초록 ▼

본 발명은 지하수 유출의 정량적 평가를 위한 지하수 유동 모델링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하 굴착 공사가 주변 지하수계에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지하수 유출의 정량적 평가를 위한 지하수 유동 모델링 방법은 분석대상지역의 굴착공사 구간을 중심으로 발생하는 지하수위 강하범위를 고려하여 모델영역을 설정하는 모델영역 설정단계; 상기 분석대상지역의 지질분포와 지층구성을 고려하여 격자망을 구성하는 격자망 구성단계; 상기 분석대상지역에서 수두 손실을 고려하기 위해 배수경계를

본 발명은 지하수 유출의 정량적 평가를 위한 지하수 유동 모델링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하 굴착 공사가 주변 지하수계에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지하수 유출의 정량적 평가를 위한 지하수 유동 모델링 방법은 분석대상지역의 굴착공사 구간을 중심으로 발생하는 지하수위 강하범위를 고려하여 모델영역을 설정하는 모델영역 설정단계; 상기 분석대상지역의 지질분포와 지층구성을 고려하여 격자망을 구성하는 격자망 구성단계; 상기 분석대상지역에서 수두 손실을 고려하기 위해 배수경계를 설정하고 수리적 분수령을 이루고 있는 경우에는 지하수 흐름이 발생하지 않는 무흐름 경계로 설정하는 경계조건 설정단계; 상기 분석대상지역 내 다수 개의 시추공에서 측정된 지하수위 데이터를 모델링 보정에 활용하는 관측정 설정단계; 상기 분석대상지역 내 유사 수리특성을 갖는 지층은 단일 수문지질단위로 설정하고 상기 지층의 암종별 비산출율, 공극률 및 수리전도도를 모델링 입력 값으로 적용하는 수리지질조건 설정단계; 상기 분석대상지역 내 지하수계를 굴착공사 이전의 자연상태 지하수계와 유사하도록 재현하기 위해서 모델링 보정 수행을 실시하는 정류보정단계; 상기 정류보정단계(S600)를 통해 결정한 입력인자를 기반으로 확정 예측 모델을 이용하여 상기 분석대상지역의 지하수계 현상을 재현하는 굴착 이전 지하수 정류모사단계; 상기 분석대상지역을 굴착공사 수행 심도별로 모델링하는 굴착공사에 따른 지하수 부정류 모사단계; 상기 분석대상지역 내 상기 굴착공사 수행으로 인하여 유입되는 지하수량의 변화를 경과시간별로 분석하는 지하수 유입량 분석단계; 상기 분석대상지역의 기 사용 중인 지하수 정호 위치에서 지하수위 강하 및 회복량을 예측하는 주변 관정 지하수위 영향분석단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

대표청구항 ▼

양수정의 지하수위를 일정하게 고정시키고 인공함양정 설치 후 양수량의 변화를 모의하는 방법으로 인공함양정의 효용성을 평가하는 인공함양정의 효용성 평가 방법에 있어서, 수치모델에서 우물이 설치된 격자에서 계산된 수두는 실제 정호에서의 수두와 다른 값을 가지는데, 이는 정호와 격자의 크기 차이 정도에 따라 달라지므로 정호의 수위를 일정하게 고정시키기 위해서 정호의 수두와 격자의 수두와의 관계식이 필요하며, 수식(1)이 사용될 수 있고,...수식(1)여기서 는 반경이 인 우물의 수두(L), 는 격자에서 계산된 수두(L), 는 양수량(),

