• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.308-313
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• 2009

유역에서 물의 평균체류시간은 강우에 의해 토양에 강우 등으로 인해 수분이 침투하여 유출되기까지 소요되는 평균 시간이며, 침식, 식생분포, 유출기작 등을 지배하는 수문학적 과정을 이해하는데 중요한 요소이다. 물의 평균체류시간을 산정하는 대표적인 방법인 방사성 동위원소에 의한 추적자법은 계산과정이 복잡하고 많은 비용이 들면서도 간접적인 방법임으로, 본 연구에서는 토양수분의 거동을 관측해 산지사면에서 물의 평균체류시간을 산정하는 보다 직접적인 방법을 고안하였다. 토양수분의 측정을 위해 광릉 국립수목원에 위치한 산림 소유역에 토양 수분 측정장비인 TDR을 설치하고 1년 동안 2시간 간격으로 깊이별 측정을 수행하였다. 토양수분을 이용해 산정된 물의 체류시간은 대상유역의 불투수 지하면에 가까워질수록 상승하는 경향을 보였고 강우가 집중된 여름에 가장 짧은 것으로 나타났다. 실험에서 얻어진 평균체류시간은 기존의 화학적 방법을 통해 산정된 값과 유사한 경향을 보였는데 이러한 결과들은 토양수분의 측정과 분석을 통한 방법이 방사성 동위원소를 이용한 방법보다 더욱 효율성 있는 측정을 할 수 있다는 것을 나타낸다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1686-1690
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• 2010

우리나라 면적의 약 67%에 이르는 660만ha의 산림 중 침엽수림은 혼효림을 포함하여 약 74%를 차지해 활엽수림보다 넓게 분포하고 있다. 이와 같이 넓은 산림은 가뭄, 홍수와 같은 수문현상과 관련이 있으며 강우에 따른 유출에의 기여하는 바가 클 뿐만 아니라 강우, 증발산, 침투 유출에 이르는 다양한 수문현상이 복합적으로 나타난다. 특히, 최근 임목밀도의 증가가 오히려 증발산량의 증가, 옆면에 의한 강우 차단량의 증가 등을 발생시켜 가뭄과 홍수 또는 산사태의 원인이 될 수 있으며, 수자원 함양을 저해하는 요소로 작용하고 있다는 우려의 목소리가 나오고 있다. 따라서 산림지역의 증발산과 관련 있는 토양수분의 지속적인 모니터링과 감쇄특성 및 토양수분 환경에 대한 연구는 중요한 요소 연구가 될 수 있다. 봄에서 여름으로 진행되는 시기에는 강우발생에 비해 수목의 생육이 활발하여 증발산에 따른 토양수분 변화 및 감소가 급격하게 일어나며, 여름에는 토양수분의 감소도 뚜렷한 반면, 강우사상도 많이 발생하여 이에 따른 변화폭이 크게 나타난다. 또한, 가을에서 겨울로 진행되는 시기에는 수목의 생육의 둔화와 기온 하강으로 인하여 토양수분 감쇄현상 및 변화가 적게 나타나 토양수분의 변화양상이 계절마다 다르게 나타난다. 이에 토양수분의 감쇄현상을 파악하면 곧 산림지역에서의 증발산량 및 토양수분 소비특성을 파악할 수 있기 때문에, 산림에서 실제 토양수분 모니터링과 이를 통한 시간별, 깊이별 토양수분 변화 및 감쇄현상을 파악하는 것은 중요하다. 따라서 본 연구에서는 침엽수 산림에서의 토층별 월별 토양수분의 감쇄특성을 분석하기 위하여 침엽수림에서 토양수분 장기 모니터링 시스템을 구축하여 시간별, 토층별 토양수분 모니터링을 실시하고, 이를 바탕으로 침엽수림에서의 토양수분 감쇄현상을 분석하였다. 또한 토양수분 데이터 및 기상자료를 활용하여 월별, 기간별 토양수분 감쇄곡선을 산정하고 감쇄상수를 비교하였으며, 감쇄특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.20 no.6
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• pp.572-581
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• 1991

