SAP(고흡수성수지) 혼합비에 따른 토양함수특성 규명

이시은1*, 봉태호1, 정은수1, 변지섭1

(1충북대학교 산림학과)

Identify Soil Water Characteristics according to SAP(Superabsorbent Polymers) Mixing ratio

Sieun Lee1*, Taeho Bong1, Eunsoo Jeong1, Jiseop Byen1

(1Department of Forest Science, Chungbuk National University)

요약: 고흡수성수지(Superabsorbent Polymer, SAP)는 자중에 수백 배가 넘는 수분을 흡수할 수 있는 고분자 물자로 토양 내 함수비를 증가시키고 표면 증발산량을 감소시켜 지반의 보수력을 높이는 물질로 사용되고 있다. 하지만 SAP 적용에 따른 지반 내 함수 특성에 대한 정량적인 규명이나 장기적인 적용에 있어 건조-습윤의 반복에 의한 SAP 성능 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반 내 SAP의 적용과 이에 따른 토양 함수 특성을 정량적으로 규명하였다. SAP 혼합비는 중량 대비 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3%로 설정하였다. SAP의 혼합비에 따른 Soil Water Characteristic Curve(SWCC, 함수특성곡선)를 규명하기 위해 증발법 및 이슬점 방식을 이용해 실험을 진행하였고, van Genuchten(1980)의 방법을 적용해 매개변수를 산정하였다. 또한, 지반의 보수력 및 주변 식생의 생육환경을 위한 SAP 혼합비에 따른 유효수분의 변화를 파악하기 위해 SAP 혼합비에 따른 포장용수량의 변화를 측정하여 함수 특성을 규명하였다.

Abstract: SAP (Superabosorbent Polymers) is a polymer material that can absorb hundreds of times more moisture in the soil and is used to increase the water content in the soil and reduce the amount of surface evapotranspiration. However, studies on SAP performance changes caused by repetition of drying-wetting in quantitative investigation of water characteristics in the ground or long-term application following SAP application are insufficient. Therefore, this study was conducted to quantitatively investigate the application of SAP on the ground and the resulting soil water characteristics. SAP mixing ratio was set to 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, and 0.3% relative to weight. To identified the Soil Water Characteristic Curve (SWCC) according to the mixing ratio of SAP, an experiment was conducted using the evaporation method and the dew point method, and parameters were calculated by applying van Genuchten's method (1980). In addition, in order to understand the change in effective moisture according to the SAP mixing ratio for the water retention power of the ground and the growth environment of surrounding vegetation, the water quantity for packaging was measured and the functional characteristics according to the SAP application were identified.

사사: 이 성과는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 2022R1A2C4002583).