했다. 매립지 바닥에 설치된 침출수차집시설을 통해 배줄된 침줄수는 침줄수 처리장으로 보내져 그곳에서 처리된 후 바다로 방출되도록 계획되어졌었다. 그러나 많은 쓰레기가 침출수차집시설 위에 매립되면서 동 침출수차집시설 아래의 해성점토층은 쓰레기의 하중으로 인해 부등침하가 발생하고 이로 인해 침출수차집시설의 일부분이 손상되었을 것으로 예측된다.
매립지의 ①북쪽지점, ② 해안방향지점, 그리고 ③ 2층 중앙 지점에서 시간에 대한 침출수 유출수 내의 염소, 페놀, COD의 최대농도는 등온흡착시험을 통해 측정한 분배계수와 생분 해계수를 사용하여 MT3D모델로 계산했다(Figure 6). 또한, 매립지 주변 측정지점에서 각 감소방법에 대한 시간에 따른 염소와 페놀의 농도는 Figure 7과 같다.
연구지역 의 상부경 계면은 지하수면이고, 하부경계면은 불투 수경계면으로 처리했다. 북동쪽에 위치한 언덕은 분수령이므로 쿨투수경계면으로 처리했다.
매립지부지의 표면은 약 15 m의 해성점토층으로 덮혀있고, 점토층 아래 구간은 풍화대와 연암층으로 구성된다. 연구지역은 조사된 지질을 근거로 4개의 층으로 나누었고, 연구 지역 내의 수리전도도는 해성점토층 내의 51지점에서 Slug Test로 측정했고, 연암 내의 2지점에서 Constant Pressure Injection Test로 측정했다. 시험결과 상부해성점토층은 2.
0 mg/1 인 비반응 오염물질(트리튬, 염소)을 포함한 침출수가 순간적으로 매립지로 유입했다고 가정하고 시뮬레이션을 수행했다. 오염을 감소시키기 위한 장치가 설치되지 않은 현 상태에 대한 20년후 매립지의 1, 2층에서 오염물질의 농도 분포체계를 MT3D 모델로 모사하였다. 여기서, 계산된 농도는 초기농도 1.
이와 같이, 침출유출수로부터 매립지 주변의 지하수가 오염 되는 것을 방지하기 위해, 매립지 내부에 양수장비의 일종인 RCWL과 매립지 둘레에 차수벽을 설치했다.
지하수오염을 방지하기 위한 몇 조의 장치들을 설치했을 때와 설치하지 않았을 때의 김포쓰레기매립지 주변의 오염물질 이동체계에 대해 MT3D (Modular Mass Transport 3-Dimension, Zheng 1988) 모델을 사용하여 분석했다. 지하수 오염을 감소시키기 위해, RCWL을 설치하는 방법, 기존의 응축수 배제정을 이용하는 방법, 차수벽을 설치하는 방법 등을 연 구했다.
1 m(Kim 1996)였다. 페놀과 COD의 분배계수는 불교란 상태에서 지하 8-11.8이에서 채취한 해양점토를 사용하여 등온흡착실험을 통해 측정했다. 페놀과 COD의 분배계수는 각각 0.
대상 데이터
㈠20-EL(±)0 m이다 I Figure 2). 매립지와 주변지역을 포함한 11, 000 mx5, 500 m 크기의 연구지역은 각 층 마다 100x60 Cell을 사용하여 시뮬 게이션 하였다(Figure 3).
이 연구지역의 경계면들은 불투수성과 일정수두 경계면들이라고 가정했다. 시뮬레이션하기 위한 연구 지역의 북동쪽 경계면은 산등선이고, 서쪽 경계면은 동서쪽방 향으로 2%의 경사를 가진 해안가이며, 남쪽경계면은 산등선과 뚝이다. 매립지부지의 표면은 약 15 m의 해성점토층으로 덮혀있고, 점토층 아래 구간은 풍화대와 연암층으로 구성된다.
또한 해양토양의 종분산지수는 현장과 실험실에서의 수리분산 실험으로 측정했다. 실험은 길이 5와 10 cm의 컬럼을 이용하여 수행했고, 측정된 종분산지 수는 각각 0.46과 0.94 cm였다. 또한, 현장수리시험은 Figure 1내에 표시된 지점에서 Gelhar과 Collins의 해석해(1971)를 사용하여 수행했다.
