• 대한지하수환경학회지
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• 제6권1호
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• pp.23-32
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• 1999

Richards 방정식(RE) 해를 구하는 새로운 수치해석적인 방법으로 해적응격자(SAG)법을 개발하였다. SAG 법은 격자생성법을 이용하여 해의 구배가 큰 영역에 더 많은 수의 격자가 밀집되도록 일정한 수의 격자를 자동으로 재분배한다. 이 방법은 좌표변환기법을 이용하여 지배방정식인 RE를 새로운 좌표에서의 RE로 변환하고 유한차분법을 적용하여 방정식의 해를 구한다. 이때 격자점들의 이동은 변환된 RE에 수식으로 반영되기 때문에 고정된 격자점 을 갖는 변환된 영역에서는 해를 구하는 과정에서 내삽법이 불필요하게 된다. 따라서 SAG법은 불포화대에서의 지하수 침투과정을 모사할 때 습윤전선의 이동과 관련하여 발생하는 수치해석적 난제를 크게 개선할 수 있는 방법이다. SAG법과 고정격자를 이용하는 기존의 수정 Picard법을 비교하기 위하여 1차원 침투문제에 대한 수치실험을 실시하였다. 41개의 격자점을 이용한 SAG법은 201점의 고정격자법과 비교하였을 때, 해의 정확도에서는 비슷한 값을 보였으며 계산시간은 반으로 줄어들었다. SAG해의 질량평형과 수렴도는 시간간격 ($\Delta$t)과 해적응 격자생성에 사용된 가중모수 (${\gamma}$)에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 SAG법을 이용하여 질량보존적이며 동시에 수렴하는 해를 구하기 위해서는 $\Delta$t와 ${\gamma}$를 자동으로 재조정하는 과정이 요구되며, 이러한 과정은 계산시간을 증가시키는 요인으로 작용할수도 있을 것이다. 본 연구에서 제시된 방법은 특별히 시간에 따른 전선의 이동을 다루는 불포화 유동 및 오염물 거동 문제에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권1호
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• pp.17-25
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• 2013

본 연구는 복잡한 산악지형에서 바람장 변화를 해석하고, 산불발생시 확산방향을 예측하여 산불방지 전략에 활용하기 위해서 수행되었다. 연구 대상지는 2000년 4월 7일 산불이 발생하여 10일간 진행되었던 삼척지역을 대상으로 하였다. 삼척 산불피해지는 복잡한 산악구조를 가지고 있는데 먼저 중규모 기상 모델인 WRF를 사용하여 대상지에 설치한 AWS(4 지점)의 관측결과와 비교하였다. WRF 모의 결과, 4개 지점의 풍속은 AWS 관측지점의 풍속에 비해 5~8m/s(200% 과대평가) 강하였으며, 관측된 풍향은 지점마다 다양하게 나타난 것에 비해 모의된 풍향은 모든 지점에서 서풍계열로 나타났다. 결과적으로 WRF와 같은 중규모 기상모델은 복잡한 산악지형에서의 바람장 변화를 잘 모의하지 못하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 미기상 대기유동장 수치모형인 ENVI-met 프로그램을 이용하여 지표면 높이에서 삼척 LTER 지역의 국지규모 바람장을 모의하였다. 지형효과에 의한 모델의 민감도를 위해 다양한 초기 조건(기류, 온 습도, 대기난류, 토양 및 식생 모형)들을 고려하여 분석하였다. ENVI-met 모의결과, 풍속은 실측과 비교할 때 약 70%의 정확도를 보였으며, 풍향은 계곡부와 능선부에서 지형효과로 인한 변화를 잘 반영하였다. 향후 ENVI-met은 산불확산예측 및 산불방지전략 수립을 위해 미기상 대기유동장 수치모형을 이용하여 산악지역의 미기상 해석에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제2권3호
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• pp.81-90
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• 1999

