• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.977-977
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• 2012

하천의 유량 측정은 대부분 홍수 예보지역, 댐 상류지역, 대하천 및 유역내 주요지점을 위주로 수행되고 있으나, 중소하천과 소유역에 대한 관측자료는 전무한 실정이다. 그로 인해 중소하천과 소유역 등 미계측 유역에 대한 유량 산정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 미계측 유역에 대한 적합한 유량 산정방법의 검토를 위해 미호천의 소유역인 증평유역을 대상으로 9개의 개념적 강우-유출모형(3개의 토양저류모형과 3개의 유역유출모형의 조합)을 적용하였으며, 이에 대한 적용성 검토를 위해 국내 홍수량산정에 많이 활용되고 있는 HEC-HMS 모형으로 비교평가를 실시하였다. 이를 위하여 총 6개의 단기 홍수사상을 Monte Carlo 분석(Nash Sutcliffe Efficiency, NSE*)의 목적함수를 통하여 모형 매개변수의 검정 및 검증을 수행하였다. 두 모형의 단기 유출 모의 결과 검정에서 HEC-HMS는 목적함수값 0.06~1.44(NE S*)의 모형성능을 보여주었으며, 개념적 강우-유출 모형은 0.00~0.66(NES*)의 모형성능을 나타내었다. 개념적 강우-유출 모형과 HEC-HMS모형의 매개변수 최적화를 통한 검증 결과 HEC-HMS는 0.25(NES*)의 목적함수 값을 나타내었고, 9개의 개념적 강우-유출모형은 0.14~0.83(NES*)의 목적함수 값을 나타내었다. 이 중 CWI-3PAR, CWI-2PMP, PDM-3PAR와 PDM-2PMP 모형이 0.16~0.26(NES*)으로 우수한 성능을 보이며, HEC-HMS 모형의 첨두유량 과소평가에 대한 문제점을 해결하였다. 이를 통하여 CWI-3PAR, CWI-2PMP, PDM-3PAR와 PDM-2PMP 모형이 증평유역의 지역화를 위한 단기사상 강우유출모형으로 적합하다고 판단된다. 향후 연구유역을 확장하여 추가적인 연구를 통해 일반화된 결론을 얻을 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2022

토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.608-612
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• 2009

본 연구에서는 하수재이용에 따른 토양에서의 염분변화를 추정하기 위하여 SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant) 모형을 선정하여 경기도 화성시 수원환경사업소 인근에 위치한 병점지구를 대상으로 모형의 적용성을 분석하였다. 실험에 사용한 관개용수는 1) 지하수(TR#1), 2) 하수처리장 방류수+여과+UV (TR#3)로 분류하여 실험에 사용하였다. 영농기간 동안 논으로 유입되는 총 유입수는 $1,724.2^{\sim}1,733.7$ mm 범위였으며, 이 중 약 64%가 강우에 의해 공급되었고, 나머지는 관개에 의하여 유입되었다. 유입관개수의 EC는 지하수 관개수인 TR#1이 다른 처리구에 비해 작았고, TR#3의 경우 $0.442{\sim}0.698$ dS/cm의 범위를 보였다. 모형의 보정과 검정을 위해서 대상지구에 FDR(Frequency Domain Reflection)을 설치하여 토양수분함유량과 염분농도를 토심에 따라 일단위로 모니터링 하였다. 토양함수량의 보정기간 중 토심별(50, 100, 140 cm) RMSE는 TR#1에서 $0.001^{\sim}0.002$ $cm^3cm^{-3}$, TR#3에서 $0.002^{\sim}0.006$ $cm^3cm^{-3}$으로 나타났으며, 검정기간 중 토심별 RMSE는 TR#1에서 $0.003^{\sim}0.064$ $cm^3cm^{-3}$, TR#3에서 0.001$cm^3cm^{-3}$로 나타났다. 토양염분의 보정기간 중 토심별 RMSE는 TR#1에서 $0.001^{\sim}0.023{\times}10^{-3}$ dS $m^{-1}$, TR#3에서 $0.028^{\sim}0.045{\times}10^{-3}$ dS$m^{-1}$로 나타났으며, 검정기간의 토심별 RMSE는 TR#1에서 $0.018^{\sim}0.037{\times}10^{-3}$ dS$m^{-1}$, TR#3에서 $0.004^{\sim}0.014{\times}10^{-3}$ dS$m^{-1}$로 적용성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.879-879
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• 2012

