KR20000013204U - Hydraulic conductivity measuring device for underground impermeable soil samples - Google Patents
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Abstract
본 고안은 토양의 불포화층에서 강우 및 지하수 수표면의 변동에 따른 불포화층에 대한 지하수의 수리학적 투과 정도를 측정하여 지하수의 이동속도를 결정하는 장치에 관한 것으로, 지하수 불포화층의 수두압(matric potential)을 임의적으로 변화시키면서 각 수두압(matric potential)의 해당 지하 깊이에서 채취한 토양시료에 대한 정확한 수리전도도를 효과적으로 결정할 수 있는 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for determining the movement speed of groundwater by measuring the hydraulic permeability of the groundwater to the unsaturated layer according to rainfall and groundwater surface fluctuations in the unsaturated layer of soil. The present invention relates to a device for measuring the hydraulic conductivity of underground impermeable soil samples, which can effectively determine the exact hydraulic conductivity of soil samples collected at the corresponding underground depth of each hydrostatic pressure.
본 고안은, 토양시료의 상부측에 위치되고, 하단부는 스크린이 장착되며, 중공형의 구조를 갖추는 한편, 일측으로는 지하수가 채워지는 타워를 형성하고, 타측에는 상기 타워의 수위를 조절하는 방울탑이 형성되어 상기 토양시료의 상부측 수두를 조절하는 상부수위조절기구; 상기 토양시료의 하부측에 위치되는 세라믹판을 갖추고, 상기 세라믹판의 하부에는 중공형 공간이 형성된 시료받침대; 및 상기 시료받침대의 공간에 도관을 통하여 연결되고, 내부에는 상기 토양시료를 통과하여 유출된 지하수를 받는 수조를 갖추며, 상기 토양시료의 하부측 수두를 조절하는 하부수위조절기구;를 포함하는 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 제공한다.The present invention is located on the upper side of the soil sample, the lower end is equipped with a screen, while having a hollow structure, on one side to form a tower filled with groundwater, on the other side drops to adjust the water level of the tower An upper water level control mechanism having a tower formed thereon to control the upper head of the soil sample; A sample holder having a ceramic plate positioned on a lower side of the soil sample, and having a hollow space formed below the ceramic plate; And a lower water level control mechanism connected to a space of the sample supporter through a conduit, and having a water tank receiving the groundwater discharged through the soil sample therein, and controlling a head of the soil sample. Provides a device for measuring the conductivity of soil samples.
Description
본 고안은 토양의 불포화층에서 강우 및 지하수 수표면의 변동에 따른 불포화층에 대한 지하수의 수리학적 투과 정도를 측정하여 지하수의 이동속도를 결정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 지하수 불포화층의 수두압(matric potential)을 임의적으로 변화시키면서 각 수두압(matric potential)의 해당 지하 깊이에서 채취한 토양시료에 대한 정확한 수리전도도를 효과적으로 결정할 수 있는 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for determining the movement speed of groundwater by measuring the hydraulic permeability of the groundwater to the unsaturated layer according to rainfall and groundwater surface fluctuations in the unsaturated layer of soil, more specifically the head of the groundwater unsaturated layer. The present invention relates to a hydraulic conductivity measurement device for underground impermeable soil samples, which can effectively determine the exact hydraulic conductivity of soil samples collected at the corresponding underground depths of each hydrostatic pressure while arbitrarily changing the pressure (matric potential).
일반적으로 지하 불포화층은 지하 대수층 위부터 지표면까지 통칭해서 정의되는 영역으로서 지하대수층이 지하수로 항상 포화되어 지하수가 이동하는 경로로 되어 있는 반면, 불포화층은 강우나 강설 등에 따라 지표로부터 대수층으로 물이 이동하거나 이로 인한 지하수위의 상승함에 따라 일시적으로 포화층이 생성되어 지하수가 머물게된다. 이때 지하수에 포함되어 있는 각종 이온 및 오염물질이 지하수와 동시에 이동하게된다.In general, the underground unsaturated layer is defined as the entire area from the underground aquifer to the ground surface. The underground aquifer is always saturated with the groundwater, and the groundwater flows through the ground. As a result of the movement or rise of the groundwater level, a saturated layer is created temporarily, causing the groundwater to stay. At this time, various ions and contaminants contained in the groundwater move simultaneously with the groundwater.
