• 한국토양비료학회지
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• 제39권3호
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• pp.173-183
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• 2006

서낙동강 유역에서 USLE모형을 이용하여 농경지의 작물생산량 및 농업용수 수질과 관련 있는 농경지의 토양침식량을 평가하였다. 모형인자의 data set은 구축에 드는 노력과 시간의 소모를 최소화하고자 정밀토양도, 인공위성 영상 및 DEM자료로부터 RS와 GIS를 이용하여 구축하였는데, 토양상별 K 인자를 정밀토양도에 적용하여 주제도를 작성하고, 인공위성 영상(Landsat TM)으로부터 토지 피복도를 작성하여 C 및 P 인자의 주제도를 작성하였으며, DEM으로부터 LS 인자 주제도를 작성하였다. R인자는 서낙동강 유역 내에 위치하는 김해농업기술센터의 AWS 자료를 이용하여 계산하였다. 농경지발생 토양침식량은 유역전체 발생량의 31.5%였고, 농경지 토양유실량의 97.5%는 밭토양에서 일어나는 것으로 나타났다. 이는 서낙동강 유역이 삼각주평야지대로 경사가 거의 없으나 밭토양의 30.4%는 severe 및 very severe의 침식정도에 분포하였기 때문이다. 또한 식생의 토지 피복 상태 및 강우량의 정도에 따라 작물재배기(5월~9월)와 비재배기(10월~4월)로 나누어 토양침식량을 평가한 결과, 작물재배기는 연간 토양유실위험도와 유사한 경향이었고, 작물비재배포기는 R 값이 작물재포기의 약 1/5에 불과하였음에도 산과 인접한 경사지 밭토양의 일부는 severe 및 very severe의 토양침식 등급을 나타내어서 토양침식 관리에 주의가 필요하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권9호
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• pp.885-896
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• 2013

산지의 토양침식 모형인 SEMMA를 대규모 산지유역에 적용하기 위해서는 모형의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 원래 SEMMA의 기본구조와 주요 매개변수의 산정방법을 설명하였고, 적용범위 확대를 위한 개선 매개변수들을 제시하였다. 특히 광범위한 지역에 대해 NDVI를 활용하기 위하여 식생구조지수 대신 식생피복지수를 사용하여 개선된 모형 SEMMA-Ic을 개발하였다. 개선모형의 모의결과 상관계수와 모의효율계수는 본래 모형보다 다소 감소하였다. 그러나 개선모형을 유역에 적용한 결과 실측값에 근접하게 모의했고, 토사유출량이 많은 경우에는 과소 예측하는 경향을 보였다. 따라서 산지 사면에서 개발한 토양침식 모형을 유역에 적용하기 위해서는 수로침식에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.279-279
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• 2017

토양유실로 인해 발생된 토사는 강우 유출수와 함께 하류로 흘러들어 하천 및 호소의 탁수문제를 야기시킨다. 토양유실에 관한 현황을 파악하기 위해서는 유역 내 토지이용현황과 피복되어 있는 작물 등의 현황조사와 더불어 유역 내 발생되는 토양유실량에 대한 장기모니터링을 수행할 필요가 있다. 하지만 유역 내 발생되는 토양유실량에 대한 장기모니터링을 수행하기에는 많은 시간과 인력이 필요하므로 토양유실량 산정 및 유사거동특성을 계산하는 모형을 활용한 연구가 국내외 많은 연구자들에 의해 수행되고 있다. 토양유실량을 산정하는 모형 중 가장 많이 사용되고 있는 범용토양유실량산정공식(Universal Soil Loss Equation, USLE)은 5개의 인자를 사용하여 연평균 토양유실량을 산정한다. 국내의 경우 환경부에서 제정한 '표토의 침식 현황 조사에 관한 고시'에 표토침식현황을 조사하는 방법으로 USLE 공식을 사용한다. USLE 모형을 구성하는 인자 중 식생피복인자는 작물의 생육과정에 따른 변화를 고려하지 않고 작물에 대한 획일적인 값을 제시하고 있어 밭에서 발생되는 정확한 토양유실현황을 예측하는데 한계가 있다, 따라서 본 연구에서는 국내에서 사용하는 USLE 모형의 구성인자인 식생피복인자의 한계점을 인식하고 이를 유역별 월단위 인자값으로 산정하는 방법을 제시하기 위해 국내의 4대상 유역 중 대청호 유역, 소양호 유역, 주암호 유역, 임하호 유역을 선정하여 각 유역의 기후 및 지역특성을 고려한 식생피복인자를 제안하였다. 월단위 식생피복인자를 제안하기 위해 SWAT모형을 사용하여 일단위 식생피복인자를 출력하도록 모형을 구성하였으며, 구축된 인자의 지역적 한계를 보완하기 위해 4대강 유역에 대한 작물 재배일정을 조사하여 모형에 반영하여 모의하였다. 모의 결과 산정된 월단위 식생피복 인자는 모든 작물에 대해 작물이 파종되는 시점에서 수확되기까지 점차 감소하는 경향을 보였으며, 작물에 따라서 그리고 동일한 작물일지라도 유역에 따라 다소 차이가 있는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통해 제안된 월단위 식생피복인자는 토양유실에 직접적인 영향을 주는 지표피복변화를 고려한 식생피복인자로써 정확한 토양유실량을 산정하는데 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.473-473
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• 2023

