다공성 플레이트가 토양 입자로 오염된 경우 전도도가 변경됩니다. 이 문제를 해결하려면 어떻게 해야 하나요?
일반적으로 깨끗한 물로 아래에서 위로 씻어 흙 입자를 제거할 수 있습니다. 다공성 플레이트가 더러우면 브러시로 물속에서 닦거나 진공 상태에서 건조기로 닦아주세요. 그래도 도움이 되지 않는다면 플레이트를 교체하여 원치 않는 전도도 변화를 제거하는 것이 좋습니다.
토양의 전체 공극 시스템을 포괄하므로 현장에서 포화 전도도를 측정하는 것이 가장 좋은가요? 작은 샘플로 어떻게 현장 조건을 나타낼 수 있습니까?
현장 데이터가 항상 더 나은 것은 사실이지만, 많은 연구자들은 여전히 실험실에서 코어 샘플을 사용하여 포화 수전도도(Ks)를 측정합니다. 소량의 샘플을 사용한 측정이 현장 조건을 대표할 수 있도록 하려면 개방 경로를 제거하는 복제본을 더 많이 확보해야 합니다. 결과를 비교하려면 5개의 복제본을 사용하는 것이 좋습니다. 한두 개가 다른 샘플보다 훨씬 높은 Ks 결과를 보인다면 이 샘플은 최종 평균에서 제외하세요. 대신 낮은 수치를 가진 측정값의 평균을 구하세요. 높은 전도도 데이터는 코어 샘플을 절단한 결과이지만 현장에서 다소 수동적인 열린 경로(기공)로 인해 발생할 수 있습니다.
장착된 낙하 헤드 곡선이 내 데이터와 일치하지 않는 이유는 무엇인가요?
여기에는 여러 가지 이유가 있을 수 있습니다:
1. 시료가 제대로 장착되지 않은 경우 베이스가 단단히 밀봉되지 않았을 수 있습니다. 이 경우 수압이 마지막에 0 hPa 값에 가까워지지 않고 음수 값이 되는 경향이 있습니다. 이 문제를 해결하려면 샘플이 제대로 다시 장착되었는지 확인하세요. 참고: KSAT 의 초기 릴리스에서는 특히 강철 실린더가 긁히거나 더러워진 경우 시료와 단단히 밀봉되지 않는 바닥 플레이트가 사용되었습니다. 이 플레이트는 2015년 여름에 부드러운 고무로 밀봉된 새 플레이트로 교체되었습니다. 샘플과 돔을 단단히 연결하려면 이 새 플레이트만 사용해야 합니다.
2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).
3. 토양은 깨지기 쉬운 다공성 시스템으로, 측정 과정에서 투과성이 변할 수 있습니다. 여기에는 여러 가지 방향과 이유가 있습니다:
흐름이 주로 거대 기공을 통해 이루어지는 경우, 측정 과정에서 이러한 기공이 침식되어 전도도가 증가할 수 있습니다. 이렇게 하면 앞의 경우와 비슷한 결과가 나오지만, 차이점은 효과(전도도 증가)가 지속된다는 점입니다.
대공극을 통한 우선적 흐름으로 인해 침전물 입자에 의해 봉쇄될 수 있습니다. 이 경우 측정 과정에서 전도도가 감소합니다. 이는 지수 함수의 부적합으로 인해 다시 나타나지만, 이 경우 맞는 지수 곡선은 데이터보다 더 구부러집니다.
4. 압력 트랜스듀서의 오프셋이 0과 같지 않을 수 있습니다. 그 이유는 측정의 모든 구성 요소(예: KSAT, 사용한 액체 및 토양 샘플이 동일한 온도에서 평형화되지 않은 경우)가 온도 드리프트가 발생했기 때문일 수 있습니다. 이 문제를 해결하려면 모든 구성 요소를 동일한 온도로 평준화하고 측정 전에 오프셋 재보정을 수행하세요.
뷰렛의 수위가 0으로 떨어지지 않고 양수 값으로 유지되는 이유는 무엇인가요?
뷰렛과 튜브 사이의 파이프 연결부에 공기가 있을 수 있습니다. 이를 제거하려면 뷰렛에 물을 20cm 높이까지 채우고 밸브를 빠르게 열어 돔이 열린 상태로 만듭니다. 물이 파이프를 통과하면서 기존의 공기를 끌어당길 것입니다.
