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가설 설정
- 지 타입을 선정하였디, . 타입 1은 아스팔트와 geomembrane의 차수 층을 포함하는 정상적인 주 모델이고, 타입 2는 일정 기간 경과 후의 두 차수층이 완전히 열화되어 기능을 상실한 최악의 겅우를 가정한 것이다. 이두 타입에서의 HELP 코드를 사용한 물 수지 분식 결과 타입 1은 물론 타입 2의 누수량도 외국의 적용기준 범위 이내로 나타나 성능이 입증된다면 안전성에는 별 영향이 없을 것으로 평기되었다.
- 3m는 시혐시설 규모에 맞춰 각 층의 두께를 축소 조정한 것으로, 시험의 주 목적이 배수 층과 차수 층의 성능을 입증하기 위한 것인 점을 고려하여 두 층은 실제 두께대로 유시되도록 하였으버 나머지 층들은 EPA에서 제시한 최소 두께 이상이 되노록 히-여 전체적으로 약 50% 정도로 축소한 것이다. 타입 2는 처분덮개가 실제로 장기간 운영되있을때 예상될 수 있는 아스팔트와 geomembrane의 차수 층이 완전히 열화된 경우를 가정하여 타입 1에서 누 층을 제외한 경우로, 최악 조건일 때의 덮개 성능을 시험하기 위한 것이디-. 타입 1고} 2의 상부실브층 히-단과 타입 2의 배수층 하단에 설치될 geotextile 층의 기능은 차수를 위한 것이 이니라 필터층으로서 이 층의 상부층과 하부층이 섞이는 것을 믹기 위한 것이다.
제안 방법
- 함수비를 측정할 수 있는 기기로는 TDR(Time Domain Reflectometry probe) 과 중성자검친봉 (Neutron probe)이 있는데 이중 중싱자검침봉은 매설용이 아니며 정밀도도 떨어져 제외하였으며, 함수비는 온도변화에 의한 영향을 크게 받으므로 온도도 같이 측정하여야 하는 점을 고려하여 체적함수비와 은도를 동시에 측정할 수 있는 센서를 계측기기로 선정하였다. Matric potential의 측정기기로는 tensiometer, heat dissipation sensor 및 thennocouple psychrometer 등이 있는데 이 중에 tensiometer가 가장 정밀도가 늪고 사용 실적이 많으녀 측정 범위가 다른 기기보다 우리나라처럼 습한 기후조건에 잘 맞아 이를 선정하였다.
- TDR과 tensiometer는 Fig. 3에서와 같이 각각시허고 중앙부의 3개소와 대각선 방향의 2개소에메설되도록 하였고 심도에 따라서는 각각 7개씨 매설되도록 하였다. 각 시험고별 TDR과 tensiometer 의 매설 심도는 Table 4와 같으며, 각각의 TDR과 tensiometer의 측정결과는 Fig.
- 각 타입에서의 수분이동특성을 규명하기 위하여 Fig. 6고} 같이 TDR고} thermistor 닟 tensiometer를 사용하여 수분선단(moisture front) 의 이동을 사동 계측할 수 있도룩 하였으며, 중간배수층과 하부 라이너 층인 점토층에서의 베수량 닟 지표유출량도 측정 가능하도록 설계하였다. 이러한 계측시스템을 이용한 장기관측 결과 두 타입 모두에서 그 성능이 입증된다면 타입 2가 공사비측면과 유지보수 측면에서 경제적이므로 실제 처분덮개 설계시 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단되며, 계측결과는 IIELP 코드 등과 같은 수치모델의 검증에 활용되어 처분덮개의 수문학적 안전성평가에도 큰 도 음이 될 것으로 판단된다.
- 두 타입의 시혐용 처분덮개의 수리방벽 성능을 분석하기 위하여 help 코드를 사용하여 물 수지평가를 수행하였다. 물수지 펑가를 위해 대진 지방의 연평균 기상자료와 기존 사료중 Table 1과 같이 각 층의 대표적 수리자료를 선택하여 입력자료로 시.
- 3과 같이 geopipe를 세 곳에 설치하여 배수가 원활히 이루어지도록 하였으며, 각 단위 시험고의 배수관과 전체 배수관에 각각 유량계를 설치하여 유량측정이 가능하도록 하였다. 또한, 매우 적은 양이기는 하지 만 하부점토층에서의 누수량은 시험고 벽체 바닥을 따라 설치할 작은 개수로와 시험고 중앙에 설치할 베수공을 통해 각각 벽체를 따라 발생할 수 있는 누수와 정상 시험숭 발생할 누수를 처리할 수 있도록 하였다. 원활한 배수를 돕기 위해 개수로에 잔자갈을 체운 후 이 개수로와 중앙배수공 상단에 geotextile을 덞어막히지 않도록 하였으며 Fig.
- 설치하도록 하였디-. 또한, 이러한 계측기기들을 이용한 측정 결과률 보완하기 위한 방안으로추적자 시험을 수행하기 위하여 Fig. 3舛 같이 추적자 김침을 위한 access tube를 해당 시험 고의 중앙부분 두 곳에 수형으로 실치하도록 하였, 다.