토사재해는 토사로 인해 발생하는 재해로 정의되며, 일반적으로 우기(rainy season)에 주로 발생한다. 또한, 강우로 인해 발생하는 토양침식(soil erosion)과 강우 및 지진에 의해 나타나는 산사태로 인한 토석류(debris flow)가 토사재해의 주요 원인으로 꼽힌다. 이러한 재해로 인하여 하천 및 호소의 수질 저하, 토양유실에 따른 농경지 감소 등 여러 문제가 발생하고 있다. 특히, 댐으로 유입되는 토사는 사수역(dead storage)을 증가시키고, 발전용 댐의 경우 토사재해가 발전설비 마모 등을 일으킴에 따라 발전효율을 감소시키기도 한다. 더욱이, 기후변화로 인하여 강우량 및 강우강도가 증가하고, 최근 한반도에서는 지진의 강도와 빈도 또한 증가함에 따라 토사재해의 잠재적 위험성을 증대시키고 있다. 따라서 댐 유역에서의 토사 유입에 관한 정량적 예측을 포함한 종합적인 댐 토사 관리기술 및 대책이 요구된다. 본 연구에서는 현재 수질 악화로 인해 발전이 중단된 도암댐을 대상으로 댐으로의 토사 유입량을 분석하고자 토양침식과 토석류의 정량적 예측이 가능하고, 각각의 물리적 과정을 고려하는 물리기반 모형을 활용하였다. 토사재해의 주요 원인인 강우와 지진에 대해 미래에 발생 가능한 시나리오를 작성하고, 시나리오별 토사 유입량과 유입 비율을 정량적으로 산정하였다. 본 연구의 결과는 유역 내 토사재해로 인한 피해 예방기술 및 댐 유지관리와 운영을 위한 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.80-80
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• 2022

본 연구는 한강유역 (35,770 km²)을 대상으로 RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)과 WATEM/SEDEM (The Water and Tillage Erosion Model and Sediment Delivery Model)의 유사이동식을 활용하여 인간활동과 기후변화로 인한 유사량을 평가하였다. 대상유역에 영향을 주는 16곳의 기상관측소에서 제공하는 분 단위 누적강수량 (2000-2019), 농촌진흥청 토양도, 국토지리정보원 DEM (Digital Elevation Model), 환경공간정보서비스 (EGIS) 2020년 세분류 토지이용도를 활용하여 RUSLE과 WATEM/SEDEM 유사이동식에 필요한 강우침식인자(R), 토양침식인자 (K), 지형인자 (L·S), 식생피복인자 (C), 그리고 보전관리인자 (P)를 구축하였으며, SWAT (Soil and Water Assessment Tool)으로 모의한 표준유역 단위 연도별(2000-2019) 유사량 결과를 기준으로 WATEM/SEDEM 유사량 계수 (KTC)를 검·보정하였다. 토양침식 산정 입력자료 중 강우량으로 산정하는 강우침식인자는 기후변화를 보여주는 인자, 토지피복에 따라 다른 식생피복인자와 보전관리인자는 인간활동을 나타내는 인자로 설정하였다. 강우침식인자는 2010년대 평균값을 활용하여 현재의 유사량을 평가하였으며, 분 단위 자료가 없는 과거의 경우 직접적인 계산에 어려움이 있어, 연평균 강수량과의 관계로 추정한 1980년대 평균값을 활용하여 기후변화로 인한 영향을 평가하였다. 식생피복인자와 보전관리인자는 1980년대 토지이용도를 활용하여 산정한 결과로 인간활동에 의한 유사량 평가에 사용되었다. 대상유역의 유사량은 RUSLE 모형의 토양침식량과 WATEM/SEDEM 유사이동량을 mass balance로 분석하며, 다른 인자들은 고정한 상태로 과거 강우침식인자, 식생피복인자와 보전관리인자를 적용하여 인간활동과 기후변화로 인한 유사량 변화를 분석하고자 한다.

