• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1686-1690
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• 2010

우리나라 면적의 약 67%에 이르는 660만ha의 산림 중 침엽수림은 혼효림을 포함하여 약 74%를 차지해 활엽수림보다 넓게 분포하고 있다. 이와 같이 넓은 산림은 가뭄, 홍수와 같은 수문현상과 관련이 있으며 강우에 따른 유출에의 기여하는 바가 클 뿐만 아니라 강우, 증발산, 침투 유출에 이르는 다양한 수문현상이 복합적으로 나타난다. 특히, 최근 임목밀도의 증가가 오히려 증발산량의 증가, 옆면에 의한 강우 차단량의 증가 등을 발생시켜 가뭄과 홍수 또는 산사태의 원인이 될 수 있으며, 수자원 함양을 저해하는 요소로 작용하고 있다는 우려의 목소리가 나오고 있다. 따라서 산림지역의 증발산과 관련 있는 토양수분의 지속적인 모니터링과 감쇄특성 및 토양수분 환경에 대한 연구는 중요한 요소 연구가 될 수 있다. 봄에서 여름으로 진행되는 시기에는 강우발생에 비해 수목의 생육이 활발하여 증발산에 따른 토양수분 변화 및 감소가 급격하게 일어나며, 여름에는 토양수분의 감소도 뚜렷한 반면, 강우사상도 많이 발생하여 이에 따른 변화폭이 크게 나타난다. 또한, 가을에서 겨울로 진행되는 시기에는 수목의 생육의 둔화와 기온 하강으로 인하여 토양수분 감쇄현상 및 변화가 적게 나타나 토양수분의 변화양상이 계절마다 다르게 나타난다. 이에 토양수분의 감쇄현상을 파악하면 곧 산림지역에서의 증발산량 및 토양수분 소비특성을 파악할 수 있기 때문에, 산림에서 실제 토양수분 모니터링과 이를 통한 시간별, 깊이별 토양수분 변화 및 감쇄현상을 파악하는 것은 중요하다. 따라서 본 연구에서는 침엽수 산림에서의 토층별 월별 토양수분의 감쇄특성을 분석하기 위하여 침엽수림에서 토양수분 장기 모니터링 시스템을 구축하여 시간별, 토층별 토양수분 모니터링을 실시하고, 이를 바탕으로 침엽수림에서의 토양수분 감쇄현상을 분석하였다. 또한 토양수분 데이터 및 기상자료를 활용하여 월별, 기간별 토양수분 감쇄곡선을 산정하고 감쇄상수를 비교하였으며, 감쇄특성에 대하여 비교 분석하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.78-90
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• 2005

각 지점의 강우 발생에 따른 토양수분의 감쇄 현상을 특성화 할 수 있는 감쇄 곡선의 경험식을 도출하였다. 시간에 따른 토양수분의 감쇄 곡선은 거의 모든 지점에서 지표와 지하에 걸친 토양수분 측정 자료들과 높은 일치성을 나타내었다. 각 사면에서의 감쇄 특성 을 살펴보면 사면 상부에서 하부로 내려올수록 추정된 감쇄 곡선에 보다 더 수렴하는 경향을 보였다. 또한 각 지점별로 감쇄 곡선이 각 강우에 대하여 재현되는 경향을 보여 각 지점에서 포화와 감쇄가 각 지점의 고유한 특성을 가지고 있음을 나타내었다. 또한, 강우 발생에 대한 토양수분의 감쇄와 충전 등의 사면의 특성화에 기준이나 지표로서의 습윤지수의 유의성을 확인할 수 있었다. 궁극적으로 사면 유출의 명확한 기작을 규명하는데 있어서 보다 더 객관적인 검증을 위하여 계절별, 연별과 같은 추가적인 토양수분의 측정과 정밀도 있는 자료의 분석이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.473-473
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• 2015

