• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.7 no.2
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• pp.97-113
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• 2020

Soil is the foundation of human life and the basis for food security. Considering this it is prioritized in the UN's Sustainable Development Goals (SDG). Therefore, research on soil resilience in the agricultural environment is crucial for sound and sustainable soil management, especially in highly uncertain and unpredictable conditions. Soil resilience is defined in different ways by several researchers; however, its definition typically includes the concepts of recovery and resistance to stress. The physical, chemical, and biological characteristics of soils that are used to assess the soil resilience, i.e., the response of soil to various types of stress are summarized in this study. In addition, various statistical processing techniques and quantification methods are summarized considering the wide spatial and temporal scope of soil resilience research. Several soil resilience studies typically conduct the following five steps: (1) soil and site selection (2) stress (independent variable) setting (3) soil characteristics and indicator (dependent variable) setting (4) performing various spatiotemporal scale experiments (5) statistical analysis. The previous and present studies present a general introduction of soil resilience, based on which, further practical research considering domestic agricultural environment should be conducted. The extensive range of soil resilience measurements will require collaboration between researchers in various fields.

• Proceedings of the Korean Society of Organic Agriculture Conference
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• 2009.12a
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• pp.286-286
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• 2009

벼 유기재배시 토양양분공급용으로 이용되고 있는 유기자재(금수강산골드)를 대조로 하고 식물성유기 자재(쌀겨팰렛), 동물성유기자재, 식물성과 동물성이 혼합된 유기자재를 질소 성분량(7kg/10a)을 기준으로 하여 이앙 20일전에 전량 기비로 시비하고 경운한 다음 동진1호를 시험품종으로 하여 2년연속 유기 자재와 벼를 재배하면서 일어나는 토양의 이화학적 특성과 벼 생육 및 특성의 변화를 시기별로 조사하였다. 시험 전 토양의 화학성은 전반적으로 유기물은 높고 인산함량은 매우 낮은 조건의 토양이었다. 관행유기자재(금수강산골드)는 20일경에 50% 무기화율을 보였으나, 식물성자재 40~60일경, 동물성자재와 혼합자재(식물성+동물성)는 60~80일경에 47~52% 무기화 정도를 나타내 식물성 자재의 무기화 속도가약 20일정도 빨랐다. 토양 중의 유기물 잔존함량은 식물성자재 > 혼합자재 > 동물성자재 > 관행 순이었으며, 토양 중의 전 질소 잔존함량의 경우 관행유기자재는 처리초기부터 빠르게 감소하는 특성을 보이나, 식물성자재와 혼합 자재는 시비초기와 거의 비슷한 수준을 유지하였고, 동물성 자재는 서서히 감소되는 경향이었다. 토양 물리성은 액상과 공극율 다소 증가되는 경향이었으며 식물성과 혼합유기자재처리구가 컸으며, 토양 유효 입단 형성력에 있어서도 유사한 경향이었다. 벼 수량 특성은 관행유기자재보다 1년차에는 3~9%의 낮았으나, 2년 연속처리를 할 경우 관행유기자재를 처리할 때와 동일한 생산성을 기대할 수 있었다. PME와 $\beta$-Glucosidase의 효소활성은 관행유기자재 < 식물성자재 < 동물성자재 < 혼합유기자재의 순으로 높은 경향을 볼 수 있었다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.12 no.3
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• pp.57-65
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• 2010

This study was conducted to present primary data on the change of the physical characteristics of reservoir sediments for understanding the sedimentation. The records of the annual summation of the precipitation of >50mm per day (AP50) were compared with changes of bulk density, organic matter, mean grain-size, and sand ratio in sediment cores sampled from three reservoirs without dredging record. Reservoir sediments, characterized by mineral soil, contained organic matters originated from the debris of terrestrial plants, and changes of organic matter were related to changes of grain-size flowing into reservoirs when sediments of fine sandy loam showed 10% of organic matter contents. Rapid changes of grain-size and sand ratio in the sediment cores were associated with the increase and decrease of precipitation, and fluctuation of water level and water flow in reservoirs might have influenced on the formation of sediments in reservoirs. Records of AP50 suggested that sediments could accumulate more than about 30 within the short period of 10 years. The accumulated sediments in a short time can reflect the effect of natural and anthropogenic events on the physical characteristics of sediments.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.114-114
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• 2011

