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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 손실과 이득하천 상태에서의 하천 바닥 점토 혹은 실트층의 수리 전도능력 (conductance) 이 강변여과 취수에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 중요변수로 작용될 것으로 판단되어 이에 대한 다양한 조건을부여하여 지하수 흐름과 수위 강하를 모사하였다. 내부전달/외부전달(transfer in/out)의 수리 전도능력(단위 day-1) 은 1.
- 본 연구는 FEFLOW의 1차원 선형 불연속 특징 요소를 활용하여, 수평 방사형 집수정과 같은 특수한 형태 정호 취수 시의 지하수 유동을 효율적으로 모사하기 위한 목적과 수평 방사형 집수정을 활용한 강변 여과 취수 시, 취수량게 영향을 줄 수 있는 요소인 대수층 두께, 취수정과 하천 사이의 이격 거리, 하천 바닥의 투수 능력 등의 변화에 따른 지하수 흐름과 수위강하를 정량적으로 평가하고, 이들 조건 중 강변여과수 개발 가능량에 상대적으로 많은 영향을 주는 요소를 규명하여, 추후 수평 방사형 집수정을 활용한 강변여과 개발 시 우선적으로 조사하여야 하는 대상을 제시하기 위한 목적으로 수행되었다.
가설 설정
- 다시 말해 주대수층의 두께가 충분하지 못하고 하천으로부터 멀리 떨어진 경우, 방사집수정을 통한 대규모 양수가 제한적임을 보여준다. 또한 각 경우에 대하여, 지하수위 변화가 일일 1 cm 이하인시점을 안정수의 상태에 도달한 것으로 가정하여 평가하였다. Table 2는 안정수위 도달 시점과 최대 수위강하 값을 정리하여 보여준다.
- 0 X 10-5을 적용하였다. 또한 강우에 의한 함양은 연간 200 mm로 일정하게 유지되는 것으로 단순하게 가정하였다.
- 가정되었다. 설정 모델의 주대수층은 모래자갈층으로 가정하고 주대수층의 상부는 상대적으로 낮은 투수성을 갖는 충적층, 하부는 매우 낮은 투수성을 갖는 기반암층으로 구성하였으며, 주대수층의 상부 충적층은 주대수층의 두께를 고려하여 각각 2 m, 5 m, 10 m로 Fig. 2와 같이 가정되었다.
- 설정된 모델의 주대수층의 두께는 5 m, 10 m, 20이의 3가지 조건이 가정되었으며, 방사형 집수정의 수평 정호는 모두 주대수층의 최하부로부터 1 m 상부에 설치되는형태로 가정되었다. 설정 모델의 주대수층은 모래자갈층으로 가정하고 주대수층의 상부는 상대적으로 낮은 투수성을 갖는 충적층, 하부는 매우 낮은 투수성을 갖는 기반암층으로 구성하였으며, 주대수층의 상부 충적층은 주대수층의 두께를 고려하여 각각 2 m, 5 m, 10 m로 Fig.
- 수평 방사형 집수정을 활용한 강변여과수 취수를 모사하기 위해서 5300 m X 3000 m 크기의 가상 모델 영역을 설정하였으며, 모델 영역 내부에 폭 300 m의 하천 부지를 가정하였다. FEFLOW에서는 모델을 영역별로 정의하고 모델 영역별 사용자 정의에 의한 요소 개수를 기본으로 유한 요소망을 생성하게 된다.
- 수평 정호는 모래 자갈층의 주대수층에 설치하는 것으로 가정하였으며, 그 설치 심도는 일괄적으로 기반암 상부 1 m로 설정하였다. 따라서 수평 정호의 설치 심도는주대수층의 두께에 따라 변화한다.
- 주 대수층의 두께는 정봉일(1971)에 의해분석된 국내 충적층 두께와 한국수자원공사(1993)의 조사결과를 참조하여 5 m, 10 m 및 20 m로 설정하였다. 수평방사형 집수정과 하천까지의 이격거리는 인위적으로 결정되는 요인이지만 현재 국내의 강변여과 현장을 고려하여, 50 m, 100 m 및 200 m로 설정하였으며, 하천 바닥의 수리 전도 능력은 관련 자료를 확보하기 어려워 하천 바닥퇴적물의 투수 계수를 0.1 m/day, 두께를 0.2 m로 가정하여 0.5 day-'로 가정하고 이 값을 하천수가 대수층으로 침투할 때 (transfer in)의 수리 전도 능력으로 가정하였으며, 지하수가 하천으로 배출될 때는 이보다 4배 큰 값을 갖는다고 가정하여 2dayT로 설정하였다. 또한 입력 요소의물리량은 서로 동일한 차원을 갖거나, 유사한 범위 내에서 변화하는 값이 아니므로 이에 대한 표준화를 위해 기준이 된 입력 변수에 대한 백분율로 환산하여 지하수위변화 값의 영향을 분석하였다.
- 한편, 강변여과수 취수를 위한 방사형집수정의 중심은 하천 부지의경계선을 기준으로 20 m, 50 m, 100 m, 200 m 이격시켜설치된 것으로 설정하였다. 하천의 수위는 절대 고도 -3 m로 설정하였으며 하천의 최심부 바닥을 -5m로 가정하여 하천의 최대 심도가 2 m가 되도록 하였다. 하천 부지경계 지점의 고도를 0 m로 설정하였으며, 하천 부지 경계지점부터 하천부지 경사면에 형성되는 물가 선(shore line) 까지의 거리는 60 m이다(Fig.
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