그러나 불포화층은 완전하게 물로 포화되는 것이 아니라 지하 대수층으로부터의 거리에 따라 수두가 달라져 지하 대수층에 가까울수록 수두압이 낮고,지표면으로 향할수록 수두압이 증가하게 된다. 지하 불포화층은 수두압이 통상 0-100mm 사이에 분포되는데 0mm는 지하수로 포화되어 있는 대수층을 나타내며, 그 값이 증가할수록 지하수로 포화되어 있는 지하 대수층으로부터 멀어져 지표면 가까이가 되면 100mm의 수두압을 나타내게 된다.However, the unsaturated layer is not completely saturated with water, but the head pressure varies according to the distance from the underground aquifer, so the head pressure is lower as it is closer to the underground aquifer, and the head pressure increases as it is directed to the surface. Underground unsaturated layer is usually distributed between 0-100mm of head pressure, and 0mm represents aquifer saturated with groundwater, and as the value increases, it moves away from underground aquifer saturated with groundwater and reaches 100mm head pressure. do.
한편, 상기와 같은 지하수 불포화층에 위치하는 토양시료로부터 각종 이온 및 오염물질이 존재하는지를 검사하기 위해서는 채취한 토양시료에 대하여 그 토양시료가 존재하였던 지하수 불포화층의 수두압을 정확하게 일치시켜서 각종조건의 일정한 실험을 실시하여야 해당 지하수 불포화층의 토양상태를 정확하게 파악할수 있는 것이다.On the other hand, in order to examine the presence of various ions and contaminants from the soil samples located in the above groundwater unsaturated layer, the head pressure of the groundwater unsaturated layer in which the soil sample existed is exactly matched to the collected soil sample. It is necessary to conduct a certain experiment so that the soil condition of the unsaturated groundwater layer can be accurately identified.
그러나, 종래에는 채취된 토양시료에 대하여 그 토양시료가 존재하였던 지하수 불포화층의 수두압을 정확하게 일치시켜 주지 못한 상태로 각종 이온과 오염물질의 존재상태를 실험함으로서 해당 지하수 불포화층의 토양상태를 정확하게 파악할수 없었던 것이다.However, conventionally, the soil state of the groundwater unsaturated layer was accurately determined by experimenting with the presence of various ions and contaminants in a state in which the head pressure of the groundwater unsaturated layer in which the soil sample existed was not exactly matched. I couldn't figure it out.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 지하수 불포화층의 수두압을 임의적으로 변화시키면서 각 수두압에서 해당 지하 깊이로 부터 채취한 토양시료에 대한 정확한 수리전도도를 효과적으로 결정할 수 있는 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the purpose of which is to change the head pressure of the groundwater unsaturated layer arbitrarily while maintaining the exact hydraulic conductivity of the soil sample collected from the corresponding ground depth at each head pressure It is an object of the present invention to provide a hydraulic conductivity measurement device for soil impermeable soil samples.