연구대상 위치는 경기도 김포지역이고, 연구대상 면적은 약 60 km2(Figure 1)이다. 이 연구지역의 경계면들은 불투수성과 일정수두 경계면들이라고 가정했다.
김포매립지 주변의 지하수 유동체계는 MODFLOW(Modular 3-D Finite Difference Groundwater Flow Model, McDonald et al, 1995)모델로 분석했다. 연구지역은 조사된 지질을 근거로 4개의 층으로 나누었다: 즉, 상부해성점토층, 하부해성점토 층, 풍화대, 그리고 연암층으로 구성된다. 또한, 시뮬레이션을 위해 사용된 각 층의 상부높이는 다음과 같다.
데이터처리
MODFLOW모델로 계산된 수두는 매립지주변에 설치된 총 78개의 관측공에서 측정한 값을 근거로 작성한 Figure 4의 관측 수두선과 비교하여 검증했다. 비교결과 1 m 이하의 오차를 보였다.
이론/모형
김포매립지 주변의 지하수 유동체계는 MODFLOW(Modular 3-D Finite Difference Groundwater Flow Model, McDonald et al, 1995)모델로 분석했다. 연구지역은 조사된 지질을 근거로 4개의 층으로 나누었다: 즉, 상부해성점토층, 하부해성점토 층, 풍화대, 그리고 연암층으로 구성된다.
94 cm였다. 또한, 현장수리시험은 Figure 1내에 표시된 지점에서 Gelhar과 Collins의 해석해(1971)를 사용하여 수행했다. 현장에서 측정한 종분산지수는 0.
매립지 주변 지하수 내의 오염물질 이동은 MT3D 모델로 해석했다. 이 시뮬레이션을 위해 사용된 경계조건은 MODFLOW의 경우 같고 이 모델의 지배방정식은 다음과 같다.
이 논문에서는 매립지 주변의 지하수 오염을 감소하는 방법을 연구했다. 지하수오염을 방지하기 위한 몇 조의 장치들을 설치했을 때와 설치하지 않았을 때의 김포쓰레기매립지 주변의 오염물질 이동체계에 대해 MT3D (Modular Mass Transport 3-Dimension, Zheng 1988) 모델을 사용하여 분석했다. 지하수 오염을 감소시키기 위해, RCWL을 설치하는 방법, 기존의 응축수 배제정을 이용하는 방법, 차수벽을 설치하는 방법 등을 연 구했다.
성능/효과
그러나, 이 방법은 22조의 RCWL과 2충까지 차수벽을 설치해야 되기 때문에 많은 비용이 요구된다. 20년 후 1층과 2층에서의 평균농도는 각각 0.06과 0.08이며, 현상 태의 농도보다 약 40% 감소한다.
Figure 8은 오염물질 농도가 수질기준 이하가 되도록 하기 위해 매립지 내의 침출수를 제거하는 장비를 설치하기 위한 비용을 나타낸다. 그러므로 22조의 RCWL과 2 층까지 차수벽을 설치하는 방법이 수질기준을 확보하기 위해 가장 안전하고 경제적인 방법으로 평가됐다. 지하수오염을 감소하기 위해 필요한 매년 요구되는 비용은 약 38억원에 해당한다.
그것의 설치비용은 가장 많고, 염소와 페놀의 최대농도는 낮다. 그러므로 22조의 RCWL과 2충까지 차수벽을 설치하는 방법이 수질기준을 만족시키는 가장 안전하고 경제적인 방법으로 평가되었다.
연구지역은 조사된 지질을 근거로 4개의 층으로 나누었고, 연구 지역 내의 수리전도도는 해성점토층 내의 51지점에서 Slug Test로 측정했고, 연암 내의 2지점에서 Constant Pressure Injection Test로 측정했다. 시험결과 상부해성점토층은 2.04x10^8~ 6.87x10-7 m/sec, 하부해성점토층은 1.06×10-8~6.60×10-7 m/sec, 풍화대는 2.45xl0-s~4.45xl0-<, m/sec, 그리고 연암층은 9.40x 10-8~8.40x10-7 m/sec 이었다. 또한 해양토양의 종분산지수는 현장과 실험실에서의 수리분산 실험으로 측정했다.
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