• 제목/요약/키워드: 토양 수분량

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재관수에 의한 대두의 물질생산 관련형질의 상호연관성 (Correlation among Production Traits of Soybeans according to the Re-watering)

  • 이충열;원준연
    • 생명과학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.557-562
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    • 1998
  • 토양수분이 한발상태에서 적습상태로 변동되었을 때, 콩의 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 엽내수분의 변화와 이들 형질간의 상호연관성을 구명하기 위하여 본 실험을 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 한발상태에서 적습상태로 토양수분 함량을 변동시켰을 때, 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 잎의 함수량은 재관수후의 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었는데, 광합성속도는 증산작용보다 빠른 회복을 보였고 품종간의 일정한 경향은 보이지 않았다. 광합성속도와 엽내수분, 기공전도도와 엽내수분 및 광합성속도와 기공전도도간에는 모두 정(正)의 상관관계가 인정되었는데, 특히 광합성속도와 엽내수분간의 상관계수가 가장 높아 양자간의 밀접한 관계를 나타내었다.

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관개블럭에서의 유출량 추정 모형 개발 - 시스템의 개발 및 구성 - (Development of Runoff Simulation Model from Paddy Block - System formulation and Development -)

  • 김학관;박승우;임상준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1954-1958
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    • 2006
  • 본 연구에서는 관개블럭에서의 유출량을 추정할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 관개량 자료, 기후 자료, 강우량 자료, 토양특성 자료 등을 입력받아 관개블럭의 담수심, 증발산량, 심층 침루량, 측방침윤량, 지표배수량 등을 모의하여 유출량을 추정할 수 있도록 구성하였다. 논에서의 물수지방정식을 기본으로 담수심을 추정하고, FAO 수정 Penman식을 이용하여 증발산량을 산정하며, 근역(root zone)의 토양수분을 고려하여 실제증발산량을 산정할 수 있도록 하였다. 심층 침루량(deep percoloation)은 정상상태의 흐름방정식과 Richard식을 이용하여 산정하며, 지표배수량은 광정웨어공식과 Runge Kutta법을 이용하여 추정한다. 관개블럭에서의 최종유출량은 지표배수 관개량, 지표배수량, 침윤손실량의 합으로 계산하도록 모형을 구성하였다.

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하나 매개변수로 유출 모의 가능한가? (Is that possible to simulate daily runoff with one parameter?)

  • 노재경;안현욱;이재남
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.29-29
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    • 2017
  • 유역의 물수지를 강수, 증발산, 토양수분저류, 유출 등 성분으로 구성하고, 토양수분저류 상태에 따라 증발산과 유출이 변화하는 식을 기본식으로 구성하였으며, 물수지를 개선하는 매개변수를 변수화하는 개념을 도입하여 다음 식의 모형을 개발하였다. 여기서, ETa는 실제증발산량, ETo는 잠재증발산량, Q는 유출량, S는 토양수분저류량이고, C1은 증발산, C2, ${\alpha}$는 유출반응, C3, C4는 매개변수 ${\alpha}$를 변수화시키는 데 관련한 매개변수이다. $$ETa(i)=(1-e^{-c1{\times}s(i)}){\times}ETo_{(i)}$$ $$Q_{(i)}=S_{(i)}{\times}(1-e^{-c2{\times}s(i)})^{[(c3+e^{-c4{\times}s(i)}){\times}a]}$$ 모형의 검증을 위해 Monte Calro 기법으로 최적 매개변수를 결정한 결과 수많은 매개변수 조합이 최적영역에 분포되는 것을 확인하였으며, 이를 바탕으로 매개변수 하나만 남겨 놓고 나머지 매개변수는 상수화시켜도 모의결과가 똑같다는 결과를 관찰하였으며, 이를 토대로 하나 매개변수만으로 일 유출 모의가 가능하다고 결론을 내렸다. 하나의 매개변수는 ${\alpha}$를 우선 추천하고, C1도 유역의 토지이용에 따라 증발산이 변화하기 때문에 의미있다고 판단하고 있다. 하나의 매개변수를 결정하는 방법은 유출 자료가 있으면 유출량으로, 없으면 유출률을 맞추는 방법이며, 일반화하기 쉽고 실용성이 매우 높은 것으로 평가된다. 유역면적 $209km^2$인 보령댐의 2007년부터 2009년까지 Monte Calro 기법으로 매개변수를 결정한 결과 C1=0.0196, C2=0.0023, C3=0.3230, C4=0.0051, ${\alpha}=2.3304$ 이었으며, 이 때 연평균 강우량 1221.2mm, 유출량 651.2mm, 유출률 53.3%이었으며, $R^2=0.833$, RMSE=2.073, NSE=0.831이었고, 관측 유출량 610.8mm, 유출률 50.0%였다. 매개변수 C1, C2, C3, C4를 고정시키고 유출률 50%에 이를 때 ${\alpha}$는 2.6946이었으며, 이 때 $R^2=0.831$, RMSE=2.102, NSE=0.826이었고, 매개변수 C2, C3, C4, ${\alpha}$를 고정시키고 유출률 50%에 이를 때 C1은 0.0255이었으며, 이 때 $R^2=0.833$, RMSE=2.083, NSE=0.829이었다. 한편 똑같은 자료로 탱크모형은 $R^2=0.79$, RMSE=2.43, NSE=0.77이었고, SWAT 모형은 $R^2=0.56$, RMSE=3.97, NSE=0.40으로 나타난 것과 비교할 때, 개발된 모형의 성능이 우수한 것이라 결론내릴 수 있었다.