강우현상의 공간적 변동성에 대한 해석은 수자원 계획 및 관리를 위해 중요한 관심사가 되고 있다. 일반적으로 우리가 얻을 수 있는 강우자료는 한 지점에 설치되어 있는 우량계에 의한 관측된 지점강우량자료이다. 기존의 집중형 수문모형이 유출과정의 공간적인 분포 및 변화를 유역단위로 평균화해서 취급하는 개념기반의 모형임에 반해서 분포형 수문모형은 유역을 수문학적으로 균일한 매개변수를 갖는 소유역 또는 격자망으로 구분하여 적용하는 것으로, 도시화 등 토지이용의 변화나 기타 유역내의 물리적인 특성의 변화가 수문과정에 미치는 영향을 잘 모의할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Vflo$^{TM}$ 분포형 강우-유출 모형과 IDW, Ordinary Kriging, Thiessen 등의 강우 분포 기법을 이용하여 낙동강 제 1지류인 금호강의 동촌 수위관측소 유역($1,544km^2$)을 출구로 하여 강우-유출모의를 하였다. 이를 위하여 강우-유출에 영향을 주는 매개변수를 선정하고 동촌 수위관측소의 실측 유량자료를 바탕으로 하여 IDW, Kriging, Thiessen 등의 면적강우량 산정방법별로 모형의 보정(2007, 2009) 및 검증(2010)을 실시하였다. 모의 된 유출량과 실측유량의 상관성은 결정계수 $R^2$에서 IDW 과 Kriging의 경우 0.95 ~ 0.99의 상관성을 나타냈으며 Thiessen 의 경우 0.94 ~ 0.99의 값을 나타냈다. Nash-Sutcliffe 모형효율은 IDW의 경우 0.95 ~ 0.98, Kriging의 경우 0.94 ~ 0.99를 나타냈으며 Thiessen의 경우는 0.90 ~ 0.98의 모형효율을 나타내었다. 이때 포화투수계수와 조도계수가 전체 유량과 첨두시간에 영향을 주었다. 호우사상을 선정하여 검보정을 실시 한 결과, 유역의 유출 모의를 수행하였을 때 선행강우량에 따라서 토양의 침투능에 영향을 많이 주고 있기 때문에, 선행 토양함수조건(Antecedent Moisture Condition: AMC)으로 분류한 뒤에 AMC 조건에 따라서 유출-모의를 수행하는 것이 타당하다고 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제13권1호
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• pp.103-112
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• 1986

