복합토양층의 불포화대와 포화대에서 연속주입 추적자시험을 이용한 수리분산특성 연구

정상용,강동환,이민희,손주형,Chung, Sang-Yong,Kang, Dong-Hwan,Lee, Min-Hee,Son, Joo-Hyong 한국지하수토양환경학회 2006 지하수토양환경 Vol.11 No.4

여러 개의 층으로 구성된 토양층에서 연속주입 추적자시험을 수행하여, 불포화대와 포화대 구간에서의 수리분산특성 차이를 추적자의 농도이력곡선, 시간에 따른 농도변화 및 농도변화율, 그리고 거리에 따른 농도비 분석을 통해 비교 연구하였다. 연속주입 추적자시험에 의하면, 약 160시간이 경과된 후에 불포화대와 포화대에서 Rhodamine WT 최대농도의 차이는 약 $13{\sim}15$배 정도에 달하였고, 시험시간 대 추적자 농도증가율의 차이는 약 10배 정도로 나타났다. 또한 시간에 따른 추적자 농도이력곡선의 변화와 농도변화율이 불포화대에 비하여 포화대에서 크게 나타났다. 주입공에서의 이격거리에 따른 추적자의 농도비는 포화대 구간에서 더 빠르게 선형적으로 감소하였으며, 그 이후에 농도비가 2배 이하로 완만해 지는데 걸린 시간은 포화대 구간이 더 길었다. 이러한 차이들은 여러 개의 층서로 구성된 토양층의 포화대에서는 지하수가 존재하며, 또한 매질의 불균질성이 크고 투수성이 다양하기 때문에, 비교적 균질한 층서를 이루는 불포화대에 비하여 추적자 용액의 농도는 낮고, 추적자의 확산이 느리게 진행되어진데서 기인하였다. 그리고 포화대 구간에서의 유효공극율은 $10.19{\sim}10.50%$, 종분산지수는 $0.80{\sim}l.98m$, 횡분산지수는 $0.02{\sim}0.04m$의 범위로 산정되었으며, 실내주상시험의 종분산지수와 비교할 때 12배 이상의 규모종속효과가 나타났다. Using a continuous injection tracer test at a multi-soil layer deposit, the difference of hydrodynamic dispersions in unsaturated and saturated zones were analyzed through breakthrough curves of Rhodamine WT, linear regression of concentration versus time, concentration variation rates versus time, and concentration ratio according to the distance from injection well. As a result of continuous injection tracer test, the difference of the maximum concentrations of Rhodamine WT in unsaturated and saturated zones were 13-15 times after 160 hours, and the increased rate of concentration versus time in unsaturated zone was about 10 times higher than in saturated zone. The fluctuation of Rhodamine WT breakthrough curve and concentration variation rate with time in saturated zone were larger than in unsaturated zone. Rhodamine WT concentration ratio with the distance from the injection well in saturation zone was linearly decreased faster than in unsaturated zone, and the elapsed time necessary for the concentration ratio less than 2 was longer in saturation zone. The differences resulted from the lower concentration and slower hydrodynamic dispersion of Rhodamine WT at the saturation zone of the multi-soil layer deposit, in which groundwater flow significantly flow and aquifer materials have high hydraulic heterogeneity. Effective porosity, longitudinal and transverse dispersivities were estimated $10.19{\sim}10.50%,\;0.80{\sim}1.98m$ and $0.02{\sim}0.04m$, respectively. The field longitudinal dispersivity is over 12 times larger than the laboratory longitudinal dispersivity by the scale-dependent effect.

