• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.31 no.2
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• pp.137-145
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• 2012

BACKGROUND: Along with the surplus rice production, introduction of upland crop cultivations into newly reclaimed tidal areas has gained public attentions in terms of farming diversification and farmers income increase. However, its impacts on the surroundings have not been well studied yet, especially associated with nutrient balance from reclaimed upland cultivation. The objective of this study was to investigate water and nutrient balance during winter barley cultivation as affected different fertilization methods. METHODS AND RESULTS: TN and TP balance for three different plots treated by livestock compost, chemical fertilizer, and no application were monitored during winter green barley cultivation (2010-2011) at the NICS Kyehwa experimental field in Jeonbuk, Korea. Nutrient content in soil and pore water near soil surface appeared to increase, while sub-soil layer remained similar with no fertilization plot. Livestock compost application appeared to increase organic matter content in surface soil compared to chemical fertilization. Crop yield was the greatest with livestock compost application (10.6 t/ha) followed by chemical fertilization (6.9 t/ha) and no application (1.8 t/ha). The nitrogen uptake rate was also greater with livestock compost (52.4%) than chemical fertilizer (48.1%). Phosphorus uptake rate was much smaller (about 7.0%) compared to nitrogen. Nutrient loss by surface and subsurface runoff seemed to be minimal primarily due to small rainfall amount during the winter season. Most of the remaining nutrients, particularly phosphate seemed to be stored in soil layer. Phosphate accumulation appeared to be more phenomenal in the plot applied by livestock compost with higher phosphorus content. CONCLUSION: This study demonstrated that livestock compost application to tidal upland may increase barley crop production and also improve soil fertility by supplying organic content. However, excessive phosphorus supply with livestock compost seems likely to cause a phosphate accumulation problem, unless the nitrogen-based fertilization practice is adjusted.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.39 no.5
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• pp.321-327
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• 2006

In Korea, there is a growing competitive for water resources between industrial, domestic and agricultural consumer, and the environment as many other OECD countries. The demand on water use is also affecting aquatic ecosystems particularly where withdrawals are in excess of minimum environmental needs for rivers, lakes and wetland habits. OECD developed three indicators related to water use by the agriculture in above contexts : the first is a water use intensity indicator, which is expressed as the quantity or share of agricultural water use in total national water utilization; the second is a water stress indicator, which is expressed as the proportion of rivers (in length) subject to diversion or regulation for irrigation without reserving a minimum of limiting reference flow; and the third is a water use efficiency indicator designated as the technical and the economic efficiency. These indicators have different meanings in the aspect of water resource conservation and sustainable water use. So, it will be more significant that the indicators should reflect the intrinsic meanings of them. The problem is that the aspect of an overall water flow in the agro-ecosystem and recycling of water use not considered in the assessment of agricultural water use needed for calculation of these water use indicators. Namely, regional or meteorological characteristics and site-specific farming practices were not considered in the calculation of these indicators. In this paper, we tried to calculate water use indicators suggested in OECD and to modify some other indicators considering our situation because water use pattern and water cycling in Korea where paddy rice farming is dominant in the monsoon region are quite different from those of semi-arid regions. In the calculation of water use intensity, we excluded the amount of water restored through the ground from the total agricultural water use because a large amount of water supplied to the farm was discharged into the stream or the ground water. The resultant water use intensity was 22.9% in 2001. As for water stress indicator, Korea has not defined nor monitored reference levels of minimum flow rate for rivers subject to diversion of water for irrigation. So, we calculated the water stress indicator in a different way from OECD method. The water stress indicator was calculated using data on the degree of water storage in agricultural water reservoirs because 87% of water for irrigation was taken from the agricultural water reservoirs. Water use technical efficiency was calculated as the reverse of the ratio of irrigation water to a standard water requirement of the paddy rice. The efficiency in 2001 was better than in 1990 and 1998. As for the economic efficiency for water use, we think that there are a lot of things to be taken into considerations to make a useful indicator to reflect socio-economic values of agricultural products resulted from the water use. Conclusively, site-specific, regional or meteorogical characteristics as in Korea were not considered in the calculation of water use indicators by methods suggested in OECD(Volume 3, 2001). So, it is needed to develop a new indicators for the indicators to be more widely applicable in the world.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.13 no.1
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• pp.1-15
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• 2010

