• Hydrodynamic Dispersion Characteristics of Multi-soil Layer from a Field Tracer Test and Laboratory Column Experiments
  • Kang, Dong-Hwan;Yang, Sung-Il;Kim, Tae-Yeong;Kim, Sung-Soo;Chung, Sang-Yong;
  • Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University;Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University;Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University;Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University;Department of Environmental Geosciences, Pukyong National University;
  • 현장추적자시험과 실내주상실험을 이용한 복합토양층의 수리분산특성 연구
  • 강동환;양성일;김태영;김성수;정상용;
  • 부경대학교 환경지질과학과;부경대학교 환경지질과학과;부경대학교 환경지질과학과;부경대학교 환경지질과학과;부경대학교 환경지질과학과;
Abstract
This study analyzed for hydrodynamic dispersion characteristics of multi-soil layer (Silt and clay, Find sand, Coarse sand), data of a field tracer test on the multi-soil layer and data of laboratory column experiments on the samples on each soil layers. Through the analysis of permeability and flow, MS (Silt and clay) and FS (Fine sand), which were low effective porosity, were higher average linear velocity while CS (Coarse sand), which was high effective porosity, was higher hydraulic conductivity. Hydraulic conductivity function based on average soil particle diameter was assumed Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$ and coefficient of determination was 0.90. Average linear velocity function based on average soil particle diameter was assumed Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$ and coefficient of determination was 0.81. Longitudinal dispersivity function based on average soil particle diameter was Y = 0.00256$e^{5971x}$ and coefficient of determination was 0.98. According to the linear regression analysis of average linear velocity and longitudinal dispersivity, assumed function was Y = 21.7527x + 0.0063, and coefficient of determination was 0.9979. The ratio of field scale/laboratory scale was 54.09, it exhibited scale-dependent effect of hydrodynamic dispersion. Field longitudinal dispersivity (1.39m) was 7.47 times as higher than longitudinal dispersivity estimated by the methods of Xu and Eckstein (1995). Hydrodynamic dispersion on CS layer was occurred mainly by diffusion flow in the test aquifer.

본 연구에서는 복합토양층(조립질 모래, 세립질 모래, 실트 점토의 혼합토)에서 수행된 현장추적자시험과 3개 토양층에서 채취된 시료를 이용한 실내주상실험의 자료를 이용하여, 복합토양층의 수리분산특성을 분석하였다. 토양층별 투수성과 유동 분석에 의해, 유효공극률이 낮은 실트 점토의 혼합토와 세립질 모래에서 평균선형유속이 높고, 유효공극률이 큰 조립질 모래에서는 수리전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 평균토양입경에 따른 수리전도도 함수는 Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$로 추정되었으며 결정계수는 0.90이었다. 평균토양입경에 따른 평균선형유속 함수는 Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$로 추정되었으며, 결정 계수는 0.81이었다. 그리고 평균토양입경에 따른 종분산지수 함수는 Y = 0.00256$e^{5971x}$이었으며, 결정계수는 0.98 정도로 나타났다. 평균선형유속과 종분산지수의 선형회귀분석 결과, 함수는 Y = 21.7527x+0.0063로 추정되었으며 결정계수는 0.9979로서 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 산정된 현장규모/실내쥬모의 종분산지수비는 54.09로서 규모종속효과를 나타내었다. 현장추적자시험을 실시하여 산정한 종분산지수(1.39m)가 Xu와 Eckstein(1995)의 방법에 의해 산정된 종분산지수(0.186m)에 비해 7.47배 정도 크게 나타났다. 이는 시험 대수층 내 중 조립질 모래층에서의 우세한 확산 흐름에 의한 것이다.

Keywords: Multi-soil layer deposit;Average soil particle diameter;Hydraulic conductivity;Average linear velocity;Longitudinal dispersivity;Scale dependent effect;

Keywords: 복합토양층;평균토양입경;수리전도도;평균선형유속;종분산지수;규모종속효과;

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This Article

  • 2008; 13(4): 1-7

    Published on Aug 31, 2008