대학연습림의 기능이 점차 확대되면서 산림 및 자연환경에 대한 다양한 정보가 필요하게 되고, 연습림의 관리전략에도 복잡한 기술이 요구되고 있다. 따라서 GIS 기법을 응용한 소위 산림정보시스템과 같은 체계적 수단을 통해 산림 및 입지환경에 대한 여러 가지 정보들을 보다 손쉽게 수집, 편집, 관리, 분석, 갱신하고 나아가 의사결정을 지원할 수 있다면 연습림의 관리에도 많은 효과를 얻을 수 있게 된다. 본 연구는 대구대학교 성주연습림을 대상으로 이러한 목적을 시범적으로 모색해보고자 한 것으로, 일차 단계로서 각종 공간자료를 수치지도화 하여 지형을 비롯한 임상, 토양형 등 여러 수치주제도를 구축함으로써 도면정보의 유지 및 통합과정의 어려움을 해소하면서 위치적 통일성과 정보의 통합성을 어느 정도 확보하였다. 또한 영림계획상의 속성자료와 연결하여 사용자 중심의 시스템을 개발함으로써 보다 신속한 검색, 분석은 물론 각종 산림계획의 수립, 평가, 실행과정의 의사결정 수단으로 활용할 수 있었다. 그러나 시스템의 기능에 대한 다양한 요구에 부응하고 효용성을 높이기 위해서는 최신 자료로의 갱신이나 새로운 기술의 도입 등 문제점에 대한 지속적인 보완이 필요할 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제40권2호
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• pp.209-221
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• 2007

본 연구에서는 중금속으로 오염된 토양이나 자갈을 댐 축조 재료로 사용할 경우 주변 환경에 미치는 영향을 파악하기 위하여 댐 침투수와 오염물 거동에 대한 수치 모의를 실시하였다 두 가지 상용 프로그램(SEEP2D 와 FEMWATER)을 이용하여 침투수 분석을 수행하였으며, 결과를 상호 비교 분석함으로써 수치 모의의 신뢰성을 획득하였다. 특히 오염된 댐 축조재료로 인한 환경적 안정성을 검토하기 위하여 세 가지 시나리오, 즉 댐체에 균열이 없는 경우(시나리오 1), 댐의 차수벽 역할을 하는 표면 콘크리트 슬래브 상부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 2), 댐체 하부 즉 프린스와 콘크리트 슬래브와 접촉부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 3)에 대하여 각각 수치 모의를 실시하였다. 침투수 해석 결과, 슬래브 상부에 균열이 있는 경우, 즉 시나리오 2에서 계산된 단위폭당 침투수량은 $14.311\sim14.924m^3/day$으로 다른 경우에 비해 약 1,000배 큰 값을 보였다. 또한 FEMWATER프로그램을 사용하여 오염물 거동을 수치모의하였다. 오염물질이 지속적으로 침출되어 나오는 상황을 고려하여 주축조구역은 농도 13ppb가 지속적으로 유지되도록 초기조건을 설정하였다. 오염물 거동분석 결과 시나리오 1에서 2ppb 정도의 오염물이 댐체 하류 부분에 도달하는데 걸리는 시간은 최소 55,000년이었으며, 시나리오 2의 경우 약 50년 정도, 마지막으로 시나리오 3의 경우 27,000년이였다. 댐체 상부에 균열이 발생한 경우는 댐에 균열이 발생하지 않은 경우보다 약 500배 이상 빠른 유속이 나타나기 때문에 오염물도 균열이 발생하지 않은 경우에 비해 상당히 빠르게 퍼져나가는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 슬래브 상부에 균열이 발생한 경우 100년 이내에 댐체 하부천 2ppb 이상의 오염물이 전달될 가능성이 있음을 확인하였지만, 균열이 없거나 슬래브 하부에 균열이 발생한 경우에는 오염물이 외부로 이동될 가능성이 거의 없었다. 따라서 콘크리트 슬래브에 대한 지속적인 유지 관리로 균열 발생을 적절히 제어할 수 있다면, 본 연구에서 제안한 오염된 사력재의 CFRD 내부 축조재료로의 활용은 고려 가능한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.79-86
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• 2004

