• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1486-1490
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• 2010

본 연구는 강원도 횡성군의 남한강 제1지류인 섬강의 횡성댐 상류 계천에 위치한 시험유역으로 남한강 상류 산지지형 시험유역으로 이유역의 운영을 통하여 신뢰성 있는 고품질의 산간유역 수문자료의 지속적 확보이다. 2001년부터 10년 동안 시험유역이 운영되어오면서 강우관측소 3곳, 수위 관측소 3곳(농거리, 매일, 소군), 지하수 및 토양수분 측정소 5곳의 자료를 구축하고 있다. 유역의 토양 이용 현황은 삼림이 90 %, 경작지 10 %로 이루어져 있으며, 면적 $164.81km^2$, 유로연장 22.4km, 평균경사 5.97%를 지니고 있다. 고품질을 보장하고 좋은 데이터를 얻기 위하여 불확실도 분석을 실시하고, 개발된 수위-유량곡선을 통하여 시계열 수위를 유량으로 환산하였다. 아울러 수문순환 성분의 분석을 위하여 토양수분 및 지하수위를 측정하여 강우-유출해석, 수문특성 분석 등을 실시하였다. 측정된 자료는 웹사이트와 CD로 제공된다. 구축된 각종 자료는 수문 및 수리의 정량적 순환구조의 이해와 모델개발의 검정 및 검증 기반의 자료를 구축하여 산간유역의 폭 넓은 물 순환해석을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권3호
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• pp.151-157
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• 2017

본 연구는 정식 후 토양의 수분 함량에 따른 배추의 생장과 토양 수분에 따른 배추의 생리 반응 모델 개발을 위한 유효 매개변수를 알아보고자 수행되었다. 처리는 5개 수준으로 각각 0, 200, 300, 400 및 500mL/d/plant로 매일 1회 관수하여 토양 수분 함량 차이로 구분하였다. 토양수분과 기공전도도를 정식 후 10일부터 6일 간격으로 총 5회 측정하였으며(단, 0과 200mL/d/plant 처리구는 총 3회 측정), 광합성기구 활성을 알아보고자 정식 후 25일에 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)와 결핍 처리구(0mL/d/plant)에서 이산화탄소 포화 곡선을 작성하였고, 정식 후 38일에 생장을 조사하였다(단, 관수량 처리구 0과 200mL/d/plant는 위조되어 정식 후 29일에 생장 조사함). 토양수분과 배추의 기공전도도는 밀접한 관계가 있었으며($r^2=0.999$), 직선의 정의 상관관계로 y = 6097.4x - 4.2984였다. 충분히 관수된 배추의 이산화탄소 포화곡선은 정상적인 포화 곡선을 보였으나, 토양수분이 극도로 결핍된 배추는 체내로 이산화탄소가 확산되어 들어가지 않으며, 광합성 속도도 약 $6.5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 미만으로 급격히 감소하였다. 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)에 비하여 토양 수분 결핍구(0mL/d/plant 처리)에서는 약 6.8배 이상 건물생산량이 감소하였다. 그리고 토양의 수분 함량에 따라 엽면적 지수가 로그함수적(y = 16.573 + 3.398 ln x)으로 증가하였고, 결정 계수 $r^2=0.913$로 높은 상관 관계가 있었다. 결과적으로, 정식초기의 토양 수분 함량이 결핍되면 배추의 생장이 지연되며, 광합성 속도와 기공전도도가 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 또한, 토양수분 함량과 배추 생장 반응 모델을 기공전도도와 엽면적 지수를 변수로 활용하면 정확도가 우수한 모델을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.401-408
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• 2022