토양수분은 수문학적 과정의 시공간적 변동과 수자원 관리 및 계획 그리고 기후변화에 따른 자연재해의 원인규명에 중요한 부분이다. 본 연구에서는 사면의 단면선에 따른 토양수분의 분포 및 변동을 파악하기 위해, 청미천 유역내의 사면에서 10개월 동안의 토양수분들을 측정하여, 토양깊이별, 계절별로 분석하였다. 토양수분특성은 간단한 통계적 방법을 이용하여, 평균, 표준편차 그리고 토양수분의 감쇄기울기 값으로 표현하였다. 추가적 연구로, 측정지점의 위치, 지형, 토성의 토양수분에 대한 반응분석을 하였다. 깊은 토양층에서의 토양수분의 공간적 분포는 지표층에서의 공간적 분포 경향과는 상이하게 나타났으며, 사면의 지형 및 위치 그리고 토성의 공간적 분포는 토양수분의 시 공간적 분포특징에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 상부흐름의 기여를 받는 측정지점에서는 토양수분 변동의 안정화가 진행이 되는 것으로 보이며, 수문학적 경계(Hydrologic Threshold)에 대한 추가연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다. 상부사면에서의 높은 토양수분 변동성 및 뷸 균질적인 공간적 분포는 우선적 흐름발달의 영향과 관련이 있다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.299-299
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• 2023

토양수분(soil moisture)은 수문인자의 하나로서 토양 내에 함유된 물의 양을 의미하며, 그 총량은 미미하지만 대기와 지표면 사이에서 일어나는 복잡한 물순환과 에너지 교환을 이해하는데 있어 필수적이다. 현재 국내에서는 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」(이하 수자원법)에 근거해 토양수분량 관측이 이루어지고 있으며, 수자원 분야의 한국수자원조사기술원 외에도 농업, 임업 분야에서도 다양한 기관에서 지상관측소를 구축해 토양수분량을 측정하고 있다. 국내 지상관측소에서는 주로 지점규모(point scale)로 토양수분량을 관측하는 장비가 사용되고 있으며, 유전율식 장비인 TDR(Time Domain Reflectometry), FDR(Frequency Domain Reflectometry)이나 토양수분장력을 측정하는 장력계(Tensiometer)가 널리 쓰이고 있다. 수자원분야에서는 토양 내 수분의 양을 직관적으로 확인할 수 있는 유전율식 장비가 대중적으로 사용되고 있으며, 최근에는 우주선(Cosmic-Ray)으로부터 발생하는 고속중성자(Fast Neutron)를 통해 중규모 면단위(field scale) 토양수분량을 관측하는 장비인 CRNP(Cosmic-Ray Neutron Probe)에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 이러한 장비는 주로 야외에 설치해 운영하고 있기 때문에 장비 훼손이나 전원공급의 어려움으로 결측이나 오측이 발생할 수 있다. 토양수분량 시계열자료의 결측이나 오측이 일반적인 감쇄기에 발생했다면 선형보간법으로도 간단히 보간할 수 있지만, 강우에 의한 상승기에 발생했다면 해당 강우사상에서의 토양수분량의 상한치를 알기 어려워 결측보간에 어려움이 있다. 본 연구에서는 토양수분량 시계열자료의 강우기간 결측을 보간하는 방법으로 누적분포함수 역변환 샘플링방법을 선택하였다. 연구에는 음성군(차곡리) 토양수분량 관측소 2021년 자료가 사용되었으며, 관측소 56개 지점 중 임의의 지점에 결측구간을 생성한 뒤 해당 지점과의 상관계수가 높은 지점의 누적분포함수를 이용해 역변환 샘플링 방식으로 임의 지점의 결측을 보간하고 그 결과를 기존값과 비교해 보간 방법의 정확도를 평가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.605-615
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• 2006

토양수분의 거동을 파악하기 위해서 설마천 유역의 범륜사 사변에 TDR(Time Domain Reflectometry)을 설치하여 시공간적, 계절적 특성을 파악하였다. 대상유역을 정밀 측량하여 수치지형 모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 이를 흐름분배 알고리즘에 적용하여 흐름범위 안에서 역측량을 통해서 측정지점을 선정하여 모니터링 시스템 을 구축하였다. 2003년 11월에 380시간, 2004년 5월 6월에 1037시간 동안의 장기적인 집중 모니터링을 통해 토양수분 자료를 획득하였다. 획득한 토양수분 자료는 지형분석을 통해 상부와 중간지점, 수로지점으로 구분하여 변화 특성을 파악하였다. 지형분석을 통한 흐름특성과 토양수분 실측치의 유의성을 논의하였다. 토양수분은 계절별 강우에 대한 변화 양상은 비슷하나 봄에서 여름으로 가는 시기에는 감쇄 현상이, 가을에서 겨울로 가는 시기에는 충전현상이 일어나는 것을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1412-1415
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• 2012

