Seo, Mijin;Han, Kyunghwa;Jung, Kangho;Cho, Heerae;Zhang, Yongseon;Choi, Seyeong
Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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v.49
no.4
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pp.300-309
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2016
The monolithic weighing lysimeter is a useful facility that could directly measure water movement via layers, drainage, and evapotranspiration (ET) with precise sensors. We evaluated water movement through layers and water balance using the lysimeter with undisturbed paddy sandy loam soil, Gangseo soil series (mesic family of Anthraquic Eutrudepts classified by Soil Taxonomy) during winter season from Dec. 2014 to Feb. 2015. Daily ET indicated up to 1.5 mm in December and January and 2 mm in February. The abrupt increase of soil water tension at the depth of 0.1 m, when soil temperature at the same depth was below $2^{\circ}C$, was observed due to temporary frost heaving. The surface evaporation was less than reference ET below -15 kPa of soil water potential at the depth of 0.1 m. The maximum drainage rate was similar to the saturated hydraulic conductivity of a plow pan layer. Both upward and downward water movement, related to ET and drainage, were retarded by a plow pan layer. This study demonstrated that the lysimeter study could well quantify water balance components even under frost heaving during winter season and that a plow pan with low permeability could act as a boundary that affects drainage and evapotranspiration.
Leachate quality and methane emission from pilot-scale lysimeters operated under semi-aerobic and anaerobic conditions were monitored for 650 days. Two semi-aerobic lysimeters were filled with un-compacted and compacted municipal solid wastes whereas two anaerobic lysimeters containing compacted wastes were operated with leachate storage at 50% and 100% of waste height, respectively. Despite having high moisture in wastes and operating under tropical rainfall events, leachate stabilization in semi-aerobic lysimeters took place much faster resulting in BOD reduction by 90% within 60 days, significantly shorter than 180-210 days observed in anaerobic lysimeters. Nitrogen concentration in leachate from semi-aerobic lysimeter could be reduced by 90%. In term of gas emission, semi-aerobic lysimeter with un-compacted wastes had much lower methane emission rate of $2.8g/m^2/day$ compare to anaerobic lysimeters ($62.6g/m^2/day$) through seasonal fluctuation was observed. Nevertheless, semi-aerobic lysimeter with waste compaction has similar performance to anaerobic lysimeter.
A large amount of the mineral nitrogen is necessary for crop growth. With the use of nitrogen fertilizers, agricultural yield has increased during the last few decades. However, at the same time, nitrate from the cultivated land can be a source of environmental pollution, especially in water systems. For nitrogen management, it is necessary to analyze the pattern of nitrogen movement in soil. In this study, nitrogen leaching in upland soils was evaluated using undisturbed lysimeters with different soil textures during sesame cultivation. The soil texture of the lysimeters was clay loam (Songjung series) and sandy loam (Sangju series) soils. Sesame was cultivated from May 25 to August 24 in 2020. The standard amount of NPK fertilizer (N-P2O5-K2O = 2.9-3.1-3.2 kg·10 a-1) was applied before sowing. The amount of nitrogen leaching was calculated by multiplying the nitrogen (NO3-N + NH4-N) concentration and the amount of water drained below 1.5 m soil depth. The water was drained through percolation into macropores in the clay loam lysimeter. In contrast, in the sandy loam lysimeter, water drained more slowly than in the clay loam lysimeter. There was a slight difference in the total amount of leachate during the cultivation period, but the amount of nitrogen leaching was high in sandy loam soil. During the sesame cultivation period, the amount of nitrogen leaching from clay soil was 5.64 kg·10 a-1, and 10.70 kg·10 a-1 for sandy soil. We found that there was a difference in leaching depending on the soil physical characteristics. Therefore, it is necessary to consider the characteristics of soil to evaluate the leaching of nitrogen.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.27
no.1
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pp.23-32
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2019
In this study, a comprehensive review of the results of the research on the lab-scale waste lysimeter or landfill simulation reactor, which has been conducted in Korea and abroad for the last 20 years, were investigated for the type of operation parameters, the purpose of the research, and the size of the device. From the results, the contents and limitations of lab-scale lysimeter research were discussed, and this can be used as a reference for further research.
The effect of elevation and meteorological elements is analyzed in Jeju Island for analysis of evapotranspiration with two different height observation station during 3 years data. The slope of temperature gradient recorded $1.30^{\circ}C$/100 m from the analysis of temperature data. There is much difference evapotranspiration between low elevation and high elevation station because of decrease solar radiation and wind speed with height increase. The evapotranspiration is observed by mini lysimeter at Hankukgonghang. The result of observation is presented 34.2% of global solar radiation changed into evapotranspiration during 4 clear days.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.7
no.4
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pp.41-50
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1987
The present study was conducted to measure and predict the leachate generation and to establish the methods of leachate control and handling by both field and lab-lysimeter studies. The change of biodegradable matter, field capacity, dry density, quantity and quality of leachate as a function of time of landilling were measured. The model based on the theory of unsaturated flow and contaminant transport in porous media was developed and simulation model was used for the prediction of movement of landfill moisture and for the strength in leachate in terms of organic and inorganic contaminant. The model constructed from the present study in terms of unsaturated decomposition and transport combined with the evapotranspiration and surface runoff showed good agreement with the results obtained by lysimeter studies.