• 한국제4기학회지
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• 제20권2호
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• pp.11-29
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• 2006

기반암 하상 하천은 산지 지역의 장기적 지형 발달에서 침식 기준면의 기능을 수행 하는 지형단위로서 하도와 제방에 기반암이 노출된 하천이다. 하상이나 제방에 퇴적 물질이 존재하는 경우가 많이 있으나, 그 두께는 퇴적물 1개에 해당하는 깊이인 경우가 많으며 이 역시 홍수시에 이동되는 것으로 보고되고 있다. 기반암하상의 침식과정은 대부분의 침식속도가 느리고 침식과정이 대규모의 홍수 상황에서 발생하는 관계로 관찰, 계량화가 어렵다. 그 결과 침식과정에 대한 이해는 전반적으로 낮다고 볼 수 있으나 중요성에 대한 문제제기는 상당히 이루어지고 있다. 본 고에서는 기반암 하상의 구체적 침식과정에 대한 이론적 모형과 수리 모형들을 고찰 하고 기존의 모형들을 소개 하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.423-429
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• 2008

본 연구의 목적은 기후변화와 토지이용에 의한 미래 토양침식을 추정하는 것이다. 기후모형인 CCCma (Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis)에 의해 예측된 강우자료 중 2030년에서 2050년까지의 자료를 이용하여 토양침식 모의를 수행한 후 관측값과 비교하였다. 즉, 현재의 토양침식 관측값과 예측된 미래의 조건에 따른 토양침식 결과에 대한 상대비교를 통해 기후변화가 토양침식에 미치는 영향을 분석하였다. 사회-경제 변화에 의해 예상되는 토지이용 변화와 기온 및 의 증가에 따른 식물성장에 대하여 포괄적으로 고려하였다. A2 시나리오와 B2 시나리오에 의해 예측된 2030년에서 2050년 기간의 모의된 강우평균을 1966년에서 1998년 사이의 관측 강우평균과 비교한 결과 각각 17.7%와 24.5% 증가하는 것으로 나타났다. B2 시나리오에 의한 토양침식량이 A2 시나리오에 의한 값보다 크게 예측되는 것을 확인할 수 있었으며, 총 6개 시나리오(일부 농촌 지역의 도시화 2개 시나리오, 전 농촌 지역의 도시화 2개 시나리오, 식물성장을 가정한 시나리오 2개) 중 일부 농촌 지역이 순차적 도시화가 이루어지는 시나리오를 제외한 나머지의 경우 토양침식이 48%에서 90%까지 증가하는 것을 알 수 있었다. 온도에 의한 식물성장속도의 가속, 높은 증발산을, 그리고 거름효과가 미치는 영향 등을 가정한 시나리오가 토양침식결과는 이를 가정하지 않은 시나리오보다 약 25% 정도 작게 예측되는 것을 확인할 수 있었다. 연구결과 본 대상유역의 미래에는 강우량과 토양침식량이 증가할 것으로 사료되므로, 이에 대한 관심을 가져야 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제27권5호
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• pp.614-624
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• 2013

