The objective of this study is to assess impacts of sorption heterogeneity on the transport of leachate leaked from unlined landfill sites and is accomplished by examining the results from a series of Monte-Carlo simulations. For random distribution coefficient ($K_{d}$) fields with four different levels of heterogeneity ranging from homogeneous to highly heterogeneous, the transport of leachate was investigated by linking a saturated flow model with a contaminant transport model. Impacts of a chemical heterogeneity were evaluated using point statistics values such as mean, standard deviation, and coefficient of variation of the concentration obtained at monitoring wells from 100 Monte-Carlo trials. Inspection of point statistics shows that the distribution of distribution coefficient in the landfill site proves to be an important parameter in controlling leachate concentrations. In comparison to homogeneous sorption, heterogeneous $K_{d^-}$ fields produce the variability in the leachate concentration for different realizations. The variability increases significantly as the variance in the $K_{d^-}$ field and the travel time between source and monitoring well increase. These outcomes indicate that use of a constant homogeneous $K_{d}$ value for predicting the transport of leachate can result in significant error, especially when variability in $K_{d}$ is high.

본 연구에서는 매립장에서 하부 지반으로 누출된 침출수의 이동에 흡착 불균질성이 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 차수막이 설치되어 있지 않은 매립장을 대상으로 일련의 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 검토하였다. 균질한 지층에서 강불균질 지층에 이르는 다양한 불균질도를 가진 랜덤 분배계수 장에 대하여 포화 유동 모델과 오염물 이동 모델을 연결시켜 침출수의 이동을 계산하였다. 100회에 걸쳐 수행된 Monte-Carlo 시뮬레이션의 결과치로부터 얻은 평균, 표준편차, 변이계수와 같은 점기반 통계치들을 이용하여 화학적 불균질도의 영향을 평가하였다. 통계치 결과에 따르면 매립지반의 분배계수 분포가 지반 내 침출수 농도를 결정하는데 매우 중요한 인자로 나타났다. 균질 흡착의 경우와 비교할 때 불균질 분배계수 장에서는 실현 간 침출수 농도 분포의 변동성이 나타났다. 분배계수 장의 분산 및 오염원과 감시정 간의 이동 시간이 커질수록 농도의 변동성이 증가하였다. 이러한 결과는 화학적 변동성이 큰 지반 내에서의 침출수 이동을 예측할 때 단일 분배계수 값을 사용하면 상당한 오차를 유발할 수 있음을 나타낸다.

Keywords: Landfill;Leachate transport;Distribution coefficient;Heterogeneity;Monte-Carlo simulation;

Keywords: 매립장;침출수 이동;분배계수;불균질성;Monte-Carlo 시뮬레이션;