Film Radiography에서 농도차를 이용한 정량적 두께 평가에 관한 연구

이성식,김영환,이정기 韓國非破壞檢査學會 1999 한국비파괴검사학회지 Vol.19 No.5

공업용 방사선 필름의 필름 농도가 대략 3.5 이하의 농도 구간에서 상대 노출에 대해 지수 함수적으로 증가한다고 가정하여, 필름특성곡선에 관한 일반식과 두께 변화에 대한 농도 변화 관계식을 새로이 제안하였다. 연속 X-선과 Ir192에 의한 γ-선으로 탄소강의 계단 시편에 대해 시험한 결과, 대략 1.0∼3.5의 농도 범위에서 두께 변화에 대한 농도의 상용 대수변화가 기존의 관계식에 비해 보다 선형적인 경향을 나타내었으며 실제 계단 시편의 치수와 제안한 관계식에 의한 평가를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 농도-두께 관계식에 의한 결과가 기존의 관계식에 의한 결과보다 정확하였다. 그리고 시험체의 두께가 증가함에 따라 beam hardening effect에 의해 유효선흡수계수가 달라지는 연속 X-선에 비해 상대적으로 에너지 스펙트럼이 단순한 γ-선이 두께 평가를 위한 더 적합한 방사선원임을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 관계식은 국부적인 부식 손상의 깊이와 분포도를 평가할 수 있으므로 압력 용기 등의 산업 설비의 건전성 평가에 활용할 수 있다. Based on the assumption that film density increases exponentially with exposure in the industrial radiographic film, an equation representing the characteristic curves of industrial radiographic films and a new density-thickness relation are suggested. The accuracy and reliability of the suggested relation has been tested using radiographs of a carbon steel step wedge with known thickness variation by polychromatic X-ray and γ-ray(Ir192). The experimental results were well agreed to the proposed relation in the range of film densities from 1.0 to 3.5 and it was experimental results were well agreed to the proposed relation in the range of film densities from 1.0 to 3.5 and it was more accurate than the conventional relation. It is also found that γ-ray is more effective in this purpose than polychromatic X-ray, which results in variation of effective linear absorption coefficient due to beam hardening effect as thickness increases. Therefore using the equation and experimentally determined parameters the quantitative evaluation of thickness variation is possible and it can be used to evaluate the depth of local corrosion of pressure vessels in plants.

김해 딴섬의 고투수성 충적층에서 수렴흐름 추적자시험에 의한 규모종속 수리분산 연구

강동환,심병완,권병혁,김일규,Kang, Dong-Hwan,Shim, Byoung-Ohan,Kwon, Byung-Hyuk,Kim, Il-Kyu 한국지하수토양환경학회 2007 지하수토양환경 Vol.12 No.6

투수성이 높고 대수층의 저유량이 풍부한 강변여과수 개발 예정지역의 충적층에서 시험규모가 2m (IW-1공와 5m (IW-2공)인 경우의 수렴흐름 추적자시험이 수행되었다. 수렴흐름 추적자시험의 양수율은 $2,500m^3/day$ 이었으며, 주입정 (IW-1 및 IW-2공)에 염소이온 5kg을 순간 주입하였다. 염소이온의 농도이력곡선을 작성하여 초기도달시간과 최고농도의 차이를 분석하였으며, 누적질량회수곡선을 통해 양수 후 경과시간에 따른 염소이온의 질량회수율을 분석하였다. 그리고, 염소이온농도 대 누적질량회수율의 이력그래프를 작성하여 누적질량회수율에 따른 염소이온농도의 증가와 감소 변화를 분석하였다. 또한, 염소이온농도의 증가/감소 구간에 대한 선형회귀분석을 수행하여 농도증가율과 감소율의 변화를 파악하였다. 양수정에서 관측된 경과시간별 염소이온농도 자료를 CATTl 코드의 quot;Converging Radial Flow With Instantaneous Injectionquot; 해석법에 적용하여 종분산지수를 추정하였다. 추정된 종분산지수는 양수정과 IW-1공 사이의 충적층에서는 0.4152 m, 양수정과 IW-2공 사이의 충적층에서는 3.2665 m이었다. 양수정에서 이격거리가 멀수록 종분산지수는 증가하였으며, 이격거리에 대한 종분산지수의 비는 각각 0.21과 0.65 정도이었다. Convergent flow tracer test for 2 m (IW-1 well) and 5 m (IW-2 well) of test scale was conducted at the alluvial aquifer with high permeability and storativity. Pumping rate for convergent flow tracer test were $2,500m^3/day$, and the chloride tracer of 5 kg was instantaneously injected into IW-1 and IW-2 wells. Differences of first arrival time and peak concentration were analyzed by using the concentration breakthrough curves of chloride. Recovered chloride mass were analyzed by recovered cumulative mass curves. And, increment and decrement for chloride concentration were analyzed through chloride concentration versus recovered cumulative mass ratio graphs. Also, increment and decrement ratios of chloride concentration were estimated through linear regression analyses for increment and decrement intervals of chloride concentration. Longitudinal dispersivities were estimated by quot;Converging Radial Flow With Instantaneous Injectionquot; method using CATTI code. Longitudinal dispersivities estimated by CATTI code were 0.4152 m between pumping well and IW-1 well, and 3.2665 m between pumping well and IW-2 well. Longitudinal dispersivity was increased according to far distance from the pumping well. The longitudinal dispersivity according to distance were estimated as 0.21 between pumping well and IW-1 well, and 0.65 between pumping well and IW-2 well.

