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수치해석 방법에 의한 연직배수시스템의 오염토양 복원효율 비교분석
The Comparison of Remediation Efficiency for Contaminated Soils under Vertical Drain System by Numerical Analysis Method 원문보기

한국토목섬유학회 논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.10 no.1, 2011년, pp.29 - 36  

신은철 (인천대학교 건설환경공학과) ,  이성철 (인천대학교 건설환경공학과) ,  박정준 (인천대학교 건설환경공학과)

초록
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오염지반 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 영향 인자에 대한 지반공학적 특성을 기초로한 파일럿 규모의 실내 오염복원 실험시 오염물질의 복원 효율을 분석하였다. 또한, 도출된 결과를 바탕으로 유한요소 및 유한차분방법에 의한 수치해석을 수행하였으며, 해석시 적용된 물성값에 대한 매개변수를 평가하였다. 오염복원 모형실험과 수치해석에서 최소한계농도비를 기준으로 하여 오염복원율 해석 결과, 지반이 조밀한 경우 최소한계 농도비 도달시간이 더 길어지며, 지속시간에 따른 농도분포를 살펴보았을 때, 농도는 주입배수재를 중심으로 그 주변에서 더 빠르게 제거되고, 반면에 추출배수재 주변에서는 농도가 더 높게 나타남을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The remediation efficiency of the contaminant through laboratory experiment of the pilot scale was evaluated for the influence factors in the contaminated soils for the applicability of the prefabricated vertical drain system. It was performed numerical analysis by the method that the finite element...

주제어

#Prefabricated vertical drain system   #Pilot scale test   #Numerical analysis   #Remediation efficiency  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • (3) 본 연구는 오염된 토양의 복원시 연직배수시스템의 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 도출된 결과를 바탕으로 향후 흙의 종류, 오염물질에 따른 추출과정 등 다양한 조건에서 현장규모의 실험적 연구를 비롯하여 수치해석에 필요한 분산지수, 흡착, 흐름 유속 등 모형변수들의 경계조건 및 최적화 과정을 더욱더 심도 있게 분석하여 실제현장과 부합되는 연구가 진행되어야 할 것이다.
  • (1996)이 제시한 시간 변화에 따른 오염 농도 변화량을 여러 가지 수학적 처리와 방사성 및 연직 방향의 정화도에 대한 중첩의 원리를 이용하여 error function(erf)및 complementary error function(erfc)값은 보통 series분석으로 값을 구하지만 series는 매개변수의 범위나 적용하는 차수에 따라 값의 변화가 커 안정적인 값을 구하는데 어려움이 있다. 따라서, 안정적인 erf(x) 및 erfc(x)값을 구하고 많은 양의 분석을 수행하기 위하여 개발되었다.
  • MODFLOW는 사용하기에 쉽고 편리하며 규모가 비교적 큰 수리지질학적 문제를 해결하기 위해 필요한 대용량의 자료를 처리, 분석 및 유지하는 능력이 뛰어나다. 또한 물리적, 수학적인 지하수 유동 형태의 개념이 실제로 어떻게 나타날 것인가에 대해 대용량의 자료와 함께 다루어진다. MT3D는 복잡한 수리지질학적 구조에서의 용질 이동에 대해 널리 이용되는 3차원 유한 차분 수리모형이다.
  • 본 연구에서는 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 파일럿 규모의 실내 오염복원 실험을 통한 오염물질의 복원효율을 분석하였다. 또한, 도출된 결과를 바탕으로 Gabr et al.