1960년대 산업화와 도시화 이전 우리나라 하천은 모래, 자갈 사주가 경관생태의 대부분을 이룬 이른바 'White River'이었으나, '70년대 이후 댐건설, 하천정비 등으로 유황과 유사이송 특성이 변하면서 수변에 식생이 번무하는 이른바 'Green River'가 진행 중이다. 하천에서 식생활착은 생태 측면에서 생물 종의 다양성에 일부 긍정적인 역할을 하는 반면에, 고유종이 감소, 소멸하는 문제가 생긴다. 치수 측면에서는 흐름저항 증가와 하도의 고착화를 촉진시켜 치수 안정성에 문제를 야기할 수 있다. 본 연구는 사주 상 식생활착 현상을 정량적으로 규명하기 위한 연구의 시작으로서, 하천 식생사주역에서 식생활착에 직접적인 영향을 주는 소류력과 토양 수분 등 2대 물리 요소 중에서 후자에 초점을 맞추어 토양수분 요인과 식생 이입, 활착, 천이와의 관계를 규명한다. 이를 위해 모래하천인 낙동강 제1지류 내성천의 국가하천 구간 하류 지점인 회룡포 직상류 약 4km 지점을 시험하천 구간으로 선정하여 하천수위, 지하수위, 토양수분을 연속적으로 측정할 수 있는 시설을 설치하였다. 이러한 관측 시설을 가지고 1차적으로 2010년 8월부터 2011년 4월 초까지 지하수위와 하천수위, 토양수분을 연속적으로 모니터링하고 상호 관계를 분석하였다. 사주 상 식생 활착 특성도 주기적으로 조사하였다. 이번 일차 기초 조사 및 분석 결과, 하안에서 약 140-240m에 위치한 지하수위 관측정에서 측정된 지하수위는 하천수위 변화에 비해 시간적으로 약 20시간 지체되는 것으로 나타났다. 한편 사주 토양수분은 일반적으로 지하 깊이에 따라 커지나, 동시에 토층구조(soil texture)에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.9 no.4
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• pp.304-315
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• 2006

We have examined the applicability of f-k analysis to the GPR direct wave measurement for water content to characterize vadose zone condition. When the vadose zone consists of a dry surface layer over wet substratum, we obtained f-k spectra where most of the energy is bounded by the air and dry soil velocities. In this case, dry soil velocity was successfully estimated by using high frequency data. On the other hands, when wet soil overlies dry substratum, the f-k spectra show a contrasting response where most of the energy travels with the velocity bounded by dry and wet soil velocities. In this case, the radar waves are trapped and guided within wet soil layer, exhibiting velocity dispersion. By adopting modal propagation theory, we could formulae a simple inversion code to find two layer's dielectric constants as well as layer thickness. By inverting the velocity dispersion curve obtained from f-k spectra of synthetic modeling data, we could obtain good estimates of dielectric constants of each layer as well as first layer thickness. Moreover, we could obtain more accurate results by including the higher mode data. We expect this method will be useful to get the quantitative property of real subsurface when the field condition is similar.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.223-223
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• 2023

