• 원예과학기술지
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• 제33권6호
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• pp.911-922
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• 2015

본 연구는 고랭지배추의 생산성에 관여하는 주요 요인을 분석하고, 실시간 계측한 생육 및 기상자료를 기반으로 고랭지배추의 수량을 예측하기 위한 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 먼저 수확 시의 전생육량변수에 의한 구중 추정식과 비파괴 측정 생육량 변수에 의한 추정식에 의한 설명력의 차이를 비교한 다음, 이를 보완하기 위하여 비파괴측정 생육량 변수에 생육도일(growing degree days, GDD)을 포함한 구중추정 회귀모형을 작성하고, 이 구중추정식을 GDD에 의한 엽생장량과 실측 생장량의 비, 토양수분에 따른 생육속도, 그리고 생장단계 및 기간에 따른 상대생장률을 적용하여 보정하였다. 비파괴 생육량과 GDD에 의한 구중 추정식은 y = 6897.5 - 3.57 ${\times}$ GDD - 136 ${\times}$ 엽폭 + 116 ${\times}$ 초고 + 155 ${\times}$ 구고 - 423 ${\times}$ 구폭 + 0.28 ${\times}$ 구고 ${\times}$ 구폭${\times}$ 구폭($r^2=0.989$)로 나타났다. 수량 산정을 위한 엑셀스프레드시트모형을 작성하였으며, 이 모형은 고랭지배추 실시간 생육data 시트, GDD 계산을 위한 일별 온도data 시트, 재배지 토양수분data 시트, 그리고 도출된 모형방정식에 병해충 및 재배관리에 의한 수시변동 변량과 보정값을 입력하여 단수를 산정하는 시트로 구성되어 있다. 작성된 엑셀스프레드시트 모형을 이용하여 재배면적 ${\times}$ 단위당 재식주수 ${\times}$ GDD와 비파괴 생육량에 근거한 예측구중 ${\times}$ GDD도입 보정값 ${\times}$ 토양수분 및 건조기간에 따른 보정값 ${\times}$ 상품률을 적용하여 권역별 수량을 산정하고 이들을 합산하여 고랭지배추의 총 생산량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.323-323
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• 2023

유역의 증발산량 자료는 물순환 과정을 규명하는 매우 중요한 자료 중의 하나이며, 물순환 성분별 명확한 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 임진강 유역(유역출구(한강합류점) 기준, 유역면적 8,138.9km²)을 대상으로 5개년(2018~2022) 기상관측자료를 이용하여 증발산량을 산정하였으며, 그 외의 수문관측자료를 통해 물수지 분석도 수행하였다. 증발산량 산정은 세계식량기구(FAO)에서 제시한 Penman-Monteith equation을 적용하여 일별증발산량을 산정하였으며, 작물의 종류에 따른 계수는 잔디의 경우를 채택하였다. 본 방정식을 통해 산정된 증발산량(ET_o)은 기준작물에 수분의 공급에 제한이 없는 상황에서 산정된 기준 증발산량(reference evapotranspiration)을 의미하며, 기준 증발산량을 실제 증발산량으로 변환하기 위해서는 작물계수를 고려해야 한다. 작물계수는 식생의 높이, 알베도, 식생의 저항, 토양으로부터의 증발 등의 영향을 받게 되나, 더욱더 명확하게는 식물에서의 증산을 설명하는 기본 작물계수와 토양에서의 증발을 설명하는 토양계수의 합을 통해 계수를 산정하게 된다. 임진강 유역에 공간적으로 분포된 작물계수를 정확히 산정하기에는 한계가 있으므로 잔디의 경우로 한정하여 산정된 기준 증발량은 833.0mm(5개년 평균값)이다. 각 물순환 성분별로 생성된 임진강 유역의 5개년 평균값인 유역평균강우량은 1,412.9mm이며, 하천유출량은 804.9mm(유역평균강우량 대비 57.0%), 실제 증발산량은 442.3mm(유역평균강우량 대비 31.3%, 기준 증발산량 대비 약 53.0%), 유역저류량은 165.7mm(유역평균강우량 대비 11.7%)이다. 유역평균강우량은 8개 관측소(양덕, 원산, 신계, 개성, 평강, 철원, 동두천, 파주) 강우량의 유역평균값이며, 하천유출량은 유역출구의 상류 관측소인 비룡대교 관측소(유역면적 6,784.0km²) 유출량의 유역면적비 적용값이다. 실제 증발산량은 기준 증발산량 산정값에 해당 유역내 존재하는 설마천 유역의 기준 증발산량과 실제 증발산량 비율(약 53.0%)을 적용한 값이며, 유역저류량은 전제적인 물수지 분석을 통해 얻어진 추정값이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-28
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• 2019