도 1은 본 고안에 따른 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치의 외관 사시도;1 is an external perspective view of an apparatus for measuring the conductivity of an underground impermeable soil sample according to the present invention;
도 2는 본 고안에 따른 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치의 작동상태도;Figure 2 is an operating state diagram of the hydraulic conductivity measuring device of the underground impermeable soil sample according to the present invention;
도 3은 본 고안에 따른 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치에 의해서 일정유속으로 지하수가 토양시료를 통액하면, 시간에 따른 지하수 통과유량을 측정하여 기록한 그래프로서,Figure 3 is a graph of measuring the groundwater passage flow rate over time when the groundwater through the soil sample at a constant flow rate by the hydraulic conductivity measuring device of the underground impermeable soil sample according to the present invention,
a)는 40mm의 수두, b)는 100mm의 수두이다.a) is the head of 40mm, b) is the head of 100mm.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10..... 상부수위 조절기구 12..... 스크린10 ..... Water level regulator 12 ..... Screen
14..... 타워 20..... 방울탑14 ..... Tower 20 ..... Drop Tower
22..... 마개 24..... 공기 유입관22 ..... Plug 24 ..... Air Inlet Tube
26..... 공기 유도관 28..... 격벽26 ..... air guiding pipe 28 ..... bulkhead
30..... 토양시료 40..... 시료 받침대30 ..... soil sample 40 ..... sample holder
42..... 세라믹판 50..... 하부수위 조절기구42 ..... Ceramic plate 50 ..... Lower level control mechanism
52..... 수조52 ..... fish tank
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 토양의 불포화층에서 강우 및 지하수 수표면의 변동에 따른 불포화층에 대한 지하수의 수리학적 투과 정도를 측정하여 지하수의 이동속도를 결정하는 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, in the device for determining the moving speed of the groundwater by measuring the degree of hydraulic permeation of the groundwater to the unsaturated layer according to the rainfall and groundwater surface variation in the unsaturated layer of the soil,
토양시료의 상부측에 위치되고, 하단부는 스크린이 장착되며, 중공형의 구조를 갖추는 한편, 일측으로는 지하수가 채워지는 타워를 형성하고, 타측에는 상기 타워의 수위를 조절하는 방울탑이 형성되어 상기 토양시료의 상부측 수두를 조절하는 상부수위조절기구;Located on the upper side of the soil sample, the lower end is equipped with a screen, and has a hollow structure, while on one side forms a tower filled with groundwater, and on the other side is formed a drop tower for adjusting the water level of the tower An upper water level control mechanism for adjusting the upper head of the soil sample;
상기 토양시료의 하부측에 위치되는 세라믹판을 갖추고, 상기 세라믹판의 하부에는 중공형 공간이 형성된 시료받침대; 및A sample holder having a ceramic plate positioned on a lower side of the soil sample, and having a hollow space formed below the ceramic plate; And
상기 시료받침대의 공간에 도관을 통하여 연결되고, 내부에는 상기 토양시료를 통과하여 유출된 지하수를 받는 수조를 갖추며, 상기 토양시료의 하부측 수두를 조절하는 하부수위조절기구;를 포함함을 특징으로 하는 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치를 마련함에 의한다.A lower water level control mechanism connected to a space of the sample supporter through a conduit, and having a water tank receiving the groundwater discharged through the soil sample therein and adjusting the head of the soil sample; It is to provide a hydraulic conductivity measuring device for underground impermeable soil samples.
본 고안에 따른 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 토양의 불포화층에서 강우 및 지하수 수표면의 변동에 따른 불포화층에 대한 지하수의 수리학적 투과 정도를 측정하여 지하수의 이동속도를 결정하고자 하는 장치이다.Hydraulic conductivity measurement device (1) of the ground impermeable soil sample according to the present invention, as shown in Figures 1 and 2, the hydraulic of the groundwater for the unsaturated layer according to the rainfall and groundwater surface fluctuations in the unsaturated layer of the soil It is a device to determine the moving speed of groundwater by measuring the degree of permeation.
본 고안에 따른 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치(1)는, 조사지역의 토양시료(30)를 파괴되지 않게 유의해서 채취하여 직경 7cm, 높이 5cm의 링에 시료(30)를 담지하고 준비한다.The hydraulic conductivity measuring device 1 of the underground impermeable soil sample according to the present invention is carefully collected so that the soil sample 30 of the irradiated area is not destroyed, and the sample 30 is supported in a ring having a diameter of 7 cm and a height of 5 cm. do.
그리고, 상기 토양시료(30)의 상부측에 위치되어 토양시료(30)의 상부측 수두를 조절하는 상부수위 조절기구(10)를 갖는바, 상기 상부수위 조절기구(10)는 하단부에 스크린(12)이 장착되며, 중공형의 구조를 갖추는 한편, 일측으로는 지하수가 채워지는 타워(15)를 형성하고, 타측에는 상기 타워(15)의 수위를 조절하는 방울탑(20)이 형성되는 구조를 갖는다.And, having an upper water level control mechanism 10 which is located on the upper side of the soil sample 30 to adjust the head of the soil sample 30, the upper water level control mechanism 10 has a screen (below) 12) is mounted, while having a hollow structure, one side to form a tower 15 is filled with groundwater, and the other side is a structure in which the droplet tower 20 for adjusting the water level of the tower 15 is formed Has
상기에서 타워(15)는 일정높이를 갖는 원통형 도관으로서 상단에는 마개(17)가 밀봉가능하도록 장착되며, 상기 방울탑(20)은 상기 타워(15)에 인접배치되는 원통형 도관으로서 상단에는 역시 밀봉마개(22)를 장착하고 있다.The tower 15 is a cylindrical conduit having a certain height is mounted so that the cap 17 is sealable at the top, the drop tower 20 is a cylindrical conduit disposed adjacent to the tower 15 is also sealed at the top The stopper 22 is attached.
