해석해와 수치해의 비교평가를 통한 수평 및 경사 형태 특수 정호의 수위강하 예측 |
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학술지명 한국지하수토양환경학회
저자 최상혁,김형수,석희준,최두형
발표일 2007-10-11
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수평 및 경사 형태 특수 정호 양수에 의한 수위 강하를 해석해와 수치해를 통해 비교하였으며, 비교 검증된 수치 모델링 기법을 강변여과 방식 취수가 검토되는 현장에 예비적으로 적용하여, 수위 강하를 예측하였다. 두 해의 비교 검증을 위해 20m 두께의 균질 자유면 대수층에서 10m 길이의 수평 정호와 경사 정호 양수에 따른 수위 강하를, 양수 시간과 3차원적 관측 위치 변화에 따라 계산하였다. 수위 강하의 계산은, 해석해의 경우, Zhan과 Zlotnik (2002)이 제안한 연속된 점 형태 배출원(point sink) 배열을 이용하는 방식을 통해 수행되었으며, 수치해의 경우 상용 지하수 모델링 프로그램인 FEFLOW(version 5.1)의 1차원 선형 불연속 특징 요소(1-dimensional line discrete element feature)을 활용하였다. 비교 검증 결과, 두 가지 방식이 최대 수위 강하가 나타나는 양수 인접부를 제외하고는 유사한 수위 강하 값을 보여주었으나, 양수 인접부에서 나타나는 최대 수위 강하 값은, 수치적 방법에 의한 값이 해석적 방법의 값에 비해 약 10% 내외 적게 나타나는 현상을 보여주었다. 비교 검증된 수치적 방법을 통해 6개의 방사형 수평 집수정에서 개별 1만톤/일 내외, 총량으로 약 6만톤/일을 강변여과 방식으로 취수하는 경우에 대한 수위 강하를 예측하였으며, 일일 각 2천톤/일, 총 6만톤/일로 양수되는 30개의 수직 정호의 수위 강하 예측 값과 비교하였다. 그 결과, 본 연구 대상 지역의 대수층 분포에 대하여 하천부 경계 조건을 일정 수두로 가정한 경우, 모사된 수위 강하는 수평 집수정 개발 중심 지점의 최대 지하수위 강하가 개별 수직 정호 위치의 최대 지하수위 강하에 비해 더 크게 났다. 그러나 개별 방사형 수평 정호의 양수량이 수직 정호의 5배임을 고려하면, 최대 수위강하 지점에서의 단위 수위강하당 양수량은 방사형 수평 집수정이 수직형 정호에 비해 3배 이상 큰 것으로 평가되었다. |