This study analyzed the change of flowout and suspend solid in Andong and Imha basin according to the climate change to develop evaluation index about turbid water occurrence possibility and to support the countermeasures for turbid water management using GIS-based Soil and Water Assessment Tools (SWAT). MIROC3.2 hires model values of A1B climate change scenario that were supplied by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) were applied to future climage change data. Precipitation and temperature were corrected by applying the output value of 20th Century Climate Coupled Model (20C3M) based on past climate data during 1977 and 2006 and downscaled with Change Factor (CF) method. And future climate change scenarios were classified as three periods (2020s, 2050s, 2080s) and the change of flowout and suspended solid according to the climate change were estimated by coupling modeled value with SWAT model. Flowout and suspended solid of Andong and Imha basin in 2020s, 2050s, and 2080s were simulated as increasing compared with standard year (2006). Also, as the result of seasonal change, flowout and suspended solid of Andong and Imha basin in spring, autumn, and winter showed as increasing compared with standard year. And them of Andong and Imha basin in summer were analyzed as decreasing compared with standard year.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.312-317
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• 2006

지역규모의 기후변화 모의결과를 이용하여 금강유역 용담댐의 홍수기 치수안전도에 대한 민감도분석을 수행하였다. 기후변화 모의에 사용된 SNURCM(Seoul National University Regional Climate Model)은 미국 National Center for Atmospheric Research의 Community Climate System Model의 전지구모형을 기반으로 spectral nudging 기법을 사용한 공간해상도 30 km, 연직 21층의 지역기후모형이다. 기후변화 시나리오로는 SRES 'B1'이 사용되었으며 과거 control run에 대한 기후모의 정확도 분석을 통하여 SNURCM 기상자료를 관측치와 비교한 결과 면적강우량을 다소 과소추정하였고 이점을 감안하여 SNURCM의 일 모의결과에 보정 계수를 적용하였다. 하천유출량은 SSARR 모형을 이용하여 SNURCM 모의가 수행된 전체기간을 $1980{\sim}1999$년과 $2000{\sim}2019$년으로 20년씩 나누어 용담댐 일 유입량을 산정하여 통계분석을 실시하였고 과거와 미래 20년 동안을 비교하여 본 결과 (1) 유량의 평균보다는 분산이 미래 20년 동안 증가하여 가뭄과 홍수에 대한 위험도가 증가함을 알 수 있었고, (2) 특히 연최대유량 또한 미래 20년 동안 상당히 증가하여 홍수기 치수대책이 더욱 중요해질 것으로 판단되었다. 마지막으로 용담댐 운영은 범용 시스템분석 도구인 STELLA(System Thinking Experimental Learning Laboratory with Animation) 상에서 GUI로 구현하여 유입량 변화에 따른 용담댐 치수안전도 변화를 모의해 보았다. 용담댐의 홍수기 운영은 저수지 수위가 제한수위를 초과하기 시작하면 Rigid ROM 발효하여 방류량을 결정하도록 구성하였고, 무효방류(spill)가 일어나는 현상을 실패로 가정하여 이에 대한 신뢰도(reliability), 회복도(resiliency), 그리고 심도(vulnerability)를 치수안전도 지표로 계산하였다. 전체기간을 1980년${\sim}$1999년, 2000년${\sim}$2019년, 2000년${\sim}$2009년, 그리고 2010년${\sim}$2019년까지 총 4구간으로 나누어 결과를 도출하였으며 예상한 바와 같이 후반기 20년 동안에 세 가지 지표가 취약해 지는 것을 확인할 수 있었고, 특히 2000년부터 2009년까지 10년 동안에는 더욱 취약해짐을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.235-235
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• 2017