최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 산업 및 연구 현장에서 많이 사용되고 있는 TEROS 12 FDR 센서(frequency domain reflectometry sensor)를 노지 과수원의 토양에 알맞게 활용하기 위하여 국내 세 지역 과수원 토양의 토성별 FDR 센서 활용 방법을 제시하고자 수행하였다. 실제 과수가 재배되고 있는 각 과수원에서 토양을 채취하여, 토성 및 토양수분보유곡선을 조사하였으며, 토양별 TEROS 12 센서 Raw 값과 이에 대응하는 용적수분함량 값을 선형 회귀 분석, 3차 회귀 분석을 통해 보정식을 얻은 뒤 제조사에서 제공하는 광질 토양 보정식과 비교 분석하였다. 채취한 세 과수원의 토양은 모두 토성이 달랐으며, 토성에 따라 각 보수력에 따른 용적수분함량 수치에 차이가 있었다. 또한, TEROS 12 센서 보정식에서는 모든 토양에서 3차 회귀 분석 보정식이 결정계수 0.95 이상으로 가장 높게 나타났으며, RMSE도 가장 낮게 나타났다. 제조사에서 제공하는 보정식을 사용하여 TEROS 12 센서의 용적수분함량을 보정할 경우 토양에 따라 실제 수치에 비해 최대 0.09-0.17m³·m^-3가량 낮게 나타나, FDR 센서 사용시 적용 토양에 알맞은 보정이 반드시 선행되어야 함을 확인하였다. 또한 토성에 따라 토양의 보수력 구간에 따른 용적수분함량 범위의 차이가 있었으며, 토양 용적수분함량의 수치 해석에 보수력 정보가 수반되어야 할 것으로 나타났다. 또한, 사질이 많은 토양에서는 관수 개시점 측정을 위해 FDR 센서를 활용하는 데 있어 용적수분함량 측정 범위가 상대적으로 좁아 정밀도가 떨어질 것으로 판단되었다. 결론적으로 토양에서 FDR 센서를 통해 토양수분의 변화를 알맞게 해석하고 노지에서 알맞은 관수 시점을 선정하기 위해서는, 적용 토양의 수분보유특성을 파악하고 FDR 센서 보정을 선행하여 올바른 토양 수분 정보 제공이 필요할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제20권4호
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• pp.425-435
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• 2006

본 연구에서는 암석비탈면 등에서 주요 녹화식물로 많이 이용되고 있는 등나무를 대상으로 황폐지 토양조건에서 인위적으로 함수율을 조절하여 등나무의 내건성과 토양수분조건에 따른 생장특성을 시험하였는 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 등나무 묘목은 토양함수율 5% 수준에서 수분 스트레스를 받아 고사하였고, 토양함수율 10% 수준에서는 전 생장기간 동안 생장률에 큰 변화가 없었다. 따라서 본 시험토양에서 토양함수율 5% 수준이 등나무 모목의 위조함수율이며, 토양함수율 10% 수준이 생장에 대한 임계토양수분 범위로서, 등나무는 내건성이 있는 것으로 확인되었다. 2. 묘목의 신장생장, 직경생장, 엽생장, 총 건물생산량 등의 주요 생장요소들을 기준으로 분석한 결과등나무 묘목의 생장은 전반적으로 토양함수율이 높을수록 양호하였으며, 이들 각 생장요소들(Y)은 토양함수율(W)에 대해 Y=a+bW+cW2의 곡선형을 나타내었다. 3. 토양함수율 20 % 이상에서는 생장기간이 길어질수록 묘목 생장량이 뚜렷이 증가하였으며, 각 토양함수율 수준에서 묘목 생장량(Y)은 생장기간(D)에 대해 Y=a+bD+cD2의 곡선형을 나타내었다. 4. 토양함수율 20% 이상에서는 동일한 수분조건에서 근류균 접종구는 대조구에 비해 총 건물생산량을 기준으로 하면 평균 30%의 생장촉진효과가 있었다. 5. 근류균은 토양함수율이 높을수록 접종이 용이하고 근류의 형성량도 많았다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.65-75
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• 2002

본 연구에서는 TOPMODEL의 매개변수 m, $T_{0}$에 따른 토양수분 변동성을 검토하고, 일단위 관측 지하수위자료를 이용하여 모형내 포화층에서의 흐름인 지하유출과의 상대적 비교 및 유역출구에서의 관측유량 및 계산유량을 비교하여 TOPMODEL의 토양수분 모의 능력을 규명하였다. 이를 위해 국제수문개발계획(IHP)의 평창강 상류 상안미 유역을 대상으로 94~98년 사이의 여름철 호우사상과 지하수위자료를 선택하였다. 매개변수 m, $T_{0}$에 따른 TOPMODEL의 토양수분 변동성은 토양내 지하수면의 유효깊이를 나타내는 m이 증가할수록 토양수분 보유능력이 증가하고, 특히 큰 값의 $T_{0}$와 결합되면 이러한 현상이 현저한 것으로 나타났다. 모형에 의해 산정된 지하유출과 실측 지하수위자료를 상대적으로 비교한 결과 첨두량이 유사하게 지체되는 경향으로 나타났으며, 강우가 끝난 후의 수문곡선 하강부는 대부분이 지하유출에 기인하고 있음을 잘 표현하고 있다. 따라서 TOPMODEL은 유역 출구에서의 유출량 산정뿐 아니라 유역의 토양수분 변화 모의에도 적합한 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권4호
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• pp.278-283
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• 2001

