• 한국환경농학회지
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• 제42권1호
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• pp.1-7
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• 2023

Super absorbent polymers (SAPs) are hydrophilic molecules that can absorb large amounts of water. This study was conducted to investigate the enhancement of the physicochemical properties of sand soil blended with three SAPs imbibed with 100, 150, and 200-fold water. Three treatments were applied, namely, 100SAP, 150SAP, and 200SAP. The three SAPs were blended at concentrations of 0% (control), 3%, 5%, 7%, and 10% with sand. The pH, electrical conductivity, and cation exchangeable capacity (CEC) of soil blended with the three SAPs were pH 6.35-6.46, 0.09-0.65 dS/m, and 1.42-1.92 cmol_c/kg, respectively, and their capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity were 21.0-29.3%, 39.2-48.7%, and 272-470 mm/hr. CEC, capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity of soil were positively correlated with the ratio of the SAPs (p<0.01). These results indicate that blending sand soil with SAPs increased CEC, capillary porosity, and saturated hydraulic conductivity, thus improving the nutrient-retention capacity, water-retention capacity, and permeability of the soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.717-724
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• 2012

Salt accumulated soil should be reclaimed to lower salt level for crop production. This study was carried out to investigate the characteristics of water flow and transport of mono and divalent solutes on salt accumulated soils with different head pressures. Saturated hydraulic conductivity was measured by constant and falling head methods with maintaining different head pressures. Saturated hydraulic conductivity was influenced by bulk density and organic matter contents in soils, but it had different elusion patterns between saline and sodic soil. While the quantity of water necessary for reclamation could be varies with soil type, it was considered that the supply of one pore volume of water was affordable and economic. Additional head pressure significantly increased the volume of leachate at a given time and it was more effective at low organic matter soils. The results indicate that additional head pressure would be one of the best irrigation practices on desalination method for salt accumulated soils.

• 한국토양비료학회지
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• 제14권2호
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• pp.64-69
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• 1981

사질토양(砂質土壤)의 투수계수(透水係數)에 대한 물성공극(生物孔隙)의 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 하성충적지(河成沖積地) 분포(分布)하고 있는 본양사양토(本良砂壤土) ( Coarse loamy over sandy, mixed, mesic family of Typic Udifluvents)를 사용(使用)하여 생물공극(生物孔隙)의 분포(分布)와 투수계수(透水係數)와의 관계를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 투수계수(透水係數)는 당량투과표면적(當量透過表面積)과 고도(高度)의 정(正)의 상관(相關)이 있으나 가밀도와는 부(負)의 상관(相關)이 있었다. 2. 투수계수(透水係數)에 대한 생물공극(生物孔隙) 영향(影響)은 심토(心土)에서 크지만 인위적(人馬的) 교란(攪亂)이 심한 작토층(作土層) 토립(土粒)이 매우 큰 기층(基層)의 사토(砂土)에서는 적었다. 3. 가밀도는 생물공극(生物孔隙) 양(量)과 당량(當量) 투수표면적(透水表面積)에 유의적(有意的)인 회귀관계(回歸關係)를 나타내었다. 4. 생물공극(生物孔隙)의 분포(分布)와 가밀도는 토심간(土深間), 동일층위내(同一層位內)의 지점간(地點間)에 변이(變異)가 크다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제21권2호
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• pp.225-234
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• 2023

In the design of HLW repositories, it is important to confirm the performance and safety of buffer materials at high temperatures. Most existing models for predicting hydraulic conductivity of bentonite buffer materials have been derived using the results of tests conducted below 100℃. However, they cannot be applied to temperatures above 100℃. This study suggests a prediction model for the hydraulic conductivity of bentonite buffer materials, valid at temperatures between 100℃ and 125℃, based on different test results and values reported in literature. Among several factors, dry density and temperature were the most relevant to hydraulic conductivity and were used as important independent variables for the prediction model. The effect of temperature, which positively correlates with hydraulic conductivity, was greater than that of dry density, which negatively correlates with hydraulic conductivity. Finally, to enhance the prediction accuracy, a new parameter reflecting the effect of dry density and temperature was proposed and included in the final prediction model. Compared to the existing model, the predicted result of the final suggested model was closer to the measured values.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.259-267
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• 2006

