• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.665-675
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• 2007

In-situ Air Sparging (IAS, AS) is a remediation technique in which organic contaminants are volatilized from saturated zone to unsaturated layer. This study focuses on the removal and interaction of Volatile Organic Compounds (VOCs) and $CO_2$, and Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) in saturated and unsaturated, and air space zone on the unsaturated soil surface. Soil sparging temperature of hot air has risen to $34.9{\pm}2.7^{\circ}C$ from $23.0{\pm}1.9^{\circ}C$ for 36 days. At the diffusing point, fluid TPH concentrations were reduced to 78.7% of the initial concentration in saturated zone when hot air was sparged. The TPH concentrations were decreased to 66.1% for room temperature air sparging. The amount of VOCs for hot air sparging system, in air space, was approximately 26% larger than constant air sparging system. The amount of $CO_2$ was 4,555 mg (in unsaturated zone) and 4,419 mg (in air space) when hot air was sparged was 3,015 mg (in unsaturated zone) and 3,634 mg (in air space) for room air temperature in the $CO_2$ amount. The removals of VOCs and biodegradable $CO_2$ through the hot air sparging system (modified SVE) were more effective than the room temperature air sparging. The regression equation were $Y=976.4e^{-0.015{\cdot}X}$, $R^2=0.98$ (hot air sparging) and $Y=1055e^{-0.028{\cdot}X}$, $R^2=0.90$ (room temperaure air sparging). Estimated remediation time was approximately 500 days, if final saturated soil TPH concentration was set to 1.2 mg/L application of tail effect.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.11-24
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• 2003

This paper presents the results of laboratory investigation performed to study the role of different air sparging system parameters on the removal of benzene from saturated soils and groundwater. A series of one-dimensional experiments was conducted with predetermined contaminant concentrations and predetermined injected airflow rates and pressures to investigate the effect of soil type and the use of pulsed air injection on air sparging removal efficiency. On the basis of these studies, two-dimensional air sparging remediation systems were investigated to determine the effect of soil heterogeneity on the removal of benzene from three different homogeneous and heterogeneous soil profiles. This study demonstrated that the grain size of the soils affects the air sparging removal efficiency. Additionally, it was observed that pulsed air injection did not offer any appreciable enhancement to contaminant removal for the coarse sand; however, substantial reduction in system operating time was observed for fine sand. The 2-D experiments showed that air injected in coarse sand profiles traveled in channels within a parabolic zone. In well-graded sand the zone of influence was found to be wider due to high permeability and increased tortuosity of this soil type. The influence zone of heterogeneous soil (well-graded sand between coarse sand) showed the hybrid airflow patterns of the individual soil test. Overall, the mechanism of contaminant removal using air sparging from different soil conditions have been determined and discussed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권4호
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• pp.48-56
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• 2006

여러 개의 층으로 구성된 토양층에서 연속주입 추적자시험을 수행하여, 불포화대와 포화대 구간에서의 수리분산특성 차이를 추적자의 농도이력곡선, 시간에 따른 농도변화 및 농도변화율, 그리고 거리에 따른 농도비 분석을 통해 비교 연구하였다. 연속주입 추적자시험에 의하면, 약 160시간이 경과된 후에 불포화대와 포화대에서 Rhodamine WT 최대농도의 차이는 약 $13{\sim}15$배 정도에 달하였고, 시험시간 대 추적자 농도증가율의 차이는 약 10배 정도로 나타났다. 또한 시간에 따른 추적자 농도이력곡선의 변화와 농도변화율이 불포화대에 비하여 포화대에서 크게 나타났다. 주입공에서의 이격거리에 따른 추적자의 농도비는 포화대 구간에서 더 빠르게 선형적으로 감소하였으며, 그 이후에 농도비가 2배 이하로 완만해 지는데 걸린 시간은 포화대 구간이 더 길었다. 이러한 차이들은 여러 개의 층서로 구성된 토양층의 포화대에서는 지하수가 존재하며, 또한 매질의 불균질성이 크고 투수성이 다양하기 때문에, 비교적 균질한 층서를 이루는 불포화대에 비하여 추적자 용액의 농도는 낮고, 추적자의 확산이 느리게 진행되어진데서 기인하였다. 그리고 포화대 구간에서의 유효공극율은 $10.19{\sim}10.50%$, 종분산지수는 $0.80{\sim}l.98m$, 횡분산지수는 $0.02{\sim}0.04m$의 범위로 산정되었으며, 실내주상시험의 종분산지수와 비교할 때 12배 이상의 규모종속효과가 나타났다.

