• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.74-77
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• 2000

Infiltration and water flow in the upper soil layer of a deep water table aquifer are modeled for multistorm runoff events. The infiltration process is developed using the sharp wetting front model of Green and Ampt, and the following redistribution process is modeled using the gravity drained rectangular approximation. The Brooks-Corey model [Brooks and Corey, 1966] is adopted to relate the effective soil saturation, the tension head, and the unsaturated hydraulic conductivity Firstly, the infiltration and redistribution model is developed for a single stom runoff event. Then a couple of events combined for multistorm runoff events. In the later case, infiltration rate of the second rainfall is strongly influenced by the length of the rainfall hiatus and soil moisture profile.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권4호
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• pp.407-414
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• 2010

토양의 공극 크기별 분포는 토양중 수분의 함량과 수분퍼텐셜의 관계를 나타내는 토양수분특성 자료로부터 계산된다. 그러나 기존의 토양수분특성 측정방법들은 교란된 토양을 이용하거나 코어시료를 채취한다 하여도 동역학적으로 변화하는 현장 토양 공극분포를 반영하는 데는 많은 어려움이 있었다. 또한 이러한 토양수분특성 자료를 얻기 위해서는 많은 시간과 노력이 요구되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 교란되지 않은 현장 토양에서 측정한 불포화 수리전도도 자료로부터 토양의 공극 크기별 분포 곡선을 추정하는 이론적 체계를 제시하고자 하였다. 이를 위해 Brooks-Corey와 van Genuchten의 수리학적 모델을 이용하여 토양의 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포를 추정하는 이론적 모델을 전개하였으며, 이러한 이론적 모델에 근거하여 Brooks-Corey와 van Genuchten의 soil parameter들의 변화에 따른 불포화수리전도도와 공극 크기별 분포곡선의 모사하였다. 공극크기별 분포곡선의 모사는 토성별 불포화수리전도도 곡선의 scaling factor 역할을 하는 $K_s$를 1.0 cm $h^{-1}$로 설정하고, 수리학적 모델별로 일정한 경계조건 (Brooks-Corey soil parameters, ${\alpha}_{BC}=1-5L^{-1}$, b = 1 - 10; van Genuchten soil parameters, ${\alpha}_{VG}=0.001-1.0L^{-1}$, m = 0.1 - 0.9)에서 수행하였다. Brooks-Corey 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 parameter b가 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었으며, ${\alpha}_{BC}$는 공극분포곡선의 민감도에 영향을 주었다. 또 van Genuchten 모델을 이용한 공극 크기별 분포곡선의 모사에서는 ${\alpha}_{VG}$가 scaling factor의 역할을 하였으며, parameter m은 공극분포곡선의 형태에 영향을 주었다. 따라서 경계조건 안에서 불포화 수리전도도 자료로부터 공극의 크기별 분포 모사가 가능하였으며, 토양 parameter들이 토성, 입자분포 등의 물리적 특성을 잘 반영하는 경우 이론적으로 현장 토양의 공극 크기별 분포의 추정이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권9호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구에서는 수축균열 단계를 나타낼 수 있는 도해적인 방법을 제안하였다. 우선 발생된 균열들을 균열폭의 크기 순서대로 나열하여 균열 분포를 구하였다. 다음에 균열폭을 정규화하여 0에서 1사이의 값으로 나타내었다. 마지막으로 Brooks와 Corey(1964), Fredlund와 Xing(1994), van Genuchten(1980)이 제안한바 있는 S형 곡선모델에 실험 결과를 적용시켰다. 분석 결과 van Genuchten의 식이 Brooks와 Corey식보다 정확도가 크게 높은 것으로 나타났으며, Fredlund와 Xing식보다도 높게 나타나 van Genuchten의 식을 적용하였다. 결과적으로 수축균열의 단계는 정규화 된 균열폭 분포가 3개의 직선부로 나누이는 도해적인 방법으로 나타낼 수 있었다. 제안된 방법의 적용성을 보기 위해 시료의 두께에 변화를 주며 시험을 실시하였다. 측정된 데이터를 제안된 모델에 적용하여 본 결과 높은 상관성을 보여 주었다. 따라서 수축 균열은 초기수축단계, 이차수축단계 그리고 잔류수축단계의 3단계로 모사할 수 있었다. 또한 각 단계에서의 균열 폭의 범위를 제시하였다.

