기반암(bedrock) 세계

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응용지질학/지하수 124

지하수면, 공극율과 투수도, 지하수의 유동에 대하여

지하수면 경험으로부터 땅을 관통하는 구멍은 처음에 수분 토양층을 통과하고, 다음은 토양 혹은 기반암의 공극이 주로 공기로 채워져 있는 곳을 지나게 됨을 알게 됨(그림 11.1). 이 곳을 통기대(불포화대)라 부른다. 그 다음은 모든 공극이 물로 채워져 있는 포화대를 만나게 된다. 포화대의 상부면을 지하수면(water table)라 부른다. 정상적일 때 지하수면은 가장 가까이에 있는 하천이나 호수 쪽을 향하여 경사한다. 물이 지면 아래에서 도처에 존재할 수 있는 바와같이 지하수면 또한 항상 그렇게 존재한다. 세립 퇴적물에서 지하수면 상부에는 약60cm 두께를 갖는 가장자리 부분이 지하수면 상부에서 통기대로 물을 끌어당기는 모세관인력으로 인하여 계속 젖어있다. 모세관인력은 물을 관 같은 틈 속으로 끌어 들이..

대수층, 자분계 및 지하수면 저하에 대하여

대수층 : 우리가 믿을 만한 양의 지하수를 얻고자 할 때엔, 포화대에 놓여있는 투수성이 높은 암체 혹은 토양체인 대수층(aquifer)을 찾아야 한다. 자갈과 모래는 투수도가 높고 흔히 큰 공극을 갖기 때문에 좋은 대수층이 된다. 사암도 좋은 대수층이다 그러나 사암의 입자사이에 교결물질이 존재하면 간극의 직경이 줄어들어 투수도가 감소한다. 자분계 : 피압대수층으로 투과하는 물은 중력에 의해 아래로 향해 유동한다. 보다 깊은 곳을 감에 따라 증가하는 정수압하에 놓인다. 우물을 대수층까지 뚫고 내려가면 재충전 지역의 지하수면과 우물 입구 높이의 압력차로 우물에서 물은 상승하게 된다. 우물의 꼭대기가 재충전 지역보다도 고도가 낮다면 물은 양수를 하지 않아도 우물밖으로 흘러나올 것이다. 이 같은 대수층을 자분대..

방사성 폐기물의 이상적인 지하 저장소 조건, 용해작용, 화학적 교결작용과 교대작용 및 탄산염 동굴에 대하여

현대 산업국가 시민들은 수도꼭지를 틀었을 때 당연히 마음 놓고 마실 수 있는 물이 흘러나올 것이라고 생각한다. 그러나 세계의 많은 지역에서 식수는 흔히 인간이 마시기에 적합하지 않다. 자연 상태에서 물속에 용해되어 있는 물질이 물을 마실 수 없게 할 뿐만 아니라, 많은 상수도는 생활 폐기물 및 산업 폐기물로 심각하게 오염되어 있다. 지하수의 화학(용해물질)많은 우물과 샘의 물을 분석해 보면, 지하수에 용해되어 있는 성분은 주로 염화물, 황산염, 중탄산칼슘, 중탄산마그네슘, 중탄산나트륨, 중탄산포타슘, 중탄산철 등이다. 이물질들은 풍화된 암석 중의 흔한 광물로 추적할 수 있다. 지하수의 성분은 예상할 수 있는 바와 같이 물이 산출되는 암석의 종류에 의존하여 곳에 따라 변한다. 예를 들면, 미국 중앙부의 많..

카르스트 지형

용해도가 높은 암석이 분포하는 지역에서 동굴과 싱크홀은 너무 많아서 소규모 많은 폐쇄분지와 불연속 수계형이 특징인 특이한 지형을 형성한다. 하천은 땅속으로 사라졌다가 다른 곳에서 큰 샘으로 다시 나타난다. 이 같은 지세를 카르스트 지형이라 부르는 데, 이는 싱크홀이 조밀한 간격으로 발달하여 현저한 석회암 풍경을 보여주는 옛 유고슬라비아의 유명한 카르스트 지역의 이름을 따른 것이다. 카르스트가 탄산염 지역에 전형적이긴 하지만 석고와 암염으로된 지역에서도 발달할 수 있다. 카르스트의 발달을 규제하는 몇 개의 요인으로 지형이 지하수가 중력에 의하여 녹기 쉬운 암석을 통해 유동할 수 있도록 충분히 가파른 동수경사를 가져야 한다. 게다가 강우가 적당히 지하수계에 공급될 수 있어야 하고, 토양층과 식물이 적당한 양..

공극율, 비산출율과 비잔유율, 지하수 수두에 대하여

-. 공극율 n토양이나 암석에서 전체 부피에 대한 빈공간의 상대적인 비를 공극율(porosity)이라 하며 보통 %로 나타낸다. Vt-Vs Vv n = Vt = Vt n는 공극율이며 Vt 는 전체부피, Vs 는 고체부피, Vv는 공극부피 -. 비산출율과 비잔유율 공극율은 암석이 포화된 상태에서 최대한으로 함유(저장)될 수가 있는 물의 양을 지시하여 중요하지만 샘에서 실제 사용가능한 물의 양도 상당히 중요하다 지하수를 ① 중력의 영향으로 흘러나오는 부분(비산출율. specific yield, Sy)과 ② 암석표면에 얇은 필름모양으로 남아서 움직이지 않는 부분(비잔유율, specific retention, Sr)로 나눈다. 비산출유은 인간이 실제로 사용할수 있는 물의 량을 의미하며 비잔류율은..