• Advances in environmental research
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• 제5권4호
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• pp.263-282
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• 2016

Contaminant transport in groundwater induces major threat and harmful effect on the environment; hence, the fate of the contaminant migration in groundwater is seeking a lot of attention. In this paper a two dimensional numerical flow and transport model through saturated layered soil is developed. Groundwater flow and solute transport has been simulated numerically using proposed model. The model implements the finite volume time splitting method to discretize the main equations. The performance, accuracy and efficiency of the out coming numerical models have been successfully examined by two test cases. The verification test cases consist of two-dimensional, groundwater flow and solute transport. The final purpose of this paper is to discuss and compare the shape of contaminant plume in homogeneous and heterogeneous media with different soil properties and control of solute transport using a zone for minimizing the potential of groundwater contamination; furthermore, this model leads to select the effective and optimum remedial strategies for cleaning the contaminated aquifers.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.28-31
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• 2002

The water level fluctuation (WLF) method is a conventional method for quantifying groundwater recharge by multiplying the specific yield to the water level rise. A 2-D unconfined flow model with a time series of the recharge rate is developed. It is used for elucidating the errors of the WLF method which is implicitly based on the tank model where the horizontal flow in the saturated zone is ignored. Simulations show that the recharge estimated by the WLF method is underestimated for the observation well near the discharge boundary. This is due to the fact that the hydraulic stress resulting from the recharge is rapidly dissipating by the horizontal flow near the discharge boundary Simulations also reveal that the recharge was significantly underestimated with increase in the hydraulic conductivity and the recharge duration, and decrease in the specific yield.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권2호
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• pp.65-69
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• 1993

강우에 의해 발생되는 토양(soil)에서의 Recharge를 구하기 위해 두가지 모델 즉, ((i) Simple Mass Balance Model (ii) Numerical Model : UNSAT 1)을 사용했는데, 이 두 모델들은 불포화상태의 흙(unsaturated zone : above groundwater table)에서 그의 가정과 개념에 약간 차이가 있다. Unsaturated Zone에서의이 두 모델의 적용에 있어서 몇가지 중요한 사항이 지적되고 있는데, 균질의 불포화 영역(unsaturated zone)의 토양에서 Mass Balance Model을 사용함으로써 얻은 Recharge는 UNSAT 1(numerical model)을 통해 얻은 결과와 비교할 때 서로 상이한 결과를 보였다. 또한, Recharge의 계산에 있어서 지하수위의 변화에 따른 영향을 알아보기 위해 Sensitivity Analysis를 수행하였다. 즉, 고정수위(fixed groundwater table)로 가정했을 때 발생되는 오차를 한개의 수리학적 계수(hydraulic parameter)의 함수로 보고 계산을 했으며 이 결과를 그림으로 나타내어 보았다. 이 연구의 결과는 Model Simulation에 있어서 수리학적 경계조건을 결정하는데 큰 도움이 될 것이며, 또한 이 연구에서는 Unsaturated-Saturated Flow Model이나 Drainage Model을 함께 병행시켜 Simulation을 수행하는데 촛점을 두고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.44-57
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• 2008

본 연구에서는 암반의 수리적 거동을 다공성매체로 간주하고 개별균열 연결망을 통해 구해진 암반의 등가수리전도도와 수리이방성을 입력 자료로 하여 유한요소법 프로그램을 사용한 2차원 수리해석을 수행하였다. 입력변수에 의한 결정론적인 해를 얻게 되는 연속체 해석의 단점과 입력자료의 불확실성을 보완하기 위하여 입력변수에 대한 민감도 분석을 실시하고, 터널과 단층파쇄대의 다양한 위치관계를 고려한 가상의 시나리오 단면에 대하여 해석을 수행하였다. 이때 암반의 포화 불포화 특성을 반영하기 위한 수리전도도함수와 체적함수율 함수를 구하여 해석에 반영하였다. 해석대상지역은 경부고속철도 13-3공구, 원효터널의 고산 습지(무제치 3늪, 대성뒷늪, 대성큰늪) 하부통과구간과 간천계곡하부 통과구간으로서 부정류 해석을 통하여 터널 굴착 후 10년 경과시까지의 터널 내 유입수량과 인접지역의 지하수위를 살펴봄으로써 수리학적 안정성과 습지 및 계곡에 미치는 영향을 검토하였다. 그라우팅을 시행하지 않은 경우에는 무제치늪과 대성뒷늪 주변의 지하수위가 강하하지만, 그라우팅을 통해 수리전도도를 1/50 이하로 감소시킬 경우 지하수위는 강하하지 않는 것으로 나타났다. 그리고 단층파쇄대가 터널에 인접하여 위치하더라도 터널을 관통하지 않는 경우에는 단층파쇄대가 터널내 유입수량에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.18-27
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• 2006

