KR20000012724U - 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광범위하게 발생된 토양오염지역의 수리전도도를 측정하는 경우, 많은 양의 포화층 토양 시료를 간편하고 효율적으로 실험하여 그 수리전도도를 정확히 결정함으로서 작업생산성을 크게 향상시킬수 있도록 개선된 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 관한 것이다.

본 고안은 지하의 토양 포화 대수층에 존재하고 있는 토양의 수리전도도를 측정하여 지하수의 수리학적 투과정도를 결정하는 장치에 있어서, 내부에 물이 담기는 일정크기의 수조; 상기 수조내에 위치되는 링형을 갖추고 내부에는 토양시료가 담기며, 하부면에는 스크린이 연결되는 토양시료 담지구; 상기 토양시료 담지구의 상부측에 방수테이프등으로 밀봉가능하게 연결되고,수조내에서 일정높이로 지지되는 원통형의 구조를 갖추고, 지하수가 토양시료 담지구의 하단으로부터 상부로 유입될 경우, 지하수를 외부로 배출하기 위한 연결관; 상기 연결관의 타측에 장착되어 지하수를 연속적으로 흡인 배출하는 진공펌프; 및, 상기 토양시료를 통하여 일정량의 지하수가 연결관으로 흘러 들어와서 제거됨에 따라 그 양만큼 공급해주고, 동시에 수조내 일정수두를 유지하기 위한 수두유지기구;를 포함하는 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 제공한다.

Description

지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치

본 고안은 지하의 토양 포화 대수층에 존재하고 있는 토양의 수리전도도를 측정하여 지하수의 수리학적 투과정도를 결정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 광범위하게 발생된 토양오염지역의 수리전도도를 측정하는 경우, 많은 양의 포화층 토양 시료를 간편하고 효율적으로 실험하여 그 수리전도도를 정확히 결정함으로서 작업생산성을 크게 향상시킬수 있도록 개선된 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지하수 및 토양 오염의 조사시에는 기본적으로 그 지역의 수리학적 특성을 평가하기 위하여 토양의 수리전도도가 결정되어야 한다. 토양 및 지하수 오염은 광범위한 지역에 걸쳐 발생하기 때문에 통상적으로 오염지역 토양의 수리전도도는 오염현장에 설치된 관측정에서 지하수의 펌핑 실험이나 염료실험으로 결정하게 되는데, 이는 관측정을 시공하고 대형 설비들을 가동시켜야 하기 때문에 많은 시간과 투자비용 및 광범위한 지식이 요구된다.

즉, 이와 같은 종래의 방법을 이용하면, 오염지역의 어느 한 특정지점에서 실험을 하고, 다른 지점으로 이동하여 반복되어지는 실험을 다시 행한 후, 결과적으로 얻어진 데이터를 정리해서 컴퓨터 분석을 통하여 그 수리전도도가 결정된다. 이와같은 경우, 현장 관측정에서의 실험시 많은 전문적인 지식과 다년간의 경험이 요구된다.

또한, 이 과정에서 요구되는 장비의 구매에 소요되는 경비 및 그 장치의 조작에 요구되는 숙련도를 습득하기 위해서는 많은 노력과 시간이 요구된다.

따라서, 본 고안에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 광범위하게 발생된 토양오염지역의 수리전도도를 측정하는 경우, 많은 양의 포화층 토양 시료를 간편하고 효율적으로 실험하여 그 수리전도도를 정확히 결정함으로서 작업생산성을 크게 향상시킬수 있도록 개선된 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 도시한 전체 구성도;

도 2는 본 고안에 따른 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 갖춰진 토양시료 담지구를 도시한 단면도;

도 3은 본 고안에 따른 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 갖춰진 수두유지기구의 일부절개 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 수조 12..... 측정자

20..... 토양시료 담지구 22..... 스크린

30..... 연결구 40..... 진공펌프

42..... 도관 50..... 수두유지기구

52..... 격판 54..... 물 공급구

56..... 물 배출구 60..... 물 배수구

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 지하의 토양 포화 대수층에 존재하고 있는 토양의 수리전도도를 측정하여 지하수의 수리학적 투과정도를 결정하는 장치에 있어서,

내부에 물이 담기는 일정크기의 수조;

상기 수조내에 위치되는 링형을 갖추고 내부에는 토양시료가 담기며, 하부면에는 스크린이 연결되는 토양시료 담지구;

