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문제 정의
- 양수정에서의 해수비율을 줄이는 가장 간단한 방법으로는 주입량을 증가시키고 양수량을 감소시키거나 주입정과 양수정 간의 거리를 줄이는 방법이 있다. 그러나 여기서는 대안을 검토하고자 한다. 먼저 양수정의 스크린의 길이와 설치 심도를 조절하는 방법이 있다.
- 본 연구에서는 가상의 연직 단면의 해안 대수층을 대상으로 연구를 수행하였다. 하천 하구의 해안지역에서는 지층의 구성이 지표로부터 표토층, 점토층, 모래층, 자갈층, 풍화암층, 연암층 등의 순서로 빈번하게 나타난다.
- 그러나 하천 하구에는 상류 지역보다 투수성과 규모가 우수하지만 염수로 포화된 대수층이 발달해 있는 경우가 많다. 본 연구에서는 대수층의 염수를 담수로 치환할 수 있다는 사실에 착안하여 하구 대수층에 담수를 인공 주입시키고 인근에서 양수하는 수자원 확보 방안을 제시하였다. 이 방법은 하상을 통하여 하천수가 대수층으로 유입되는 강변여과와 달리 담수가 주입정을 통하여 대수층으로 주입되는 차이가 있으나 자연 수질 개선을 꾀하는 점에서는 확장된 강변여과 방법으로 생각될 수 있다.
- 따라서 해안 대수층에서 인공함양 및 회수 기술이 성공하기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수를 방지하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 양수정을 염수 침투로부터 방지하는 데 있어 염수포획관정의 효과를 수치모델링 방법으로 분석하고 양수정을 염수로부터 보호할 수 있음을 제시하였다. 추후 연구에서 고려되어야 할 사항으로 3차원 모델링, 염수포획관정의 최적 양수량, 주입정과 양수정의 최적 배치 및 최적 운영방안 등이 있다.
- , 2007; NRC, 1994; NGWA, 2008; Washington State, 2000). 본 연구에서는 해안지역 대수층에 관정을 통하여 주입된 담수로 조성되는 담수체의 거동과 양수정으로 담수를 회수할 때 염 지하수가 유입되는 것을 방지하기 위한 염수포획관정의 적용성을 수치모델링 연구를 통하여 조사하였다.
- 양수정에서는 초기에는 대수층 내 존재하던 염수가 생산되나 시간이 경과하면 주입수의 비율이 높아진다. 본 연구의 목적은 양수정에서 기존의 염수가 섞이지 않은 주입수 (담수) 만 생산하는 것이다. 양수정에서 얻을 수 있는 최고 주입수 비율은 관정의 위치, 주입량, 양수량 그리고 대수층의 수리지질 특성에 의하여 결정된다.
- 전술된 결과에서는 양수정으로 염수가 유입되어 소기의 담수생산 목적 달성이 불가능하였다. 여기서는 양수정의 염수침투를 방지하기 위한 대책을 제시하고자한다. 양수정에서의 해수비율을 줄이는 가장 간단한 방법으로는 주입량을 증가시키고 양수량을 감소시키거나 주입정과 양수정 간의 거리를 줄이는 방법이 있다.
가설 설정
- 는 각 유체의 밀도를 나타내며, Eq. (4)는 해수-담수 경계면에서 압력은 연속임을 의미한다. 지하수 관정에서 총 양수량 Qt가 양수될 때 양수되는 물의 종류는 여러 가지 인자에 의하여 결정된다.
- 가상 연직 단면 대수층의 길이는 1600 m, 점토층은 평균 해수면 아래 10 m~40 m 구간에 분포하며 (두께 30 m), 대수 층은 점토층 하부에 두께가 40 m로 형성되어 있다. 대수층의 하부는 불투수 암반으로 가정하였다. 대수층의 유효공극률은 0.
- 지하수 관정에서 총 양수량 Qt가 양수될 때 양수되는 물의 종류는 여러 가지 인자에 의하여 결정된다. 여기서는 양수되는 해수와 담수의 비율이 관정의 스크린 구간에서 각 유체의 투수량계수에 의하여 결정된다고 가정하였다. 그러면 각 유체의 양수량은 다음과 같이 산정될 수 있다.
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