One dimensional diffusion of NaCl in flooded soil systems

담수(湛水) 토양계(土壤系)에서 염분(鹽分)의 일차원적(一次元的) 확산(擴散)

1. Under an asumption that Ficks diffusion equation could be applicable in soil systems, the diffusivities of NaCl in several flooded soil systems were measured to range from $0.4{\times}10^{-5}cm^2sec^{-1}$ to $0.83{\times}10^{-5}cm^2sec^{-1}$ 2. It was discussed that, when a polder soil with a uniform initial salt content through the profile is desalinated only by diffusion to flooding water, the salt content in profile is a function of soil depth, diffusion time, and diffusivity as following $$C=C^{\circ}erf\frac{x}{\sqrt[2]{Dt}}$$ 3. On the basis of Kirkham, et al's integration of complementary erra function, the speed of desalting was discussed to be inversely proportional to the square root of time as following $$dq/dt=C^{\circ}{\sqrt{D/{\pi}t}}$$ 4. It was estimated enough to exchange the flooding water once or twice, even when desalination of polder soil is carried out only by diffusion, if the desalination begins in June, the used flooding water is fresh water, and flooding depth is 10cm. 5. Desalination of polder soil by diffusion requires 2 month for good standing of planted rice.

4종(四種)의 담수(湛水) 토양계(土壤系)에서 염분(鹽分)(NaCl)의 확산계수(擴散係數)를 측정(測定)하고 확산(擴散)에 의(依)한 제염(除鹽)이 간척지(干拓地) 토양(土壤)의 제염(除鹽)에 기여(寄與)하는 바를 평가(評價)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 담수(湛水) 토양계(土壤系)에서 염분(鹽分)의 확산계수(擴散係數)는 확산통로(擴散通路)의 굴곡성(屈曲性) 및 통로폭( 通路幅)의 비균일성(非均一性)에 따라 감소(減少)하며 액상(液狀)에서 확산계수(擴散係數)의 0.26~0.52배(培)인 $0.40{\sim}0.83{\times}10^{-5}cm^2sec^{-1}$ 이다. 2. 공시(供試) 2종(種)의 사질계(砂質系) 토양(土壤)의 경우, NaCl 확산계수(擴散係數)는 각각 0.70, 및 $0.83{\times}10^{-5}cm^2sec^{-1}$이었으며 공시(供試) 2종(種) 세입질(細粒質) 토양(土壤)의 경우, 각각 0.4 및 $0.54{\times}10^{-5}cm^2sec^{-1}$이었다. 3. 상부(上部)의 담수(湛水)된 물로 염류(鹽類)가 확산(擴散)에 의하여 제염(除鹽)될때 토심별(土深別) 경시적(經時的) 토양(土壤) 염분(鹽分) 함량(含量)은 다음식(式)으로 표시(表示)된다. $$C=C^{\circ}erf\frac{x}{\sqrt[2]{Dt}}$$ 4. 확산(擴散)에 의(依)한 제염속도(除鹽速度)는 시간(時間)의 평방근(平方根)의 역함수(逆函數)인 다음 식(式)으로 주어지므로 6월(月)에 순수(純水)를 10cm 깊이로 담수(湛水)하여 제염(除鹽)한다면 용수(用水)의 교환(交換)은 1~2회(回)로 충분(充分)하다. $$dq/dt=C^{\circ}{\sqrt{D/{\pi}t}}^{\frac{1}{2}}$$ 5. 확산(擴散)만에 의(依)하여 제염(除鹽)된다면 수도(水稻)의 50% 염해점(鹽害點)까지 제염(除鹽)하는데 약 5개월(個月) 소요(所要)되며, 10%이하(以下)의 염해점(鹽害點)까지 제염(除鹽)하는 데는 약(約) 10년(年)이 소요(所要)된다.