Kim, Kyung;Park, Joon-Seok;Lee, Hwan;Lee, Cheol-Hyo;Kim, Joung-Dae
Journal of Environmental Health Sciences
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v.31
no.1
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pp.15-22
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2005
This study was conducted to evaluate air injection mode on stabilization of solid waste in lysimeter. For three lysimeters, one was maintained under anaerobic condition as control, and air was injected into two lysimeters in continuous mode (atmospheric pressure) and intermittent mode (high pressure of 2 bar). Distilled water was sprayed over solid waste in 1.4 l/$m^3$(solid waste)/day, supposing rainfall intensity of 1,200 mm/yr and 30% infiltration. Oxygen in landfill gas was not detected in control lysimeter during operational days. After 30 day-aeration, oxygen concentrations of continuous and intermittent modes were maintained in 14% and 6%, respectively. $COD_{Cr}$ removal efficiencies of continuous and intermittent modes were about 70% and 50%, and BOD5 removal efficiencies were about 80% and 20%, respectively. In view of oxygen supply, and $COD_{Cr}$ and $BOD_5$ removal, continuous air injection mode of atmospheric pressure was more effective than intermittent mode of 2 bar. Settling degree of solid waste in case of two air injection modes was 3 times higher than that of anaerobic condition as control. Considering the above results, it was thought that air injection (especially continuous atmospheric pressure) could improve degradation of solid waste and induce preliminary stabilization in landfill site.
Using fractal dimensionality theory proposed by Riew and Sposito (1991), we attempted to analyze quantitatively the characteristics of porous distribution for built-in soils in the mini-lysimeter and artificial seed-bed media. The 2" stainless core soil samples were taken from lysimeter soils. Artificial seed-bed media were compacted in the acrylic core filled with raw materials consisted of cocopeat, zeolite and perlite. N (Constant number of partitioned group size smaller media volumes) and r (Self-similarity ratio) parameters consisting of fractal dimension D=log(N)/log(1/r) were obtained by Excel Programme using the Riew and Sposito's fractal model. The pore distribution of tested media was screened in pore size and its occurring frequency. The results reveal that the distribution range of pores is wider in the lysimeter soils than in the seed-bed media, while average size of pores in the media is smaller in lysimeter core soils than in seed-bed media.
The cover liners at municipal and hazardous waste landfill is not emphasized as much as the bottom liners. However, one of the most effective reason of landfill destroy is the cover liner failure. The cover system at municipal and hazardous waste landfill, 1 perform the following functions, at minimum: promote surface runoff, impede infiltration, protect settlement in the landfill, and provide a buffer from surface exposure of the waste. This research was to expand the existing knowledge base of landfill cover liner behavior during period of freeze/thaw Also, the great Lysimeter was built in the laboratory to provide as much as same condition with the field and three designs were simulated by actual cover materials. The result of simulation indicated the clay was effected by freezing/thawing. The degradation of cover liners in the frost penetration affects the physical, engineering properties of clay. these factors may consider to design and construct of the landfill. This paper provides the description of testing cover liners, experimental results and a discussion of the results of the simulation.
Park, Chol-Soo;Jung, Yeong-Sang;Joo, Jin-Ho;Lee, Gye-Jun
Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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v.38
no.3
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pp.127-133
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2005
The measurement technique using laser distometer to estimate soil erosion on sloped upland was assessed for its possibility for application. This technique was practiced in lysimeter installed in Chuncheon and Pyeongchang in 2001. The lysimeter installed at Chuncheon has 12% slope, 10 m slope length, 2 m width, and soil texture was sandy loam, while the lysimeter installed at Pyeongchang showed 23% slope, 15 m slope length, 5 m width, and sandy loam soil. Change of surface soil height was monitored using laser distance meter before and after rainy season on same spots. The Investigated periods in Chuncheon and Pyeongchang were from 22 June to 22 September and from July to October, respectively. Precipitation in Chuncheon and Pyeongchang in this period was 892.2 and 931.9 mm, respectively. Rainfall over 60% of annual precipitation was concentrated on July and August in Chuncheon and September and October in Pyeongchang, respectively. By monitoring the change of surface soil height using laser distance meter before and after rainy season, eroded soil surface in up-down fallow field in Chuncheon was 0.874 cm, while eroded soil surface in slant furrow field in Pyeongchang was 1.127 cm, which correspond to 79.5 and $98.0MT\;ha^{-1}$. Soil erosion increased as furrow length increased. Amounts of estimated soil loss using laser distance meter was 0.98-1.18 times higher compared to the estimated values through Iysimeter experiment, which implies possibility for application to monitor soil loss particularly in up-down and slant furrowed field. However, in the lysimeter with contoured tillage, amount of estimated soil loss using laser distance meter was approximately a half compared to that from lysimeter experiment, which implies inadequacy of distance meter application in contour- tillage field. The great soil loss difference between distance meter and lysimeter might be caused by disruption of some of the contoured furrows in lysimeter. The measurement technique using distometer in this study could be useful to estimate soil loss especially in up-down and slant-tillage fields.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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