가설 설정

  • (1996)과 이행우와 장병욱(2006)이 제시한 연직배수재가 설치된 오염지반에서 시공간적 변화에 따른 오염농도 변화량을 구하는 지배방정식을 정의하고, 해를 구하기 위해서 방정식을 유도하였다. 오염정화 예측모형은 오염된 토양의 복원과정동안 체적변화가 없는 정수압상태의 흐름을 연직배수재로의 주입률과 추출률이 같은 질량균형 상태로 가정하였고, 가용성 오염물질에 용매의 이동을 시간과 깊이의 함수인 오염물질 농도를 평가하기 위하여 모형화 하였다. 타입된 연직배수재는 반경이 req인 영향범위을 고려하고, 3차원 대칭조건으로 가정하여 모형화 할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양세정공법을 현장에 적용시키기 위해서는 무엇을 고려해야하는가? Rawe(1996)는 토양세정에 의한 오염지반의 처리효율은 세정용액과 오염물질의 접촉, 오염물질의 특성 및 지반조건에 따라 달라지며, 유기물 함량이 낮은 투수성이 높은 지반에 매우 효과적인 것으로 제시하였다. 토양세정공법을 현장에 적용시키기 위해서는 오염물질의 농도와 특성, 오염물질의 분포, 대상 지반의 물리, 화학, 생물학적 성질에 미치는 용매의 영향 등을 고려하여야 한다.
유류사용량이 크게 증가한 이유는 무엇인가? 지속적인 경제발전과 소득수준이 향상되면서 산업활동과 더불어 자동차 보급으로 인한 유류사용량이 크게 증가하였다. 이에 따라 주유소의 유류저장탱크 및 화학물질을 저장하고 있는 산업시설에서의 지하저장탱크에서 비수용 상액체(NAPLs)로 분류되는 유류 및 유해화학물질의 유출로 인한 토양 및 지하수 오염 문제가 부각되고 있다(고석오, 2002).
오염복원 모형실험결과 다짐조건이 조밀한 조건일 경우에 오염농도비 예측을 비교해 보면, 느슨한 조건일 경우보다 분산지수의 범위가 0.1～0.5 사이 일 때, 좀 더 정확한 곡선을 나타내데 이유는 무엇인가? 5 사이 일 때, 좀 더 정확한 곡선을 나타내고 있다. 이는 모형실험시 토조내 흙에서의 투수계수의 크기가 서로 다른 조건을 나타내기 때문인 것으로 판단된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. 고석오 (2002), "토양 및 지하수 복원기술 동향 및 현장적용", 2002 지반환경, 한국건설기술연구원, pp.129-156. 

  2. 박정준, 신은철 (2008), "연직배수재를 이용한 오염지반 복원의 영향인자 분석", 한국지반환경공학회논문집, 제9권, 제1호, pp.39-46. 

  3. 신은철, 박정준, 김성환 (2006), "진공압력에 따른 연직배수재의 지반공학적 특성 분석", 2006 대한토목학회 정기학술대회, pp.723-726. 

  4. 이행우, 장병욱 (2006), "토양 및 오염물질의 물성치가 연직배수재에 의한 현장오염정화에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구", 한국토목섬유학회논문집, 제5권, 제2호, pp.1-8. 

    원문보기 상세보기

  5. 정하익 (2003), "연직배수공법을 이용한 오염지하수의 복원", 2003 지반환경, 한국건설기술연구원, pp.183-201. 

  6. Gabr M. A., Bowders J. J, Wang. J. and Quaranta J. D. (1996), "In situ soil flushing using prefabricated vertical drains", Canadian Geotechnical Journal, Vol.33, No.1, pp. 97-105. 

    상세보기 crossref

  7. Gabr M. A., Wang J. and Bowders J, J. (1996), "A model for efficiency of soil flushing using PVD-enhanced system", ASCE, Journal of Geotechnical Engineering, Vol.122, No. 11, pp.914-920. 

    상세보기 crossref

  8. Rawe (1996), EPA environmental engineering source book, Ann Arbor Press, Inc., Chelsea, Michigan, pp.101-110. 

  9. Roote, D. S. (1997), In situ flushing, Technology Overview Report, TO-97-02, GWRTAC. 

  10. Welker, A. L., Logan, M. and Knight, S. B. (1998), "Design issues of a prefabricated drain remediation system", Geotechnical News, 16(1), pp.31-35. 

    상세보기

  11. Zheng, C. (1990), A modular three-dimensional transport model for simulation of adjection, dispersion and chemical reactions of contaminants in ground water systems, S.S. Papadopulos & Associates, Inc. 

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