본 논문에서는 주파수 및 토양의 수분 함유량 변화에 따라 지뢰 탐지용 지표투과레이더의 수신신호를 분석하였다. 한국 표준 토양인 식양토를 기준으로 토양의 유전율, 도전율 및 전자파 감쇄 손실을 계산하였고, FDTD를 이용하여 다양한 주파수에 따른 지표투과레이더의 지뢰 탐지 영상을 생성하였다. 레이더의 표적 신호 대 클러터 신호 비(SCR) 및 수신 전력을 분석하였으며, 주파수 가변 채널 방식이 다양한 토양 조건에서 지뢰 탐지용 지표 투과레이더에 적합함을 보였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권2호
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• pp.88-98
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• 2016

설마천 유역의 범륜사 사면에서 2010년 3월26일에서 동년 11월 30일까지 측정된 토양수분자료를 이용하여 사면에서의 저류 특성을 산정하고 분석하였다. 측정지점들을 위치와 특성에 따라 A, B 단면 C 지역으로 구분하여 저류변수들을 계절별로 분석하였으며, 지점별 초과유출과 저류상수도 계산하였다. 설마천의 측정된 토양수분자료를 이용하여 저류량의 시공간적 변화를 분석하였다. 시간적인 저류량의 변동양상은 봄철에 식생의 활동으로 저류량이 낮게 나타났고, 여름철에 강우사상에 의한 증가를 보이다가 가을철과 겨울철에 건조기간으로 인해 감소현상이 나타났으며, 공간적인 저류량의 변동양상은 상부사면은 충전효과가 거의 없는 것으로 나타났고, 중부사면은 상부사면보다 높은 초기 저류량을 가지며 일정량을 유지하는 특성이 나타났고, 하부사면은 강우사상에 의한 증가폭이 크며 감쇄는 완만하게 나타나 상부로부터의 기여와 충전을 확인할 수 있었다. 토양수분과 증발산으로 추정된 유량과 하부지점인 전적 비교에서 관측된 유량을 비교하였을 때 계절별, 위치별 상이한 연관성이 나타났다. 하부지점으로 갈수록 상관 관계가 높게 나타났고 완충지점인 C단면에서 비교적 높은 연관성이 나타났다. 계절별로는 여름철과 하부지점에서 계산된 유량이 높게 나타난 것을 알수 있는데 이는 하부지점이 사면유출발생 지점이 될 수 있음을 보여주고 것이다. 이와 같은 지점별 유량의 발생은 시간적인 요인보다는 공간적인 특성에 제어되고 있다고 판단된다. 유역의 특성을 고려하여 저류상수 K의 거동은 계절별로는 여름철과 가을철에 높게 나타나고 있다. 이는 여름철에 많은 강우량으로 인해 저류상수가 높게 나타났고 가을철에 저류상수가 높게 나타난 것은 가을철 토양수분의 충전현상이 발달된다는 것을 알 수 있었다. 지점별로 하부지점으로 갈수록 저류상수 값이 증가 하였다. 이는 상부사면으로부터의 기여와 충전으로 설명될 수 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권4호
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• pp.1-9
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• 2011

Forest area covers 64 % of the national land of Korea and the forest plays a pivotal role in the hydrological process such as flood, drought, runoff, infiltration, evapotranspiration, etc. In this study, soil moisture monitoring for conifer forest in experimental forest of Seoul National University has been conducted using FDR (Frequency Domain Reflection) for 6 different soil layers, 10, 20, 30, 60, 90 and 120 cm during 2009~2010, and precipitation data was collected from nearby AWS (Automatic Weather Station). Soil moisture monitoring data were used to estimate soil moisture recession constant (SMRC) for analyzing soil moisture recession characteristics. From the results, empirical soil moisture recession equations were estimated and validated to determine the feasibility of the result, and soil moisture contents of measured and calculated showed a similar tendency from April to November. Thus, the results can be applied for soil moisture estimation and provided the basic knowledge in forest soil moisture consumption. Nevertheless, this approach demonstrated applicability limitations during winter and early spring season due to freezing and melting of snow and ice causing peculiar change of soil moisture contents.