볏짚을 토양표면(土壤表面)에 살포(撒布)한 답(沓)을 동력경운기(動力耕耘機)의 Rotary로 경운작업(耕耘作業)할 때 볏짚이 Rotary 경운(耕耘)날과 축(軸)에 볏짚이 감기는 것을 방지(防止)기 위(爲)하여 토양함수비(土壤含水比)(30%, 39%, 59%) (d.b.)와 볏짚의 절단(切斷)길이 (30cm, 45cm, 90cm), 경운(耕耘)날의 궤적진입각(軌跡進入角)($30^{\circ}$, $40^{\circ}$, $50^{\circ}$, $55^{\circ}$, $60^{\circ}$, $70^{\circ}$, Rotary의 전진속도(前進速度)(저속 l단, 저속 2 단, 저속 3단) 에 변화(變化)를 주어 충남(忠南) 유성(儒城)의 점질양토(粘質壤土)의 답(沓)에서 아끼바레 볏짚을 10a 당(當) 450kg 시용(施用)하고 각(各)처리구별(處理區別)로 경폭(耕幅) 30cm, 길이 5m의 포장(圃場)에서 볏짚 감김량(量)을 조사분석(調査分析)하였으며 실험결과(實驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1, Rotary 경운(耕耘)날의 궤적진입각(軌跡進入角) $55^{\circ}$ 이상(以上)이고 토양함수비(土壤合水比)가 30%(d.b.), 볏짚의 절단(切斷)길이가 30cm일 때 볏짚의 감김현상(現像)이 나타나지 않았다. 경운(耕耘)날의 궤적진입각(軌跡進入角)은 토양(土壤)의 절삭저항(切削抵抗), 경운소요동력(耕耘所要動力)과 볏짚의 감김현상(現像)을 함께 고려(考慮)하여 검토(檢討)되어야 할 사항(事項)이나 볏짚의 감김작용(作用)만을 고려(考慮)할 때 경운(耕耘) 날의 궤적진입각(軌跡進入角)은 $55^{\circ}$ 이상(以上) 유지(維持)되어야 한다. 2. 토양함수비(土壤合水比)가 30%(d.b.)일 때 볏짚의 감김량(量)이 최소직(最少直)를 나타내었으며 경운(耕耘)날의 진입각(進入角)이 $55^{\circ}$ 이상(以上)일 때 볏짚의 감김현상(現像)이 나타나지 않았다. 따라서 볏짚 시용답(施用沓)의 Rotary 경운작업(耕耘作業)은 건기(乾期)를 이용(利用)하여 작업(作業)해야 할 것으로 사료(思料)된다. 3. 볏짚의 절단(切斷)길이가 30cm 이고 경운(耕耘)날의 궤적진입각(軌跡進入角)이 $55^{\circ}$ 이상(以上)일 때 볏짚의 감김량(量)이 없었으며 볏짚의 절단(切斷)길이는 30cm 정도(程度)가 볏짚 시용답(施用沓)의 Rotary 작업가능(作業可能) 최장(最長)길이며 볏짚의 절단(切斷)길이가 30cm 이상(以上)일 때는 Rotary 경운작업(耕耘作業)에 불리(不利)하다. 4. Rotary 전진속도(前進速度)가 증가(增加)하연 볏짚의 감김량(量)도 완만(緩慢)하게 증가(增加)하였으며 볏짚이 시용(施用)된 답(沓)의 Rotary 작업(作業)은 저속 1 단 (0.35m/s)이 좋은 것으로 사료(思料)된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.905-905
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• 2012

현재 도시유역의 홍수피해를 경감시키기 위한 방안으로 우수유출 저감시설에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 침투형 우수유출 저감시설의 경우 침투량 산정에 필요한 여러 인자 중 토성에 의해 저감 능력에 많은 차이를 보이고 있으며, 강우시 침투로 인한 토양내 함수비의 변화와 선행강우 조건 등에 의해 정량적인 분석이 어려워 활용도가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2009년 국립방재연구원에서 시행한 침투실험 자료의 조건과 동일하게 투수계수 및 형상이 다른 두 종류의 투수성 보도블록 A, B와 토양내 선행강우의 유무에 대하여 표 1과 같이 검증 케이스로 구분하고, 4 가지의 강우강도로 모의 조건을 설정한 후 불포화 투수층의 침투해석을 실시하고 실험결과를 이용하여 모의결과에 대한 검증을 시행하였으며, 모의 결과의 검증을 뒷받침하기 위하여 통계적인 적합도를 나타내는 평균제곱오차(RMSE), 평균편차비율(PBIAS), 모형 효율성 계수(NSE), 지속성 모형효율성 계수(PME)을 산정해 보았다. 검증 결과 그림 1과 같이 투수성 보도블록 B의 형태가 투수성 보도블록 A의 형태보다 적합도가 높게 나타났고, 50mm/hr의 강우강도에서 변동성이 크게 나타났으나, 50mm/hr를 제외한 나머지 강우조건에서 양호한 적합도를 보였으며, 선행강우가 있는 조건이 선행강우가 없는 조건에 비해 높은 적합도를 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.823-827
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• 2010