공기분사공정법은 포화대수층에 존재하는 유기화합오염물질들을 대기로부터 주입된 공기에 의해 불포화층으로 휘발시켜 제거하는 기술을 말한다. 이 연구의 목적은 TPH 10,000 mg/kg(액상 TPH 1,001 mg/L)으로 오염시킨 사질 포화대수층에 공기를 주입 하였을 때 불포화 토양층, 대기층에서 발생되는 이산화탄소, 휘발성유기화합물의 농도와 포화대수층(TPH) 농도 변화에 관한 특성 연구이다. 36일 동안 공기를 주입한 결과, 실험 반응조의 평형온도는 $24.9{\pm}1.5^{\circ}C$이었다. 포화대수층(공기 확산기 근처 C10 지점)에 녹아있는 TPH 농도는 초기주입 농도의 66.0%가 제거되었다. 대기중(C70 지점)에서 측정된 $CO_2$ 질량은 3,800 mg이였고 불포화 토양층(C50 지점)에서 측정된 $CO_2$의 질량은 3,200 mg이였다. 대기중(C70 지점) 및 불포화 토양층(C50 지점)에서 생성된 VOCs 속도상수는 각각 0.164/day, 0.187/day이였다.

• 한국환경과학회지
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• 제31권1호
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• pp.77-85
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• 2022

Environmental contamination by organic compounds are not only restricted to water, but extends to soil and groundwater as well. However, highly oxidized compounds, such as halogenated organics and nitro-compounds, can be detoxified employing reducing methods. Permeable reactive barrier is one of the representative technologies where zero-valent metals (ZVMs) are employed for groundwater remediation. However, organics contaminates often contaminate the unsaturated zone above the groundwater. Despite the availability of technologies like soil vapor extraction and bioremediation, removing organic compounds from this zone represents several challenges. In this study, the reduction of nitrobenzene to aniline was achieved using zero-valent iron (ZVI) under unsaturated conditions. Results indicated that the water content was an important variable in this reaction. Under dry conditions (water content = 0.2%), the reduction reaction was inhibited; however, when the water content was between 10% and 25% (saturated condition), ZVI can reduce nitrobenzene. Palladized iron (Pd/Fe) can be used to reduce nitrobenzene when the water content is between 2.5% and 10%. The reaction was evaluated over a wide range of temperatures (10 - 40 ℃), and the results indicated that increasing the temperature resulted in increased reaction rates under unsaturated conditions.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권1호
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• pp.81-102
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• 1992

얇은 토층을 가지는 가파른 산사면에서 발생하는 산사태는 흔히 호우, 폭우, 태풍 등의 강우 사상 발생으로 초래된 지하수위 증가가 그 원인이 되며, 결국 산사면에서의 지하수위를 예측하는 것이 산사태 발생 위험도를 추정하는데 중요한 요소가 된다. 본 눈문에서는 산사면에서 지하수 유입량을 예측할 수 있는 비포화대 흐름 모델들 중 Sloan 등이 제안한 모델, Reddi가 제안한 모델, Thomas abcd 모델들을 선택하여 서로 비교 연구를 수행하였다. 또한, 포화투수계수와 모델변수들에 대하여 매개변수분석 연구를 수행하였다. 포화대 흐름에 대해서는 Sloan등이 개발한 Kinematic Storage Model(KSM)을 선택하여 한국의 산사면에 대한 적용 가능성을 연구하였다. 이들 모델들은 한국의 두 산사태 발생 지 역에 적용하였고, 그 적용 가능성 에 대한 연구가 이루어 졌다. 그 결과, Sloan 등과 Reddi가 제안한 두 모델들은 포화투수계수와 같은 불확실성을 지닌 실험 상수들의 영향을 많이 받으며, abcd모델은 지하수위 변동에 대하여 고려할 수 있도록 수정하고 적절한 최적화 기법을 사용하여 모델변수들을 구한다면, 비포화대 모델로서 현장 지역에 적용 가능하다는 결론을 얻었다. 또한, KSM은 포화대에서의 시간 지체 효과를 고려해 줄 수 있도록 수정되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문의 결과는 가파른 산사면 에서의 산사태 발생 위험도를 추정하기 위한 지하수위 예측 모델 을 개발하는 데 이용할 수 있다.