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추계학적 방법을 이용한 성층화된 흙에서 유효 비포화투수계수의 유도
Derivation of the Effective Hydraulic Conductivity in Stratified Layered Soil Using Stochastic Approach

윤성용    (안산공업전문대 토목학과  );
  • 초록

    3차원 추계학적 방법을 사용하여 성층화된 흙에서 유효 비포화투수계수를 유도하였다. 성층화된 흙의 상관길이는 차이가 있기 때문에 추계학식이 단순화되면서 유효 비포화투수계수에 대한 일반식을 해석적으로 유도할 수 있게 된다. 또한 평균흐름이 특정한 범위(습윤전선, 젖음과정, 마름과정)에서 유효한 단순화된 점근식을 유도하였다. 예증으로 이론적인 결과를 가상 점토에 적용하였다. 그 결과 유효 비포화투수계수는 거시적인 이력현상을 나타냄을 알 수 있었다. 거시적인 이력현상이란 미시적인 미력현상이라기 보다는 오히려 흙의 공간적인 변동으로 인하여 발생하는 것이다. 또한 유효 비포와투수계수는 흙의 비균질성을 무시한 경우보다 비균질성을 고려한 경우에서 크게 나타났다.


    The effective unsaturated hydraulic conductivity in stratified soils is evaluated using a three-dimensional stochastic approach. Because of the disparity of the correlation scales in a stratified soil, the general stochastic equations are simplified. This allows analytical evaluation of generic expressions for the effective hydraulic conductivities. Simple asymptotic expressions, valid at particular ranges(wetting front, drying condition, wetting condition) of the mean flow characteristics, are also derived. An example of applying the derived theoretical result to a imaginaryl clay soil is presented. It reveals found that the effective unsaturated hydraulic conductivity showed large-scale hysteresis. Such large-scale hysteresis was produced by the spatial variability of hydraulic soil properties rather than hysteresis of the local parameters. In addition the results show that the effective hydraulic conductivities were larger in the case of accommodating heterogeneity of soil preperties rather than neglecting heterogeneity of soil properties.


  • 주제어

    추계학적 방법 .   비포화투수계수 .   이력현상 .   비균질성 .   stochastic approach .   unsaturated hydraulic conductivity .   hysteresis .   heterogeneity.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Effective unsaturated hydraulic conductivity of layered sands , Yeh, T.-C. J.;Harvey, D. , Water Resources Research / v.26,pp.1271-1280,
    2. 성층화된 비포화 비균질 흙에서 모세관압력 분산 , 윤성용;선우중호 , 대한토목학회논문집 / v.17,pp.297-308,
    3. Prediction of hydraulic conductivity from soil water retention data , Talsma, T. , Soil Science / v.140,pp.184-188,
    4. Percolation of water below an irrigated field , Rice R. C.;Bowmans, R. S.;Jaynes, D. B. , Soil Sci. Soc. Am. / v.50,pp.855-859,
    5. Comparison of water content-pressure head data obtained by equilibrium, steady-state and unsteady-state method , Topp, G. C.;Klute, A.;Peters, D. B. , Proc. of Soil Sci. Soc. Am. / v.31,pp.312-314,
    6. 추계학적 방법을 이용한 성층화된 흙에서의 유효 비포화투수계수의 이방성비 , 윤성용;선우중호 , 대한토목학회논문집 / v.17,pp.411-419,
    7. Transport of conservative tracers in the field under intermittend flood irrigation , Bowmans, R. S.;Rice, R. C. , Water Resources Research / v.22,pp.1531-1537,
    8. Bosch, D. D. , Derivation and application of effective parameters for modeling moisture flow in heterogeneous Unsaturated Porous Media / v.,pp.,
    9. 추계학적 방법에 의한 거시 비포화 흐름의 지배방정식 유도 , 윤성용;선우중호 , 대한토목학회논문집 / v.15,pp.443-450,
    10. Stochastic analysis of unsaturated flow in heterogeneous soils : 2. Statistically anistropicc media with variable α , Yeh, T.-C. J.;Gelhar, L. W.;Gutjahr, A. L. , Water Resources Research / v.21,pp.547-464,
    11. Effective hydraulic conductivities of transient unsaturated flow in stratified soils , Mantoglou, A.;Gelhar, L. W. , Water Resources Research / v.23,pp.57-67,

 저자의 다른 논문

  • 윤성용 (7)

    1. 1997 "TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용한 토양함수량의 측정" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 30 (6): 587~595    
    2. 1997 "체적기압판 추출장치를 이용한 물보유함수의 매개변수 추정" 지하수환경 = Journal of the Korean Society of Groundwater Environment 4 (3): 144~152    

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