원토양인 논토양 위에 마사토를 적토(積土)한 토양에 대한 토양수분 특성곡선을 작성해 보고, 이를 추정하는데 가장 널리 활용되고 있는 van Genuchten (VG) 모형과 Brooks-Corey (BC) 모형을 비교평가 해 그 효용성을 판단하기 위해 수행했다. 4개의 층위로 구분되는 측정 대상토양은 표토부터 30 cm 까지는 양질사토, 30~70, 70~120 cm는 사토, 120 cm 이상에서는 사양토로 분석된 토양이다. 토양수분 함량과 토양수분 메트릭 퍼텐셜과의 관계를 나타내는 토양수분 특성곡선 분석에 따르면, 원토양인 120 cm 이상 깊이 토양에서의 수분보유 특성을 제외하고 나머지 세 개 층위 토양에서의 수분 보유 특성은 0~30 cm, 30~70 cm 층위는 비슷하고 70~120 cm 층위는 약간 높은 경향이었다. 상대수분 포화도와 토양수분 메트릭 퍼텐셜의 관계를 표현함에 있어 멱함수 형태인 BC 모형보다는 해석학적 분석방법을 활용한 VG모형이 실측값에 근사한 추정결과를 제공했다. 포화상태의 종점이자 불포화상태의 시발점인 공기유입가 (AEV) 추정에도 측정 한계치 부근의 메트릭 퍼텐셜 값을 나타내는 BC모형보다는 9.5~40 cm (4 kPa)을 보였던 VG모형이 적합했다. 따라서, 인위적으로 원토양 위에 석비레 (마사토)로 적토된 토양에서의 토양수분 특성곡선 작성을 위한 추정모형에 VG모형을 활용하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 결과로부터 VG 모형을 수자원량 산정을 위한 SCS (Soil Conservation Service, USDA) CN (Curve Number) 계산 과정에서 토양단면 내의 수분 보유 인자 (retention parameter) 산출을 위한 토양수분함량을 추정하는데 활용하거나 침투모형 (Green-Ampt Mein-Larson)을 설명하기 위한 습윤전선 매트릭 퍼텐셜을 추정하는데 사용할 수 있을 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-6
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• 1983

우리 나라에 분포(分布)된 수종(数種) 답토양(畓土壤)에 대(対)한 선형팽진지수(線型膨賑指수)(COLE)를 측정(測定)하여 본 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 본(本) 연구(硏究)에서 공시(供試)된 답토양(畓土壤)의 COLE값은 표토(表土)에서 0.024~0.094이었고 심토(心土)에서는 0.022~0.115로 그 범위(範囲)가 넓었으며 배수(排水)가 상대적(相対的)으로 불량(不良)할수록 또 토성(土性)이 점질(粘質) 일수록 COLE값은 높게 나타났다. 2. 하해혼성평탄지(河海混成平坦地)의 식질(埴質) 성숙답(成熟畓)과 제삼기층(第三紀層)이 모재(母材)인 곡간충적답(谷間沖積畓)에서는 COLE값이 0.09 이상(以上)으로서 높았으므로 이들 토양(土壤)의 전단면(全断面)에 대(対)한 조사(調査)를 계속실시(継続実施)하여야 할 것이다. 3. COLE값은 점토함량(粘土含量)과 가장 높은 정상관(正相関)(r=0.8177~0.7623)을 가졌으며 유기물함량(有機物含量), $\frac{1}{3}$ 기압함수량(気圧含水量), Atterberg limits, 내수성(耐水性) 입단량(粒団量) 등(等)과도 유의(有意)한 정상관(正相関)을 나타내었으나 사함량(砂含量)과 미사함량(微砂含量) 등(等)과는 부(負)의 상관(相関)을 나타내었다. 4. 수평면(垂平面)에 대(対)해 측정(測定)한 COLE값은 용적변화량(容積変化量)을 선형(線型)으로 환산(換算)한 COLE값 보다 약간(若干) 큰 값을 보였으나 실용성(実用性)이 인정(認定)되었으며 보다 정확(正確)한 값은 수평면(垂平面) 및 수직면(垂直面)에 대(対)해 얻은 COLE값을 평균(平均)하는 것으로 추정(推定)되었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.77-86
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• 1999