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토양수분함량이 수수속작물과 옥수수의 생육 및 건물합성에 미치는 영향 II. 건물축적 및 성분함량의 변화 (Effects of soil Moisture Levels on Growth and Dry Matter Accumulation of Sorghum and Corn II. Changes of dry matter accumulation and chemical composition)

  • 한흥전;한민수;안수봉
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.152-161
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    • 1985
  • 생육기간중(生育期間中) 토양수분함량(土壤水分含量)의 차이(差異)가 수수속작물(屬作物)의 건물생산(乾物生産)과 성분함량(成分含量)에 미치는 영향을 알기 위하여 공시작물(供試作物) 및 품종(品種)으로 수수의 Pioneer 931, 수수${\times}$수단그라스교잡종(交雜種)의 Pioneer 988, 수단그라스의 Piper 및 옥수수의 수원(水原)19호(號)를 공시(供試)하였으며, 토양수분함량(土壤水分含量)은 포장용수량(圃場容水量)의 100, 80, 60 및 40%로 유지(維持)하며 시험(試驗)을 실시(實施)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 주당건물수량(株當乾物收量)은 토양수분(土壤水分) 60%에서 각각(各各) Pioneer 931, 176.2g, Pioneer 988, 180.8g 및 옥수수 164.0g으로 가장 높았다. 2 토양수분함량(土壤水分含量).에 따른 생육시기별(生育時期別) 건물축적량(乾物畜積量)은 수단그라스를 제외(除外)하고는 각작물(各作物)에서 공히 60>40>80>100%수분구(水分區)의 순(順)이었다. 3. 절대생장율(絶對生長率)(AGR)은 각품종(各品種) 모두 60% 수분구(水分區)에서 가장 높았으나 수단그라스는 80% 수분구(水分區)에서 높았다. 상대생장율(相對生長率)(RGR)은 각품종 모두 생육초기(生育初期)에 높고 생육후기(生育後期)에는 낮았으며, 순동화율(純同化率)(NAR)은 6월(月)29일(日)${\sim}$7월(月)5일(日) 기간중(期間中) 60% 토양수분구(土壤水分區)에서 $72{\sim}467g/m^2$/일(日)으로 가장 높았다. 4. 건엽중(乾葉中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 Pioneer 931의 경우 100% 및 80%수분구(水分區)($28.6{\sim}28.8%$)에서 높고 60 및 40%수분구(水分區)($23.6{\sim}24.1%$)에서 낮은 편이었다. 그러나 옥수수의 조섬유함량(粗纖維含量)에 따라 큰 차이(差異)가 없었다. 건엽(乾葉)의 조단백질함량(粗蛋白質含量)에 따라 큰 차이(差異)가 없었다. 건엽(乾葉)의 조단백질함량(粗蛋白質含量)은 60%수분구(水分區)($14.2{\sim}21.6%$) 및 40%수분구(水分區)($13.8{\sim}16.0%$)가 다른 고토양수분구(高土壤水分區)($7.3{\sim}13.9%$)보다 높은 편이었다. 5. 건경중(乾莖中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 $24.6{\sim}36.7%$로서 건엽중(乾葉中)의 함량(含量)보다 월등히 높았고 조단백질함량(粗蛋白質含量)은 $2.0{\sim}5.3%$로서 건엽중(乾葉中)의 함량(含量)보다 현저히 낮았다. 특(特)히 P.931의 건경중(乾莖中)의 조섬유함량(粗纖維含量)은 다른 작물(作物)에 비해 현저(顯著)히 높은 편이었다.