수문 순환과 물 수지에 관한 연구는 강수량, 지표유출량, 지하수, 토양수분 및 증발산량 등에 대한 관측이 이루어질 때 실제로 규명될 수 있다. 하지만, 수문 순환과 물수지 평가에 중요한 부분을 차지하는 증발산량의 경우 관측값보다 단순한 가정이나 경험식에 의한 추정값을 사용하고 있다. 따라서, 수문 순환과 물수지의 정량적인 분석을 위해서는 수문 순환 과정에서 상당부분을 차지하는 증발산량의 측정(실측)과 자료의 축척이 필요한 실정이다. 본 연구는 국토교통부의 기초수문자료 구축사업의 일환으로 수행되었으며, 수문자료의 다양화 목적을 가지고 에디공분산 기술을 사용하여 증발산량을 직접 관측하고 있다. 관측지점은 한반도의 약 70%를 차지하는 산림지 중 대표적 식생 기능 형태인 혼효림으로 구성된 지점(설마천 관측소, 2007년 8월부터)과, 인위적인 관개가 이루어지는 농경지(청미천 관측소, 2008년 8월부터)에서의 증발산량 측정을 수행하였다. 관측된 자료를 활용하여 관측소별로 연도별 증발산량 특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 설마천 관측소(주변식생 : 혼효림)에서 산정된 연증발산량은 2008년 471.7mm, 2009년 408.4mm, 2010년 489.4mm, 2011년 387.0mm, 2012년 323.3mm, 2013년 293.3mm, 2014년 360.9mm, 2015년 419.6mm, 2016년 566.9mm이고, 발생한 강수량 대비 증발산 비율은 18.9%~56.2%범위로 산정되었다. 청미천 관측소(주변식생 : 농경지)에서 산정된 연증발산량은 2009년 571.8mm, 2010년 650.6mm, 2011년 523.9mm, 2012년 509.8mm, 2013년 467.9mm 2014년 533.9mm, 2015년 600.5mm, 2016년 588.0mm이고, 발생한 강수량 대비 증발산량의 비율은 25.6%~71.4%범위로 산정되었다. 강수량 대비 증발산량 비율의 최대값은 설마천 관측소는 2014년, 청미천 관측소는 2015년에 발생하였다. 평균 증발산량 비율은 산림지인 설마천 관측소보다 논경지인 청미천 관측소가 평균 13.3%정도 높은 특성을 보였다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.24 no.1
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• pp.91-98
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• 2014

This paper aims to calculate the increase in groundwater quantity following groundwater dam construction, and to assess its impact on surface water. In the study area of Osib-cheon, Yeongdeok, we estimated groundwater quantity, groundwater level, and effective porosity, and examined surface water fluctuations with respect to the increased groundwater quantity based on the flow duration. The results reveal that the increased groundwater quantity was at most $91,746m^3$ in the total drainage basin of the groundwater dam, and the reduced groundwater quantity was at most $11,259m^3$ in the lower zone of the groundwater dam. Therefore, the total groundwater resources secured was $80,487m^3$ and the decrease in groundwater quantity was just 12.27% of the amount of increase. There were changes in discharge rate by up to $3.00{\times}10^{-2}m^3/s$, as deduced from an analysis offlow duration as a result of groundwater dam construction. The overall difference between before and after construction of the dam was almost insignificant compared with the previous dam. The present results indicate that dammed groundwater can serve as an alternative water resource with sufficient quantity.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.4
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• pp.325-336
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• 2010

This study presents the alteration of flow regime by effects of dams and water use in the Geum River Basin. The surface water use rate and the Impounded Runoff (IR) index were examined to assess the pressure indicators of the flow alteration. We applied the flow duration curve, flow regime coefficient, flood and low-flow frequency analysis as well as Range of Variability Approach (RVA) to investigate the quantitative changes in natural flow regimes. The results indicate that the high flow decreased and low flow increased respectively compared to the natural flow regimes at eight gauging stations. The Geum river is regulated by 139 dams and reservoirs storing 24% of the annual mean discharge and has high surface water use rate of 36%. These indicators are main pressure factors to alter flow regimes.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.90 no.2
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• pp.197-209
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• 2001

