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홍수터여과에서 원수공급체계의 설계요소에 대한 실험연구
An Experimental Study on the Design Factors of Raw-water Supply System in Floodplain Filtration

김호석    (영남대학교 환경공학과   ); 김승현    (영남대학교 환경공학과  );
  • 초록

    홍수터여과에서 원수공급체계의 설계인자를 얻기 위해 모래통 실험과 현장 출수대 실험을 수행하였다. 모래통 실험결과 침투율은 대략 토양의 투수계수에 비례하였으며, 짧은 시간의 휴지는 침투율에 거의 영향을 주지 않았다. 범람과 휴지를 고려한 일평균 침투율은 범람이 길어질수록 증가하여 일정한 값에 수렴하는 경향을 나타냈다. 실험범위에서는 대구와 물금의 토양에서 휴지/범람이 15분/30분일 때 최대 침투율로 각각 6.3 m/day와 1.4 m/day을 얻었으며, 이 값들은 포화투수계수 값의 42%와 70%씩이었다. 토양여과로 인해 투수계수는 완만히 감소하였으며 물금토양에서 8일 동안 27%가 감소하였다. 출수대 실험결과 상주와 구미의 토양에서는 유출유량이 증가함에 따라 범람반경이 증가하며 토양의 포화 투수계수가 클수록 그 증가율은 감소하는 형태를 보였다. 토양면을 완전히 적시는데 필요한 시간 즉, 유출 시작으로부터 범람반경에 도달하는데 필요한 시간은 3~4분에 불과한 것을 알 수 있었다. 또한, 1시간 이내의 휴지시간을 적용하는 경우 전체 범람시간 동안의 평균 침투율에는 거의 변화가 없었다.


    Sand tank experiments were performed along with on-site supplier experiments in order to obtain design factors for the raw-water supply system in floodplain filtration. Results of the sand tank experiment elucidated that the infiltration rate was approximately proportional to the soil permeability and was not significantly influenced by short periods of rest. The average daily infiltration rate calculated by taking both flood and rest periods into account increased with increasing flood period, and was observed to reach an asymptote. Under the conditions of this study, the maximum infiltration rates obtained for both Daegu and Mulgeum soils with 15 min/ 30 min of rest/flood periods were 6.3 m/day and 1.4 m/day respectively, which were 42% and 70% of their hydraulic conductivities, respectively. The process of soil filtration resulted in a gradual decrease of hydraulic conductivity; a decrease of 27% was observed for the soil of Mulgeum over a period of 8 days. From the data obtained from the supplier experiment, it was evident that the radius of the flooded area increased as the supply rate increased for soils of Gumi and Sangju, however, there was an inverse correlation between hydraulic conductivity and the rate of increase in the radius. Results also showed that the time required to cover the entire soil surface with water, in other words, the time to reach the maximum flood radius from the commencement of the water emission was as short as 3 to 4 minutes for all the soils. Also, the average infiltration rate for the entire flood period did not change significantly when the rest period was shorter than an hour.


  • 주제어

    홍수터여과 .   원수공급 .   설계요소 .   투수계수 .   휴지/범람.  

  • 참고문헌 (14)

    1. 최명호, 김경수, 김승현,“ 우리나라에서 홍수터여과의 가능성에 대한기초조사,”대한환경공학회지, 31(1), 70-78(2009)     
    2. Jong-Bae Chung., Seung-Hyun Kim., Byeong-Ryong Jeong., and Young-Deuk Lee.,“ Removal of organic matter and nitrogen from river water in a model floodplain filtration,”J. Environ. Qual., 33, 1017-1023(2004) 
    3. Pescod, M. B., “Wastewater treatment and use in agriculture- FAO irrigation and drainage paper 47, FAO, Rome, (1992) 
    4. Fetter, C. W., “Applied Hydrgeology,”Macmillan College Publishing Company, Inc., New York, USA, (1994) 
    5. Linsley, R. K., and Franzini, J. B., “ Water-Resources Engineering,”3rd ed., McGraw-Hill, Singapore, (1979) 
    6. Bouwer, H., Rice, R. C., and Escarceca, E. D., “High-rate land treatment I : Infiltration and hydraulic aspects of the Flushing Meadows project,”J. WPCF, 46, (1974) 
    7. Kanarek, A., and Michail, M., “Groundwater recharge with municipal effluent: DAN region reclamation project, Israel,” Water Sci. Technol., 34, (1996) 
    8. 환경관리공단,“ 하천자연정화 시설부지 및 수질현황 조사서,”(1999) 
    9. 김승현, 정장식“, 하상여과를 이용한 금호강 수질개선연구,”환경연구영남대학교환경문제연구소논문집, 18(2), (1999) 
    10. 김승현“, 우리나라에서 강변여과와 하상여과의 비교,”대한환경공학회지, 29(10), 1154-1162(2007)     
    11. Simunek, J., Sejna, M., Saito, H., Sakai, M., and van Genuchten, M.Th.,“ The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat and Multiple Solutes in Variably Saturated Media,” Department of Environmental Sciences, University of California at Riverside, California, U.S.A., (2008) 
    12. Todd, D. K., “Ground Water Hydrology,”John Wiley & Sons, Inc., (1959) 
    13. Skaggs, R. W., and Nassehzdeh-Rabrizi, A.,“ Drainage Systems for Land Treatment of Wastewater,”J. Irrigation and Drainage, 108, (1982) 
    14. Bouwer, H., Rice, R. C., Lance, J. C., and Gilbert, R. G., “Rapid-infiltration research at Flushing Meadows Project, Arizona,”J. WPCF, 52, (1980) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Ki, Dong-Won ; Cho, Kang-Woo ; Won, Se-Yoen ; Song, Kyung-Guen ; Ahn, Kyu-Hong 2010. "Characteristics of soil and eco-friendly media for improving the filterability and water quality in soil filtration" 上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, 24(4): 453~462     
    2. Kim, Hoh-Seok ; Kim, Seung-Hyun 2011. "A Study on Clogging and Water Quality Improvement in Floodplain Filtration with Flood/rest Raw-water Supply" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 33(2): 120~131     

 저자의 다른 논문

  • 김호석 (1)

    1. 2011 "범람/휴지식 홍수터여과에서 폐색현상 및 수질개선도 연구" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 33 (2): 120~131    

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