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토양 수분 결핍에 따른 토마토의 생육과 생리적응 (Growth and Physiological Adaptations of Tomato Plants (Lycopersicon esculentum Mill) in Response to Water Scarcity in Soil)

  • 황승미;권택륜;도은수;박미희
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.266-274
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    • 2010
  • 본 연구는 토마토의 토양 수분결핍조건에서의 생장과 생리적인 반응을 근본적으로 조사하기 위하여 수행되었다. 토양에 두가지 수분조건, 심한 수분결핍(-100kPa)과, 대조구인 약한 수분결핍 처리(-25kPa)는 실시간 토양수분함량을 모니터링을 할 수 있는 토양센서와 관수 모듈을 갖춘 micro-irrigation 시스템을 고안, 온실에서 유지되었다. 토양수분함량은 30일동안 변동되었으며, -25kPa로 맞춰진 처리구는 평균 -47kPa, -100kPa 처리구는 평균 -119kPa로 차이를 나타냈다. 이 두 가지 다른 토양수분상태에서 자란 식물체 사이의 생육을 비교해 본 결과 수분결핍상태(-100kPa)에서 자란 식물체가 대조구인 약한 수분결핍(-25kPa) 처리구에 비해 절간수의 차이없이 신장이 유의하게 감소하였으며 건물중의 축적은 더 높게 나타났다. 또한 건물중 당 엽면적의 차이 없이, 엽면적과 엽건중이 수분 결핍이 약한 처리구에 비해 수분결핍이 심한 처리구가 더 높게 나타났다. 이러한 생육상의 차이는 심한 수분스트레스가 엽두께의 변화없이 생체중의 증가와 엽면적 확보를 통해 토마토의 수분스트레스에 적응을 야기시킬 수 있음을 제시했다. 수분결핍에 따른 토마토 생육기간동안, 생리적변화를 조사한 결과, -100kPa 처리구에서 자란 토마토가 대조구인 -25kPa 처리구에 비해 엽의 상대수분함량의 증가와 잎의 삼투압이 낮게 나타났다. 이는 수분스트레스아래서 토마토의 더 나은 수분상태를 유지하기 위한 생리적인 적응을 설명해준다. 아울러 심한 수분스트레스는 대조구에 비해 PSII 활성과 수분활용도를 증가되었으며, 낮은 기공저항도를 나타내었다. 처리간의 광합성의 차이는 없었으며, 토마토 과실의 수와 생육량의 차이는 없었다. 이러한 결과는 토마토 'Picco'가 엽형태의 변형과 삼투압, 수분활용도와 PSII의 활성을 통해 수분결핍상태에서 적응할 수 있게 만들 능력을 보여준다. 본 연구결과에서 나타난 토마토의 수분스트레스 적응 메커니즘은 토마토의 가뭄저항성 스크린에 있어서 고려되어져야 할 것으로 보인다.

지표포화지역-중간류유출-흙수분저류량 관계: I. 정상류 분석 (Surface Saturation Area-Subsurface Outflow-Soil Moisture Storage Relationships: I. Steady-State Analysis)

  • 이도훈;이은태
    • 물과 미래
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    • 제28권5호
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    • pp.129-140
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    • 1995
  • 다공성 매질에서의 불포화-포화 흐름을 묘사하는 Richards 방정식을 이용한 수치실험을 통하여 경사면에서 지표포화지역-중간류유출 정상류 관계 및 지표포화지역-흙수분저류량 정상류 관계를 유도하였다. 수치실험에서는 지형인자 및 토양 수리특성의 변화가 지표포화지역-중간류유출 관계에 미치는 민감도를 분석하고, 지표포화지역을 중간류유출 또는 흙수분저류량의 함수로 표시하는 멱법칙을 결정하였다.