- 물수지 평가는 타입 1의 차수층이 장기간 성능을 유지하는 것으로 가정하있으므로 HELP 코드의 기후자료 생싱기(weather generator) 기능을 사용하여 생성한 100년 빈노의 연평균 강수량과 일일 평간 징-수량을 토대로 수행되었으며 그 결과는 가각 Table 2 및 Table 3과 같다.
- 시험고 T1 과 T2에서는 각각 아스팔트와 geomembranc의 방수층이 포함뇐 덮개와 차수 층이 완전 열화되었을 경우를 가정하여 이를 제외한 덮개의 성능시험이 수행될 수 있도록 하였으며, T2 모델의Is에서는 현장투수시험과 시료채취 등이 수행되고 Ti 모델의 에서는 장기관측 후 덮개를 절개하여 각 층의 건전성을 확인하기 위한 시험과 시료채취 등이 수행될 수 있도록 하였다. 한편, 시험고 사이에 시험고의 설반 크기인 다목적용 겔러리를 설치하여 시험고 벽체의 변위계측 등에 활용할 수 있도록 하였으t겨, 시험고 하부의 지하 공간은 중간배수층과 하부저투수층의 베수량을 정밀하게 측정하기 위한 측정용기의 설치공간 등으로 활용될 수 있도록 하였다.
- 또한, 매우 적은 양이기는 하지 만 하부점토층에서의 누수량은 시험고 벽체 바닥을 따라 설치할 작은 개수로와 시험고 중앙에 설치할 베수공을 통해 각각 벽체를 따라 발생할 수 있는 누수와 정상 시험숭 발생할 누수를 처리할 수 있도록 하였다. 원활한 배수를 돕기 위해 개수로에 잔자갈을 체운 후 이 개수로와 중앙배수공 상단에 geotextile을 덞어막히지 않도록 하였으며 Fig. 6과 같이 각각의 베수 파이프에 유량계플 설치하여 1차적인 누수량 측정이 가능하도록 하였다.
- . 이러한 점을 보완하기 위하여 100년 빈도 설계 강수 조건을 인위직으로 발생시켜 주기적인 성능시험을 장기적으로 수행할 수 있도록 하기 위해 Fig. 4와 같은 살수 장치를 제작하여 시험기간 중에만 해당 시험고에 조립, 설치하여 사용할 수 있도록 설계하였나.
- 중간배수층에서는 Fig. 3과 같이 geopipe를 세 곳에 설치하여 배수가 원활히 이루어지도록 하였으며, 각 단위 시험고의 배수관과 전체 배수관에 각각 유량계를 설치하여 유량측정이 가능하도록 하였다. 또한, 매우 적은 양이기는 하지 만 하부점토층에서의 누수량은 시험고 벽체 바닥을 따라 설치할 작은 개수로와 시험고 중앙에 설치할 베수공을 통해 각각 벽체를 따라 발생할 수 있는 누수와 정상 시험숭 발생할 누수를 처리할 수 있도록 하였다.
- 하였다. 지표수의 유출은 덮개의 각 층이 중앙의 현장 실험실쪽으로 3, 5% 정도 경사진 점을고려하이 Fig. 3과 같이 중앙 실험실과 양측 시험고 사이에 각각 사각형의 개수로를 설치하여 배수되도록 하였으며 중력배수가 가능할 정도로 경사진 개수로의 끝부분에 V notch를 설치하이 일차적인 유량 측정도 기능하도록 하였다.
- 진체적인 시험시설은 두 타입의 시험고를 각각두 개씩 4개를 배치하고 현장시험용 시험고와 장기관측 후 시험고를 질개하여 가 층의 다짐상태의 변화나 차수층의 물성변화 등을 직접 확인하기 위한 시료 채취용 시험고를 각각 하나씩 베치하여 종 6개의 시험고로 구성되도록 하였다. 각가 3x.
- 처분덮개의 성능실증은 가능한 한 실제 운영상황과 유사한 조건히-에서 수행되는 것이 바람직하므로 지표수의 유출과 중간 배수층에서의 배수가 가능하도록 하였다. 지표수의 유출은 덮개의 각 층이 중앙의 현장 실험실쪽으로 3, 5% 정도 경사진 점을고려하이 Fig.
- 처분뎦개의 기능 중 종요한 기능은 강수의 침투를 억제하는 수미방벽으로서의 기능이므로 정상 강수 조건 하의 비포화상테에서 의 수분이동득성 과 설계 강수 조건에서의 물 침투 현상을 규명하고 징-기적인 덮개의 건전성을 확인하는데 주안점을 두어 시험 시선을 설계하였다. 시험고(test cell)의 크기는 이와 같은 주요 시험내용과 측정기기의 베치계획을 고려하고 외국의 시힘시설 규모0NEEL, 1996)를참조하여 길이와 너비를 3m로 하고 깊이는 3.
