An Euler-Lagrange two-phase flow model is presented fur simulation sheet-flow transport under wave and current. The flow is computed by solving the Reynolds Averaged Navier-Stokes equation in conjunction with the k-$\varepsilon$ turbulence model for turbulence closure. The sediment transport is introduced as a motion of granular media under the action of unsteady flow from the Lagragian point of view. In other word, motion of every single particle is numerically traced with Movable Bed Simulator (MBS) code based on the Distinct Element Method (DEM), in which the frequent interparticle collision of the moving particles during the sheet-flow transport is sophisticatedly taken into account. The particle diameter effect on time-dependent developing process of sheet-flow transport is investigated, by using three different diameter sizes of sediment. The influence of an imposed current on oscillatory sheet-flow transport is also investigated. It is concluded that the sediment transport rate increases due to the relaxation process related to the time-lag between flow velocity and sediment motion.
As one of the fundamental survey to evaluate purification capacity of pollutants at the tidal flat sediments, we studied vertical environmental characteristics in three tidal flat sediments, Chunjangdae, Eueunri and Gyewhado. These are dissmilar to external feature in each other. The results of this study may be summarized as followed; As the results of particle analysis, Eueunri tidal flat fediment located in Keum river estuary consists of 98.98% as silt & clay, Chunjangdae tidal flat sediment located in SeocheonGun consists of 97.99% as sand. And Gyewhado tidal flat sediment located in Saemankeum in Saemankeum area consists area consists of 32.81% as silt & clay and 67.19% as sand. The concentration of organic pollutants(I.L., COD, POC, PON) in Eueunri tidal flat sediment which highly content of silt & clay were 3~4 times higher than others. The concentration of organic pollutants at each layer were slightly increase goes with deepen layer. The linear correlation between I.L. and COD, POC, PON were obtained. Correlation coefficients were in range of 0.821~0.940. Also the correlation between pH and COD, POC, PON were high(>r=0.9). Filteration rate in Chunjangdae tidal flat sediment was 0.01584cm/s as mean value, but the other were almost nothing filtered off.
Orkhonselenge, A.;matsuoka, T.;Tanaka, Y.;Kashiwaya, K.;Kim, S.
한국제4기학회지
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제19권1호
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pp.41-46
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2005
This study discusses the soil erosion on hillslopes and sediment deposition in lakes within catchments in South Korea. In order to determine seasonal variations of sedimentation in Yeongcheon and Seondong lakes, the sediment traps were set in the deep part of both lakes and lake sediments have been sampledmonthly from July 2004 to August 2005. Some properties such as highmineral content, fine particle size and high particle density in the Yeongcheon Lake indicate intensive soil erosion, sediment transportation and deposition throughout the catchment for a long time. The high sediment yield in the Seondong Lake is related with higher weathering intensity and extreme soil erosion by running water due to higher seasonal rainfall amount. Rates of erosion and sedimentation in the Seondong Lake are estimated to be higher than those of the Yeongcheon Lake, suggesting that the Seondong Lake is associated with higher precipitation, smaller catchment area, and extreme soil vulnerability to ephemeral erosion by overland flow during the heavy rainfall event. Consequently, both catchments are characterized by different erosion and sedimentation processes, as well as different geomorphic factors (bedrock, soil structure, rainfall intensity and catchment area).
In order to investigate change of shear strength of coastal muddy sediment by mixing pretreated oyster shells with different pyrolysis temperatures and particle sizes, a vane shear test was carried out. The shear strength of the sediment with oyster shells pyrolyzed at 800℃ was twice higher than that of the control, with a maximum shear strength of ca. 0.2 kPa. The Ca2+ concentration in the pore water was the highest at sediment with oyster shells pyrolyzed at 800℃ with a concentration of ca. 790 mg/L. From the above results, it is concluded that the application of the oyster shells pyrolyzed at 800℃ can affect the increase in shear strength of coastal sediments through the aggregation of clay particles and pozzolanic reactions with sediments.
In situ particle size spectra are obtained from two sequent cruises in order to evaluate the physical consequences of suspended particulate matters caused by episodic storm runoff from the Santa Ana River watershed, an urbanized coastal watershed. Suspended particles from various sources including surface runoff, near-bed resuspension, and phytoplankton are identified in empirical orthogonal function (EOF) analysis and an entropy-based parameterization (Shannon entropy). The first EOF mode is associated with high turbidity and fine particles as indicated by the elevated beam attenuation near the Santa Ana River and Newport Bay outlets, and the second EOF mode explains the suspended sediment dispersal and particle coarsening at the near-surface plume. Chlorophyll particles are also distinguished by negative magnitudes of the first EOF mode, which is supported by the relationship between fluorescence and beam attenuation. The integrated observation between the first EOF mode and the Shannon entropy index accentuates the characteristics of two different structures and/or sources of sediment particles; the near-surface plumes are originated from runoff water outflow, while the near-bottom particles are resuspended due to increased wave heights or mobilizing bottom turbidity currents. In a coastal pollution context, these methods may offer useful means of characterizing particle-associated pollutants for purposes of source tracking and environmental interpretation.