그러나, 상기 방울탑(20)은 밀봉마개(22)를 관통하도록 공기 유입관(24)이 위치된 것이고, 상기 방울탑(20)의 내측으로는 ㄴ형을 이루는 공기 유도관(26)이 위치되어 상기 방울탑(20)의 하단에 형성된 격벽(28)을 하단부가 관통하여 상기 타워(15)측으로 연장하는 것이다.However, the droplet tower 20 is the air inlet tube 24 is positioned to penetrate the sealing stopper 22, the inner side of the droplet tower 20 is the air induction pipe 26 forming the B-shaped is located A lower portion passes through the partition wall 28 formed at the lower end of the droplet tower 20 and extends toward the tower 15.
따라서, 상기 타워(15)와 방울탑(20)은 상기 공기 유도관(26)을 통해서만 공기 및 지하수의 흐름이 가능하도록 구성된 것이다.Therefore, the tower 15 and the droplet tower 20 are configured to allow the flow of air and groundwater only through the air induction pipe 26.
그리고, 상기 토양시료(30)의 하부측에도 스크린(32)이 장착되고, 그 하부측에 위치되는 시료받침대(40)는 토양의 수리학적 특성에 맞게 선정된 세라믹판(42)을 갖추고, 상기 세라믹판(42)의 하부에는 중공형 공간(45)이 형성된 구조를 갖추며, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 세라믹판(42)의 상부에는 토양시료(30)가 놓여져서 상기 토양시료(30)를 통과한 물이 세라믹판(42)으로 공급되도록 구성되는 것이다.The screen 32 is also mounted on the lower side of the soil sample 30, and the sample support 40 positioned on the lower side has a ceramic plate 42 selected according to the hydraulic characteristics of the soil. A hollow space 45 is formed in the lower portion of the plate 42, and the soil sample 30 is placed on the ceramic plate 42 as shown in FIG. The water passed is configured to be supplied to the ceramic plate 42.
또한, 상기 토양시료(30)의 하부측 수두를 조절하는 하부수위 조절기구(50)를 포함하는바, 상기 하부수위 조절기구(50)는 상기 시료받침대(40)의 공간(45)에 도관(55)을 통하여 연결되는 수조(52)를 갖추고, 상기 수조(52)의 내부에는 상기 토양시료(30)를 통과하여 유출된 지하수를 받는 구조로 이루어진다.In addition, the lower water level control mechanism 50 for adjusting the head of the lower side of the soil sample 30, the lower water level control mechanism 50 is a conduit (in the space 45 of the sample holder 40) 55 is provided with a water tank 52 connected through, the inside of the water tank 52 is made of a structure that receives the groundwater flowing through the soil sample 30.
상기와 같이 구성된 본 고안의 지하 불투수층 토양시료의 수리전도도 측정장치(1)는 타워(15)에 담지된 지하수가 토양 시료(30)를 통하여 흐른다.The hydraulic conductivity measuring device 1 of the underground impermeable soil sample of the present invention configured as described above flows through the soil sample 30 in the ground water supported by the tower 15.
본 고안은 지하 불포화층의 시료(30)를 깊이별로 손상하지 않고 채취한 후, 이를 지하 불포화층의 대표적인 수두압 인 40mm 및 100mm의 조건하에서 각 해당 토양시료(30)에 대한 수리 전도도를 측정하여 해당 불포화층의 지하수 이동속도를 결정하게 된다.The present invention was collected without damaging the sample 30 of the underground unsaturated layer by depth, and then measured the hydraulic conductivity for each corresponding soil sample 30 under conditions of 40 mm and 100 mm, which is the representative head pressure of the underground unsaturated layer. The groundwater movement speed of the unsaturated layer is determined.