수리 전도도는 수리구배에 대한 플럭스의 비율을 나타내며, 포화된 토양에서의 물의 이동이 포화수리전도도이고 불포화된 토양에서의 이동이 불포화수리전도도이다. 일반적인 밭 상태에서의 토양수분 조건은 불포화수리전도도로 표시하는 것이 적절하나 그 상태를 표현하기가 쉽지 않다. 토양의 불포화 상태를 나타내는데 가장 많이 쓰이고 있는 VGM(van Genuchten Mualem) 모형은 토양수분 포텐셜과 수분함량의 함수로 구성된 모형이며 몇 가지 매개변수가 필요하다. VGM 모형의 매개변수를 얻기 위해 본 연구에서는 VGM 모형의 매개변수를 계산해주는 프로그램인 Rosetta를 사용하였다. Rosetta 모형은 신경그물 얼개(neural network)를 이용하여 토양의 물리적 자료들인 토성이나 모래, 미사, 점토 함량 또는 용적밀도나 33 kPa, 1500 kPa에서의 토양수분 함량 자료를 가지고 VGM의 매개변수인 Ko(effedive saturated hydraulic conductivity), ${\theta}r$(residual soil water content), ${\theta}s$(saturated soil water content), L, n, m(=1-1/n)을 예측하는 모형으로 미국 농무성(USDA-ARS)에서 개발한 프로그램이다. Rosetta를 이용하여 10kPa에서의 불포화수리전도도를 예측하였다. 또한 Gardner와 Wooding의 모형을 기반으로 하여 만들어진 장력침투계의 포화수리전도도 값을 Gardner식에 적용하여 1, 3, 5, 7 kPa에서의 불포화수리전도도 값을 17개 토양통을 대상으로 하여 구했다. 토양수분 potential이 3 kPa에서는 물의 이동이 거의 없는 토양들이 있었는데 반해 남계통을 비롯한 학곡통, 회곡통, 백산통, 상주통, 석천통, 예산통 등 7개의 토양은 3 kPa에서도 약간의 물의 이동이 있었다. 또한, 1 kPa에서 물의 이동은 삼각통에서 $40.8{\times}10^{-5}cm{\cdot}sec^{-1}$로 이동 속도가 가장 컸으며 그 뒤로 예산통, 화봉통, 학곡통, 백산통 등이 토양에서 빠른 속도로 이동하였다. 가천통이나 석천통 및 우곡통은 1 kPa에서의 이동 속도가 아주 느린 토양으로 판단되었다. PTF와 VG모형에 의해 얻어진 10 kPa에서의 수분함량 예측 값을 VGM 모형에 적용해 불포화수리전도도를 구했을 때, VG모형에 의한 예측 값은 존재하는 반면 PTF에 의한 값은 결측 값이 존재해 그 적용에 한계가 있었다. 그리고 1 kPa에서 불포화 수리전도도를 VGM 모형으로 예측한 값과 측정된 값을 Gardner 모형으로 해석한 값을 비교했을 때 자갈이 없는 토양에서는 일정한 경향(exponential 함수)이 존재한 반면, 자갈이 있는 토양에서는 경향을 발견할 수가 없었다. 이상의 결과로 불포화 수리전도도 특성평가에 대한 VGM 모형의 적용성을 살펴보았을 때는 우리나라와 같이 경사지가 많고 토심이 깊지 않으면서 자갈함량이 많은 토양에서는 한계가 있을 것으로 판단되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2호
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• pp.133-141
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• 2020

고준위방사성폐기물의 처분은 고심도 암반내에 처분시스템을 구축하는 심층 처분방법이 고려된다. 심층 처분은 처분용기, 완충재, 뒷채움재, 근계암반의 설계 요소인 공학적방벽과 천연 방벽으로 구성된다. 공학적방벽 중에서 벤토나이트 완충재는 암반으로부터 유입되는 지하수 흐름을 최소화하고 핵종 유출을 저지하는 기능을 한다. 지하수 유입으로 인한 완충재의 수리전도도 특성 규명은 처분장 공학적방벽의 안정성 및 건전성에 대한 성능 평가에 있어 중요한 사안이다. 본 연구에서는 경주 벤토나이트를 이용하여 다양한 건조밀도와 온도 조건에 따라 포화 수리전도도 실험을 수행하였으며, 120개의 실험 결과를 다중 회귀 분석을 통해 수리전도도 추정 모델을 제시하였다. 실험 결과에서는 건조밀도가 커질수록 수리전도도가 감소하는 경향이 나타났다. 또한, 온도가 증가할수록 수리전도도가 증가하였다. 이러한 실험 결과들을 종합한 다중 회귀 분석 결과에서는 수리전도도 추정식의 결정계수(R²)가 0.93으로 높게 나타났다. 본 연구에서 제시된 수리전도도 추정식은 벤토나이트 완충재의 성능과 연관된 건조밀도와 온도의 영향을 고려하여 처분시스템의 공학적방벽 설계에 활용 될 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제34권4호
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• pp.96-104
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• 2006