근적외 이용 토양분석기에 의한 토양수분, 유기물, 전질소 측정과 그 외 토양의 여러 가지 이화학 성분에 대한 측정결과를 검토하였다. 토양시료를 몰탈로 갈아서 토양입자를 0.2mm의 체를 통과시킨 140점의 토양시료를 85점은 근적외 토양분석기의 표준곡선을 작성하고 나머지 55점의 토양시료는 표준곡선을 이용하여 추정한 토양의 이화학성 중에서 토양수분, 토양 pH, 유기물, 전질소 CEC, 치환성 Ca, Mg, K 및 유효규산함량은 근적외 토양분석기로 동시에 추정할 수 있어 시비처방을 위한 토양의 비옥도를 판정하는데 유용하게 이용할 수 있을것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.749-753
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• 2008

본 연구는 강원도 횡성군의 남한강 제1지류인 섬강의 횡성댐 상류 계천에 위치한 시험유역으로 남한강 상류 산지지형 시험유역으로 이유역의 운영을 통하여 신뢰성 있는 고품질의 산간유역 수문자료의 지속적 확보이다. 기존의 강우-유출구조의 이해를 위하여 우량 및 수위자료는 10분 단위로 관측하며, 유량측정 자료는 불확실도 분석을 통해 실시한 결과 신뢰도가 지속적으로 향상된다. 또한 수위-유량곡선을 개발을 통해 수문 자료를 지속적으로 확보하였고, 유역의 수문순환특성분석을 위해 추가적으로 토양수분과 지하수위를 관측으로 하였다. input-system-output 의 정량적 순환구조의 이해와 모델개발의 검정 및 검증 기반의 자료를 구축하여 산간유역의 폭 넓은 물 순환해석을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권4호
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• pp.367-372
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• 1988

중량법(重量法)에 의(依)한 토양수분함량(土壤水分含量)과 중성자(中性子) 및 Gypsum-block을 이용(利用)하여 측정(測定)한 토양수분함량(土壤水分含量)에 대(對)하여서, 오차분석(誤差分析)을 통(通)하여 각(各) 측정방법(測定方法)에 의(依)한 토양수분함량(土壤水分含量)의 오차범위(誤差範圍) 및 각(各) 방법간(方法間) 같은 정밀도(精密度)를 얻기위(爲)해 필요(必要)한 측정(測定)반복수를 구명(究明)코자 사양토(砂壤土)에서 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같았다. 1. 토양수분함량(土壤水分含量)의 오차(誤差)와 토양수분함량(土壤水分含量)과의 관계(關係)는 중량법(重量法)과 중성자(中性子)를 이용(利用)한 경우는 2차함수(次函數)의 양상(樣相)을, Gypsum-block의 경우는 지수함수(指數函數)의 양상(樣相)을 나타냈다. 2. 토양수분함량(土壤水分含量)이 11~33%(용적함량)인 범위에서 중량법(重量法)에 의(依)한 토양수분함량(土壤水分含量)의 오차(誤差)는 평균(平均) 1.11%이었으며 오차(誤差)의 범위(範圍)(Range)는 0.28~3.49%이었다. 3. 표토용(表土用) 중성자(中性子)를 이용(利用)한 토양수분측정방법(土壤水分測定方法)에 의(依)한 토양수분함량(土壤水分含量)의 오차(誤差)는 평균(平均) 1.15%이었으며 오차(誤差)의 범위는 0.71~2.63%으로써 그 경향이 중량법(重量法)과 유사하였고, 심토용(深土用) 중성자(中性子)를 이용(利用)한 수분측정방법(水分測定方法)에 의(依)한 오차(誤差)는 평균(平均) 0.70%이었으며 그 범위는 0.52~1.01%으로써 가장 작았다. 4. Gypsum-block에 의(依)해 토양수분장력(土壤水分張力)을 측정(測定)한 후(後) 토양수분특성(土壤水分特性)곡선을 이용(利用)하여 토양수분함량(土壤水分含量)을 추정(推定)할때, 오차(誤差)의 범위는 0.05~21.89%이었으며, 토양수분함량(土壤水分含量)이 증가(增加)할수록 오차(誤差)는 크게 증가(增加)는 경향이었다. 5. 사양토(砂壤土)에서 토양수분함량(土壤水分含量)이 약 14% 이상(以上)인 경우에는 심토용(深土用) 중성자(中性子)를 이용(利用)한 방법(方法)으로 토양수분함량(土壤水分含量)을 측정(測定)하는 것이 그 오차(誤差)가 작았으며, 토양수분함량(土壤水分含量)이 약 14% 이하(以下)인 경우에는 Gypsum-block을 이용(利用)하는 것이 그 오차(誤差)가 작았다. 6. 중량법(重量法)에 의(依)한 10반복 측정(測定)의 평균(平均) 토양수분함량(土壤水分含量)과 같은 정밀도(精密度)를 얻기 위(爲)한 반복수는 표토용(表土用) 중성자(中性子)를 이용(利用)한 수분측정방법(水分測定方法)의 경우 6~17, 심토용(深土用) 중성자(中性子)를 이용(利用)한 수분측정방법(水分測定方法)의 경우 0.7~8 및 Gypsum block의 경우 0.1~1,252이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권1호
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• pp.21-28
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• 2006