전기저항센서가 부착된 주상실험기에서 측정된 전기저항값을 이용한 용질의 이동해석

김용성(Kim Yong-Sung),김재진(Kim Jae-Jin),박준범(Park Junboum) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 C Vol.28 No.4

A column testing device capable of measuring the electrical resistivity of soil at 3 different locations was developed to verify applicability of bulk electrical conductivity (BEC) breakthrough curves in monitoring contaminant transport. Tracer injection tests were conducted with three different types of saturated sands to obtain average linear velocities and longitudinal hydrodynamic dispersion coefficients based on BEC breakthrough curves and effluent solute breakthrough curves. Comparative analysis of transport parameters obtained from curve fitting the results into the analytical solutions confirmed the validity of resistance measurements in estimating time-continuous resident solute concentration. Under the assumption that a linear relationship exists between σ<SUB>sat</SUB>-σ<SUB>w</SUB>-C, the BEC breakthrough curves are able to effectively reduce the laborious and time-consuming processes involved in the conventional method of sampling and analysis. In order to reduce possible uncertainties in analyzing the BEC breakthrough curves, it was recommended that resistance measurements take place nearby the effluent boundary. In addition, a sufficient electrical contrast or difference in the electrical conductivity of the influent and the saturating solution is required to conduct reliable analysis. 본 연구에서는 오염용질의 이동특성을 분석하기 위한 측정방법으로서 전기저항센서를 부착한 주상실험기를 개발하였으며 3가지의 포화사질토에 비반응성 추적자를 주입하여 그 적용성을 평가하였다. 측정된 전기저항 값을 바탕으로 전기전도도 파과곡선을 얻었으며, 추정된 농도자료를 이류-확산 방정식에 대입하여 수리분산계수를 산정하였다. 유출수 파괴곡선에서 추정된 평균간극유속과 종분산계수를 바탕으로 전기전도도 파과곡선의 신뢰성을 평가해본 결과 전제된 σ<SUB>sat</SUB>-σ<SUB>w</SUB>-C(흙의 전기전도도-간극수의 전기전도도-간극수 내 용질의 농도) 사이의 선형 조건이 성립할 시 측정된 전기저항치는 흙 매질내 간극수 용질의 상대농도를 간접적으로 추정할 수 있는 인자임을 확인하였다. 전기전도도 파과곡선은 실제농도(resident concentration)의 시간적 변화를 나타낼 수 있는 만큼 시간연속적인 전기저항 측정은 많은 시간과 노력이 요구되는 용출수 샘플링과 분석을 효과적으로 대체할 수 있을 것으로 판단되었다. 불확실성을 줄이기 위해 저항측정위치와 주입되는 용액과 포화간극수와의 전기적 차이가 고려되어야함을 확인하였다.