하상재료와 같은 이질적인 토사의 입도 특성을 나타내기 위해서 특정한 비율의 대표입경이 사용된다. 대표입경은 토사의 평균 입경을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 분급(sorting), 왜도, 첨도 등 입도 분포의 다양한 특성을 나타낼 수 있다. 모래와 점토질(실트, 점토)가 포함된 토사의 경우 대표입경은 두 가지 단계를 거쳐 산정된다. 그 하나는 체분석, 비중계 분석 등을 통해 입경별 중량을 구하는 실험적 단계차이며, 그 다음은 입경별 중량 곡선을 그려서 내삽을 통해 대푯값을 찾아내는 과정이다. 그 중에 두 번째 과정은 통상 그래프를 보고 직접 구하는 그래프법이 사용되어 왔다. 그래프법은 단순하고 직관적이기는 하지만 산정해야 할 대표입경이 여러 가지인 경우에 시간이 많이 소요된다는 단점이 있었다. 이에 본 연구에서는 MS Excel을 이용하여 그래프법에 의해 대표입경을 바로 내삽하여 계산하는 프로그램을 제작하였다. 내삽법은 단순 직선에 의한 방법과 대수 곡선을 이용한 방법을 사용하였다. 그래프법에 의해 육안으로 판정한 대표입경과 비교할 때, 단순 직선 내삽은 평균 5.31%, 대수 내삽은 1.29%의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 이용하여 자동으로 대표입경을 계산해 주는 엑셀 프로그램(PDA)을 제작하였다.
Urbanization has been causing such new pollutants as micro-plastic, thus the environmental impact of new pollutants on ecosystem is rapidly increasing. When it comes to micro-plastic, a representative artificial trace pollutant, its risk has been increased at a much faster rate, however the depth study associated with stormwater sediment and wetland was relatively rare. In this research, soil samples from storm water sediment were analyzed for distribution characteristics of micro-plastics in the J wetland (registered as Ramsar wetland, May 2021 and a representative environmental site in South Korea). Analyzed soil samples found approximately 201 ± 93 particle/kg (based on unit weight, Total micro plastic particles / Total Sample weight) micro-plastics in the samples. When considering the total quantitative numbers in stormwater sediment in the entire area of the J wetland, over 15,000 micro-plastics were estimated to be contaminating such area. In addition, in terms of qualitative numbers, micro-plastics were contaminating the J wetland with 94.7 % ratio of styrofoam type (43.9%) and polyethylene type (50.8%). These research results can be used as base data sets for controlling micro-plastics in the J wetland.
In order to systematically and scientifically manage the organic and heavy metals against sediment at Daecheon Port, this study conducted particle composition, organic materials and heavy metals irradiation studies of sediments. Analysis of the grain size composition of sediments in the target study area showed the distribution characteristics of the mix of sand, silt and clay. That is, Station C (Stn. C) showed superior by fine-grained sediment, Station A and B (Stn. A and B) showed superior by coarse-grained sediment. The organic matter(COD, TOC, and IL) of Stn. C was appeared to be heavily polluted more than Stn. A and B. These data for the spatial properties in sediment showed that organic matter was related positively to the sediment silt-clay content. Also, in the case of heavy metals contamination in surface sediments, Stn. C was higher than Stn. A and B. Particularly, at the Stn. C, high organic matter concentration and C/N ratio value( >10) indicated that the sediment was composed highly of land-derived organic matter. From these results, it considered that the correlation analysis among to silt-clay, organic matter and heavy metal was found to have a good interrelationship.
When rivers and lakes are contaminated with numerous contaminants, usually the contaminants are finally deposited on the sediments of the waterbody. Many clean up technologies have been developed for the contaminated sediments. Among several technologies dredging is one of the best methods because dredging removes all the contaminated sediments from the water and the contaminated sediments can be completely treated with physical and chemical methods. However the most worried phenomenon is suspension of fine particles during the dredging process. The suspended particle can release contaminants into water and resulted in spread of the contaminants and the increase of risk due to the resuspension of the precipitated contaminants such as heavy metals and toxic organic compounds. Therefore the success of the dredging process depends on the prevention of resuspension of fine particles. Advanced dredging processes employ pumping the sediment with water onto a ship and release the turbid water pumped with sediment into waterbody after collection of sediment solids. Before release of the turbid water into lake or river, just a few minutes allowed to precipitate the suspended particle due to the limited area on a dredging ship. However the fine particle cannot be removed by the gravitational settling over a few minutes. Environmental technology such as coagulation and precipitation could be applied for the settling of fine particles. However, the process needs coagulants and big settling tanks. For the quick settling of the fine particles suspended during dredging process magnetic separation has been tested in current study. Magnetic force increased the settling velocity and the increased settling process can reduce the volume of settling tank usually located in a ship for dredging. The magnetic assisted settling also decreased the heavy metal release through the turbid water by precipitating highly contaminated particles with magnetic force.
Sediments of Little Scioto (LS) River in Ohio was contaminated by poor disposal of creosote from Baker Wood Creosoting Facility. Among the primary compounds of creosote, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are the most common ingredient PAHs are known for toxic, carcinogenic and mutagenic compounds. There are many difficulties to remove the PAHs in nature environment because their characteristics are having a less water-solubility, volatile and low mobility properties as increasing the molecular weight. The generation of hydroxyl radicals (${\cdot}OH$) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) forms as well as high temperature (5000 K) and pressure (1000 atm) by a physico-chemical effects of ultrasound during a cavitation collapse can promote the degradation and desorption of PAHs in sediment And it can also produces shock wave and microjets which are able to change the size and surface of particle in solid-liquid system as one of physical effects. Therefore, we explored to understand the role of particle size, the effect of elimination for PAHs concentration by ultrasound and optimize the conditions for ultrasonic treatment. The condition of various size of particles (> $150{\mu}m$, < $150{\mu}m$) and solid-liquid ratio (12.5g/L, 25g/L) for the treatment was considered and ultrasonic power (430 W/L) with liquid - hexane extraction and microwave extraction method were applied after ultrasound treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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