본 고안에 따른 수리전도도 측정장치(1)는 측정하고자 하는 토양시료(30)를 타워(15)와 방울탑(20) 하부, 즉 세라믹판(42)위에 놓는다. 그리고, 미리 수두압이 조절된 방울탑(20)과 지하수 수조(52)는 토양의 수리적 특성에 따라 지하수가 상기 토양시료(30)를 통하여 상부수위 조절기구(10)로부터 하부수위 조절기구(50)로 공급되도록 한다. 일정시간 경과 후 일정 유속으로 지하수는 토양시료(30)를 통액하게 되는 데 이 시점부터 시간에 따른 지하수 통과 유량을 측정기록한다.The hydraulic conductivity measuring apparatus 1 according to the present invention puts the soil sample 30 to be measured on the bottom of the tower 15 and the drop tower 20, that is, on the ceramic plate 42. In addition, the drop tower 20 and the groundwater tank 52, in which the head pressure is adjusted in advance, the groundwater from the upper water level control mechanism 10 through the soil sample 30 according to the hydraulic characteristics of the soil, the lower water level control mechanism 50 To be supplied. After a certain time, the groundwater is passed through the soil sample (30) at a constant flow rate, and from this point, the groundwater passage flow rate is recorded.
본 고안에 따른 수리전도도 측정장치(1)는 토양시료(30)의 상하부에 각각 40mm 혹은 100mm의 수두압을 걸고서 이러한 수두압을 유지하면서 지하수를 통과시키게 되며, 40mm의 수두압으로서 시험하고자 한다면, 상기 상부수위 조절기구(10)의 방울탑(20) 내부에 미리 40mm의 물을 집어 넣게 된다.The hydraulic conductivity measuring device 1 according to the present invention is to pass the groundwater while maintaining the head pressure by applying a head pressure of 40 mm or 100 mm, respectively, on the upper and lower parts of the soil sample 30, and if you want to test as head pressure of 40 mm. In the droplet tower 20 of the upper water level control mechanism 10, 40 mm of water is put in advance.
그리고, 하부수위 조절기구(50)의 수조(52)와 시료받침대(40)에도 물을 채우고, 상기 세라믹판(42)의 상부와 상기 수조(52)내의 물 상부면과의 높이차이(h1)가 40mm를 유지하도록 사전에 설정한다. 이러한 경우, 상기 시료받침대(40)로부터 수조(52)까지의 수두 40mm를 유지시키기 위해서는 상기 수조(52)를 임시로 막아서 해당수두가 형성될수 있도록 하는 것이다.The water tank 52 and the sample holder 40 of the lower water level control mechanism 50 are also filled with water, and the height difference h1 between the upper portion of the ceramic plate 42 and the upper surface of the water in the tank 52 is shown. Set in advance to keep 40mm. In this case, in order to maintain the head 40mm from the sample holder 40 to the water tank 52, the water tank 52 is temporarily blocked so that the corresponding head can be formed.
또한, 방울탑(20)에는 40mm의 물을 채워서 40mm 높이(h2)의 수두가 형성되도록 하고, 이러한 상부수위 조절기구(10)를 버켓(미도시)에 담긴 지하수의 내부에 담그면, 상기 타워(15)의 내부로 지하수가 차오르게 되며, 상기 공기 유도관(26)을 통하여 물이 내부로 들어가려 하지만, 상기 방울탑(20)의 내부에는 40mm의 수두가 형성되어 있기 때문에 타워(15)측의 수두압이 상기 40mm보다 적은 상태에서는 상기 공기 유도관(26)을 통하여 지하수가 유입되지 않는 것이다. 따라서, 상기 방울탑(20)의 내부에는 40mm의 수두가 유지되는 상태에서 상기 타워(15)에 지하수를 채우고, 상기 타워(15)를 뚜껑(17)으로서 상단을 밀봉한 다음, 상기 상부수위 조절기구(10)의 하부에 측정하고자 하는 토양시료(30)를 밀착시킨다.In addition, the droplet tower 20 is filled with 40mm water so that the head of the 40mm height (h2) is formed, and when the upper water level control mechanism 10 is immersed in the groundwater contained in the bucket (not shown), the tower ( Groundwater is filled into the inside of 15), and water enters through the air induction pipe 26, but the head of the tower 15 is formed because the head of 40 mm is formed inside the droplet tower 20. When the head pressure of less than 40mm, groundwater is not introduced through the air induction pipe 26. Therefore, the inside of the droplet tower 20 is filled with groundwater in the tower 15 in the state that the head of 40mm is maintained, the top of the tower 15 is sealed with a lid 17, and then the upper water level control The soil sample 30 to be measured is in close contact with the bottom of the instrument (10).