For the development of a model to predict absorbed salt quantity in radish during salting, absorbed salt quantity and water content change in radish by the hour were measured at 5%, 10%, 15% brine concentration and $10^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;30^{\circ}C$ respectively. Absorbed salt quantity in radish by the time showed logarithmic function, absorbed salt quantity by brine concentration and temperature showed linear relation. A model to predict absorbed salt quantity in radish at each time, brine concentration and temperature was calculated by the regression program of SPSS. Apparent diffusivity of salt in radish was calculated from appropriated diffusion equation solution of Fick's second law using computer simulation. Salt diffusivity in radish increased as brine concentration increased and the effect of temperature could by expressed by Arrhenius equation. A model equation which could predict salt diffusivity was developed by regression analysis. To specify relation between salt quantity which absorbed into radish and water content which removed out of it, Flux ratio(${\Delta}W/{\Delta}S$) was calcuated. The values showed that the removed water content was greater than the absorbed salt quantity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.19-19
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• 2019

토양수분은 지표수가 증발, 유출, 침투되는 과정에 중요한 역할을 하는 수문 인자로, 수문학적인 관점에서 물 순환을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 그럼에도 불구하고 토양 내 수분을 측정하는 데 어려움이 많아 국내에서는 토양수분의 지속적인 관측을 위한 관측소 운영이 원활하게 이루어지지 않고 있으며, 주로 유전율식 계측 방식을 통해 지점 기반의 토양수분 자료를 생산하는데 그치고 있다. 최근 발사된 토양수분 위성인 SMAP (Soil Moisture Active Passive)을 비롯한 위성기반의 토양수분 자료와 융합하여 사용하기 위해서는 지점에서의 토양수분 네트워크가 우선적으로 구축되어야 하나, 관측소의 수도 부족할 뿐 아니라, 지형이 복잡하고 산지가 많은 한반도에서는 점 단위의 토양수분 자료의 공간적 대표성이 부족하여 활용에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 운영중인 지점 기반의 토양수분 관측소의 FDR (Frequency Domain Reflectometry), TDR (Time Domain Reflectometry) 센서를 함께 활용하여 산악지형에서의 Cosmic-ray 기반 토양수분자료를 생산하고자 한다. 산악지형에서의 Cosmic-ray 센서는 토양 유기물과 식생 차단 등에 의한 영향이 많으므로 평지에서 토양수분을 산정하기 위한 교정 함수들의 비교 및 평가를 실시하였다. 일반적으로 평지에서 활용되는 교정 함수들은 강우에 따른 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있는 것으로 확인되었으나, 갑작스러운 강우로 인한 식생 차단과 토양 유기물의 영향이 커지는 경우 토양수분의 급격한 변동성을 표현하기에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구를 기반으로 산악지형에서 Cosmic-ray 센서에 영향을 미치는 인자들을 분석할 수 있으며, 추후 산악지형에서 지역 규모의 토양수분을 관측할 수 있는 관측소를 구축하는데 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.1
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• pp.109-120
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• 2004

There has been outstanding research on the soil-water characteristic curves of unsaturated soils over the past several decades. Unfortunately, unsaturated soil mechanics has not been considered as an important factor in Korea. In this paper, laboratory test and numerical analysis(SoilVision Professional ver 3.04) were performed to investigate the prediction method of soil-water characteristic curve and unsaturated permeability coefficient in reclaimed ground. The pressure cell, desiccator, and tensiometor tests were conducted on three types of reclaimed soils(dredged soil, sand, weathered granite soil). Numerical analysis was executed to compare the results with the laboratory test results and also compared with the results of each prediction method. Based on the laboratory test, three different types of soils have shown different soil-water characteristic curves. The hysteresis fir these soils is clearly defined. As a result of numerical analysis, Fredlund & Xing's method and Fredlund & Wilson's model proved to worke out well for reclaimed ground soils in Korea. Also, predicting method based on the soil-water characteristic curves from the particle-size distributions is flirty reliable for estimating unsaturated permeability coefficient.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.28 no.7
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• pp.41-53
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• 2012