TOPMODEL, semi-distributed hydrological model, is frequently applied to predict the amount of discharge, main flow pathways and water quality in a forested catchment, especially in a spatial dimension. TOPMODEL is a kind of conceptual model, not physical one. The main concept of TOPMODEL is constituted by the topographic index and soil transmissivity. Two components can be used for predicting the surface and subsurface contributing area. This study is conducted for the validation of applicability of TOPMODEL at small forested catchments in Korea. The experimental area is located at Gwangneung forest operated by Korea Forest Research Institute, Gyeonggi-do near Seoul metropolitan. Two study catchments in this area have been working since 1979 ; one is the natural mature deciduous forest(22.0 ha) about 80 years old and the other is the planted young coniferous forest(13.6 ha) about 22 years old. The data collected during the two events in July 1995 and June 2000 at the mature deciduous forest and the three events in July 1995 and 1999, August 2000 at the young coniferous forest were used as the observed data set, respectively. The topographic index was calculated using $10m{\times}10m$ resolution raster digital elevation map(DEM). The distribution of the topographic index ranged from 2.6 to 11.1 at the deciduous and 2.7 to 16.0 at the coniferous catchment. The result of the optimization using the forecasting efficiency as the objective function showed that the model parameter, m and the mean catchment value of surface saturated transmissivity, $lnT_0$ had a high sensitivity. The values of the optimized parameters for m and InT_0 were 0.034 and 0.038; 8.672 and 9.475 at the deciduous and 0.031, 0.032 and 0.033; 5.969, 7.129 and 7.575 at the coniferous catchment, respectively. The forecasting efficiencies resulted from the simulation using the optimized parameter were comparatively high ; 0.958 and 0.909 at the deciduous and 0.825, 0.922 and 0.961 at the coniferous catchment. The observed and simulated hyeto-hydrograph shoed that the time of lag to peak coincided well. Though the total runoff and peakflow of some events showed a discrepancy between the observed and simulated output, TOPMODEL could overall predict a hydrologic output at the estimation error less than 10 %. Therefore, TOPMODEL is useful tool for the prediction of runoff at an ungaged forested catchment in Korea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.149-149
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• 2016

최근 전 세계적으로 이상기후가 발생하고 있으며, 국내에서도 과거에 경험하지 못했던 자연재해가 빈번하게 발생하고 있는 추세이다. 가뭄은 홍수와 더불어 그 피해가 가장 큰 자연재해 중 하나이며, 장주기적이고 광역적으로 발생함에 따라 구체적인 발생시기, 장소, 원인을 파악하는 것이 어렵다. 그동안 국내에서는 가뭄극복을 위해 다양한 대책을 마련해 왔음에도 불구하고 가뭄피해는 지속적으로 증가하고 있다. 실례로 2014~2015 가뭄으로 소양강 댐은 역대 최저수위를 기록하였으며, 일부 지역에서는 제한급수, 농업용수 부족 피해가 발생한 바 있다. 이처럼 가뭄으로 인한 피해는 기후 변화의 영향으로 더욱 빈번할 것이라는 보고가 있어 가뭄해석을 위한 지속적인 노력이 필요하다. 가뭄해석에는 일반적으로 가뭄의 시작, 끝, 지속기간, 발생간격, 누적심도 등을 사용하며, 이를 가뭄특성인자라고 한다. 따라서 본 연구에서는 인위적인 시설물의 영향을 배제한 자연가뭄지수(Natural Drought Index, NDI)를 이용하여 국내 5개 행정구역의 지역별 가뭄특성을 분석하였다. 자연가뭄지수의 산정을 위해 입력자료는 3개월 누적강수량, 누적유출량, 평균토양수분량을 사용하였으며, 강수량은 국내 ASOS 59개 지점 자료, 유출량 및 토양수분량은 지표수문해석모형의 결과를 이용하였다. 가뭄특성 분석기간은 1977~2012년이며, 가뭄특성인자는 가뭄의 시작, 끝, 지속기간, 발생간격을 활용하였다. 과거 가뭄피해사례와, SPI, SRI, SSI 및 NDI의 가뭄특성인자를 비교하였으며, 정량적 비교를 위해 평균오차, 평균절대오차를 사용하였다. 가뭄특성인자 분석 결과 NDI는 가뭄의 시작과 끝을 가장 정확하게 반영하였다. 가뭄의 지속기간은 NDI, 발생간격은 NDI와 SPI가 정확한 것으로 나타났다. 자연가뭄지수는 단일변량 가뭄지수에 비해 지역적 가뭄특성을 정확하게 재현한다는 점에서 추후 가뭄감시에 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1145-1148
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• 2007