난분해성 유기물로 오염된 토양/지하수의 복원을 위하여 계면활성제를 이용 시 토양에 흡착된 계면활성제가 미치는 영향을 평가하기 위하여 소수성 유기물의 흡수현상을 시험하였다. 흡착된 계면활성제에 대한 유기오염물의 흡수계수($K_ss$)는 평형상태에서의 계면활성제 흡착곡선과 밀접한 관계를 이루었다. 즉, 낮은 농도의 흡착에 대한 $K_ss$는 가장 큰 값을 보였고 흡착량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. SDS에 대한 $K_ss$값은 미셀분배계수($K_mic$) 보다 컸으며 Tween 80에 대해서는 가장 낮은 흡착농도에서의 $K_ss$값을 제외하고 모든 농도 범위에서 $K_{mic}$ 보다 큰 값을 보였다. 유기오염물의 분배계수 또한 계면활성제의 주입량에 따라 변하며 주입되는 계면활성제 농도가 증가할수록 증가하며 일정 농도 이상의 계면활성제 농도에서 감소하기 시작하였다. 이러한 결과는 미셀과 흡착된 상태의 계면활성제 사이에서 오염물 흡수를 위한 상호경쟁에 기인되는 것으로 판단된다. 결론적으로 토양에의 계면활성제 흡착은 유기오염물의 지체현상을 증가시키는 역할을 하여 계면활성제를 이용한 유기오염물 제거 시 저해영향을 미치므로 각 오염부지의 특성별로 유기오염물의 분포를 계면활성제 주입량의 함수로써 평가하는 단계가 선행되어야 한다.다.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.221-227
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• 2002

토양증기추출(Soil Vapor Extraction)법을 이용하며 대표적 휘발성 NAPL(Non-aqueous phase liquid)인 TCE (trichloroethylene)와 toluene을 토양으로부터 제거하는 칼럼 실험을 실시하였다. 균질한 Ottawa sand와 실제 오염지역의 토앙들이 사용되었으며, 토양특성 및 증기추출 조건들이 정화효율에 미치는 영향을 규명하였다. 직경 2.5cm, 길이 30cm인 유리 칼럼이 사용되었고, 붉은색으로 염색된 TCE 또는 toluene 4 gram이 주입되었다 주입 공기가 일정한 속도로 칼림 내에 주입될 수 있도록 공기 유량계를 설치하여 0.03 L/min의 일정한 속도로 공기가 주입되도록 하고, 퍼지 장치를 설치하여 주입 공기의 습윤도를 99% 이상으로 유지하였다. 칼럼으로부터 유출되는 가스는 자동 가스시료주입 밸브장치를 이용하여 가스크로마토그래피 칼럼 내로 주입되게 하여, FID 검출기로 유출 가스 농도를 분석하였다. Ottawa sand로 충진된 칼럼실험에서는 매질의 입자크기, 함수율, 토양 내 오염물 체류시간 등을 변화시켜 실험을 반복하였다. TCE로 오염된 세립질 Ottawa sand 칼럼실험에서 유출 공기의 최대 농도는 조립질 Ottawa sand 칼럼의 유출 농도보다 약 20% 정도 감소하였고, 오염지역의 실제토양 칼럼실험에서는 최대유출농도가 조립질 Ottawa sand칼럼의 농도보다 약 50% 감소하였으나, 20 liter 공기 주입 후부터는 모두 비슷한 농도감소 현상을 나타내었으며 초기 주입량의 90 % 이상이 제거되었다. 함수율증가에 따른 유출공기의 농도 감소는 거의 나타나지 않았으며, TCE 주입 후 7일 동안 방치하였다가 SVE를 실시한 칼럼 실험에서도 잔류하는 TCE의 양이 약간 증가하였지만 20liter 공기 추출 후에는 초기 주입량의 90% 가, 40 liter 공기 추출 후에는 98% 이상이 제거되었다. Toluene 으로 오염된 칼럼 실험에서도 TCE와 비슷한 제거 경향을 나타냈으며 200 liter 공기 추출 후에는 오염물 초기 주입량의 98% 이상이 제거되었다. 본 실험 결과로부터 증기추출법을 이용한 TCE, toluene 정화 효율성이 규명되었으며, 휘발성 NAPL로 오염된 실제 토양을 복원하기위한 SVE법의 적용가능성을 확인할 수 있었다.