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지반 및 수문특성을 고려한 하천인근 지역의 지하수위 변동 영향인자 분석
Influencing Factor Analysis on Groundwater Level Fluctuation Near River 원문보기

Ecology and resilient infrastructure, v.5 no.2, 2018년, pp.72 - 81  

김인철 (연세대학교 사회환경시스템공학과) ,  이준환 (연세대학교 사회환경시스템공학과)

초록
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지하수위는 자연적 또는 인위적 요인들로 시 공간적 변동성을 나타내게 된다. 지반공학적 측면에서 지하수위의 변동성은 기초구조물의 지지력 감소 및 추가적인 침하 등을 발생시킴으로써 전체 구조물의 안정성 혹은 사용성에 영향을 미칠 수 있다. 설계과정에서 적용되는 지하수위는 지반조사 과정 중 현장시험을 통해 측정된 고정 수위를 기반으로 결정되나, 실질적으로 강우조건, 지반의 종류, 도심 포장률 등 다양한 영향인자에 따라 연중으로 변동하는 패턴을 보이게 된다. 본 연구에서는 대부분 인간활동의 영역이 되어 있는 하천인근 지역을 대상으로, 지하수위 변동성과 이에 대한 영향인자를 조사 분석하고자 하며, 이는 궁극적으로 보다 합리적 지반구조물 설계가 가능토록 하기 위함이다. 지하수위 변동이 크게 발생할 것으로 예상되는 도심지역과 도외지역을 대상으로 지하수위 변동에 관한 영향요소를 분석하였다. 지하수위 변동은 도심지역과 도외지역의 수문 및 지질 특성에 따라 상이한 양상을 보였으며 변동에 영향을 미치는 인자 또한 대상지역의 지질 특성에 따라 다른 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Groundwater level (GWL) fluctuation, which can occur due to several artificial and natural reasons, causes reduction of bearing capacity of foundation structures and can lead settlement of ground. As a result, GWL fluctuation affects stability and serviceability of entire building. However, in many ...

주제어

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문제 정의

  • 설계과정에서 적용되는 지하수위는 일반적으로 고정된 수위를 사용하나, 실질적으로는 강우, 지반의 종류, 지표면 포장률 등 다양한 이유로 인하여 연중으로 변동하는 패턴을 보이게 된다. 본 연구에서는 대부분 인간활동의 영역이 되어 있는 하천인근 지역을 대상으로, 지하수위 변동성과 이에 대한 영향인자를 조사 분석하였다. 도심 및 교외지역의 지하수위 변동 특성및 영향 요소 분석 결과는 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 도심지 및 도외지 특성이 두드러지는 지역 3곳을 선정하였고, Kim et al. (2016)의 분석 방법을 바탕으로하여 대상지역의 지하수위 변동 영향인자 분석을 수행하였다. 실무 엔지니어의 접근 용이성을 위하여 간단한 Pearson correlation coefficient를 분석에 도입하였으며, 영향인자 분석을 위해 8년간 관측된 지하수위 및 수문자료들을 이용하여 대상지역의 대표 지하수위 영향인자를 산정하였다.
  • 본 연구에서는 지하수위 변동을 평가하고 예측하기 위한 예비단계로서 지하수위 변동에 영향을 미치는 주요 인자를 분석하였다. 도심지역과 도외지역의 특성을 비교하기 위하여 서울시의 마곡동, 장위동 그리고 경기도 양평군을 대상지역으로 선정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지하수위의 의의는? 5 cm까지 점진적으로 상승하며, 슈퍼태풍 이나 과한 집중호우와 같은 극한기후현상의 빈도 또한 증가할 것으로 전망된다 (KMA 2013). 지하수위는 기후변화의 영향을 직・간접적으로 받는 지반구성요소로서 수자원과 지반환경, 지반공학 분야 등에서 매우 중요한 인자로써 다뤄지고 있다 (Terzaghi et al. 1996, Kim et al.
유효응력의 변화는 어떤 결과를 가져오나? 지반공학적 관점에서 지하수위 변화는 지반의 강도와 직접적 연관성이 있는 유효응력 (effective stress)을변화시키며, 이는 결과적으로 지반상부에 건설되는 기초구조물의 지지력과 부등침하 등에 영향을 미쳐 전체 구조물의 안정성 (stability)과 사용성 (serviceability) 에 나쁜 영향을 미칠 수 있다 (Schmertmann 1970, Ausilio and Conte 2005, Yasuhara et al. 2007, Shahriar et al.
지하수위를 평가하고 예측하는 방법 중 수치해석 방법에 대해 설명하라 지하수위를 평가하고 예측하는 방법에 있어서는 이론적 (analytical), 수치해석적 (numerical), 관측된 데이터 기반의 데이터처리 (data processing) 방법 등이 있다. 이론적인 방법은 단순화된 수문인자 및 지반 모델을 산정하여 물의 흐름에 대한 물리현상을 수학적으로 풀어내는 방법이며 (Serrano and Workman 1998, Bansal and Das 2010), 수치해석적 방법은 유한요소해석 (finite element analysis)이나 유한차분해석 (finite difference analysis) 등의 기법을 기반으로 하여 입력 수문인자에 대한 지하수의 흐름을 시뮬레이션 하는 방법이며 (Pauwels et al. 2002, Chesnaux et al.
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참고문헌 (31)

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  2. Bansal, R. and Das, S. 2010. An analytical study of water table fluctuations in unconfined aquifers due to varying bed slopes and spatial location of the recharge basin. Journal of Hydrologic Engineering 15(11): 909-917. 

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  29. Winter, T.C. 1999. Relation of streams, lakes, and wetlands to groundwater flow systems. Hydrogeology Journal 7: 28-45. 

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  31. Yasuhara, K., Murakami, S., Mimura, N., Komine, H., and Recio, J. 2007. Influence of global warming on coastal infrastructural instability. Sustainability Science 2: 13-25. 

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