수리전도도와 대수층(피압층)

대수층은 지하수를 충진 지역으로부터 배수 지역으로 통과시키는, 마치 모래나 다른 물질들로 가득찬 파이프 같은, 다공질 통로 역할을 한다.  지하수의 유동에 영향을 미치는 요인들은 1856년 프라아스의 공학도인 Henry Darcy에 의하여 다음의 공식으로 표현되었다. Q = KA dh -------- (1) dl 이 공식은 Darcy의 법칙이라 하며, 여기서 Q는 단위 시간에 흐르는 물의 양이며, K는 수리전도도(hydraulic conductivity)로서 물이 통과하는 공극의 크기와 배열, 유체의 동적 특성인 점도, 밀도, 중력장의 세기 등에 의하여 조절된다.  A는 지하수의 흐름에 직각방향인 단면적이고, dh/dl 은 앞에서 설명한 수리경사도이다. 공식 (1)을 K를 얻기 위해서 ..

포화대에서 흐름과 분산, 지하수 유동

포화대에서는 연결된 모든 공극들이 물로 가득차 있으며, 이들은 수리경사도에 따라 결정되는 방향으로 공극을 통하여 흐르게 된다. 포화대에서의 지하수의 흐름은 층상(層狀; laminar)이거나 난상(亂狀; turbulent)이다.(그림 12). 층류(層流; laminar flow)에서는 물입자들이 유선(流線; flowlines)을 따라서 일정하게 움직인다. 반면에, 난류(亂流; turbulcnt flows)에서는 물 입자들의 운동이 불규칙적이므로 입자들이 서로 섞이게 된다. 자연상태에서는, 자갈이나 용암지대 또는 공동이 발달된 석회암 지대 같이 입자간의 공극이 대단히 큰 지역에서만 난류가 형성되며, 대부분 퇴적층에서의 흐름은 층류이다. n조립질 매질내의 층류에서는, 통로가 좁아지면 여러 입자들간의 유선..

지하수의 유속, 투수도, 저류상수

n지하수 유동과 층리 : 대수층과 피압층의 수리전도도 차이에 의해 경계면에서 유선의 굴절을 일으켜 유선은 대수층에서 피압층으로 들어가면서 경계면에 수직방향으로 굴절된다. 즉 피압층내에서는 가까운 경로 방향으로 굴절된다. 유선이 피압층으로부터 대수층으로 다시 나오는 경우에는 이와 반대로 대수층내의 경계면에 평행한 방향의 재굴절이 일어난다. 유선의 굴절각도와 대수층과 피압층 사이의 수리전도도에 비례한다 ntan@1 K1 ntan@2 = K2 , n물의 이동은 대수층과 피압층의 두께와 수직/수평 수리전도도 그리고 수리경사에 의하여 결정되며 충진지역과 배수지역의 각 중심부 사이에서 최대 수두차가 나타난다. 물이 피압층을 통과할 때 수두감소가 크게 나타나기 때문에 지하수의 순환현상은 얕은 대수층에서 많이 ..

수위 하강추, 지하수의 온도와 양수정의 문제점 - 산출량 감소, 대수층 시험

정호의 양수에 대한 대수층의 반응은 즉 양수가 시작되면 정호내 저장된 물이 제거되면서 수위가 낮아지기 시작하며 정호내의 수두는 주변 대수층의 수위보다 낮아지고 대수층의 물이 정호내로 유입되기 시작한다. ²양수가 계속되면서 정호내의 수위는 계속 낮아지며 정호 안으로 유입율은 양수율과 같아질때까지 낮아질것이다 ²대수층으로부터 정호내로의 지하수유입은 대수층내에 수위하강추(cone of depression) 를 형성하고 지하수가 모든 방향에서 정호로 집중하고 수리경사도는 정호에 근접하면서 커지게 된다 ²비피압면대수층에서 양수는 수위하강추가 형성되면서 지하수면이 하강하고 이에따라 대수층내의 물이 배출된다.²비피압면대수층의 저류계수(S)는 비산출율(Sr)과 같으므로 수위하강추는 서서히 확장될것이다 ²피압대수층의 양..

지하수개발 방법 변천사, 지표수보다 좋은 점, 제주도 지하수 개발

지하수란 지하의 지층이나 암석 사이 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물지하수는 지표수보다 유용한 자원임, 그 이유는 1. 지표수에 비해 수질이 양호함 2. 수온이 계절에 관계없이 일정함 3. 물 맛이 좋고 인체에 유익한 성분 함유 4. 화학적 물질이 녹아있는 양이 비교적 일정함 5. 단기 기후변화에도 불구하고 그 양이 항상 일정함 6. 방사능이나 생물학적 오염우려가 적음 7. 어느 지역에서나 비교적 쉽게 개발할 수 있음다시 법칙 V = K(h1-h2)/l*n, Q = AK(h1-h2)/l지하수 개발가능량지하수개발 연혁한국의 지하수개발 공법제주도 지하수개발 ----  잘 보셨으면  "좋아요" 부탁해요?  010-3816-1998. 감사함다. -----

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