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.
Jung, Yeong-Sang;Lee, Hyun-Il;Jung, Mun-Ho;Lee, Jeong-Ho;Kim, Jeong-Tae;Yang, Jae E
한국토양비료학회지
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제48권5호
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pp.522-527
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2015
Decision of available soil depth based on soil physical and hydraulic properties for the $3^{rd}$ Landscape Vegetation Project in the Incheon International Airport was attempted. The soil samples were collected from the 8 sites at different depths, 0-20 and 20-60cm, for the three project fields, A, B, and C area. Physical and chemical properties including particle size distribution, organic matter content and electrical conductivity were analyzed. Hydrological properties including bulk density and water holding capacity at different water potential, -6 kPa, -10 kPa, -33 kPa, and -1500 kPa were calculated by SPAW model of Saxton and Rawls (2006), and air entry value was calculated by Campbell model (1985). Based on physical and hydrological limitation, feasibility and design criteria of soil depth for vegetation and landfill were recommended. Since the soil salinity of the soil in area A area was $19.18dS\;m^{-1}$ in top soil and $22.27dS\;m^{-1}$ in deep soil, respectively, landscape vegetation without amendment would not be possible on this area. Available soil depth required for vegetation was 2.51 m that would secure root zone water holding capacity, capillary fringe, and porosity. Available soil depth required for landscape vegetation of the B area soil was 1.51 m including capillary fringe 0.14 m and available depth for 10% porosity 1.35 m. The soils in this area were feasible for landscape vegetation. The soil in area C was feasible for bottom fill purpose only due to low water holding capacity.
This paper presents an optical doppler tomography(ODT) system using a speaker as a method to achieve depth measurement in a flowing sample. The use of the speaker provides easy implementation with a low cost. The nonlinear characteristics of the speaker has hindered its adaptation because it produces inconsistent fringe frequencies at different depths. This paper reports an adaptive algorithm to compensate the nonlinear characteristics, and could, resultantly, acquire the Doppler frequency shift caused by the sample. The experiment utilizes a flowing scattering particle solution in a capillary tube at a certain flow rate. The Doppler frequency profile over the lumen was calculated by using spectrogram method. and we obtained the velocity image of the sample.
Oh, Yun-Yeong;Hamm, Se-Yeong;Chung, Sang Yong;Lee, Byeong Dae
Environmental Engineering Research
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제18권3호
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pp.129-137
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2013
The infiltration of rainwater into the surface soil is highly dependent on hydraulic variables, such as the infiltration rate, capillary fringe, moisture content, and unsaturated/saturated hydraulic conductivity. This study estimates the hydraulic conductivity (K) of fluvial deposits at three sites on the right and left banks of Nakdong River in Gyeongbuk Province, South Korea, including the Gumi, Waegwan, and Seongju bridge sites. The K values of 80 samples from 13 boreholes were estimated by using six grain-size methods (Hazen, Slichter, Kozeny, Beyer, Sauerbrei, and Pavchich formulae). The Beyer, Hazen, and Slichter methods showed a better relationship with K values along with an effective grain size than did the other three methods. The grain-size, pumping test, and slug test analyses resulted in different K values, but with similar K values in the grain-size analysis and pumping test. The lower K values of the slug test represent the uppermost fine sand layer.