상기 토양시료 담지구의 상부측에 방수테이프등으로 밀봉가능하게 연결되고,수조내에서 일정높이로 지지되는 원통형의 구조를 갖추고, 지하수가 토양시료 담지구의 하단으로부터 상부로 유입될 경우, 지하수를 외부로 배출하기 위한 연결관;

상기 연결관의 타측에 장착되어 지하수를 연속적으로 흡인 배출하는 진공펌프; 및, 상기 토양시료를 통하여 일정량의 지하수가 연결관으로 흘러 들어와서 제거됨에 따라 그 양만큼 공급해주고, 동시에 수조내 일정수두를 유지하기 위한 수두유지기구;를 포함함을 특징으로 하는 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 고안의 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치(1)는 지하의 토양 포화 대수층에 존재하고 있는 토양의 수리전도도를 측정하여 지하수의 수리학적 투과정도를 결정하기 위한 것이다.

본 고안의 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치(1)는 도 1에 전체적으로 도시된 바와 같이, 내부에 물이 담기는 일정크기의 수조(10)를 갖는다. 상기 수조(10)는 상부개방형으로 이루어지고, 일측에는 수조(10)내의 물높이를 측정할수 있는 측정자(12)가 부착되며, 내부의 물이 외부에서 관측되는 투명재료로 이루어질수 있다. 또한, 그 수조(10)는 구성의 일예로서 50.6cm L x 266.6cm W x 27.4cm H의 크기를 갖출수 있다.

그리고, 상기 수조(10)내에 위치되는 링형 구조를 갖추고 내부에는 토양시료가 담기며, 하부면에는 스크린(22)이 장착된 토양시료 담지구(20)를 갖는바, 상기 담지구(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 하부에 밴드등을 이용하여 스크린(22)이 장착되고, 상기 스크린(22)의 공극은 1mm의 크기를 갖추는 것이다. 상기에서 토양시료 담지구(20)는 조사지역의 토양시료를 지하 대수층으로부터 파괴되지 않게 채취하여 내부에 담은 직경 7cm, 높이 5cm 의 링구조를 갖는 것으로 이후에 설명되는 바와 같이, 연결관(30)에 연결후, 누수를 방지하기 위해 방수 테이프(25)로 토양시료 담지링과 연결관(30)을 수회 감아 고정되는 것이다.

또한, 상기 토양시료 담지구(20)의 상부측으로 위치되어 방수 테이프(25)등으로 밀봉가능하도록 고정되는 원통형의 연결관(30)을 갖추며, 상기 연결관(30)은 지하수가 토양시료 담지구(20)의 하단으로부터 상부로 유입될 경우, 지하수를 외부로 배출하기 위한 것으로, 상기 연결관(30)은 그 외주면에 지지대(32)를 장착하여 상기 수조(10)의 내측에서 일정높이로 지지된다. 또한, 상기 연결관(30)은 대략 7cm의 높이를 갖는 것이다.

그리고, 상기 연결관(30)의 타측에 장착되어 지하수를 연속적으로 흡인 배출하는 진공펌프(40)를 갖는바, 상기 진공펌프(40)는 일측 도관(42)을 상기 연결관(30)의 내측으로 유입시켜 연결관(30)내의 물을 외부로 배출시키는 것이다.

또한, 상기 토양시료를 통하여 일정량의 지하수가 연결관(30)으로 흘러 들어와서 제거됨에 따라 그 양만큼 공급해주고, 동시에 수조(10)내 일정수두를 유지하기 위한 수두유지기구(50)를 포함하는 바, 상기 수두유지기구(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 격판(52)을 갖춘 중공형의 구조를 갖는 것으로, 격판(52)의 일측으로는 물 공급구(54)와 물 배출구(56)가 형성되고, 상기 격판(52)의 타측으로는 격판(52)을 타고 넘어온 물을 외부로 베출시키는 물배수구(60)가 형성되는 것이다.

따라서, 상기 수두유지기구(50)는 물 공급구(54)에서 그 내부로 물을 공급하면, 상기 물 배출구(56)에서 도관(56a)을 통하여 수조(10)에 물을 공급하고, 상기 수조(10)내의 물이 일정수두를 유지하게 되면 상기 격판(52)을 넘어서 물이 물 배수구(60)측으로 빠지도록 사전에 그 위치를 설정함으로서 수조(10)내의 물의 수두를 항상 일정하게 유지시킬수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 지하 포화층의 시료(즉 지하수면 하부)를 깊이별로 손상하지 않게 현장에서 토양시료 담지구(20)에 채취한 후, 이를 실험실로 운반한 후, 일정깊이의 수두가 유지되는 수조(10)에서 토양시료가 수조(10)내에 유출되는 것을 방지하면서 시간에 따른 토양층 지하수 통액 유량을 측정함으로서 포화층의 수리전도도를 결정하는 것이다.