암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2011

최근 시설재배의 증가나 새만금 간척지의 개발 등 염류 농도가 높은 토양에서의 작물 재배에 대한 수요가 점차적으로 증가하고 있는 상황에서 고염환경 하에서 세포내로 주입된 염 분자를 제한된 구역으로 격리하여 염류내성을 주도록 하는 anti-porter 유전자 TANHX, HVNHX를 우리나라 주요 화훼작물이며 수출유망 작물인 국화로 도입하는 분자육종이 백마 등 5품종에 대하여 이루어졌다. 선발 마커를 이용한 배지선발 과정을 통하여 선발된 기내 식물체 390개체를 대상으로 토양 순화를 거쳐 284계통의 국화 형질전환체가 획득되었으며, 얻어진 식물체 중 임의로 40계통을 선발하고 PCR을 거쳐 진성 여부를 확인한 결과 30계통에서 target band가 검출되어 75%의 배지 발 성공률을 나타내었다. PCR 분석 선발 계통을 포함하여 토양 순화된 284계통을 대상으로 직접적으로 NaCl 0.2 ~ 1.2% (300 mM) 범위로 내염성 생물검정을 실시한 결과 NaCl 0.8% (200 mM) 농도에서도 생존 및 생장이 가능한 15계통이 선발되었으며 이중 7계통은 NaCl 1.2%(300 mM) 내에서도 생존이 가능하였다. 내염성 특성형질 도입을 위하여 anti-porter 유전자 HVNHX가 도입되어 선발된 형질전환 계통의 스트레스 저항성 정도 및 세포 형태적 특성변화가 관찰되었다. 선발된 계통은 NaCl 1.2% (300 mM) 처리 생존가능 7계통을 포함하여 NaCl 0.8% (200 mM) 관수 처리 하에서 생존 및 생장이 가능한 15계통이었다. 세포형태 특성은 전자현미경 (SEM)을 이용하여 형질전환체 및 비 형질전환체의 공변세포를 염 처리 후 관찰함으로서 이루어졌는데 형질전환체, 비형질전환체 모두 무처리에 비해 NaCl 처리한 식물체의 공변세포의 두께가 두꺼워지고 조직 치밀도가 증가하였으며 형질전환체의 경우 비 형질전환체에 비해 두꺼워지는 정도나 조직의 치밀도 증가 정도가 높아 염에 대한 내성이 강화되었음을 알 수 있었고 염 처리 후 세포의 생존정도 비교를 통한 내염 스트레스에 대한 저항성 정도를 측정하고자 TTC 검정을 실시한 결과 강 내염성 계통의 TTC 수치가 높게 나왔으며 NaCl 처리 농도가 높아질수록 TTC 수치가 낮아지는 경향이었으나 강 내염성 7계통은 1.2% NaCl 처리에서도 0.206 ~ 0.331로 비형질전환체의 0.046 중내염성 계통의 0.114 ~ 0.193에 비해 높은 세포생존 비율을 나타내었다. 또한 식물이 스트레스에 대항하기 위하여 분비하는 아미노산인 Proline의 함량을 계통별로 측정한 결과 강 내염성 형질전환 계통이 높게 나왔으며 NaCl 처리 농도가 높아질수록 증가하는 경향을 나타내어 강 내염성 7계통은 1.2% NaCl 처리에서 2.255 ~ 2.638 mg/kg로 중 내염성 형질전환 계통의 1.496 ~ 2.125에 비해 높게 형성되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.779-789
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• 2016