폐 염전 매립지를 활용한 골프코스 조성에 있어서 중요한 것은 고농도의 염이 식물 생육의 제한 요인으로 작용한다는 것이다. 높은 농도의 염류를 조절하는 것이 필수적이며, 건설 부지의 토양을 개량하기 위해서는 토양 및 지하수 내 염 농도에 대한 체계적인 지표를 필요로 한다. 이에 본 연구는 지하수위에 따른 pH 및 염 농도의 변화를 조사하였다. 이는 골프코스 조성 시 지반공사를 위한 기초자료가 될 뿐만 아니라 공사 후 식재지반의 효율적이고 합리적인 관리에도 유익한 자료가 될 것으로 사료된다. 대상지역의 토양 물리 화학성 분석 결과, 건설부지 내 토양의 대부분은 염분 함량이 높고 약 알칼리성의 식토(clay soil)로 분류되었다. 지하수 수위변화는 갈수기(6월 중 하순), 장마기(2006년 7월 초 중순), 장마후기(7월 말)로 측정 시기를 구분한 결과 1.3m, 3.3m 및 2.8m로 장마기 지하수위는 평균 지면높이 2.9m에 비해 약 0.4m 높은 것으로 측정되었다. 전기전도도의 변화를 측정한 결과 갈수기에는 전체 측정지역에서 $4.0dS{\cdot}m^{-1}$ 이상으로 측정되었고, 지역에 따라서 $20dS{\cdot}m^{-1}$ 이상으로 나타났다. 장마기 ECe 측정간은 $1.2{\sim}15.0dS{\cdot}m^{-1}$로 갈수기에 비해 상대적으로 낮은 EC값을 나타냈다. 따라서 폐 염전 매립지를 이용한 골프코스 조성에 있어 고농도의 염을 함유한 지하수와 식재지반과의 모세관 연결을 차단시키는 것이 중요하다. 이를 실현하기 위하여는 최고 지하수위 보다 높은 지점에 차단층(자갈층)을 포설한 후 식재층을 포설하여 토양 내 모세관 작용을 차단함으로써 염성분의 식재지반으로 이동을 차단한다면 염해에 의한 식물생육의 장애를 방지할 수 있을 것으로 사료된다.
지하 대수층에서의 오염물질 이동현상은 지하수 유동에 좌우되며 이를 지배하는 수리지질 파라미터의 결정과 그에 따른 지하수 모델링은 지하수 복원사업에 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 실험실 규모의 자유면 대수층에서 획득된 투수계수와 비산출량을 이용하여 다양한 경계조건하에서 지하수 흐름에 대한 민감도 분석을 수행하므로써, 최적의 수리상수를 결정하고 지하수 유동 특성을 파악하는데 있다. 연구결과 모사된 수위저하는 경제조건과 무관하게 관측된 수위저하보다 적게 나타났으며. 투수계수가 비산출율보다 지하수 흐름에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 물수지 분석결과 양수시험시 관측정에서 측정된 수위저하는 평형수위나 모사 수위저하보다 크게 나타났으며, 이는 대수층과 우물에서의 수위가 상이함을 지시한다. 이러한 수위의 상이성은 시간영역 광전자파 분석기에 의한 지하수면과 모세관대에서의 수분함량을 관측함으로써 규명되었으며 이는 지하수면 하강시 중력배수의 지연성에 기인하는 것으로 나타났다.
지하수면과 불포화대의 수분 포화도가 지하투과레이더(GPR) 신호에 미치는 영향을 연구하기 위하여 실내 토조와 충적층 현장에서 GPR 조사를 수행하였다. 실내의 모래 채움 토조 실험에서, 지하수위를 변화시키기 위해 물을 탱크 바닥에 설치된 밸브를 통해 주입하고 배수시켰다. 지하수위와 수분포화도를 추정하기 위하여 모래 채움 토조에서 GPR 수직반사법(이후, VRP) 자료가 획득되었다. 실내 모래 채움 토조에서 획득된 GPR 신호는, 지하수위는 물론 함수율 변화에도 민감하게 반응함을 보여준다. 불포화대에서 GPR 속도는 함수율 변화에 따라 크게 조절되며, 주시 시간의 증가는 포화도의 증가로 해석된다. 함안군 이룡리 낙동강변 충적층에서 220m에 달하는 VRP 조사가, 지하수위를 추정하기 위하여 수행되었다. 현장 조사 결과, 포화 조건에서 GPR 신호의 첫 번째 반사면은 모관 상승에 의한 경계부를 지시하며, 실제 지하수면과는 차이가 있음을 지시한다. 보다 정확한 지하수위를 추정하기 위하여, Well-3호공 주변에서 중앙공심점(common mid-point, 이후, CMP) 방식 GPR 조사를 수행하였다. 그 결과, 모관 상승 경계부와 지하수면으로부터 반사되는 CMP 자료는 쌍곡선 형태를 보였다. NMO(nomal move-out) 보정을 통해, CMP 조사 자료로부터 GPR 신호의 속도를 구하였고, 이는 보다 상세한 지하수면과 심도별 포화도 정보를 제공하였다. 지하수면과 포화도 정보를 포함하는 GPR 조사결과는 통기대의 현장 수리 지질학적 특성 조사에 유용한 수단이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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