During rainfall period, to identify the characteristics of the infiltration of moisture, electrical resistivity monitering survey was carried out to weathered zone. Four regions of geophysical exploration areas with different rock types, four regions were selected. An area consists of mafic granite and three areas are composed of sedimentary rocks (Sandstone, Shale, Unconsolidated Mudstone). Survey was conducted from June (rainy season) to November (dry season), and during the period the change in resistivity was observed. According to the result of monitoring exploration on Geumjeong and Jinju areas, for the estimation of the standard rainfall, it is necessary to estimate the effects of the antecedent rainfall during the rainy season based on the overall rainfall from June till October and also necessary to consider this for the estimation of the half period. Also, the vertical distribution of the low resistivity anomaly zone does not show that the infiltration of moisture does not occur uniformly from the surface of the ground to the lower ground but shows that it occurs along the relaxed gap of the crack or soil stratum of the weathering zone. In Pohang area, the type of moisture infiltration is different from that of the granite or sedimentary rock. Since, after the rainfall, the rate of infiltration to the lower ground is high and the period of cultivation to the lower bedrock aquifer is short, it has similar effect to that of the antecedent rainfall applied for the estimation of the standard rainfall being presently used. In Danyang, due to the degree of water content of the ground, the duration period of the low resistivity anomaly zone observed in the lower ground of the place where clastic sedimentary rock is distributed is similar to that in Pohang area. The degree of lateral water diffusion at the time of localized heavy rain is the same as that of the sedimentary rock in Jinju. According to the above analysis results, in Danyang area, the period when the antecedent rainfall has its influence is estimated as three weeks or so.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.72 no.1
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• pp.37-44
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• 1986

Seasonal changes of water relations parameters were obtained from p-v curves in leaves of Quercus grosseserrata and Quercus acutissima. The osmotic pressure at full hydration, ${\pi}_o$, and osmotic pressure at incipient plasmolysis, ${\pi}_p$, were high in newly emerged leaves but decreased with leaf development in each of the species. Water deficit at turgor loss was 10 to 20% in each of the species during the growing season. Maximum bulk elastic modulus in cell walls at full turgor, Emax, rises rapidly with leaf development before senescence in each of the species. Seasonal change of number of osmoles solute in symplasm per dry weight, Ns/DW, was higher in Quercus grosseserrata leaves than Quercus acutissima leaves, while relative water content (Vp/Vo, $RWC^*$, Vo/Vt) was relatively constant in each of the species.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.248-248
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• 2020

토양수분은 증발산, 유출, 침투 등 물수지 요소들과 밀접한 연관이 있는 주요한 변수 중에 하나이다. 토양수분의 정도는 토양의 특성, 토지이용 형태, 기상 상태 등에 따라 공간적으로 상이하며, 특히 기상 상태에 따라 시간적 변동성을 보이고 있다. 기존 토양수분 측정은 토양시료 채취를 통한 실내 실험 측정과 측정 장비를 통한 현장 조사 방법이 있으나 시간적, 경제적 한계점이 있으며, 원격탐사 기법은 공간적으로 넓은 범위를 포함하지만 시간 해상도가 낮은 단점이 있다. 또한, 모델링을 통한 토양수분 예측 기술은 전문적인 지식이 요구되며, 복잡한 입력자료의 구축이 요구된다. 최근 머신러닝 기법은 수많은 자료 학습을 통해 사용자가 원하는 출력값을 도출하는데 널리 활용되고 있다. 이에 본 연구에서는 토양수분과 연관된 다양한 기상 인자들(강수량, 풍속, 습도 등)을 활용하여 머신러닝기법의 반복학습을 통한 토양수분의 예측 가능성을 분석하고자 한다. 이를 위해 시공간적으로 토양수분 실측 자료가 잘 구축되어 있는 청미천과 설마천 유역을 대상으로 머신러닝 기법을 적용하였다. 두 대상지에서 2008년~2012년 수문자료를 확보하였으며, 기상자료는 기상자료개방포털과 WAMIS를 통해 자료를 확보하였다. 토양수분 자료와 기상자료를 머신러닝 알고리즘을 통해 학습하고 2012년 기상 자료를 바탕으로 토양수분을 예측하였다. 사용되는 머신러닝 기법은 의사결정 나무(Decision Tree), 신경망(Multi Layer Perceptron, MLP), K-최근접 이웃(K-Nearest Neighbors, KNN), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM), 랜덤 포레스트(Random Forest), 그래디언트 부스팅 (Gradient Boosting)이다. 토양수분과 기상인자 간의 상관관계를 분석하기 위해 히트맵(Heat Map)을 이용하였다. 히트맵 분석 결과 토양수분의 시간적 변동은 다양한 기상 자료 중 강수량과 상대습도가 가장 큰 영향력을 보여주었다. 또한 다양한 기상 인자 기반 머신러닝 기법 적용 결과에서는 두 지역 모두 신경망(MLP) 기법을 제외한 모든 기법이 전반적으로 실측값과 유사한 형태를 보였으며 비교 그래프에서도 실측값과 예측 값이 유사한 추세를 나타냈다. 따라서 상관관계있는 과거 기상자료를 통해 머신러닝 기법 기반 토양수분의 시간적 변동 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.307-307
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• 2021