한국을 비롯하여 논농사 중심지역에서는 하천 주변이 과거에는 농경지로, 그리고 오늘날은 도시지역으로 개발되어 하천의 원형이 거의 유지되지 못하고 있다. 하천은 수역과 수변으로부터 거리에 따라 여러 개의 이질적 생태적 공간이 이어지는 복합생태계로서 하나의 경관으로 볼 수 있다. 하천이 하나의 온전한 생태적 계로서 기능을 발휘하기 위해서는 이들을 모두 포함하는 하천의 원형이 복원되어야 한다. 현존하는 하천복원사업이 수변 구역의 복원에 초점을 맞추고 있지만, 진정한 복원이 이루어지기 위해서는 온전한 강변 식생의 복원이 선결과제이다. 본 연구에서는 유적군락의 형태로 잔존하는 강변 식생을 조사하여 식생복원 모델로 삼고자 한다. 수위와 침수체제에 의해 하천의 횡단구조를 수변, 홍수터 및 제방으로 구분한 후 각 지소의 적합한 식생단위를 구분하여 생태적 복원을 실현하기 위한 정보를 구축하였다. 수변식생으로는 달뿌리풀군락과 갈대군락이 자주 출현하고, 홍수터에는 갯버들군락과 키버들군락이 우세하였다. 그 중 전자의 식물군락은 하상재료가 거친 입자의 지소에 성립하고, 후자의 것은 미세한 입자의 지소에 성립하는 경향이었다. 제방역에는 버드나무군락, 다릅나무군락, 귀룽나무군락, 물푸레나무군락, 산사나무군락, 신나무군락(한탄강 지류), 참느릅나무군락, 물푸레나무-갈참나무군락(한탄강 본류), 오리나무군락(민통선 북방지역), 소나무군락, 황철나무군락, 느릅나무군락(소양강 상류), 왕버들군락(금강 중류) 등이 성립하였다. 이러한 식생정보를 하천의 지리적인 위치에 따라 구분하였고, 생태적 복원 시 도입식물을 결정하기 위한 자료로 삼기 위해 각 식생단위를 이루는 종 조성을 정보 체계화하였다.을 효율적으로 하기 위하여 Solar Unit으로부터 나오는 전기를 중전기에서 밧데리로 축전을 시키고 완전 충전 후에는 나머지 전기는 방전이 되도록 회로를 구성하였다. 사통수문 자원조사 결과에 의하면 현재 저수지에 물공급을 하는 수문은 취수탑 형식이 70% 이상을 차지하고 있으며 나머지 30%의 사통수문 중 원형수문비가 98% 이상을 차지하고 있다. 현재 대체에너지를 사용하는 저수지 사통수문은 없는 것으로 조사되었으며 전력을 사용하는 사통도 조사결과에 의하면 20% 이내로 나타났다. 이러한 결과는 향후 수리시설 개보수시 적은 예산으로 사업을 시행하는 경우 사통수문의 설치방향의 지표가 될 것으로 판단되며 수리시설의 운영관리에 대한 새로운 대안으로 제시할 수 있다.분류되었다. 지표 유거가 많아 배수등급이 매우양호로 분류되던 토양은 정 등(1995)의 분류와 비교하여 대부분 강우 유출 가능성이 큰 쪽으로 조정되었다. 새로운 수문학적 토양유형을 이용할 경우 낮은 토심에서 암반층이 발견되는 산림토양이 분포한 유역이나 산림, 밭 등에 식질 토양이 많이 분포하는 유역에서는 기존의 방법을 이용하는 것보다 강우 유출량이 높게 평가될 것으로 판단된다. 앞으로 강우 유출량 실측자료와의 비교를 통해 지속적인 보정을 하여야 할 것이며 특히 불투수층의 존재시 일괄적으로 D유형으로 분류된 토양의 경우 깊이에 따라 C 또는 D 유형으로 세분하여 조정할 필요가 있다.가 있었다. 에틸아세테이트분회물의 경우 디글로로메탄 분회물에 비해 다소 낮은 저해효과를 나타내었지만 250 ${\mu}$g/ml 농도에서 약 60%의 세포독성 효과를 나타내었다. 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분