개념과 작동 원리
수두는 위치와 압력의 효과를 길이로 나타낸 값입니다. 지표면의 경사만이 아니라 수두의 공간 차이가 지하수 흐름을 정합니다.
투수성이 크면 같은 수두 기울기에서 더 많은 물이 흐를 수 있습니다. 양수 우물은 주변 수두와 흐름선을 바꾸어 오염 이동 경로에도 영향을 줍니다.
관계식과 성립 조건
다르시 유속은 q=−K∇h이고 공극 평균 속도는 단순 모형에서 v=q/n입니다. 공극률 n을 나누므로 두 속도는 일반적으로 같지 않습니다.
실제 오염은 흡착·반응·불균질 지층과 분산에도 달려 있습니다. 실험의 도달 시간은 지정한 농도 기준과 가상 지층 조건에서의 값입니다.
가상 실험에서 읽을 변화
수두가 낮은 쪽으로 흐르고 우물 주변에서는 흐름이 모여요. 오염의 도달 시간은 유속과 위치·확산·양수 조건에 따라 달라져요.
40×20 격자, 간격 5 m, 두께 1 m, 균일 K·공극률 n=0.25·확산계수 0.2 m²/day예요. 좌우 고정 수두 11.95/10 m, 위아래 불투수 경계예요. 정상류 수두는 회당 최대 12회, 총 1800회 또는 변화량 1e-8 m까지 반복해요. 풍상 이류와 보존형 확산을 안정 시간 분할로 계산해요. 도달 시간은 우물 칸 0.01 kg 기준의 모형값이고 관측 예측이 아니에요. 반응·흡착·불균질층은 제외해요.
핵심 관계와 기호
q=−K∇h · v=q/n · n=0.25
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| K | 수리 전도도 | m/day 등 |
| h | 수두 | m |
| n | 공극률 | 0~1 |
예시로 확인하기
K=10 m/day, 수두 경사 크기 0.01, n=0.25이면?
다르시 유속의 크기는 K×경사=0.1 m/day이고 실유속은 q/n=0.4 m/day예요. 균일 직선 흐름의 시간은 거리/속력이에요.
자주 헷갈리는 점
- 지하수가 언제나 지하의 큰 빈 통로를 따라 강처럼 흐르는 것은 아닙니다.