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R-프로그래밍을 이용한 소유역 홍수유출특성 노모그래프 개발 (Development of Flood Runoff Characteristics Nomograph for Small Catchment Using R-Programming)

  • 장철희;김현준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.590-590
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    • 2015
  • 본 연구는 집중호우에 의한 홍수예측 및 소유역의 유출거동에 대한 수문학적 민감성(susceptibility) 규명을 목적으로 강우강도, 지속기간 및 토양포화도 변화에 따른 홍수유출특성을 분석하여 유역의 유출거동 민감성을 표출할 수 있는 노모그래프를 개발하였다. 개별 홍수사상에 대한 유출거동 특성 분석을 위하여 한국건설기술연구원의 대표 시험유역인 설마천 유역의 과거 17년간(1996 ~ 2012)의 10분 간격의 강우량 및 유출량 자료를 수집하여 홍수유출해석을 수행하였다. 설마천 시험유역의 일누가강우량 100mm 이상, 50개 홍수사상에 대한 홍수유출해석은 유역 물순환 해석모형인 CAT(Catchment hydrological cycle Assessment Tool)을 이용하였으며 모의결과를 바탕으로 홍수사상별 지체시간, 강우강도, 지속기간 및 토양포화도 변화에 따른 홍수유출특성을 상세히 분석하였다. 이 중에서도 지체시간은 유역반응을 나타내는 시간변수로서 수문모델링 및 홍수량예측에 매우 중요한 요소이다. 특히, 강우량에 대한 홍수량의 반응이 빠른 소유역의 경우에 홍수량예측에 큰 영향을 미친다. 따라서 강우강도, 지속기간, 토양포화도의 변화량에 대한 지체시간의 거동을 R 프로그래밍 언어 및 3D Surfer를 이용하여 분석한 후 최종적으로 소유역의 홍수유출 특성을 나타내는 3차원 홍수 유출특성 노모그래프를 개발하였다. 분석에 사용된 R 프로그래밍 언어는 통계 계산과 그래픽을 위한 프로그래밍 언어이자 소프트웨어 환경으로 데이터의 조작 및 수치연산, 시각화를 수행할 수 있는 기능을 여러 패키지를 통해 구현할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 R을 이용하여 10분 단위의 강우 및 유출량 자료를 1시간 및 1일 자료로 구축하고 17년간의 과거 홍수사상을 분리하여 추출하는 R 홍수유출해석 시스템을 개발하였으며 추출된 홍수사상을 관측 유출량 및 관측 토양수분을 포함하여 시각화함으로써 강우 및 토양수분 변화에 따른 소유역의 유출거동 민감성을 확인할 수 있었다. 분석 결과, 지체시간은 강우지속기간 및 토양포화도에 민감한 거동특성을 나타냈으며 토양포화도는 첨두홍수량의 변화에 민감한 영향을 주는 것으로 확인되었다. 개발된 3차원 홍수유출특성 노모그래프는 유역의 규모 및 지형물리학적 특성에 따라 다양하게 나타날 것으로 판단되며 여러 계측유역에 적용함으로써 유역별 홍수유출 반응특성을 정량화할 필요가 있다. 즉, 강우강도, 지속기간, 지체시간, 포화도 등의 변화에 따른 유역의 홍수유출 반응특성을 규명함으로써 미계측 유역의 홍수량예측 실무에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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밭작물(作物)의 계획관개(計劃灌漑) 모형(模型) - 토양수분(土壤水分) 변화(變化)를 중심(中心)으로 - (Irrigation Scheduling Model for Dry Crops)