침엽수 인공림에서 강우사상별 계류수 수질의 유출특성 변화1

김재훈,최형태,유재윤 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회지 Vol.29 No.6

본 연구는 침엽수 인공림에서 강우와 유출에 따른 계류수 용존이온의 특성 밝혀보고자, 경기도 국립수목원 소재의 침엽수 시험림에서 강우, 유량, 용존이온을 조사하였다. 2005년 6월부터 2008년 9월까지 총 23개의 강수사상별 수질시 료를 채수하여 분석한 결과 API 값이 낮을수록 유출량이 적었다. 유량변화에 따른 용존이온 특성으로는, NH4 +, K+, Ca2+ 이온은 시계 방향, Cl-, NO3 - 이온은 반시계 방향의 이력곡선을 나타냈으며, SO4 2-, Na+, Mg2+ 이온은 이력현상을 보이지 않았다. Cl-, Na+, NH4 +는 지하수의 영향으로 강수 이전 수준으로 농도가 유지되는 것으로, NO3 -는 토양수의 영향으로 강수 이전 보다 높은 농도는 나타내는 것으로 판단된다. Cl-, SO4 2-, Na+, Mg2+, Ca2+ 이온은 유출량 증가에 따라 강한 희석반응을 보였고, NO3 - 이온은 유출초기 희석 후 농도가 증가하였다. NO3 -, Ca2+ 이온은 강수 초기에 세탈효과를 나타냈다. 유출량 변화에 따른 이러한 농도변화 특성은 선행강수, 유출량, 지하수 등의 영향으로 판단된다. This study was carried out to investigate solutes concentration change with respect to discharge change in coniferous forest experiment watershed in Gyeonggi-do, Korea. From 2005 to 2008. Precipitation, discharge, solutes has been analyzed from 23 precipitation events. The results showed that low API induced low discharge. NH4 +, K+, and Ca2+ were indicated by clockwise and Cl- and NO3 - were represented by counterclockwise hysteresis loop. SO4 2-, Na+, Mg2+ showed no hysteresis loop pattern. Cl-, Na+, NH4 + was relatively constant due to groundwater during precipitation, NO3 - was increased due to soil water compared to early precipitation. Cl-, SO4 2-, Na+, Mg2+, Ca2+ was diluted with respect to increased discharge and NO3 - was diluted in early precipitation and then increased in the end. NO3 - and Ca2+ eluviated in early precipitation. This characteristics was presumed by the effect of API, discharge and ground water.

침엽수 인공림에서 강우사상별 계류수 수질의 유출특성 변화

김재훈 ( Jae Hoon Kim ),최형태 ( Hyung Tae Choi ),유재윤 ( Jae Yun Yoo ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회지 Vol.29 No.6