토양수분은 지표면과 지하 영역 사이에 존재하는 수분 및 열에너지의 분배를 제어하거나, 토양 영양분, 식물 성장 및 미생물 활동과 같은 다양한 환경 과정에 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 토양수분은 생태수문학 및 생지화학적 역학, 저수지 관리, 가뭄 및 홍수의 경고, 토양 수분 변화에 따른 작물 수확량 등을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 토양 수분의 정확한 측정은 필수적이며, 이러한 필요성에 따라 중력 측정법, 장력 측정법, 전기 저항법 및 시간-주파수 영역반사측정법 등의 다양한 측정 방법들이 다년간 개발되어 사용되었다. 다만, 앞선 방법들은 철저한 실험을 통해 높은 정확성을 확보하였지만, 토양 교란이 발생하는 단점이 존재하며 실험 현장 토양의 물리적, 생물학적, 그리고 화학적 특성의 보존은 매우 어려운 한계점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 레일리파를 이용한 비접촉식 비교란 토양수분 센서 개발을 목표로 한다. 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 특징적인 토양 유형에 따른 파동을 측정하고, 측정된 파동으로부터 토양 수분을 추정하기 위해 기존에 개발된 시간-주파수 방법을 활용하여 토양수분을 함께 측정하였다. 비접촉 파동신호를 토양수분으로 변환하기 위하여, fully convolutional network을 개발하였다. 개발한 모델의 결과 검증은 RMSE(Root Mean Square Error)를 활용하여 검증하였으며, 모래, 실트, 점토에서 각각 0.0131, 0.0021, 0.0034 m³ m^-3으로 상대적으로 높은 정확성을 보였다. 즉, 본 연구에서 제시한 누출 레일리파를 사용한 비교란-비접촉 토양수분 측정 방법으로, 토양을 교란하지 않고 토양수분을 측정 할 수 있는 높은 가능성을 제시하였다.

• Resources Recycling
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• v.20 no.3
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• pp.28-39
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• 2011

This review investigated theoretical principals and practical application examples on recirculation system of soil washing-wastewater treatment-treated water recycling. As for technologies which have attempted to remediating metals-contaminated soil in and around country, there are reactive barriers, encapsulation, solidification/stabilization, soil washing, and phytoremediation. Among those, in particular, this review covers soil washing technology which physicochemically removes contaminants from soils. The major drawbacks of this technology are to generate a large amount of wastewater which contains contaminants complexed with ligands of washing solution and needs additional treatment process. To solve these problems, many chemical treatment methods have been developed as follows: precipitation/coprecipitation, membrane filtration, adsorption treatment, ion exchange, and electrokinetic treatment. In the last part of the review, recent research and field application cases on soil washing wastewater treatment and recycling were introduced. Based on these integrated technologies, it could be achieved to solve the problem of soil washing wastewater and to enhance cost effective process by reducing total water resources use in soil washing process.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.47 no.4
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• pp.393-407
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• 2019

In this study, we prepared lignocellulosic artificial soil that contains Bacillus subtilis (peat moss/perlite/ steam-exploded oak wood/microbial culture = 3:1:3:3, w/w/w/w) for use in the restoration of damaged soil areas. The prepared lignocellulosic artificial soil was mixed with soil at ratios of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100%. These mixed soils were then applied to fields, and the resultant physicochemical properties and their effects on the plant growth of Lespedeza cyrtobotrya were observed. The mixture of the prepared artificial soils (mixed at ratios of 25%-100%) with soil had a bulk densities of <$0.04g/cm^3$, porosities of >85%, pH values between 4.3 and 4.7, electrical conductivities of <0.5 dS/m, C/N ratios between 15.0 and 26.5, organic matter content between 23.6% and 43.2%, and bacterial densities between $157{\times}10^6$ and $624{\times}10^6CFU/g$. In addition, the prepared artificial soils mixed with soil at ratios of 25%-50% exhibited higher plant growth rates for L. cyrtobotrya compared with the control. Overall, we identified positive correlations between the plant growth of L. cyrtobotrya and soil bulk density, porosity, water-holding capacity, C/N ratio, organic matter, and bacterial densities.