측정 시작 자동 감지가 작동하지 않습니다. 그 이유는 무엇이며 어떻게 해야 하나요?
KSAT 는 신호의 양압 점프를 통해 측정 시작을 자동으로 감지합니다. 자동 감지가 작동하지 않는 이유에 대한 몇 가지 가능한 이유와 조정 솔루션이 있습니다:
1. 밸브의 개방이 너무 느립니다. 이 경우 압력 증가가 너무 점진적으로 일어나고 증가가 인식되지 않습니다. 이 문제를 해결하려면 레버를 빠르게 돌려 밸브를 여세요.
2. 압력 트랜스듀서가 층이 쌓이거나 침전물로 인해 즉각적으로 반응하지 않을 수 있습니다. 이 경우 KSAT 을 청소하세요.
3. 압력 트랜스듀서에 결함이 있습니다. 이 경우 KSAT 으로 보내주세요.
*어떤 경우든 "수동으로 다시 시작" 버튼을 눌러 항상 수동으로 측정을 시작할 수 있습니다. 이 솔루션은 "실행 중"에 KSAT 측정을 시작하려는 경우(예: 측정을 시작하려고 할 때 뷰렛에 대한 밸브 연결이 이미 열려 있는 경우(고의 또는 실수로))에도 적합합니다.
실험에 어떤 유체를 사용해야 하나요?
증류수를 사용하지 마세요! 모래 토양에서는 물의 이온 성분이 큰 영향을 미치지 않지만, 미세한 질감의 토양에서는 전기 이중층의 폭이 물의 이온 강도와 이온 성분에 의해 크게 영향을 받습니다. 또한 증류수의 1가 음이온이 포함된 물을 사용하면 시료가 분산되어 포화 전도도가 감소할 수 있습니다. 일반적으로 조사 대상 토양과 이온 성분이 비슷한 물을 사용하는 것이 좋지만, 물의 이온 성분을 아는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다. 실제로는 대부분의 경우 표준 수돗물을 사용하며, 이온 강도를 지정할 수 있으면 좋습니다. 특히 토양이 분산될 수 있는 일부 조사의 경우, 2가 양이온이 포함된 전해질 용액(예: 칼슘을 양이온으로 하는 0.01 몰 용액)을 사용하는 것이 좋습니다. 항상 측정을 수행하는 실험실 환경과 동일한 온도의 물을 사용하세요.
배기관에서 나오는 물이 깨끗하지 않습니다. 문제가 있나요?
중지! 시료에 가한 압력 헤드가 너무 높아서 침식이 발생하고 시료가 파괴됩니다. 기기의 압력 트랜스듀서는 최소 압력 헤드로도 작동할 수 있을 만큼 정밀합니다. 압력 헤드를 2~5cm 사이로 조정하세요. 또한 일반적으로 작은 압력 헤드를 사용하면 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
연결 밸브를 열어도 아무 일도 일어나지 않습니다. 시료가 불투과성인가요?
KSAT 는 매우 작은 침투 속도도 기록할 수 있습니다. 샘플링 속도로 "자동"을 선택한 경우 최소 압력 헤드 차이가 기록된 경우에만 데이터 포인트가 표시됩니다(기본값은 0.1cm). 더 많은 포인트를 보려면 다음을 수행하면 됩니다:
1. 더 작은 최소 압력 헤드 차이를 선택합니다(0.01cm까지).
2. 자동 모드 대신 일정한 시간 간격을 선택합니다.
3. 3. 초기 압력 헤드를 높입니다. 측정 중 시료가 침식되거나 파손될 위험을 최소화하기 위해 항상 약 5cm 이하의 압력 헤드 차이로 측정을 시작하는 것이 좋습니다. 그러나 시료가 안정된 것이 확실하다면 최대 20cm까지 늘릴 수 있습니다.
