토양환경기술사시험자료집 - 지하수일반/지하수오염 및 정화(06)

※ 수리전도도(Hydrolic Conductivity)

 

1. 수리전도도의 정의

      (1) 흙 및 암석의 투수성의 정도를 나타내는 계수로서 투수계수라고도 한다.

      (2) Darcy의 법칙을 만족시키는 비례상수 K [L/T]

      (3) 일정한 수두구배에서 지하기질 사이를 흐르는 유체의 단위면적 당 유량을 결정하는 상수

 

2. 수리전도도의 결정인자(수리전도도와 고유투수계수)

      (1) 수리전도도는 유체의 성질과 기질의 특성에 의해 결정된다.

             1) 유체의 성질

                    - 밀도(ρω)

                    - 점성(μ)

             2) 기질의 특성 : 기질의 특성에만 관계되는 k를

                                     고유투수도(Intrinsic Permeability : darcy,차원 L2)라 한다.

                      〈darcy〉 ⊙ 고유투수율의 표준단위(1 darcy = 9.87 × 10-9 ㎠)

                                     ⊙ 1센티포이즈(centipoise)의 점성을 가진 유체 1㎤가 1기압차에 1초 

                                         동안 다공질 매체의 단위면적 1㎠를 통과하여 1㎝ 이동하는 것과 같다. 

                    - 공극률

                    - 공극크기분포(입자의 크기분포)

                    - 공극의 기하학적 형태(입자의 형상인자)

             3) K (수리전도도) = k (고유투수계수) × ρg/μ (유체의 유동성)

                 k (고유투수계수) = K (수리전도도) × μ/ρg

                                                                               μ : 유체의 점성(g/㎝sec)

                                                                               ρ : 유체의 밀도(g/㎤)

                                                                               g : 중력가속도(㎝/sec2)

 

3. 수리전도도와 밀도, 점성, 입자크기분포와의 관계

      (1) Hubbert

                K = k × ρωd2/μ

                                                  밀도와 통로크기제곱(입자크기제곱)에 비례

                                                  점성도와 온도에 반비례(밀도와 온도는 반비례)

      (2) Hagen-Poiseulle

                K = Nρωd2/μ

                                                  N : 형상인자

                                                   d : 유체의 통로직경

                                                   μ : 유체의 점성도

                                                 ρω : 유체의 밀도

      (3) Hazen

                K = C(d10)2               C : 입자의 분급과 관련된 계수

                K = Cd2 × γ/μ

                  = k × γ/μ              γ : 비중

 

4. 수리전도도의 불균질성과 이방성

       대수층의 수리전도도가 위치 또는 방향에 따라 각기 다른 현상

 

5. 이질지층의 전체평균 수리전도도 계산               

 

      (1) 수평방향의 전체평균수리전도도는 투수량계수의 합이 일정한 원리를 이용하여 유도한다.

                    Kh = (k1h1 + k2h2 + k3h3) / H

      (2) 수직방향의 전체평균수리전도도는 지층통과시간의 합이 일정한 원리를 이용하여 유도한다.

                    Kv = H / (h1/k1 + h2/k2 + h3/k3)