본 연구는 침엽수 인공림에서 강우와 유출에 따른 계류수 용존이온의 특성 밝혀보고자, 경기도 국립수목원 소재의 침엽수 시험림에서 강우, 유량, 용존이온을 조사하였다. 2005년 6월부터 2008년 9월까지 총 23개의 강수사상별 수질시료를 채수하여 분석한 결과 API 값이 낮을수록 유출량이 적었다. 유량변화에 따른 용존이온 특성으로는, NH4+, K+,Ca2+ 이온은 시계 방향, Cl-, NO3- 이온은 반시계 방향의 이력곡선을 나타냈으며, SO42-, Na+, Mg2+ 이온은 이력현상을 보이지 않았다. Cl-, Na+, NH4+는 지하수의 영향으로 강수 이전 수준으로 농도가 유지되는 것으로, NO3-는 토양수의 영향으로 강수 이전 보다 높은 농도는 나타내는 것으로 판단된다. Cl-, SO42-, Na+, Mg2+, Ca2+ 이온은 유출량 증가에 따라 강한 희석반응을 보였고, NO3- 이온은 유출초기 희석 후 농도가 증가하였다. NO3 -, Ca2+ 이온은 강수 초기에세탈효과를 나타냈다. 유출량 변화에 따른 이러한 농도변화 특성은 선행강수, 유출량, 지하수 등의 영향으로 판단된다. This study was carried out to investigate solutes concentration change with respect to discharge change in coniferous forest experiment watershed in Gyeonggi-do, Korea. From 2005 to 2008. Precipitation, discharge, solutes has been analyzed from 23 precipitation events. The results showed that low API induced low discharge. NH4 +, K+, and Ca2+ were indicated by clockwise and Cl- and NO3 - were represented by counterclockwise hysteresis loop. SO4 2-, Na+, Mg2+ showed no hysteresis loop pattern. Cl-, Na+, NH4 + was relatively constant due to groundwater during precipitation, NO3 - was increased due to soil water compared to early precipitation. Cl-, SO4 2-, Na+, Mg2+, Ca2+ was diluted with respect to increased discharge and NO3 - was diluted in early precipitation and then increased in the end. NO3 - and Ca2+ eluviated in early precipitation. This characteristics was presumed by the effect of API, discharge and ground water.

Fe-Ni 전착액중의 Fe,Ni 농도비가 막의 자성에 미치는 영향

이우진 공주교육대학교 초등연구원 1973 公州敎大論叢 Vol.10 No.-

The magnetic property of Fe—Ni film(4000^) was systematically investigated while Fe-Ni thin film was produced by the method of electrodeposition with changing Fe-Ni composition in the electrolyte solution. In case of the reversible Fe-Ni alloy, which is 40—100% Fe-Ni alloy, the amount of Fe in the Fe-Ni film was in proportion to the amount of FeSC)47H2O in the Ni electrolyte solution(NiSOaH2O 300g/l) when 0—40g/l of FeS()47H2() Was added in the Ni electrolyte solution. In case of the irreversible Fe-Ni alloy, which is 0—40% Fe-Ni alloy, the amount of Fe in the Fe- ,Ni film Was not in proportion to the amount of FeSO4 .7H2O in the Ni electrolyte solution(NiS047H20 •300g/l) when FeSOaHaO was added in the Ni electrolyte solution.

추적자를 이용한 후퇴 침식 파이핑 현상 탐지법 개발 연구

정원,김병욱,서일원,박용성 대한토목학회 2023 대한토목학회논문집 Vol.43 No.1

Internal erosion is one of the main causes of levee damage and collapse, and representative of this is backward erosion piping. Thistype of internal erosion accounts for one-third of the damage to levees, meaning it is important to predict and prevent it. In this work,experiments were conducted with the aim of detecting piping in advance by using a tracer. Experiments were undertaken bychanging the head difference, soil diameter, and the installation of the cutoff wall. A tracer was injected twice, once at the beginningof the experiment and once after the piping occurred. A key finding was that the piping process significantly affectedtheconcentration variation of the tracer in a soil layer. Hence, a tracer concentration curve monitored at downstream could provideinformation about piping occurrence. It is expected that the results of this study can be used to prevent levee damage and collapsecaused by piping. 내부 침식은 제방 손상 및 붕괴의 주요 원인 중 하나이며, 그 대표적인 유형으로 후퇴 침식 파이핑을 들 수 있다. 후퇴 침식 파이핑은 내부 침식 관련 제방 손상의 약 1/3 정도를 차지하며이를 예측하고 예방하는 것은 제방의 안전성 유지를 위해 중요하다. 본 연구에서는 추적자를 이용해 파이핑 현상을 예측하여 사전에 예방하는 것을 목적으로 실험을 실시하였다. 실험은 상류측과 하류측의 수두차, 유사의 크기, 차수벽의 유무 세 가지조건을 변경하여 진행하였다. 추적자인 로다민은 실험을 시작할 때와 파이핑이 발생했다면 발생한 직후, 총 두 번 주입하였다. 실험을 진행하는동안 파이핑 형성 과정을 영상으로 기록하였고 추적자의 농도와 유출구에서의 유량의 시계열을 측정하였다. 실험을 통해 본 연구에서는 유사의종류에 따라 파이핑이 발생하는 수두차가 다르며 수두차가 클수록 파이핑이 쉽게 발생한다는 점을 관찰하였다. 또한 파이핑이 발생한 시점 직후에 추적자의 농도가 급격하게 증가하는 그래프의 양상을 확인했고 이를 통해 추적자의 농도 시계열 자료를 획득함으로써 파이핑의 발생 유무를발견할 수 있다는 점을 확인하였다. 파이핑으로 인한 제방 손상 및 붕괴를 예방하는 데 있어서 본 연구의 활용도가 높으리라 기대된다.

