지표면 온도상승이 빗물의 토양침투에 미치는 영향에 대한 실험 및 수치 해석적 연구

신나라; 신미수; 장동순

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 신나라 신미수 장동순

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제35권 제6호

발행연도: 2013.6

수록면: 422 - 429 (8page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

지표면 온도상승이 빗물의 토양침투에 미치는 영향에 대한 실험 및 수치 해석적 연구

신나라 , 신미수 , 장동순 대한환경공학회지 2013.06 학술저널

환경시스템 전산해석 연구 : 지표면 온도상승에 따른 빗물 토양 침투 및 가연성 폐기물 가스화기 설계

신나라 환경공학과 2013.01 학위논문

가연성 폐기물 가스화기 설계를 위한 수치 해석적 연구

신나라 , 신미수 , 장동순 /JANG DONG SOON 한국폐기물자원순환학회지 2013.01 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 15℃로 하였고, case 2의 경우는 70℃ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. 70℃를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 70℃인 경우는 15℃인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.

It is generally known that the increase of the Earth surface temperature due to the global warming together with the land desertification by rapid urban development has caused severe climate and weather change. In desert or desertification land, it is observed that there are always severe flooding phenomena, even if desert sand has the high porosity, which could be believed as the favorable condition of rain water infiltration into ground water. The high runoff feature causes possibly another heavy rain by quick evaporation with the depletion of underground water due to the lack of infiltration. The basic physics of desert flooding is reasonably assumed due to the thermal buoyancy of the higher temperature of the soil temperature than that of the rain drop. Considering the importance of this topic associated with water resource management and climate disaster prevention, no systematic investigation has, however, been reported in literature. In this study, therefore, a laboratory scale experiment together with the effort of numerical calculation have been performed to evaluate quantitatively the basic hypothesis of run-off mechanism caused by the increase of soil temperature. To this end, first, of all, a series of experiment has been made repeatedly with the change of soil temperature with well- sorted coarse sand having porosity of 35% and particle diameter, 2.0 mm. In specific, in case 1, the ground surface temperature was kept at 15℃, while in case 2 that was high enough at 70℃. The temperature of 70℃ was tested as this try since the informal measured surface temperature of black sand in California`s Coachella Valley up to at 191 deg. . (88℃). Based on the experimental study, it is observed that the amount of runoff at 70℃ was higher more than 5% compared to that at 15 ℃. Further, the relative amount of infiltration by the decrease of the surface temperature from 70 to 15℃ is about more than 30%. The result of numerical calculation performed was well agreed with the experimental data, that is, the increase of runoff in calculation as 4.6%. Doing this successfully, a basic but important research could be made in the near future for the more complex and advanced topic for this topic.

#강우 침투 및 유출 #다공성 매질 열 물질 전달현상 #사막의 홍수 #사막화 현상 #수자원 관리 #열적부력현상 #지구 온난화 #Desertification #Flooding of Desert #Global Warming #Infiltration and Run-off #Porous Media Mass Transfer #Thermal Buoyancy Induced Adverse Pressure Gradient #Water Management

참고문헌 (6)

참고문헌 신청

1. [단행본] - Suhas V. Patankar / 1980 / Numerical heat transfer and fluid flow / Mcgraw-hill book company

2. [단행본] - S. Muzaferija / 1999 / Computation of free surface flows using interface-tracking and interface-capturing methods / Comp. Mech. Publications

3. [학술지(정기간행물)] - Huang, H. / 2008 / Applicability of the Forchheimer Equation for Non-Darcy Flow in Porous Media / SPE J. 13 (1) : 112 ~ 122

4. [단행본] - Bird, R. B. / 1966 / Transport Phenomena / John Wiley & Sons, Inc

5. [보고서] - Thomas E. Loynachan / 1999 / Sustaining Our Soils and Society : 22 ~ 25

이 논문의 저자 정보

신나라

소속기관 대한환경공학회

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 2 이용수 175

신미수

소속기관 동서컨설팅

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학

논문수 76 이용수 3,634

장동순

소속기관 충남대학교

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 공학 > 기계공학 > 기계공학 일반

논문수 152 이용수 6,118

이 논문과 함께 이용한 논문

유용미생물을 활용한 음식물쓰레기의 악취저감 효과

김하나 , 임봉빈 , 김선태 대한환경공학회지 2016 .04

유용미생물(EM) 처리에 의한 호소수 수질 변화

허준 , 김영규 , 유미숙 외 2명 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 2010 .10

지구온난화에 의한 북서태평양 및 한반도 근해의 해수면 상승

오상명 , 권석재 , 문일주 외 1명 한국해안·해양공학회논문집 2011 .06

한반도의 해수면 상승을 고려한 설계조위 산정에 관한 연구

추태호 , 심수용 , 양다운 외 2명 한국산학기술학회 논문지 2016 .04

열전달 모델을 이용한 폐수처리공정의 온도 예측

노승백 한국산학기술학회 논문지 2014 .03

최근 본 자료

전체보기

UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2017-539-001505990

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (6)

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)