• Journal of Animal Environmental Science
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• v.8 no.3
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• pp.135-144
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• 2002

A computer simulation was carried out to investigate the optimum capacity of liquid manure tank spreader which is used as a tractor attachment. Soil physical properties, such as soil moisture content, bulk density, soil hardness and soil types were measured in the 10 major rice production area for computer simulation. Mathematical model which include soil physical properties and vehicle factor was used for computer simulation. Most of the soil type of the investigated area was sandy clay loam. Soil moisture content ranged between 30 and 40% mostly. Soil bulk density was in the range of 1,500 to 1,700 kg/$m^3$. Soil hardness ranged between 1 to 18 $cm^2$. Soil hardness incorporate the effects of many soil physical properties such as soil moisture content, soil type and soil bulk density, and so the range of soil hardness is greater than any other physical properties. The capacity of liquid manure tank spreader was above 3,000 kg$_{f}$ for the most of the investigated areas, and mostly in the range of 4,000 to 6,000 $kg_f$ depending upon the slip. But for the soft soil area such as Andong and Asan, the tractor itself has mobility problem and shows no pulling force for some places. For this area, the capacity of liquid manure tank spreader ranged between 1,000 and 2,000 $kg_f$ mostly, so the capacity of liquid manure tank spreader should be designed as a small capacity trailer compared to the other area.mpared to the other area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.281-285
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• 2007

본 연구에서는 보다 신뢰성 있고 정확한 정량적 강우예측자료를 생성하기 위하여 레이더강우 및 강우수치예보자료를 합성하는 기법을 제시하였고, 레이더 전처리 및 예측시스템, GIS와 연계한 물리적기반의 분포형모형인 Vflo모형 등 최신 수자원 IT기술을 활용하여 홍수기 돌발홍수에 대응한 초단기 정량적 강우-유출예측을 목적으로 향후 실시간으로 적용 가능한 분포형유출예측시스템의 기반을 구축하고자 하였다. 대상유역은 국지적인 고해상도 지형효과를 고려한 QPM이 개발되어 있는 금강권역의 용담댐유역이며, 예측 강우에 대한 호우사상은 2005년 이후 발생한 3개 강우사상을 대상으로 하였다. 한편, 기상 레이더 자료로부터 산정된 강수량의 수문학적 적용을 위하여 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들을 수집 및 구축하였고 물리적기반의 분포형모형(Vflo)의 입력인자로 사용하기 위한 12개의 공간분포형 수문매개변수들을 대표적인 GIS 소프트웨어인 ArcGIS 및 ArcView를 활용하여 추출하였으며, Vflo모형의 현업 적용가능성을 오프라인 상에서 검증해보았다. 모형 검증결과, GIS를 이용한 지형, 토양, 토지피복과 같은 물리적 특성을 사용한 모형의 초기 설정을 향상시킴에 의해 첨두유량, 유출량, 첨두도달시간차 등에서 만족할만한 결과를 보여주었다고 사료된다. 레이더 및 수치예보자료와 합성한 4가지의 형태(QPE, JQPE, QPM, BQPF)의 분포형 입력강우를 이용하여 적용해 본 결과 Nowcasting기법을 이용한 JQPF는 자료의 특성상 초기 1시간30분동안은 비교적 양호한 결과를 얻었으나 3시간 전후로 가면서 예측강우의 질이 저하되기 시작하였으나 QPM을 합성함으로써 생산한 BQPF는 보다 신뢰성있고 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과들은 향후 정량적 분포형강우 예측을 이용한 실시간 홍수유출 예측시 댐운영자는 리드타임(홍수선행시간)을 충분히 확보함으로서 안정적이고 예측 가능한 홍수조절을 하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 이와 같이 다양한 단기저수지 유입량의 예측정보 제공으로 다목적댐 저수지 운영모형의 효용성을 제고하여 향후 실제 저수지 유입량 예측에 이용함으로써 저수지 단기운영효율 개선에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.