강우-유출 모의 과정에서 유효강우는 토양수분을 고려하여 산정되며, 이러한 토양수분을 강우-유출 모형에 반영하기 위해서는 직접 관측된 자료를 활용하거나, 모형 내부에서 간접적으로 산정한다. 본 연구에서 사용한 강우-유출 모형은 유역의 기온에 따른 유역습윤지수(Catchment Wetness Index, CWI)를 산정하고, CWI와 강수량의 조합을 통해 산정되는 토양수분지수(Soil Moisture Index, SMI)를 직접 활용하여 유효강우 및 유출량을 계산하는 IHACRES 모형을 사용하여 연구를 수행했다. 합천댐 유역을 대상으로 CWI와 유효강우 간의 관계가 장기 유출 산정에 미치는 영향에 대해 연구한 결과, CWI와 유효강우는 비선형적인 관계를 가짐을 확인하였으며 이러한 비선형 관계는 장기 유출 모의에 있어 홍수기 보다 비홍수기에서 더 많은 영향을 미침을 확인하였다. CWI가 장기 유출에 미치는 영향을 자세히 분석하고자, 보정기간(2002~2004년)과 검정기간(2005~2007년)으로 나누어 가변 CWI와 일정 CWI 조건하에서 유황에 따른 유출모의성능을 분석하였다. 분석결과 전반적으로 가변 CWI의 결과가 일정 CWI의 결과에 비하여 우수하게 나타났다. 풍수기에서 결정계수는 평수기나 갈수기에 비하여 높은 값을 보이고 있으나 가변 CWI와 일정 CWI간에 차이는 크지 않았다. 이는 강수량이 많은 시기의 유출의 경우 기온에 따른 증발 및 토양수분에 대한 민감도가 상대적으로 작다는 것을 의미한다. 반면, 풍수기에 비해 유출량이 적은 평수기와 갈수기에서는 가변 CWI의 평가지표가 더 우수한 결과를 보이고 있어, 평갈수량을 포함한 장기유출모의시 기온을 고려한 증발과 이에따른 토양수분의 고려가 유출량 산정에 상당한 영향을 미침을 확인할 수 있다. NSE의 경우 풍수기가 평갈수기보다 다소 떨어지는 경향을 볼 수 있으나 NSE가 이상치의 영향을 크게 받는 지표이므로 유량 절대값이 큰 풍수기에서는 당연한 결과라 볼 수 있으며, 그럼에도 전체적으로는 0.9이상의 양호한 수치를 보여주고 있다. 풍수기에는 기온에 따른 CWI가 크게 영향을 미치지 못하지만, 유출량이 적은 평 갈수기에서 CWI의 활용이 장기 유출 모의 정확도를 개선할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국조경학회지
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• 제39권1호
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• pp.117-123
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• 2011

본 연구는 빗물 활용 옥상녹화에서 식재기반 차이에 따른 한라구절초의 생육 변화를 살펴보고, 적합한 토심과 토양배합비를 제시함으로써 옥상조경 식물소재로 활용성을 높이고자 한다. 토심(15cm, 25cm)과 토양배합비(SL, $P_7P_1L_2$, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$)를 각각 다르게 실험구를 조성하였으며, 내건성과 관상가치가 뛰어난 한라구절초를 식재한 후 초장, 녹피율, 엽록소 함량, 생체중과 건조중, T/R율 등을 측정하였다. 토심 15cm처리구에서 토양배합비에 따른 한라구절초의 초장의 경우 통계적 유의성은 발견되지 않으나, 전반적으로 PPL배합토인 $P_7P_1L_2$, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$가 사양토인 SL보다 높았다. 토심 25cm처리구의 경우, SL < $P_7P_1L_2$, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$ < $P_4P_4L_2$ 순으로 초장이 길었다. 녹피율의 경우 토심 15cm처리구에서는 초장과 같이 토양배합비에 의한 차이는 뚜렷하지 않았으나, 수치적으로는 SL처리구에서 가장 낮았다. 토심 25cm처리구의 전체적으로 86~89%의 높은 피복률을 나타냈다. 엽록소 함량은 토심 15cm처리구에서 SL이 가장 높게, $P_5P_3L_2$이 가장 낮았으며, 토심 25cm처리구에서는 $P_4P_4L_2$과 SL에서 가장 높은 값을, $P_7P_1L_2$에서 가장 낮은 값을 보였다. 생체중과 건물중의 경우 배합비보다는 토심에 따른 차이가 더 뚜렷하여 토심 25cm처리구가 15cm처리구보다 높았다. 따라서 빗물활용 옥상녹화 식재지반에 있어 한라구절초의 생육은 토심 25cm가 토심 15cm보다, PPL배합토, 특히, 피트모스함량이 높은 $P_4P_4L_2$이 사양토보다 더 적합한 생육환경을 제공해 주는 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.184-192
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• 2015

