토목기사 투수계수 — 다르시 법칙과 정수위 시험

다르시 법칙이 출발점이다. 선속 v는 투수계수 k와 수리경사 i의 곱이고, i는 수두차 h를 길이 L로 나눈 값이다. 정수위 투수시험에서는 시간 t 동안 모인 유량 Q로 k = Q·L/(A·h·t)를 계산한다. 이때 t는 반드시 초 단위로 바꾸고, A는 시료의 단면적이다. 분(min)을 그대로 넣거나 분모와 분자를 뒤집은 값이 오답이다.

시험 방법은 흙의 입자 크기로 고른다. 조립토는 물이 잘 통하므로 수위를 일정하게 유지하는 정수위투수시험이 적합하고, 세립토는 변수위투수시험을 쓴다. 압밀시험과 수평모관시험은 투수계수를 재는 시험이 아니다. 조립토에 변수위시험을 쓰거나 세립토에 정수위시험이 적합하다고 적은 선지가 오답이다.

공극비가 바뀌면 투수계수도 바뀐다. k는 e²/(1+e)에 비례하므로 k2 = k1 × [e2²/(1+e2)]/[e1²/(1+e1)]로 계산한다. 공극비가 줄면 투수계수가 커진다고 적은 선지는 방향이 반대라 오답이다. 계산값과 문제의 정답 값이 어긋나는 문항이 있으므로, 수치를 외우기보다 비례 관계의 방향을 잡는다.

계산으로 확인한다. 높이 15cm, 지름 10cm인 모래시료에 수두 30cm를 걸어 10초 동안 60.8cm³가 나왔다면, 초당 유량은 6.08cm³/s이고 단면적은 π×5² ≈ 78.5cm²이므로 k = 6.08×15/(78.5×30) ≈ 0.0387cm/s다. 시간을 초로 바꾸지 않은 값이 오답이다.

또 다른 값으로 확인한다. 단면적 100cm², 길이 30cm인 모래시료에 수두 50cm를 걸어 5분 동안 350cm³가 모였다면, 5분은 300초이므로 k = 350×30/(100×50×300) = 0.007cm/s다.

유선망을 이용한 침투수량 계산과 하루 유량 환산, 비등방성 보정, 지하수 실제 유속은 [물의 2차원 흐름] 카드에 있다.