• 한국환경농학회지
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• 제33권4호
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• pp.290-297
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• 2014

토양 수분과 실험 조건에 따른 Clothianidin의 토양 중 분해 및 잔류 특성의 변화를 비교 평가하고자 동일 지역 논 및 밭포장에서 토양잔류성 실험을 수행하였다. 또한 동일포장에서 채취한 토양을 대상으로 실험실 조건에서 토양 및 수중 잔류성 실험을 병행하였다. 논 및 밭포장에는 Clothianidin 8% 수용성입제(SG)를 600L/10a(0.024kg a.i./10a) 수준으로 전면 살포하였고 실험실 조건에서는 Clothianidin 표준용액을 0.25 mg/kg 수준이 되도록 점적 처리한 후, 경시적으로 토양 중 Clothianidin 및 주요 분해산물 TZMU, TZNG, MNG, TMG, MAI의 잔류량 변화를 조사하였다. Clothianidin의 토양 중 소실 양상은 포장 및 실험실 조건 모두에서 다중 1차 감쇄반응의 경향을 현저히 나타내었다. 총 Clothianidin을 기준으로 한 토양 중 반감기는 포장조건의 논 및 밭토양에서 각각 6.7-16.1일 및 6.9-8.2일 범위였으며 실험실 조건에서는 각각 56.3일 및 19.6일로 산출되었다. 포장조건에서의 토양 중 주요 분해산물로는 논토양에서 TZNG, TMG, MAI와 밭토양에서 TZMU와 MAI가 검출되어 다소 상이한 경향을 나타내었으나, 실험실조건에서는 논 및 밭토양 모두에서 TMG와 MAI가 주요 분해산물로 확인되었다. 수중잔류성 시험에서 Clothianidin의 토양수 중 반감기는 4.8일이었으며, TZMU가 주요 분해 대사산물로 조사되었다. 분해산물의 잔류 수준은 TZNG와 TZMU의 경우 약제처리 초기에 빠른 속도로 생성되었다가 급격히 감소되었던 반면, TMG와 MAI의 경우에는 지속적인 수준을 유지하였다. 약제처리 24일 후 포장 및 실험실조건에서 모화합물은 각각 80% 및 50%이상이 분해되었으며 그 이후 총 Clothianidin 잔류량의 대부분은 분해산물에 의한 것으로 평가되었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.25-30
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• 2006

지표수의 토양층 침투에서와 같이 천부 토양층이 하부에 비하여 수분 함유량이 높은 조건하에서 레이다파는 감쇄되지 않고 습윤 토양층을 통하여 가이드 되는 현상을 보이는 경우가 발생한다. 이는 레이다파의 분산성 가이드 현상으로 천부 층의 두께가 레이다파의 파장보다 비슷하거나 작은 경우에 발생한다. 이 연구에서는 FDTD에 의한 수치 모델링을 수행하고 F-K 분석을 통하여 속도분산곡선을 획득함으로써 레이다파의 분산성 가이드 현상을 확인하였다.이와 같은 가이드 현상은 모드 전파이론으로 설명되며,이 연구에서는 이를 이용하여 2층 층서구조의 두 층의 유전율과 층의 두께를 정확히 계산할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 이론 모델링 자료에 대한 실험 결과 두층의 유전율과 두께를 정확하게 계산할 수 있었으며, 특히 고차 모드를 포함함으로써 그 정확도를 향상 시킬 수 있었다. 향후 비슷한 조건을 가지는 현장에 적용하여 정량적인 전기적 물성을 획득할 수 있을 것으로 기대된다.