  • 안병기;김태철;정상인
    • 농업과학연구
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    • 제14권1호
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    • pp.68-80
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    • 1987
  • 콩의 생육시기별(生育時期別) 증발산량(蒸發散量)과 토양수분(土壤水分) 변화량(變化量)을 추정(推定)하기 위한 토양수분추정모형(土壤水分推定模型)을 설정(設定)하였으며 라이시미터 실험(實驗)을 통한 실측치(實測値)와 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 라이시미터 실험(實驗)을 통(通)하여 측정(測定)한 실제증발산량(實際蒸發散量)은 405.7mm 이었으며 Pan 증발량법(蒸發量法)과 Hargreaves식(式)에 의한 잠재증발산량(潛在蒸發散量)은 각각(各各) 547.8mm, 586.8mm이었다. 작물(作物)의 생육기간중(生育期間中) 작물계수(作物係數) K는 Table 1 과 같다. 2. 라이시미터 실험을 통한 전생육기간(全生育期間)(133일(日)) 동안의 실제증발산량(實際蒸發散量)은 405.7 mm이었으며 Pan 증발훈법(蒸發暈法)과 Hargreaves식(式)에 의해 추정(推定)된 실제증발산량(實際蒸發散量)은 각각(各各) 424.7mm, 426.1mm였다. 3. 콩의 생육기간별(生育期間別)로 10cm, 30cm, 50cm 깊이에서 관측된 토양수분변화(土壤水分變化)는 10 cm (첫 20cm 토층)에서는 변화(變化)가 크게 나타났으나 30 cm와 50 cm에서는 변화(變化)가 거의 없었다. 모형으로 추정(推定)된 토양수분변화(土壤水分變化)와 관측된 토양수분변화(土壤水分變化)사이에는 아직도 큰 차이가 있으므로 뿌리의 깊이별 토양수분소비형태(土壤水分消費形態)에 대한 연구(硏究)가 요구된다.

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증량제의 종류가 Polyoxyethylene Laury Ether를 포함한 토양습윤제의 상토 내 잔류성, 상토의 수분 보유 및 이동에 미치는 영향 (Effect of Carriers on Residue of Wetting Agent Containing Polyoxyethylene Laury Ether, Initial Wetting and Water Movement in Container Media)

  • 최종명;정해준;심재성
    • 원예과학기술지
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    • 제19권4호
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    • pp.596-601
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    • 2001
  • Polyoxyethylene laury ehter[$C_{12}H_{25}O(C_{2}H_{4}O)_{3}H$, PLE]를 polyoxyethylene+polypropyleneoxide tridecylether(1:1, w/w, CM-1)와 혼합한 토양습윤제를 조제할 때 증량제가 상토 내에서의 PLE 농도변화, 초기 습윤화, 상토 내에서의 수분이동 및 상토의 수분상실에 미치는 영향들을 조사하였다. 조제된 습윤제 PLE+CM-1에서 질석을 증량제로 이용한 경우 비석을 증량제로 이용한 처리보다 2주부터 6주까지의 용출량이 많았으며 6주 이후 급격히 농도가 낮아져 불안한 용출곡선을 보였다. 질석이 증량제로 이용된 처리에서 비석을 증량제로 이용한 처리보다 실험한 8주 동안 약 $500mg{\cdot}L^{-1}$이상의 PLE가 용출되었다. PLE+CM-1이 혼합된 처리들은 증량제의 종류와 관계없이 포트당 510mL의 이상의 수분을 보유하여 $AquaGro^{G}$처리의 490mL나 무처리구의 410mL보다 실험한 8주동안 더 많은 토양수를 보유하였다. 증발에 의한 수분상실에서는 비석을 증량제로 이용한 PLE+CM-1이나 대조구보다 더 빠르게 건조되었다. $AquaGro^{G}$ 혼합처리구에서 증량제의 종류와 관계없이 PLE+CM-1이 혼합된 처리들보다 상토 내에서의 수분이동이 빠르게 일어났으며, 단위시간당 상토 안으로 침투하는 수분량도 많았다. 질석을 증량제로 조제된 PLE+CM-1의 처리양이 증가해도 총 수분 보유량에서는 큰 차이를 보이지 않았으며, 증발에 의한 수분 상실에서는 $0.6mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구에서, 상토 내로 침투하는 수분량에서는 $0.3mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 가장 많았다.

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