• 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.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.11-20
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• 2009

Flow pump technique was used in order to determine the soil-water characteristic curve of weathered granite soils in Pocheon area. This technique enables measurement to be more convenient and accurate as it is based on the CU condition of triaxial compression test. Besides, it is also able to measure dry and moisture curves continuously since the test is controled by means of a computer automatically. In this study, not only a hydraulic conductivity of weathered granite soils at fully saturated state in Pocheon area, but also a soil-water characteristic curve throughout unsaturate flow tests were determined. In addition, Brooks and Corey's model and Genuchten's model were used to simulate the soil-water characteristic curve. On the basis of the simulation an unsaturate hydraulic conductivity was predicted.

• 지질공학
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• 제20권3호
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• pp.281-295
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• 2010

새롭게 구축된 자동 흙-함수특성곡선 시험장치는 측정원리가 간단하고 연속적인 측정이 가능하며, 시험자에 의해 발생될 수 있는 오차를 최소화하여 보다 정확한 불포화토의 흙-함수특성곡선을 산정할 수 있다. 본 시험장치는 압력조절장치, 플로우셀, 물저장소, 공기방울트랩, 저울, 시료준비장치, 측정시스템 등으로 구성되어 있다. 공기의 압력은 0-300 kPa범위까지 적용할 수 있으며, 단기간내 시험을 완료할 수 있다. 본 시험장치에서는 건조과정과 습윤과정을 재현할 수 있으며, 측정 자동화 프로그램(SWRC)을 이용하여 건조과정과 습윤과정에 따른 시료내 함수비 변화를 실시간으로 확인할 수 있다. 본 시험기를 이용하여 상대밀도 75%인 주문진 표준사에 대한 건조 및 습윤과정의 체적함수비에 따른 모관흡수력을 측정하였다. 측정결과, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 동일한 체적함수비에서 대한 모관흡수력 값이 다르게 나타나는 이력현상(hysteresis)이 발생하였다. 측정된 결과를 토대로 기존의 Brooks and Corey, van Genuchten 및 Fredlund and Xing 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선을 예측하였다. 결정계수를 이용하여 이들 방법에 대한 정확성을 평가한 결과 대상토질조건의 경우 van Genuchten방법이 신뢰성이 가장 높은 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권1호
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• pp.1-7
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• 2021

Air-water interfacial area is of great importance for the analysis of contaminant mass transfer processes occurring in the soil systems. Capillary bundle model has been proposed to estimate the specific air-water interfacial areas in unsaturated soils. In this study, the measured air-water interfacial areas of a soil (loam) using the gaseous interfacial tracer technique were compared to those from capillary bundle model. The measured values converged to the specific solid surface area (7.6×104 ㎠/㎤) of the soil. However, the simulated air-water interfacial areas based on the capillary bundle model deviated significantly from those measured. The simulated values were substantially over-estimated at low end of the water content range, whereas the model under-estimated the air-water interfacial area for the most of the water content range. This under-estimation is considered to be caused by the nature of the capillary bundle model that replaces the soil pores with a bundle of glass capillaries and thus no surface roughness at the inner surface of the capillaries is taken into account for the estimation of the air-water interfacial area with the capillary bundle model. Subsequently, appropriate correction is necessary for the capillary bundle model to estimate the air-water interfacial area in soils. Since the soil-moisture release curve data is the basis of the capillary bundle model, the model can be of use due to its simplicity, while the gaseous tracer technique requires complicated experimental equipment followed by moment analysis of the breakthrough curves. The size distribution profile of the pores filled with gas estimated by the water retention curve was found to be similar to that of particle size at different size range. The shifted distribution of gas-filled pores toward smaller size side compared to the particle size distribution was also found.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권6호
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• pp.52-58
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• 2012

Capillary fringe divides the groundwater and the vadose zone controlling the diffusive mass transfer of contaminants and gases. The thickness of capillary fringe is of great importance for the rate of contaminant mass transfer across the capillary fringe. Application of surface active chemicals including surfactants and alcohol-based products into the subsurface environment changes the surface tension of the aqueous phase, which in turn, affects the thickness of the capillary fringe. In this study, a bench-scale model was used to assess the quantitative relationship between the surface tension and the thickness of the capillary fringe. An anionic surfactant (Sodium dodecylbenzene sulfonate, SDBS) and an aqueous solution of ethanol were used to control the surface tension of the groundwater. It was found that the thickness of the capillary fringe is directly proportional to the surface tension. The air entry pressures measured by the Tempe Pressure Cell at different surface tensions using SDBS (200 mg/L) and ethanol (20%, v/v) solutions were in good agreement with the thicknesses of the capillary fringe measured by the model. A simple method to correct the conventional Brooks-Corey model for estimating the air entry pressure was also presented.