본 실험은 포화수분상태에서 두개의 서로 다른 토양의 흡착가능장소에 대한 흡착능과 경쟁에 따른 Cd, Pb, 그리고 Cr 이온의 이동성을 조사하였다. 이 조사를 위하여 수용성상태로 단일, 이중, 삼중의 중금속 조합을 이용하였다. 두개의 토양시료는 밭토양의 지표면으로부터 20 cm 이내에서 채취한 토양을 사용하였다. 그리고 공극수량에 따른 출현과 용출곡선을 중금속용액과 치환용 K 이온용액을 가하여 각각의 곡선이 최대와 최소치에 이은 시점까지 조사하였다. 조사 결과 출현과 용출곡선은 대칭을 이루지 않았으며 용액상태로 존재하는 중금속이온의 종류가 증가됨에 따라 용출곡선의 미행이 증가되었을 뿐만 아니라 공극수량도 증가하는 경향을 보였다. 그리고 출현과 용출곡선을 기준하여 곡선의 위와 아래의 면적을 비교하여 본 결과 출현 후 K에 의한 용출면적은 상대적으로 작아 K에 의한 중금속 탈착은 작은 것으로 조사되었는데 이는 중금속이온이 가지는 전기음성도 차이에 기인한 것으로 추정되었다. 결론적으로 토양내에서 중금속이온의 이동은 토양내에서 존재하는 중금속이온의 종류가 2개 이상 존재하는 한 토양의 물리적 비평형과 용액상태의 화학적평형이 중금속이온 이동에 영향을 미치는 것으로 추정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5B호
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• pp.459-469
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• 2010

본 연구에서는 GIS 공간자료(수치표고모델, 토지이용도, 토양도)와 Terra MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상에 의한 식생활력도를 이용하여 유역의 일단위 유출량을 모의하는 격자기반의 분포형 일유출 모형을 개발하고 그 적용성을 평가하였다. 모형은 격자단위로 지표유출, 중간유출 및 기저유출, 증발산량 그리고 토양수분의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 모형은 크게 유출, 증발산, 토양수분의 3개 주요모듈로 구성하였다. 유출은 강우전의 토양수분을 추적하여 지표하 저류능을 계산하므로서, 총 유출체적에서 각 유출량을 배분하는 감수곡선을 도입하여 모의하도록 하였으며, 증발산은 MODIS 엽면적지수(Leaf Area Index; LAI)를 고려한 Penman-Monteith 증발산량을 산정하도록 하였다. 매일의 토양수분은 전일의 토양수분에서 당일의 유출량과 증발산량을 계산하는 물수지 방정식을 이용하여 추적하도록 하였다. 이 모형에 대한 적용성 평가는 유역면적 930 $km^2$의 용담댐 유역을 대상으로 수행하였다. 공간해상도를 1 km로 맞춘 GIS 입력자료(토지피복도, 토양도, 경계자료 등)와 RS 입력자료(LAI)를 구축하였으며, 2000년부터 2008년까지의 기상자료를 수집하여 IDW 방법으로 공간분포화 하여 모형에 적용하였다. 검보정은 유역 출구 지점의 유출량 자료를 모의치와 비교하여 수행되었고, 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 결정계수($R^2$)와 평균제곱근오차 (RMSE : Root Mean Square Error)를 사용하였으며, 모형의 효율성 검증을 위해 Nash와 Sutcliffe(1970)가 제안한 모형 효율성 계수를 사용하였다. 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.78~0.93로 모의치가 실측치의 경향을 잘 표현하는 것으로 나타났다. 유출량 분포도는 강우와 토양에 매우 민감하게 모의 되었다.