본 연구는 경주국립공원 전체 지구를 대상으로 토양침식에 대해 RUSLE 기법을 활용하여 잠재적 토양유실량과 침식위험도를 파악함으로써 토양생태계의 지속적인 보전과 더불어 재해방지 계획 수립을 위한 기초 자료 제공에 그 목적이 있다. 연평균 토양침식량 분석 결과, 전체 지구의 평균 토양침식량은 5.7ton/ha/yr로 나타났으며, 지구별로 남산 지구가 7.6ton/ha/yr로 가장 높았고 서악 지구가 2.1ton/ha/yr로 가장 낮았다. 토양침식위험등급 지역은 1% 미만으로 분석되었으며, 구미산 지구와 화랑 지구는 심각한 지역이 없었다. 그러나 남산 지구는 심각한 지역이 다른 지구에 비해 높게 나타났으며, 금오봉 일대에 집중되어 있었다. 따라서 금오봉 일대를 보호하기 위해서는 적절한 복원 및 관리방안이 수립되어야 할 것이다. 경주국립공원의 토지피복형태는 대부분 산림지역으로 나타났으며, 평균 토양침식량이 3.7ton/ha/yr로 양호한 수준인 것으로 확인되었다. 지형에 따른 토양침식량 분석 결과, 깊은 계곡이 단위면적 당 7.3ton/ha/yr로 나타났으며, 다음이 평탄곡지로 6.1ton/ha/yr로 분석되었다. 평탄지와 산정능선은 토양침식이 적게 발생되는 것으로 예측되었다. 향후, 국내 국립공원의 토양유실량을 분석한다면, 전체 국립공원의 토양생태계를 보전 및 복원할 수 있는 계획 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Spatial Information Research
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• 제14권4호
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• pp.363-377
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• 2006

본 연구에서는 개정범용토양유실공식(RUSLE: Revised Universal Soil Loss Equation)을 이용하여 미국 South Carolina 주 Congaree 유역에 대한 평균 연간 토양 유실량을 산출 하였으며 비점오염원 토양 유실 민감지역을 추출하였다. 평균 연간 토양 유실량은 강우-유출 침식성 인자, 토양침식성 인자, 지면특성 인자, 식생피복 인자, 그리고 토양보존 인자의 곱으로 계산할 수 있으며, 토양 유실 민감지역은 토양 유실량이 토양침식 허용량을 초과하는 지역으로 추출할 수 있다. 연구 결과, 전체 면적의 10% 이상의 면적이 비점오염원 토양 유실 민감 지역으로 확인되었으며, Congaree 유역의 7개 소유역중 Congaree Creek, Gills Creek 소유역의 도심지역과 Cedar Creek 소유역의 농업지역에서 가장 심각한 토양 유실의 위험이 나타났다. 관심 지역의 인위적, 자연적 변화가 토양 유실에 가져오는 영향을 살펴보기 위한 시범 모형으로서, 개정범용토양유실공식에 기초한 내장형 모형이 Visual Basic for Applications (VBA)를 이용하여 ESRI사의 ArcGIS ArcMap 9.0에서 사용할 수 있도록 개발되었다. 이 내장형 모형에서 사용자는 각 소유역의 토지 피복, 식생 유형, 지표 식생 유형, 경사, 작물 유형, 경작 방식 등을 변경시킴으로써 C, LS, P 인자를 변화시킬 수 있으며, 계산된 평균 연간 토양 유실량과 민감 지역을 현재 상태의 값들과 비교하여 앞으로의 토양유실 관리를 위한 주요 정보로 사용할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.221-233
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• 2014

유수에 의한 하천 유역과 하천의 토양의 침식, 유송, 퇴적 현상은 빈번하게 발생한다. 이러한 과도한 현상은 수공구조물의 안전위협, 홍수범람 등의 자연재해를 가중시킨다. 토양침식에 따른 토사재해를 방지하기 위해서는 가장 우선적으로 정확한 유사유출량을 예측할 필요가 있다. 이를 위해서는 유역특성에 적합한 모형의 선정, 관련인자의 정량적인 산출, 가용 수문자료의 확보는 매우 중요하다. 따라서, 본 연구의 목적은 실측자료를 확보하고 있는 설마천 시험유역의 강우량, 유출량, 유사량 자료를 이용하여 강우-유출거동에 따른 토양침식량과 유사유출량을 산정하는데 있다. 그리고 유사전달률 분석을 통하여 설마천 시험유역의 유사전달률을 제안하였다. 향후에는 타 유역에도 적용하여 다양한 조건에서의 토양침식량 및 유사유출량 산정방법의 정형화, 유역 특성별 유사전달률 산정 연구를 하고자 한다.