• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.407-407
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• 2021

토양수분량은 그 양은 작지만 다양한 수문현상에 관여하는 주요한 수문인자 중 하나이다. 특히, 강우, 유출, 홍수 및 가뭄 등과 직접적인 연관이 있어 국내에서도 그 중요성이 점차 강조되고 있다. 일찍이 해외에서는 토양수분량 위성자료나 관측기기의 검증 및 교정을 위해 다수의 지상 관측소를 운영해왔으며, ISMN(International Soil Moisture Network)과 같은 기관을 통해 자료의 취합 및 품질관리, 배포 등도 활발하게 이루어지고 있다. 최근 국내에서도 최신 관측기기의 도입이나 수자원위성의 개발 등 토양수분량에 관한 연구가 점차 활발하게 이루어지고 있으며, 위성자료와 관측기기의 검증 및 교정을 위한 지상관측소도 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만, 국내 지상관측소는 현재 다양한 기관과 단체에 의해 운영되고 있으며, 품질관리 기준이 통일되어 있지 않아 자료의 접근 및 활용 측면에서 개선이 필요한 실정이다. 이에 한국수자원조사기술원은 국내 환경에 맞는 품질관리 기준을 제시하고, 자료의 접근성 및 활용성 개선의 토대를 마련하고자 품질관리 시스템을 개발하고 있다. 본 연구는 정량화된 품질관리 기준을 바탕으로 spike를 판별하는 알고리즘에 대한 성능평가를 다루고 있으며, 청미천 토양수분량 관측소 2020년 자료에 임의의 튀는 값(spike)을 추가하고, 해당 이상치의 검출여부를 확인하는 방식으로 진행되었다. 각각의 지점자료에서 강우사상 중 하강부, 무강우기간 중 하강부를 1개씩 선정하고, 해당 구간에 positive spike를 추가한 case와 negative spike를 추가한 case를 생성해 강우조건 및 spike 유형에 따른 검출성능 차이를 평가했다. 평가 결과, 강우기간 검출률 84.3%, 무강우기간 검출률 96.3%로 강우조건에 따른 성능차이가 명확하게 나타났으며, positive spike는 91.7%, negative spike는 88.9%로 spike 유형에 따른 검출성능차이는 미미했다. 강우조건과 spike 유형을 동시에 고려했을 때는 무강우기간의 positive spike가 98.2%로 가장 높은 검출률을 보인 반면에 강우기간의 negative spike는 83.3%로 가장 낮은 검출률을 보였다. 알고리즘이 검사시간대를 중심으로 24시간 동안의 토양수분량 변화를 감지하기 때문에 강우기간에 검출성능이 저하되는 것으로 판단되며, 이를 개선하기 위해선 강우사상에 따른 유동적인 window size 조절 알고리즘의 추가가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.23-23
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• 2015

가뭄은 홍수와 더불어 매우 심각한 자연재해이며, 그 특성상 광역적이고 장기간 발생함에 따라 구체적인 발생시점, 규모, 범위 등을 규명하기가 어렵다. 그동안 가뭄관리 기관에서는 가뭄의 특성을 규명하고자 가뭄 지수를 활용하여 발생시점, 발생빈도, 피해규모, 범위 등을 정량적으로 분석해 왔다. 그러나 가뭄특성은 가뭄 지수의 해석방법 및 판단기준에 따라 다르게 나타나는 문제가 있다. 또한, 대부분 가뭄지수가 단일 기상(강수, 기온 등) 및 수문(유출량, 토양수분량, 증발산량 등)정보 기반으로 산정됨에 따라 대상지역의 가뭄특성을 적절히 고려하지 못하고 있다. 따라서 지역적 가뭄특성을 명확히 나타내기 위해서는 단일변수 기반의 가뭄지수의 활용보다는 두 개 이상의 변수가 고려된 가뭄지수를 활용하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 강수량 및 토양수분량 기반의 이변량 결합가뭄지수(Bivariate Joint Drought Index, BJDI)를 산정하고 기존 단일변수(강수량, 토양수분량)에 의한 가뭄지수와 함께 지역별 가뭄특성을 분석하였다. 이를 위해 강수량은 1977~2012년 동안의 기상청 관할 59개 기상관측소 자료, 토양수분량은 지표수문해석모형으로 부터 산정한 결과를 이용하였다. 59개 지점에 대한 SPI (Standardized Precipitation Index), SSI(Standardized Precipitation Index) 및 BJDI를 산정하였다. 또한, 지점별, 가뭄지수별 빈도해석을 통해 재현기간을 산정하고 과거 가뭄피해사례를 바탕으로 가뭄특성을 정량적으로 비교 및 분석하였다. 그 결과, 재현기간은 동일한 심도일지라도 SPI, SSI, BJDI 순으로 BJDI가 가장 낮게 나타났으며, 지역별로는 중부지역이 높고, 남부지역에서는 낮게 산정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.474-474
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• 2015