개념적 강우-유출모형에서 토양수분과 관련된 물리적 거동은 간략화 된 형태로 강우 및 온도자료를 활용하여 중간변량(state variable)으로 간접적으로 고려되고 있다. 특히 강우-유출모형에 초기함수 조건은 선행함수조건을 고려하여 수문지질학적 평가를 통하여 결정되어야 하나, 일반적으로 가정되거나 모형에서 간략화 된 분석과정을 통해 추정되고 있다. 본 연구에서는 토양의 Water Balance 모형 기반의 개념적 토양수분 추정모형을 활용하였다. 토양수분의 시간적 변동성을 평가하는데 있어서 연속적으로 측정된 In-situ 토양수분 자료를 이용하여 모형의 적합성을 평가하였다. Green-Ampt 방법과 중력식 침투방법과 온도를 활용한 증발산 추정기법을 연계한 토양함수 평가 모형을 개발하였다. In-situ 토양수분 자료와 유역의 강수량 및 온도자료를 이용한 관련 매개변수를 Bayesian 기법을 통해 추정하였으며 매개변수의 민감도를 평가하여 제시하였다. 최종적으로 제안된 모형의 활용측면에서 강우-유출모형의 초기함수 조건으로써의 역할을 평가하였다. 구체적으로 첨두유량 및 유출고와 초기함수조건과의 관계를 제시하고 강우-유출모형에서 활용방안을 제시하고자 한다.

• Horticultural Science & Technology
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• v.19 no.4
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• pp.596-601
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• 2001

This study was carried out to determine the effect of base carriers such as zeolite or vermiculite on change of concentration of polyoxyethylene laury ether[$C_{12}H_{25}O(C_{2}H_{4}O)_{3}H$, PLE] and on initial wetting of peat-vermiculite medium in the development of a soil wetting agent using the mixture of PLE and polyoxyethylene+polyppro-pyleneoxide tridecylether (1:1, w/w, CM-1). The concentration of PLE in the treatment of vermiculite was higher than that of zeolite during the period from 2 to 6 weeks. The cumulative concentration of PLE released in the treatment of vermiculite was about $2800mg{\cdot}L^{-1}$ and zeolite was about $2300mg{\cdot}L^{-1}$. The treatments of PLE+CM-1 with zeolite or vermiculite as a carrier were effective in initial water retention of root media having more than 510 mL of water per pot, where as those of $AquaGro^{G}$ and control had 490 mL and 400 mL of water per pot, respectively. In the evaporative water loss, the treatment of zeolite and $AquaGro^{G}$ were faster than that of control and vermiculite. The control treatment had the fastest water movement in and the highest volume of water infiltrating into root medium among all treatments. Increased application rate of PLE+CM-1 did not increase water retention capacity. The treatment of $0.6g{\cdot}L^{-1}$ had the highest evaporative water loss and that of $0.3g{\cdot}L^{-1}$ had the highest amount of water infiltrating into root media among all other treatments.