습지 토양으로 인한 수질 악화를 저감할 수 있는 저관리형 습지 조성을 위한 기초연구로써 진행된 본 연구의 목적은 인공지반 위에 습지 조성 시 수체와 토양의 분리가 가능한 플랜터형 호안구조물이 설치된 습지의 수질 제어 기작을 연구하는 것이다. 실험구는 고무수조에 마사토를 채운 플랜터형 호안구조물을 적용하여 수체와 토양을 분리하였으며, 대조구는 고무수조에 마사토를 포설하여 수체에 직접 노출시켰다. 실험구와 대조구의 수질을 Kolmogorov-Smirnov Z 검정으로 분석한 결과, pH, BOD, SS, Chl-a, T-P, T-N에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타나 플랜터형 호안구조물 적용 여부에 따른 수질 제어의 효과 차이를 입증하였다. 환경정책기본법에 근거한 수질 분석결과 수온과 EC는 실험구와 대조구가 비슷한 양상으로 나타났으며, pH와 DO는 두 메조코즘이 같은 등급에 속하였다. BOD, SS, Chl-a, T-P는 실험구가 더 높은 등급을 상회하는 것으로 평가되었으며, T-N은 대조구가 더 낮은 수치를 나타냈지만 수질의 등급이 같은 것으로 나타나 미미한 차이임을 알 수 있었다. 본 연구는 습지 조성 방식에 있어 플랜터형 호안구조물을 활용해 토양과 수체를 분리하여 습지를 조성하면 문제시 되어 오던 사면 침식으로 인한 육화 및 건조화 현상과 영양염류로 인한 녹조나 부영양화 현상 등을 예방하고, 식생대를 제어할 수 있음을 시사하였고, 특히 플랜터형 호안구조물을 활용한 습지 조성 시 수질 제어 기작을 통해 습지의 심미적, 생태적, 사회적, 경제적 가치를 증진시킬 수 있는 것에 대해 증명하였다. 따라서 본 연구의 결과는 향후 효율적인 수질 유지가 가능하여 관리조방적인 인공습지를 계획하고 조성하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국전통조경학회지
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• 제38권2호
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• pp.95-107
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• 2020

본 연구는 양동마을에 분포하는 노거수를 생육실태 및 분석하여 기초자료로 제공하기 위한 목적이 있다. 조사항목은 수목정보, 토양정보, 수목건강도에 대해 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 양동마을 내 수목정보는 향나무, 왕버들, 능수버들, 팽나무, 느티나무, 주엽나무, 조각자나무로 총 7종 30주이며, 수고는 4.0~17.0m, 흉고직경은 0.51~1.34m로 17번 향나무가 가장 넓었다. 토양분석 결과로는 산도 pH4.1~6.3, 경도 5~48mm, 유기물함량 21.2~29.1g/kg, 전기전도도 0.34~1.76dS/m, 유효인산 79.8~451.6mg/kg, 치환성 칼륨 0.22~1.71cmol+/kg, 치환성 칼슘 4.98~7.44cmol+/kg, 치환성 마그네슘 0.67~2.19cmol+/kg, 치환성 나트륨 0.19~1.04cm ol+/kg, 양이온치환용량 7.23~13.02cmol+/kg으로 나타났다. 이에 따라 수목건강도의 건강수치 중 가장 높은 노거수는 팽나무 11주 중 8주, 느티나무 7주 중 2주, 조각자나무 3주로 전체 30주 중 13주이며, 감염과 부패 및 공동수치가 높은 노거수는 건강수치를 제외한 나머지 수목으로 나타났다. 상대적으로 대상 노거수의 절반이상이 감염·부패 및 공동부위로 차지하고 있는 실태로, 손상이 부위는 외과수술을 진행할 필요가 있다. 또한 감염부위가 건강부위로 전이가 되는 2·3차 피해가 발생하지 않도록 수세회복을 위한 뿌리영양공급 및 체내 양분조절을 통해 보존보호조치가 시행되어야 하며, 지속적인 수목 모니터링을 노거수 입지환경개선 및 관리방안이 모색되어야 할 것이다.