Horton 지수는 유역에 대한 수문순환의 특성을 정량화하는 지수로서 유역의 습윤량과 기화량의 비로 산출된다. 습윤량과 기화량은 토양 수분과 밀접한 관계를 가지므로 추계학적 거동에 따른 토양수분의 동역학모형을 파악하여 Horton 지수를 산출할 수 있다. 본 연구에서는 추계학적인 토양수분수지 모형을 이용하여 서울, 부산, 대구, 제주 지역을 대상으로 30년간 일 기상자료(강우량, 일 평균기온, 풍속, 상대습도, 일조시간)을 이용하여 Horton 지수를 각각 산출하였으며 Horton 지수에 대한 변동성 분석을 실시하였다. 분석 결과, 모든 대상 유역에서 기후의 계절성에 의하여 Horton 지수가 작아짐을 확인할 수 있었다. 하지만 습윤한 기후를 가진 서울과 건조한 기후를 가진 대구에서는 각각 연 강우량이 많거나 연 강우량이 적은 해에 Horton 지수에 미치는 기후의 계절성의 영향력이 줄어듦을 살펴볼 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.239-243
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• 2012

본 논문에서는 전기 저항식 수분 측정 방식을 선택한 토양수분센서를 제안하였다. 이 방식은 토양내의 수분량에 따라 저항의 변화가 생기는 것을 전기적인 신호로 변환하여 토양수분량과의 관계를 비교하여 수분량을 측정하는 방식으로 방법이 간단하며 저렴한 비용으로 간단하게 장치를 구현하였으며, 시리얼통신을 이용하여 여러 개의 센서를 하나의 네트워크에 묶어 사용하였다. 이 센서 네트워크를 사용하여 IMS(Internet Management System)에 적용하였으며, 센서 네트워크가 웹에서도 잘 작동함을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.45-45
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• 2023

본 연구에서는 도시 내 및 주변 지역을 대상으로 기상학적 가뭄 발생 여부에 따른 토양수분량 변화 정도를 파악하고, 그에 따른 열섬 현상의 변동 정도를 분석·평가하였다. 먼저, 대상 지역 내 기상학적 가뭄의 시공간적 특성을 분석하기 위해 인공위성, 재분석 자료 및 지상 관측 정보를 활용하여 SPI (Standard Precipitation Index)와 SPEI (Standard Precipitation Evapotranspiration Index) 등 두 가지의 가뭄 지수를 산정하였다. 또한, ERA5 (The Fifth Generation ECMWF Atmospheric Reanalysis)와 GLDAS (Global Land Data Assimilation System) 등의 재분석 자료 및 지상 관측 정보를 활용하여 토양수분 자료 및 기타 기상 관련 주요 정보들을 얻고, 이를 ENVI-met 모형의 초기 입력자료로 고려하였다. 다양한 시나리오 기반의 모의 결과들을 바탕으로 복합 재난의 관점에서 가뭄-토양수분량-열섬 간의 연관성을 분석하고, 주요 영향 인자 및 극한 사상 유발 조건 등에 대한 정보를 파악하였다.

• 물과 미래
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• 제54권6호
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• pp.33-44
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• 2021

• 한국토양비료학회지
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• 제16권2호
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• pp.98-105
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• 1983

토양수분조건에 따른 시비반응을 구명(究明)하기 위하여 본량(本良) 사양토(砂壤土)에서 토양수분처리($M_0$무관수, $M_1$-0.1~-1.0bar, $M_2$-0.1bar~-0.5bar, $M_3$-0.1~-0.2bar)와 시비수준(施肥水準)(N-P-Kkg/10a, 0-0-0, 11.5-10-12.5, 23-20-25, 34.5-30-37.5)을 달리하여 봄배추의 생육상태(生育狀態), 물소모량(消耗量), 양분흡수량, 비료이용율(肥料利用率), 수량 등을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 20cm 깊이에서 토양수분 Potential이 -2.0bar 이하(以下)일 때 물소모량은 감소(減少)하였고 비료(肥料)에 의(依)한 생장량(生長量)의 증가는 없었다. 2) 배추의 양분흡수량(養分吸收量)은 시비량(施肥量)의 증가에 따라 토양수분 Potential이 낮을 때는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었고, 토양수분 Potential이 높을 때는 증가하는 경향(傾向)이었다. 3) 질소(窒素)와 가리(加里)의 이용율(利用率)은 토양수분 Potential과 시비수준(施肥水準)이 정비례관계(正比例關係)에 있어야 이용율(利用率)이 증대되었다. 4) 봄배추의 수량(收量)은 토양수분 Potential이 낮을 때에는 시비량(施肥量)을 증가시켜도 증수가 없었으며, 토양수분 Potential이 높을 때에는 각(各) 시비수준(施肥水準) 공(共)히 증수효과(增收效果)가 있었고 그 효과(效果)는 다비수준(多肥水準)에서 더욱 뚜렷하였다. 5) 토양수분 Potential을 높게 유지(維持)시킬 경우(境遇)에는, 시비량(施肥量)을 증가시킴에 따라 봄배추 수량(收量)이 거의 직선적(直線的)인 증가경향을 보여, 최대수량을 낼 수 있는 비료요구량(肥料要求量)이 크게 증가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.66-66
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• 2020