양수정의 지하수위를 일정하게 고정시키고 인공함양정 설치 후 양수량의 변화를 모의하는 방법으로 인공함양정의 효용성을 평가하는 인공함양정의 효용성 평가 방법에 있어서, 수치모델에서 우물이 설치된 격자에서 계산된 수두는 실제 정호에서의 수두와 다른 값을 가지는데, 이는 정호와 격자의 크기 차이 정도에 따라 달라지므로 정호의 수위를 일정하게 고정시키기 위해서 정호의 수두와 격자의 수두와의 관계식이 필요하며, 수식(1)이 사용될 수 있고,...수식(1)여기서 는 반경이 인 우물의 수두(L), 는 격자에서 계산된 수두(L), 는 양수량(), 는 수리전도도(L/T)이며, 이때 는 우물의 수두와 격자의 수두가 같아지는 유효반경(L)을 뜻하며 정사각형 격자의 경우 다음의 수식(2)로 구할 수 있고,...수식(2)여기서 는 정사각형 격자의 크기이므로,개별 우물의 양수량을 구하기 위해서는 양수량을 변화시키면서 지하수 흐름 모델로부터 격자의 수두를 계산하고 상기 수식(1)과 수식(2)를 이용하여 우물 수두를 계산하는 일련의 연산과정을 반복하면서 우물 수두가 모델에서 가정한 값이 되도록 하며,최적의 주입정 위치를 고려하기 위하여 주입된 물의 회수율을 최대화하는 것으로 수식(3)과 같이 양수량 변화량을 주입량으로 나누어 백분율로 나타낸 것을 제1목적함수로 사용하되,...수식(3)여기서, 와 는 주입정 설치 전, 후 우물의 양수량(), 는 주입량()을 나타내며 n은 정호 개수이고, 이때 제한조건은 식(4)와 같으며,...수식(4)여기서 는 우물 수두(L)이고 D는 포화대 두께(L)이고,제2목적함수는 수식(5)와 같이 주입정 설치 시 주입량을 최대화하는 것으로 양수정 수위뿐만 아니라 주입정 수위도 지표면 고도로 고정하여 총 양수량과 주입 가능량을 추정하며,...수식(5)이때의 제한 조건은 상기 수식(4)와 더불어 수식(6)이 더 추가되고,...수식(6)여기서 는 주입정 수위이고 H는 지표면의 고도를 의미하며,제3목적함수는 양수량 변화량의 변동계를 최소화하는 것으로 수식(7)과 같고,...수식(7)여기서 는 주입정 설치 후 정호당 양수량 변화량의 평균이고 이 경우 제한조건은 상기 제1목적함수의 제한조건인 수식(4)와 동일하며,제4목적함수는 수식(8)과 같으며 이는 최적의 주입정 위치를 선정하기 위하여 고려해야할 다수 개의 인자를 단일 값으로 나타내면 주입정의 영향을 간소화하여 확인할 수 있으므로 정호 클러스터에 대한 주입정의 영향 정도를 고려한 통합목적함수를 제시하되, 상기 제1목적함수와 상기 제3목적함수인 양수량 변화량과 변동계수를 통합하여 상기 제4목적함수를 나타내면,...수식(8)여기서 는 정호당 양수량 변화량의 변동계수, 는 물 주입 시 양수량의 변화량이고,주입정 위치에 따른 양수량 변화를 확인하기 위하여 주입정을 모델 영역 내 모든 격자에서 순차적으로 이동시키면서 각 위치에서의 목적함수의 변화를 살펴볼 수 있으며,먼저 양수량을 변화시키면서 우물 수위가 포화대의 50%가 될 때까지 우물 수위 관계식을 반복 계산하여 주입정 설치 전의 총 양수량을 구하고(제1 과정); 그 후 주입정을 설치하고 계산된 총 양수량의 50%를 재주입하며(제2 과정); 다시 주입정 설치 후 양수량 증가량을 구하고(제3 과정); 상기 제1목적함수 내지 제4목적함수 값을 계산하며(제4 과정), 주입정을 순차적으로 이동시켜가며 상기 제1 내지 제4 과정을 반복 수행하여 주입정 위치에 따른 목적함수 값을 분석하는 것을 특징으로 하는 인공함양정의 효용성 평가 방법.