4. 전도도가 너무 낮아 초기 압력 헤드 차이가 20cm인 측정에서도 매우 느리게 나타나는 경우 측정에 뷰렛 확장 모드를 사용하여 측정 속도를 50배로 다시 가속화합니다. 이렇게 하려면 상수 헤드 파이프를 위에 두고 뷰렛을 파이프 상단까지 완전히 채우세요. 그러면 KSAT 에서 넓은 뷰렛 대신 좁은 파이프에서 물이 공급되는 것을 자동으로 감지하여 적절한 전도도 값을 계산합니다.
정의된 측정 시간에 도달할 때까지 기다려야 하나요?
다음 매개변수가 충족되는 경우 정의된 측정 시간에 도달하기 전에 측정을 중지할 수 있습니다:
피팅 곡선이 측정값에 잘 맞습니다.
R²가 충분히 높음(1에 가까움)
이미 충분한 측정값이 측정된 경우(> 10)
Ks 값은 일정합니다.
자동 측정이 시작되기도 전에 모든 물이 시료를 통과하기 때문에 전도도를 측정할 수 없습니다.
KSAT 에서 측정 가능한 전도도 범위의 상한은 약 5000 cm/d입니다. 이 경우 초기 수위는 약 5초 만에 샘플을 통과하며, 이는 KSAT 데이터 수집의 시간적 분해능에 가깝습니다. 이 측정 문제를 해결하려면 밸브를 연 직후 '측정 다시 시작' 버튼을 사용하여 수동으로 데이터 기록을 시작할 수 있습니다. 이렇게 하면 첫 번째 데이터의 기록이 약간 빨라질 수 있습니다.
장착된 낙하 헤드 곡선이 내 KSAT 데이터와 일치하지 않는 이유는 무엇인가요?
여기에는 여러 가지 이유가 있을 수 있습니다:
1. 시료가 제대로 장착되지 않은 경우 바닥이 단단히 밀봉되지 않았을 수 있습니다. 이 경우 수압은 마지막에 0 hPa 값에 가까워지지 않고 음수 값이 되는 경향이 있습니다.
해결 방법: 샘플을 올바르게 다시 장착하세요.
참고: KSAT 초기 릴리스에서는 특히 강철 실린더가 긁히거나 더러워진 경우 샘플을 단단히 밀봉하지 못하는 바닥 플레이트가 사용되었습니다. 이 플레이트는 2015년 여름에 부드러운 고무 씰이 있는 새 플레이트로 교체되었습니다. 샘플과 돔을 단단히 연결하려면 이 업데이트된 플레이트만 사용해야 합니다.
2. 일부 토양, 특히 양토 질감의 토양에서는 거의 모든 물이 토양 샘플의 아주 작은 부분(즉, 거대 기공을 통과)을 통과합니다. 이러한 거대 기공의 물 흐름은 압력 구배가 너무 커지면 난류가 됩니다. 이 경우 물의 흐름은 더 이상 압력 구배에 비례하지 않습니다. 따라서 시간에 따른 수두의 변화는 기하급수적이지 않으며 다아시의 법칙은 유효하지 않습니다. 이 경우 지수 함수는 데이터에 적합하지 않으며, 적합 함수는 실험 결과보다 덜 곡선화됩니다. 또한 이러한 경우 압력 헤드가 작을수록 계산된 전도도가 더 커지는 것을 알 수 있습니다.
Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3. 토양은 깨지기 쉬운 다공성 시스템으로, 측정 과정에서 투과성이 변할 수 있습니다. 여기에는 여러 가지 이유가 있습니다:
a. 흐름이 주로 거대 기공을 통해 이루어지는 경우, 측정 과정에서 이러한 기공이 침식될 수 있습니다(즉, 전도도가 증가). 이렇게 하면 2번과 비슷한 결과가 나오지만 효과(전도도 증가)는 오래 지속됩니다.
b. 우선적 흐름으로 인해 침전물 입자에 의해 거대 기공이 밀봉될 수 있습니다. 이 경우 측정 과정에서 전도도가 감소합니다. 이는 지수 함수의 명백한 부적합으로 표시되지만, 이 경우 맞는 지수 곡선은 데이터보다 더 구부러집니다.
4. 압력 트랜스듀서의 오프셋이 0과 같지 않을 수 있습니다. 측정의 모든 구성 요소(예: KSAT, 사용한 액체 및 토양 샘플)가 동일한 온도에서 평형화되지 않은 경우 온도 편차가 발생할 수 있습니다.