그리고, 상기 상부수위 조절기구(10)와 토양시료(30)를 40mm가 유지되는 세라믹판(42)의 상부에 올려 놓고, 수조(52)의 마개(57)를 개방하면, 상기 토양시료(30)의 하부에는 -40mm의 부압이 미치어 상부수위 조절기구(10)의 지하수가 토양시료(30)를 통하여 다공성의 세라믹판(42)으로 흐르게 된다.Then, the upper water level control mechanism 10 and the soil sample 30 is placed on the upper portion of the ceramic plate 42 is maintained 40mm, and opening the stopper 57 of the water tank 52, the soil sample 30 Negative pressure of -40mm is exerted on the lower part of) so that the groundwater of the upper water level control mechanism 10 flows to the porous ceramic plate 42 through the soil sample 30.
상기에서 토양시료(30)는 크레이(Clay), 실트(Silt), 모래(Sand), 실트 크레이(Silt Clay), 모래 실트(Sand Silt)등으로 이루어짐으로서, 상기 토양시료(30)의 하부에 미친 부압에 의해서 지하수가 토양시료(30)를 토양의 종류에 따라서 그 유속을 달리하면서 통과하게 된다.The soil sample 30 is made of cray, silt, sand, silt clay, sand silt, etc., so that the soil sample 30 is disposed below the soil sample 30. Under negative pressure, the groundwater passes through the soil sample 30 while varying its flow rate according to the type of soil.
따라서, 상기 타워(15)부분의 물은 그 수위가 하강되면서 상기 타워(15)의 상부측 공간(P1)에는 부압이 생성되는 바, 따라서 이러한 부압을 보충하기 위해서 방울탑(20)의 상부공간으로부터 상기 타워(15)측으로 공기방울이 보충된다.Therefore, as the water level of the tower 15 is lowered, the negative pressure is generated in the upper space P1 of the tower 15, and thus, the upper space of the drop tower 20 to compensate for the negative pressure. Air bubbles are replenished from the to the tower 15 side.
따라서, 상기 공기 유도관(26)을 통하여 타워(15)측으로 공기방울이 공급되고, 상기 방울탑(20)상부의 공간에서도 점차 압력이 감소됨으로서 상기 공기 유입관(24)을 통하여 방울탑(20)의 외부로부터 내부로 공기가 유입되는 것이다.Accordingly, air bubbles are supplied to the tower 15 through the air induction pipe 26, and the pressure is gradually reduced even in the space above the droplet tower 20, thereby decreasing the pressure through the air inlet pipe 24. Air is introduced from the outside to the inside.
이러한 공기 유입도 공기방울로서 이루어지고, 따라서 방울탑(20)의 내측에도 공기 유입관(24)의 하단으로부터 공기방울이 생성된다. 이와 같은 작동이 연속적으로 실험이 진행되는 동안 실행되며, 이는 초기에 설정한 40mm 의 수두를 일정하게 유지하면서 상기 토양시료(30)를 통하여 상부수위 조절기구(10)로부터 하부수위 조절기구(50)로 지하수를 공급할수 있는 것이다.This air inflow is also made as air bubbles, and thus air bubbles are generated from the lower end of the air inlet pipe 24 also inside the droplet tower 20. This operation is continuously performed during the experiment, which is maintained from the initial water level control mechanism 10 to the lower water level control mechanism 50 through the soil sample 30 while maintaining a constant head of 40mm initially set. Groundwater can be supplied.
