One-dimensional head distribution analysis in two-layer porous media using integral equations

적분방정식(積分方程式)을 이용한 2층(二層) 다공성(多孔性) 매질(媒質)에서의 1차원 수두분포(水頭分布) 해석

This paper presents a quasi-analytical method using integral equations to obtain head distributions in unsaturated porous media with different hydrogeologic properties. One-dimensional soultion algorithms were developed for two cases of boundary conditions at the top: 1) constant head and 2) constant flux. Water table elevation at the bottom was assumed known for both cases. The methodology was applied to a fly ash disposal facility in an alluvium area. The results showed that the pressure head distributions had high nonlinearity with large gradients slightly above the interface of two media which made preliminary numerical solutions implausible. The developed method helped to structure finite element grids for improving convergence and accuracy.

두 개의 서로 다른 수문지질학적 성질을 갖는 다공성 매질이 대수층을 이룰 때, 수두분포를 적분방정식을 이용한 준해석적인 방법으로 구하는 방법을 연구하였다. 하단(下端)에서 지하수위(地下水位)의 위치가 알려져 있고, 하단(下端)에서의 경계조건이 일정수도 혹은 일정 유동량으로 주어질 때의 1차원 해석 알고리즘을 개발하고, 충적층(沖積層)(alluvium) 위에 석탄재(fly ash)를 매립하는 처분장의 경우에 적용하였다. 그 결과 얻어진 수두분포는 경계면 바로 윗부분에서 매우 큰 압력경사를 나타내었고, 이것이 수치해석을 어렵게 만드는 요인임을 발견하였다. 해석적으로 얻은 압력경사는 수치해석 수행시 격자(格子)의 배열을 어떻게 할 것인지에 대한 대안을 제시하였고, 그에 따른 수치해석 결과는 해석치와 근사함을 보였다.