솔루션: 모든 구성 요소를 동일한 온도로 평준화하고 측정 전에 오프셋 재보정을 수행합니다.
현장에서 포화 수리전도도를 측정하는 것이 가장 좋은데, 이는 토양의 전체 공극 시스템을 포괄하기 때문입니다. 토양 코어만 가지고 어떻게 Ks (Kt)를 측정할 수 있나요?
많은 연구 기관에서 여전히 샘플로 K (Kf)를 측정하지만 현장 데이터가 항상 더 좋습니다. 토양 코어를 사용하는 경우, 열린 경로가 결과를 위조하지 않도록 5개의 복제본이 필요합니다. 결과를 비교합니다. 한두 개가 훨씬 높은 Ks 결과를 보인다면 평균을 내지 말고 값이 낮은 측정값만 평균을 내세요. 높은 전도도 데이터는 토양 코어의 상단과 하단에 절단되었지만 현장에서는 다소 수동적인 개방 경로(공극)로 인해 발생할 수 있습니다.
KSAT 에서는 지정된 기준 온도에서 포화 전도도를 얻기 위해 온도 보정을 어떻게 계산하나요?
KSAT 는 물 점도의 온도 의존성을 사용하여 측정된 값(측정된 작동 온도에서)에서 기준 전도도(지정된 기준 온도에서)를 다시 계산합니다. 자세한 내용은 KSAT 사용 설명서( KSAT 소프트웨어의 도움말 메뉴에서 PDF로 제공)의 11페이지에 명시되어 있습니다.
포화 상태란 모든 토양 기공이 물로 가득 차 있다는 뜻인가요?
하지만 현장에서는 그렇지 않습니다.
자동 측정이 시작되기도 전에 모든 물이 시료를 통과하기 때문에 전도도를 측정할 수 없습니다.
KSAT 으로 측정 가능한 전도도 범위의 상한은 약 10000cm/d입니다. 이 경우 초기 수위는 약 5초 만에 샘플을 통과하며, 이는 KSAT 데이터 수집의 시간적 분해능에 가깝습니다. 밸브를 연 직후에 측정 다시 시작 버튼을 사용하여 수동으로 데이터 기록을 시작할 수 있습니다. 이렇게 하면 첫 번째 데이터 포인트의 기록이 약간 빨라지고 측정 상한을 약간 더 높일 수 있습니다.
측정은 언제 완료되나요?
초기 압력 수두와 관련된 최소 총 압력 수두(파라미터 H_end_abs) 또는 최소 상대 압력 수두(파라미터 H_end_rel)에 도달하면 측정이 자동으로 완료됩니다. 기본 설정은 수위가 초기 값의 25%까지 낮아질 때까지 물이 침투하는 것입니다. 이 설정은 파라미터 메뉴에서 변경할 수 있습니다. 기본값은 매우 보수적으로 설정되어 있습니다. 종종 측정을 훨씬 일찍 중지할 수 있습니다. 언제든지 측정 중지를 눌러 이 작업을 수행할 수 있습니다. 일반적으로 측정은 중지할 수 있습니다:
a) 계산된 전도도가 안정된 값이 되는 경우. 이는 충분한 수의 측정 데이터가 기록되었고(10개 이상) 신호가 명확한 추세를 보이는 경우와 다음과 같은 경우입니다.
b) r²가 충분히 높은 경우(r² > 0.999).
투과성이 낮은 시료의 경우 일반적으로 압력 헤드가 1cm 감소하면 측정을 중지하기에 충분합니다. 예를 들어 전도도가 2cm/d인 시료의 경우 초기 압력 헤드의 0.25에 도달하는 데 약 8시간이 걸립니다. 실제로는 20cm 초기 수두에서 시작하여 약 15분 후에 발생하는 19.5cm에 도달하면(수동으로 또는 H_end_rel = 0.975를 설정하여) 측정을 중지할 수 있습니다.
데이터를 외부에서 시각화할 수 있나요?
예. 모든 데이터와 모든 매개변수는 csv 형식의 ASCII 파일에 기록됩니다. 이러한 데이터를 사용하여 자체 시각화 소프트웨어로 측정값과 적합 곡선을 다시 시각화할 수 있습니다.