최근 기후변화로 인한 전 세계적인 기온상승이 야기되고 있으며, 농업에 직접적인 영향을 주는 기상학적 및 수문학적 변화가 급격하게 진행되고 있다. 우리나라의 경우 최근 7년 동안 지역별로 극심한 가뭄이 매년 발생하고 있고, 가뭄의 발생 빈도와 강도가 증가하는 추세이다. 특히 밭의 경우 농업용 저수지 등 수리시설물로부터 관개용수를 공급받는 논 작물과 달리 자연 강우를 통해 필요한 용수량을 공급받는 천수답이 대부분이고 관개시설이 부족하기 때문에, 기후변화에 의한 가뭄의 취약성이 높다. 밭작물은 작물의 생육 시기와 기후 환경, 수자원 환경에 민감하고 토양수분을 흡수함으로써 생육하기 때문에 이러한 밭작물의 소비수량 및 관개용수량은 증발산량 뿐만 아니라 토양내 수분의 이동을 고려하여 수분 부족량을 산정해야 한다. 본 연구에서는 미래 기후변화에 의한 밭가뭄 평가를 위하여 밭 작물별 소비수량 및 관개용수량을 추정하기 위한 밭 토양수분 물수지 모형 (Soil Moisture Model)을 구성하였다. 또한 대표농도경로 (Representative Concentration Pathway, RCP) 시나리오 기반의 제5차 결합기후모델상호비교사업 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5, CMIP5)에서 제공하는 RCP 시나리오를 기반으로 한 전지구 기후모델 (General Circulation Model, GCM)의 기후예측결과를 적용함으로써 미래 밭 가뭄 평가를 수행하였다. 과거 기상자료 및 미래 대표농도경로 시나리오와 작물 기초자료를 수집하여 과거 및 미래 작물증발산량을 산정하였으며, 토양수분 물수지 모형에 적용하여 밭작물의 토양수분 변화를 모의하고 기후변화에 따른 작물별/생육시기별 소비수량 및 관개용수량을 추정하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.114.2-114.2
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• 2010

지표면 근처에서의 토양수분 함유량은 지표면과 대기 사이의 물과 에너지의 순환에 큰 영향을 주기 때문에 수문 생태학적 과정에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. Soil Moisture Experiment 2004(SMEX04) 프로젝트는 넓은 공간에서의 토양수분의 분포를 알아내기 위해 이용하고 있는 Advanced Microwave Scanning Radiometer - Earth Observing System(AMSR-E) 위성 관측 이미지로 얻은 결과를 현장 검증하기 위해 미국 Arizona 주에 2004년 6-9월에 걸쳐 추진되었으며, 프로젝트를 통해 얻은 토양수분 데이터를 이용하여 건조지역에서의 토양수분의 공간 변동성을 통계적 방법으로 분석하였다.

• 한국작물학회지
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• 제26권1호
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• pp.115-120
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• 1981

토양수분이 인삼생육에 미치는 영향을 조사하기 위하여 토경Pot(1/2000cm)에 묘삼을 이식하여 토양수분함량별 지상부 및 지하부 생육장황, 근수량과 지상부 형질과의 상호관계를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 인삼생육에 대한 토양의 적정수분 함량은 포장용수량의 65. 5%(절대수분 22.1%였고 생육이 정지되는 토양수분 함량은 포장용수량의 31.5%(절대수분 10.7%)였다. 2. 토양수분 함중이 적은 곳에서는 출아 및 전엽율이 상당히 지연되었으며 엽면적외 감소와 지상부 결주가 많아져 근수량이 현저히 감소되였다. 3. 근수량은 엽면적(r=0.91**) 경직경(r=0.76**) 경장(r=0.71**) 지상부생중(r=0.96**)간에 각각 정의 상기관계가 있었고 지상부 결주율(r=-0.77**) 간에 부의 상관관계가 있었다. 4. 생근중과 수분함량(r=- 0.80**)간에 부의 상관관계가 있어 수분이 충분한 곳에서 자란 인삼은 조직이 치밀함을 나타내었다.