- 상태가 지속되는 시험 기간 숭에는 수리방벽으로서의 덮게 성능을 관측하기 위해서는 수분의 이동현상을 계측하여야 한 토양 내에서의 수분이동특성을 규명하기 위해서는 함수비의 변화와 matric potential 의 변화를 측정하여야 하나, 현새까지 상용화된 함수비와 matric potential 측정기기는 많지 않은 편이다. 함수비를 측정할 수 있는 기기로는 TDR(Time Domain Reflectometry probe) 과 중성자검친봉 (Neutron probe)이 있는데 이중 중싱자검침봉은 매설용이 아니며 정밀도도 떨어져 제외하였으며, 함수비는 온도변화에 의한 영향을 크게 받으므로 온도도 같이 측정하여야 하는 점을 고려하여 체적함수비와 은도를 동시에 측정할 수 있는 센서를 계측기기로 선정하였다. Matric potential의 측정기기로는 tensiometer, heat dissipation sensor 및 thennocouple psychrometer 등이 있는데 이 중에 tensiometer가 가장 정밀도가 늪고 사용 실적이 많으녀 측정 범위가 다른 기기보다 우리나라처럼 습한 기후조건에 잘 맞아 이를 선정하였다.
대상 데이터
- 설계하였다. 시험고(test cell)의 크기는 이와 같은 주요 시험내용과 측정기기의 베치계획을 고려하고 외국의 시힘시설 규모0NEEL, 1996)를참조하여 길이와 너비를 3m로 하고 깊이는 3.3m로 하였다. 시험시설 선체로는 Fig一 2와 같이 중앙의 현장실험실을 중심으로 각각 세개씩의 시험고를 베치하여 오른쪽에서는 정상강수조건에서, 왼쭉에서는 설계강수조건에서 시험이 수행될 수 있도록 하였다.
- 3m로 하였다. 시험시설 선체로는 Fig一 2와 같이 중앙의 현장실험실을 중심으로 각각 세개씩의 시험고를 베치하여 오른쪽에서는 정상강수조건에서, 왼쭉에서는 설계강수조건에서 시험이 수행될 수 있도록 하였다.
성능/효과
- 1) 상부 보호층(Vegetative top layer) ; 15cm 의식 제 층을 포함하여 최소한 두께가 60cm 이상이어야 하고 침하와 침강 발생 후의 최종적인 상단 부의 경사는 3%〜5% 이어야 하며, 식재된 식물의 뿌리가 성장하여 하부 저투수층을 교란시키시 않아야 함.
- 2) 중간 배수층(Middle drainage layer) ; 최소두께가 30cm 이상이어야 하며 최소 경시-는 3% 이상으로 포화수리 전도도가 10 ~;1cii/sec 이 상이어 야하며배수층이 막히지 않도록 상부층과의 시-이에 geotextile 등과 같은 펄터층을 포설하여야 함.
- 3) 히-부 저두수층(Bottom low permeability layer) ; 최소 두께가 60cm 이상이어야 하며 상단면의 겅사는 3% 이상으로 포화수리전도도가 10-7cWscc 이하이어야 하벼 배수층과의 사이에 최소 두께가 20mil 이상인 박층의 리・이 너 (Flexible membrane liner)층을 두어야 함.
- 타입 1은 아스팔트와 geomembrane의 차수 층을 포함하는 정상적인 주 모델이고, 타입 2는 일정 기간 경과 후의 두 차수층이 완전히 열화되어 기능을 상실한 최악의 겅우를 가정한 것이다. 이두 타입에서의 HELP 코드를 사용한 물 수지 분식 결과 타입 1은 물론 타입 2의 누수량도 외국의 적용기준 범위 이내로 나타나 성능이 입증된다면 안전성에는 별 영향이 없을 것으로 평기되었다.
- 중간배수층에서의 측면베수량은 타입 1이 약간 크며 하부저두수층인 점토층을 통한 누수량은 당연한 결과로 차수층을 제외한 타입 2가 큰 것으로 나타났다.
- 평가 결과 두 타입에 데헤시 동일한 기상자표와식생조건 및 경사도를 적용하있으므로 강수량, 표변 유출량 및 증발산량은 동일하게 나타났다. 중간배수층에서의 측면베수량은 타입 1이 약간 크며 하부저두수층인 점토층을 통한 누수량은 당연한 결과로 차수층을 제외한 타입 2가 큰 것으로 나타났다.
후속연구
- 6고} 같이 TDR고} thermistor 닟 tensiometer를 사용하여 수분선단(moisture front) 의 이동을 사동 계측할 수 있도룩 하였으며, 중간배수층과 하부 라이너 층인 점토층에서의 베수량 닟 지표유출량도 측정 가능하도록 설계하였다. 이러한 계측시스템을 이용한 장기관측 결과 두 타입 모두에서 그 성능이 입증된다면 타입 2가 공사비측면과 유지보수 측면에서 경제적이므로 실제 처분덮개 설계시 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단되며, 계측결과는 IIELP 코드 등과 같은 수치모델의 검증에 활용되어 처분덮개의 수문학적 안전성평가에도 큰 도 음이 될 것으로 판단된다.
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