Impervious pavement is primary contributor to the malfunctioning of the urban water circulation system. The aim of this research is to provide basic information and data for new pavement materials and paving technology which could enhance the urban water circulation system. For the study purposes, physical properties of soils sampled from 16 stations were analyzed. The sampling spots were paved with grass block porous pavement material. The findings from the analysis are as follows. The hardness of soils under the pavement was $17{\sim}22mm$ for thoroughfare and $6{\sim}32mm$ for parking areas. The bulk density was $1.42{\sim}1.81g/cm^{3}$ for thoroughfare and $1.38{\sim}1.75g/cm^{3}$ for parking area. The solid phase ration was $46.9{\sim}62.5m^{3}/m^{3}$ for thoroughfare and $45.6{\sim}61.3m^{3}/m^{3}$ for parking area. The porosity was $37.5{\sim}53.1m^{3}/m^{3}$ for thoroughfare and $38.7{\sim}54.4m^{3}/m^{3}$ for parking area. The saturated hydraulic conductivity was $8{\sim}164mm/hr$ for thoroughfare and $14{\sim}201mm/hr$ for parking area. The saturated hydraulic conductivity of the H sample area (the area was completed three months ago) and that of the other area were compared. There was up to 80% decreases of the saturated hydraulic conductivity within one year after the completion of pavement. After the first year, decrease in the saturated hydraulic conductivity was modest. Also there are changes in both surface and under soil physical properties of the grass block porous pavement depending on compaction. The extent of change depends on the degree of compaction. All these factors are combined to influence the permeability of the soil under the pavements. The results of this suggest that it is required to develop a new pavement technology which ensures both the durability and porosity of the pavement to improve the water circulation system by applying Ecological Area Rate.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권6호
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• pp.335-343
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• 2002

우리나라 유통상토에 대한 물리적 표준분석법을 설정하기 위한 연구를 실시하였다. 국내 시중에 유통되고 있는 53개의 원예용 상토와 9개의 수도용 상토를 대상으로 설정된 분석법을적용하여 실험하였다. 수분함량은 $105^{\circ}C$ 건조기에서 16시간 건조하여 수도용상토는 (건조전 무게-건조 후 무게) / (건조 후 무게) ${\times}100$으로, 원예용상토는 (건조 전 무게 - 건조 후 무게 ) / (건조전 무게) ${\times}100$ 으로 하였다. 보수력은 주로 저 압용으로서 Eijkelkamp사의 Sandbox법을 사용하여 0.5, 1, 3, 5, 7, 10 kPa의 수분장력 상태의 수분함량을 조사하였다. 포화수리전도도는 직경 5cm${\times}$높이 20cm인 아크릴 원통을 이용하여 정수위별에 의한 포화수리전도도를 측정하였다. 신분석법에 의한 유통상토의 수분함량은 원예용이 평균 46.34%, 수도용이 평균 16.89%이었고 원에용 상토의 EAW는 28.4%, WBC 7.01%, OMP는 5.60 kPa로 나타났으며, 육묘를 위한 적정 수분함량은 44.41% 이었고 포화수리전도도는 $1.71cm\;min^{-1}$이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.27-34
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• 2022

지반내 물의 흐름은 입자 사이의 공극 분포에 의존하므로 입자의 크기를 이용한 수리학적 물성치의 예측은 정확도가 낮다. 본 논문은 Silveria의 방법을 이용하여 입도분포곡선으로부터 수축 공극크기분포를 산정하고, 포화-불포화 수리학적 물성치를 산정하는 방법을 제시하였다. 입도분포가 양호한 흙은 단봉의 공극크기분포를 보이고, 입도분포가 불량한 흙은 쌍봉의 공극크기분포를 보였다. 공극크기분포를 이용한 이론적 포화투수계수 모델식 중에서 Marshall 모델이 실내실험결과와 가장 부합되었다. 불포화토 수리해석에 필요한 함수특성곡선과 불포화투수계수에 대한 모델식을 공극크기분포를 이용하여 제안하였다. 개발된 모델식을 다양한 흙에 적용하여 수리학적 물성치의 예측에 적합한 모델을 선정하는 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-8
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• 2018

BACKGROUND: Different physical and chemical properties of biochar, which is made out of a variety of biomass materials, can impact water movement through amended soil. The objective of this research was to develop a decision support tool evaluating the impact of the shape and the size distribution of biochar on soil saturated hydraulic conductivity ($K_{sat}$). METHODS AND RESULTS: Plastic beads of different size and morphology were compared with biochar to assess impacts on soil $K_{sat}$. Bead and biochar were added at the rate of 5% (v/w) to coarse sand. The particle size of bead and biochar had an effect on the $K_{sat}$, with larger and smaller particle sizes than the original sand grain (0.5 mm) decreasing the $K_{sat}$ value. The equivalent size bead or biochar to the sand grains had no impact on $K_{sat}$. The amendment shape also influenced soil hydraulic properties, but only when the particle size was between 3-6 mm. Intra-particle porosity had no significant influence on the $K_{sat}$ due to its small pore size and increased tortuosity compared to the inter-particle spaces (macro-porosity). CONCLUSION: The results supported the conclusion that both particle size and shape of the amended biochar impacted the $K_{sat}$ value.