따라서, 상기와 같은 40mm의 수두에 대한 시험이 진행된 다음에는 100mm의 수두에 대한 시험이 진행된다. 이러한 경우, 상기 수두높이(h1)(h2)를 100mm로 유지시킴은 물론이다.Therefore, after the test for the head of 40mm, the test for the head of 100mm is carried out. In this case, of course, the head height h1 and h2 are maintained at 100 mm.
상기와 같은 실험이 진행되는 동안, 계속하여 타워(15)의 지하수가 토양시료(30)를 통하여 토양시료(30)의 하단으로 유출되더라도 토양시료(30)의 상하단에 방울탑(20)과 하부수위 조절기구(50)의 수조(52)를 통하여 고정시킨 수두압력은 일정하게 유지된다.During the experiment as described above, even if the ground water of the tower 15 continues to flow through the soil sample 30 to the lower end of the soil sample 30, the droplet tower 20 and the lower end of the soil sample 30 The head pressure fixed through the water tank 52 of the level control mechanism 50 is kept constant.
본 고안의 장치를 이용하여 용이하게 수리전도도를 구하는 계산방법은 아래의 수학식 1과 같은 것이다.The calculation method for easily obtaining the hydraulic conductivity using the device of the present invention is as shown in Equation 1 below.
Q = -K*IQ = -K * I
여기에서 Q는 물 흡입 유속, K는 수리전도도, I는 수위차를 나타낸다.Where Q is the water intake flow rate, K is the hydraulic conductivity, and I is the water level difference.
한편, 도 3은 불포화층 토양 시료(30)의 수리전도도 결정을 위한 그라프로서, 이는 상기와 같은 과정을 거쳐서 일정시간 경과후, 일정유속으로 지하수가 토양시료(30)를 통액하면, 이 시점부터 시간에 따른 지하수 통과유량을 측정하여 기록한 것이다.On the other hand, Figure 3 is a graph for determining the hydraulic conductivity of the unsaturated layer soil sample 30, which after the predetermined time has passed through the process as described above, if the groundwater through the soil sample 30 at a constant flow rate, from this point Measured and recorded groundwater flow rate over time.
즉, 도 3a)에 도시된 바와 같이, 40mm의 수두압에서는 2000초 경과 후 부터, 안정된 값을 얻을 수 있으며, 100mm의 수두압의 경우 3000초 경과 후부터 안정된 값을 얻을 수 있다. 이는 상기와 같이 안정된 값을 얻을수 있는 시점부터 실험이 끝날 때까지 합산된 유량과 시간의 합을 구해 유량을 시간으로 나누면 각 수두압에서의 불포화 토양의 수리 전도도가 결정된다. 이 경우 구해진 수리전도도 값이 40mm와 100mm의 수두압의 각 경우에 대하여, 2.18x10-5cm/sec (40mm 수두)와 8.41x10-6cm/sec (100mm 수두)값을 얻게 된다면, 이들 수리전도도 값은 그 지역이 실트와 약간의 가는 모래 혹은 진흙으로 구성되어 있다는 것을 나타낸다.That is, as shown in Figure 3a), at the head pressure of 40mm, a stable value can be obtained after 2000 seconds, and in the case of 100mm head pressure, a stable value can be obtained after 3000 seconds. This is determined by the sum of the sum of the flow rate and the time from the time point to obtain a stable value as described above until the end of the experiment divided by the flow rate to determine the hydraulic conductivity of the unsaturated soil at each head pressure. In this case, if the calculated hydraulic conductivity values are 2.18x10 -5 cm / sec (40mm head) and 8.41x10 -6 cm / sec (100mm head) for each case of 40mm and 100mm head pressure, these hydraulic conductivity values The value indicates that the area consists of silt and some fine sand or mud.
상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 지하수 불포화층의 수두압을 임의적으로 변화시키면서 각 수두압에서 해당 지하 깊이로 부터 채취한 토양시료에 대한 정확한 수리전도도를 효과적으로 결정할 수 있음으로서 효과적으로 토양시료를 실험할수 있는 실용상의 효과를 얻는 것이다.As described above, according to the present invention, it is possible to effectively test the soil sample by effectively changing the hydrostatic pressure of the groundwater unsaturated layer and effectively determining the exact hydraulic conductivity of the soil sample collected from the corresponding ground depth at each head pressure. Is to obtain a practical effect.
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