본 고안에 따른 포화수리전도도 측정방법은 조사지역의 토양시료를 지하 대수층으로부터 파괴되지 않게 유의해서 직경 7cm, 높이 5cm 의 링으로 이루어진 토양시료 담지구(20)에 채취하여 담지한 후, 이를 도 2에 도시한 바와 같이, 연결관(30)(높이 7cm)에 연이어 고정하고 누수를 방지하기 위해 방수 테이프(25)로서 토양시료 담지구(20)와 연결관(30)을 수회 감아 연결한다. 그리고, 이와 같은 시료는 수조(10)위에서 지지대(32)에 위치시켜 일정높이로 유지시킨다.

그리고, 진공펌프(40)와 연결된 도관(42)을 연결관(30) 내에 위치시키고, 수조(10)의 수두가 12cm 가 되도록 수두유지기구(50)를 통하여 지하수를 수조(10)에 유입시킨다. 이때, 수조(10)에 유입되는 지하수는 스크린(22)과 토양시료를 통과하여 연결관(30)에 모아지게 되고, 이와 같이 연결관(30)내에 모여진 물들을 진공펌프(40)가 흡인하여 외부로 배출하는 것이다.

이때, 연결관(30)으로부터 제거되는 물만큼 연속적으로 보충되도록 수두유지기구(50)를 통하여 연속적으로 물이 공급되게 한다. 상기 수두유지기구(50)에서는 일정수두 이상의 공급 지하수는 격벽을 통하여 다시 밖으로 배출됨으로서 상기 수조(10)내에는 항상 12cm의 수도가 일정하게 유지되도록 하는 것이다.

상기와같은 과정을 거쳐서 얻어진 단위 시간당 지하수의 토양시료 통액 유량은 다음 수학식 1에 대입되어 해당 토양의 포화 수리전도도가 결정된다.

포화수리전도도 결정식

여기에서, K_s는 포화수리전도도, V 는 추출된 지하수의 부피, L 은 토양시료의 길이, A는 토양시료의 단면적, T 는 지하수 추출시간, H 는 수조(10)의 수두를 나타낸다.

따라서, 본 고안에서 얻어진 각 변수의 값은 추출된 지하수 부피(ml), 토양시료의 길이(5cm), 토양시료의 단면적(38.48cm²), 지하수 추출시간(second), 지하수 수조(10)의 수두(cm)이므로 여기에서 추출된 지하수 부피, 지하수 추출시간 및 지하수 수조(10)의 수두가 결정되면 포화 토양의 수리전도도는 결정되는 것이다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 광범위하게 발생된 토양오염지역의 수리전도도를 측정하는 경우, 많은 양의 포화층 토양 시료를 간편하고 효율적으로 실험하여 그 수리전도도를 정확히 결정함으로서 작업생산성을 크게 향상시킬수 있도록 개선된 실용상의 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (1)

1. 지하의 토양 포화 대수층에 존재하고 있는 토양의 수리전도도를 측정하여 지하수의 수리학적 투과정도를 결정하는 장치에 있어서,

   내부에 물이 담기는 일정크기의 수조(10);

   상기 수조(10)내에 위치되는 링형을 갖추고 내부에는 토양시료가 담기며, 하부면에는 스크린(22)이 연결되는 토양시료 담지구(20);

   상기 토양시료 담지구(20)의 상부측에 방수테이프(25)등으로 밀봉가능하게 연결되고,수조(10)내에서 일정높이로 지지되는 원통형의 구조를 갖추고, 지하수가 토양시료 담지구(20)의 하단으로부터 상부로 유입될 경우, 지하수를 외부로 배출하기 위한 연결관(30);

   상기 연결관(30)의 타측에 장착되어 지하수를 연속적으로 흡인 배출하는 진공펌프(40); 및, 상기 토양시료를 통하여 일정량의 지하수가 연결관(30)으로 흘러 들어와서 제거됨에 따라 그 양만큼 공급해주고, 동시에 수조(10)내 일정수두를 유지하기 위한 수두유지기구(50);를 포함함을 특징으로 하는 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치.