현장실증시험에 의한 단일 및 이중필터층 우물의 해수 여과 특성 연구

송재용; 이상무; 강병천; 이근춘; 정교철

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자료유형: 학술저널

저자정보: 송재용 (산하토건 주식회사) 이상무 (산하토건 주식회사) 강병천 (주식회사 산하이앤씨) 이근춘 (주식회사 산하이앤씨) 정교철 (안동대학교 지구환경과학과)

저널정보: 대한지질공학회 The Journal of Engineering Geology 지질공학 제29권 제1호

발행연도: 2019.1

수록면: 51 - 68 (18page)

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국내에서는 바닷가 주변의 상가나 수협 등의 활어 위판장 등에 많은 양의 해수가 사용되고 있다. 이러한 해수는 기상악화나 태풍 등에 의해 관련시설이 수시로 파손되고 조기 폐색되어 시간적, 경제적 비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. 또한 오염된 해수가 그대로 유입되는 경우가 많아 환경적인 문제를 야기하기도 한다. 본 연구는 직접적인 해수취수의 대안으로 이중필터취수정을 적용한 해변여과 방식의 해수취수 적용성을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 토층으로 이루어진 해변의 자유면대수층에서 필터조건을 달리하여 실규모의 이중필터취수정과 단일필터취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 단계 및 연속대수성시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 투수특성 및 적정양수량을 평가하였다. 단계대수성시험 분석결과 이중필터 취수정에서 우물 개량의 정도가 양호하여 단일필터 대비 110.3%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 동일 양수량 대비 이중필터의 투수계수가 높게 나타나며, 이는 이중필터가 단일필터에 비해 투수성이 개선된 영향으로 판단된다. 연속대수성시험 분석결과 관측정 및 양수정을 이용한 투수계수 분석에서 이중필터취수정(SD1200)이 단일필터취수정(SS800)에 비해 높은 투수특성을 나타내는 것으로 평가되었으며, 이중필터가 단일필터 대비 평균 110.7%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 수위강하량 분석을 통한 양수량 평가결과, 수위강하 2.0 m일 때 이중필터 취수정이 단일필터 취수정 대비 122.8% 양수량이 증대되는 것으로 분석되었으며, 비수위강하량을 이용하여 적정양수량을 산정한 결과 이중필터취수정이 단일필터취수정에 비해 136.0% 높은 양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 또한 변곡점을 이용한 양수량 평가결과 이중필터가 단일필터에 비해 160.0% 높은 적정양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 적정양수량의 경우 분석방법에 따라 단일필터 대비 122.8~160.0%의 개선효과가 있는 것으로 평가되었으며, 이를 평균한 단일필터 대비 이중필터의 양수량 개선율은 139.6%이다. 즉, 이중필터 설치만으로 일반적인 우물 대비 취수효율이 40% 정도 개선될 수 있음을 확인하였다. 변곡점을 이용한 이중필터취수정의 적정양수량은 2843.3 L/min로써 이중필터취수정 단일공의 일 해수취수량은 약 $4,100m^3/day$ (${\fallingdotseq}4094.3m^3/day$)에 달하는 것으로 평가되었다. 이와 같이 공당 다량의 취수가 가능하기 때문에 해수취수의 적용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 이중필터취수정을 이용하여 해수취수를 수행하는 경우 기존에 문제시되었던 기상악화나 태풍 등에 의한 파손우려를 해소할 수 있으며, 해변의 모래층이 필터재 역할을 하여 오염정도를 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기존 해수취수기술에 대한 환경적인 문제 해결의 대안이 될 수 있고, 설치비용 및 파손등과 관련된 장기적인 유지관리비용 면에서도 유리하여 경제적 측면에서 그 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 수행예정인 이중필터취수정의 강변여과수 적용을 위한 현장실증시험의 기초자료로 활용될 예정이며, 그 결과를 종합하여 강변여과 및 해변여과기술과 관련된 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

This study performs to evaluate adaptability of seashore filtering type seawater-intake which adapts dua1 filter well alternative for direct seawater-intake. This study varies filter condition of seashore free surface aquifer which is composed of sand layer then installs real size dual filter well and single filter well to evaluate water permeability and proper pumping amount according to filter condition. According to result of step aquifer test, it is analysed that 110.3% synergy effect of water permeability coefficient is happened compare to single filter since dual filter well has better improvement. dual filter has higher water permeability coefficient compare to same pumping amount, this means dual filter has more improved water permeability than single filter. According to analysis result of continuous aquifer test, it is evaluated that dual filter well (SD1200) has higher water permeability than single filter well (SS800) by analysis of water permeability coefficient using monitoring well and gauging well, it is also analysed dual filter has 110.7% synergy effect of water permeability coefficient. As a evaluation result of pumping amount according to analysis of water level dropping rate, it is analysed that dual filter well increased 122.8% pumping amount compare to single filter well when water level dropping is 2.0 m. As a result of calculating proper pumping amount using water level dropping rate, it is analysed that dual filter well shows 136.0% higher pumping amount compare to single filter well. It is evaluated that proper pumping amount has 122.8~160% improvement compare to single filter, pumping amount improvement rate is 139.6% compare to averaged single filter. In other words, about 40% water intake efficiency can be improved by just installation of dual filter compare to normal well. Proper pumping amount of dual filter well using inflection point is 2843.3 L/min and it is evaluated that daily seawater intake amount is about $4,100m^3/day$ (${\fallingdotseq}4094.3m^3/day$) in one hole of dual filter well. Since it is possible to intake plenty of water in one hole, higher adaptability is anticipated. In case of intaking seawater using dual filter well, no worries regarding damages on facilities caused by natural disaster such as severe weather or typhoon, improvement of pollution is anticipated due to seashore sand layer acts like filter. Therefore, It can be alternative of environmental issue for existing seawater intake technique, can save maintenance expenses related to installation fee or damages and has excellent adaptability in economic aspect. The result of this study will be utilized as a basic data of site demonstration test for adaptation of riverside filtered water of upcoming dual filter well and this study is also anticipated to present standard of well design and construction related to riverside filter and seashore filter technique.

#우물 #이중필터 #단일필터 #해변여과 #지하수

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