Abstract
Field scale experiments using an automated 144-channel TDR system were conducted which monitored the movement of solute through unsaturated loamy soils. The experiments were carried out on two different field plots of 0.54 ha to study the vertical movement of solute plume created by applying a square pulse of $CaCl_2$ as a tracer. The residence concentration was monitored at 24 locations on a transect and 5 depths per location by horizontally-positioning 50 cm long triple wire TDR probes to study the heterogeneity of solute travel times and the governing transport concept at field scale. This paper describes details of experimental methodology and calibration aspects of the TDR system. Three different calibration methods for estimation of solute concentration from TDR-measured bulk soil electrical conductivity were used for each field site. Data analysis of mean breakthrough curves (BTCs) and parameters estimated using the convection-dispersion model (CDE) and the convective-lognormal transfer function model (CLT) reveals that the automated TDR system is a viable technique to study the field scale solute transport providing a normal distribution of resident concentration in a high resolution of time series, and that calibration method does not significantly affect both the shape of BTC and the parameters related to the peak travel time. Among the calibration methods, the simple linear model (SLM), a modified version of Rhoades' model, appears to be promising in the calibration of horizontally-positioned TDR probes at field condition.
자동 TDR 시스템을 이용하여 약 0.54 헥타 크기의 2개 현장에서 오염물질의 거동을 모니터링하였다. 오염물질의 수직적 플륨을 관측하기 위하여 추적자로서 $CaCl_2$를 순간주입(Pulse)방식으로 투입하였으며 오염물질 이동시간의 공간적 이질성과 현장규모의 운송모델 개념을 파악하기 위하여 횡방향으로 24개 지점과 5개의 다른 깊이, 즉 120개 지점에 50 cm 길이의 TDR 탐사침을 설치하여 잔존수 농도를 측정하였다. TDR에 의해 관측된 전기전도도를 검정하기 위하여 3가지의 다른 방법을 사용하였다. 깊이별 24개 지점에서 얻어진 평균 BTC 자료를 이용하여 CDE 모델과 CLT 모델의 파라미터를 추정한 결과 TDR 방법은 실내실험 뿐만아니라 현장에서의 오염물질 거동 분석에 유용하다는 결론을 얻었다. 또한 3가지 검정방법은 BTC 모양과 특히 오염물질의 첨두운송시간과 관련된 파라미터에 큰 영향을 미치지 않으며 사용된 검정방법 중 SLM 방법이 수평적으로 설치된 TDR 탐사침에 대해서 가장 적합한 것으로 나타났다.