Evaluation of Capillary Barrier Effect of Multi-layer Cover System

ABSTRACT Capillary barriers, consisting of relatively fine-over-coarse materials, have been suggested as an alternative to traditionalcompacted soil covers. So, We were analysed to capillary barrier effect according to five cases of multi-layer coversystems. Water balance simulation was conducted with unsaturated flow model HELP to assess unsaturated hydraulicparameters such as hydraulic conductivity, climate affecting the performance of capillary barriers. Simulation wereconducted for 5 Cases in the Ulsan area. Result of simulation indicated that three cases was formed unsaturated conditionand capillary barrier effect. Key words : Capillary barrier, Water balance, HELP, Unsaturated hydraulic parameter, Climate 1. 서론 반건조나 건조지역은 부족한 강수량으로 인해서 다양한폐기물을 처분하는데 이상적인 위치로 보고되고 있다(Nativ, 1991). 그러나 최근의 연구 결과에 의하면, 이러한지역에서도 강수시 지하수 함양에 의한 방사성폐기물의열화에 미치는 영향이 매우 중요하다는 것이 보고되고 있다(Gee and Hillel, 1988; Allison et al., 1994; Bensonand Khire, 1995; Fayer et al., 1996). Gee et al.(1994)은3곳의 사막 지역에 대해 물수지 분석을 통하여 강수의60% 이상이 함양됨을 규명하였다. 따라서 강수의 지하수함양으로 인해 폐기물이 심각한 영향을 받을 수 있으며,이를 해결하기 위해서 공학적 폐기물 격납 시스템을 설치해야 한다.일반적으로 Capillary barrier system(모세관 방벽 시스템)은 상부와 하부에 세립질과 조립질의 토양으로 구성되어 있으며, 강수에 의한 침투량을 저감시키는 시스템으로기존의 압밀된 지층 덮개에 대한 하나의 대안으로 제안되어져 오고 있다(Daniel, 1994; Benson and Ckhire, 1995;Stormont, 1996; Ward and Gee, 1997; Dwyer, 1998).모세관 방벽에서 세립질 토양은 모세관 압력에 의해서 상부에서 침투되는 물을 보유하게 되어 수직적 유동에 대해방벽으로서 역할을 담당하게 된다. 그러나 모세관 방벽 효과의 상실은 세립질과 조립질 토양의 경계면에서 세립질토양의 함수량이 포화가 진행되어 토양 장력이 조립질 토양의 가스 유입 압력과 동일해질 때 발생한다. 따라서 모세관 방벽은 강수량이 매우 큰 여름과 증발산량이 가장작은 겨울에 대부분 크게 영향을 받게 된다(Morris andStormont, 1999). 그러나 모세관 방벽 시스템은 압밀된토양층의 열화에 영향을 받지 않기 때문에 장기적으로 큰건전성을 유지할 수 있으며, 단순한 설계 구조에 의한 경제성이 우수한 것으로 보고되고 있다.모세관 방벽 효과에 영향을 미치는 것에는 강수량 조건,증발산량 조건, 층의 경사 및 두께 등 다양한 인자들이있지만, 이 중에서 상부의 세립질 토양층과 하부 조립질토양층 사이의 불포화 수리적 특성에 대한 대비(contrast)가 지하수 유동을 가장 크게 제한하는 요인에 해당된다.본 연구의 목적은 지역적인 수문환경을 고려한 다중 지층