확률론적 저장대모형을 이용한 하천에서의 물질혼합거동 해석

김병욱,서일원,권시윤,정성현,윤세훈 한국수자원학회 2021 한국수자원학회논문집 Vol.54 No.5

The one-dimensional solute transport models have been developed for recent decades to predict behavior and fate of solutes in rivers. Transient storage model (TSM) is the most popular model because of its simple conceptualization to consider the complexity of natural rivers. However, the TSM is highly dependent on its parameters which cannot be directly measured. In addition, the TSM interprets the late-time behavior of concentration curves in the shape of an exponential function, which has been evaluated as not suitable for actual solute behavior in natural rivers. In this study, we suggested a stochastic approach to the solute transport analysis. We delineated the model development and model application to a natural river, and compared the results of the proposed model to those of the TSM. To validate the proposed model, a tracer test was carried out in the 4.85 km reach of Gam Creek, one of the first-order tributaries of Nakdong River, South Korea. As a result of comparing the power-law slope of the tail of breakthrough curves, the simulation results from the stochastic storage model yielded the average error rate of 0.24, which is more accurate than the 14.03 and 1.87 from advection-dispersion model and TSM, respectively. This study demonstrated the appropriateness of the power-law residence time distribution to the hyporheic zone of the Gam Creek. 하천에서의 용존물질의 혼합거동을 신속하게 예측하기 해석하기 위하여 1차원 추적모형이 개발되어 왔다. 그 중 저장대모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용되는 1차원 추적모형이다. 하지만 TSM의 정확도는 본류대 및 저장대의 면적, 물질교환계수 등 모형의 매개변수에 의존하며 이들은 직접적으로 측정될 수 없다는 단점이 있다. 또한 TSM은 농도곡선의 꼬리에 나타나는 저장대특성의 형태를 지수함수형태로 반영하는데 이는 실제 추적자실험을 통해 관측되는 꼬리는 형태와 다르다는 평가가 제기되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 1차원 확률론적 저장대모형에 대한 수치모형을 개발하여 자연하천에 적용하고 그 결과를 TSM의 모의결과와 비교하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 낙동강의 1차 지류 중 하나인 감천의 4.85 km의 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 본 추적자 실험을 통해 측정한 농도곡선과 본 연구에서 제시된 확률론적 저장대모형의 모의 곡선의 꼬리부 멱함수 기울기를 비교해본 결과, 오차율은 평균 0.24으로 나타났는데, 이는 1차원 이송-분산 모형과 TSM로부터의 오차율인 14.03과 1.87에 비해 보다 정확한 값이다. 본 연구 결과, 감천에서의 저장대 특성을 나타내는 하상의 체류시간분포는 지수함수분포보다는 멱함수 분포에 가까운 것으로 밝혀졌다.

주상모사실험을 이용한 구룡광산 광미의 산중화 반응 및 원소의 이동성

문용희(Yonghee Moon),송윤구(Yungoo Song),문희수(Hi-Soo Moon),장용선(Yong-Seon Zhang) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2010 No.5