본 연구에서는 한라산 사방향에 분포하는 구상나무 자생지 중 9개 조사구에 대하여 구상나무를 생목과 사목으로 구분하여 도면화하고, 그 밀도와 고사율을 분석하였다. 분석 결과, 구상나무는 조사구 내의 위치에 따라 밀도 및 고사율에 있어 상당한 불균질성을 보였다. 이는 위치에 따라 변화하는 특정 인자가 구상나무 고사를 발생시킬 것이라는 추정을 가능케 한다. 본 연구에서는 구상나무 밀도 및 고사율을 토대로 고도, 지형경사, 수계망, 일사량과 경사향 등의 지형적 요인과 구상나무 고사현상과의 관련성을 살펴보았다. 구상나무는 고도가 증가함에 따라 밀도가 증가하였으며, 고사율 또한 증가하였다. 지형경사와 고사율 사이에는 음의 상관관계가 인지되었으며, 수계망이 미약하게 발달한 완만한 곳에서 고사율이 높게 나타났다. 그리고 경사향에 따라 고사율이 크게 변화하는 것이 인지되었으며, 생목이 우세한 영역이 사목이 우세한 영역에 비해 평균 일사량이 많게 나타났다. 전반적으로 한라산 구상나무는 상대적으로 지형경사가 완만하고, 일사량이 적은 곳에서 많이 고사하는 것으로 나타났다. 지형경사가 완만할수록 상대적으로 토양수분 함량이 많고, 일사량이 적을수록 증발량이 적어져 토양수분 함량이 많다는 기존 연구결과를 고려하면, 토양수분 과다가 한라산 구상나무 고사의 원인으로 추정된다. 이는 근래의 한반도 및 제주 지역에서 나타나는 강수량 증가, 증발량 감소, 일조시간 감소 등의 일련의 기후변화 현상, 한라산 고도 증가에 따른 강수량 증가와 함께 나타나는 고사율 증가현상, 한라산 아고산지대에서의 식생변화 등의 증거들에 의해 뒷받침된다. 이번 연구에서 고도 및 지역에 따라 인지되는 구상나무 밀도와 고사율의 변화양상은 향후 구상나무 쇠퇴현상에 대한 수치 모델링 연구에 있어 공간변수로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 뿐만 아니라, 정사항공영상을 활용하는 개체단위의 수목분포 조사 방법은 향후 장기적 식생변화 연구에 있어 수치적 모니터링 기법으로 널리 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.7-7
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• 2015

가뭄 및 홍수 등 재해를 방지하고 효율적인 물 관리를 위해서는 지표와 대기 사이에 이루어지는 수문기상 요소의 정량화가 필요하다. 수문기상요소는 관측을 통해 파악하는 것이 가장 정확하지만 광범위한 지역에 대한 관측은 한계가 있으므로 일반적으로 지면모델(Land Surface Model)을 많이 이용한다. 본 연구에서 Noah LSM(Noah Land Surface Model)과 TOPLATS(TOPmodel based Land-Atmosphere Transfer Scheme) 및 DHSVM(Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)의 세 모델을 활용하여 안동댐 유역의 수문기상정보를 산출하고 관측자료와 검증함으로 각 모델의 특성을 분석하자 한다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 국립기상과학원에서 운영중인 안동댐 유역 플럭스타워의(A6, A7) 지표근처 기상장과 에너지 요소이다. '13년 10월부터 '14년 11월까지 기간에 대해 각 지점에서 관측된 현열 및 잠열 플럭스의 품질관리를 수행하였으며, 이 자료를 본 연구의 검증자료로 활용하였다. 각 모델을 강제하기 위한 지표근처 기상자료는 두 지점에서 관측된 기온, 풍향 풍속, 상대습도, 강수, 지중온도 및 장 단파 복사량이며, 각 모델에서 산출된 잠열 및 현열 플럭스, 토양수분과 증발산량을 관측값과 비교 검증하였다. 본 연구결과는 한국수자원학회 학술발표회를 통하여 소개될 예정이며, 향후 멀티모델 앙상블 시스템 구축에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.357-357
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• 2017

가뭄은 다른 재해와 다르게 즉각적이며 객관적인 판단이 쉽지 않은 현상으로 일반적으로 가뭄지수를 활용하여 가뭄을 판단한다. 그러나 적용되는 가뭄지수에 따라 동일한 종류의 가뭄이더라도 판단이 상이할 수 있다. 또한 가뭄은 발생과정과 피해영향에 따라 기상학적, 농업적, 수문학적, 사회경제적 가뭄으로 구분할 수 있다. 강수의 부족은 기상학적 가뭄을 발생시키며, 기상학적 가뭄이 지속되면 토양수분 부족으로 농작물의 피해를 가져오는 농업적 가뭄이 나타난다. 이어서, 강수량 부족으로 인한 유역의 토양수분 감소는 하천유량 및 댐 저수량 등의 결핍으로 수자원 부족이 발생하여 수문학적 가뭄을 초례한다. 각각의 가뭄은 다른 종류의 가뭄에 직 간접적으로 영향을 미치며, 가뭄의 종류가 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄 혹은 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 변화되는 현상을 가뭄 전이(drought propagation)라고 한다. 본 연구에서는 이중 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄으로의 전이관계를 가뭄지수와 수문 정보를 이용하여 분석하였다. 이를 통해 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄으로 발전되는 가뭄의 크기를 파악하고자 한다. 이는 가뭄 전이 현상을 바탕으로 기상학적 가뭄 상황에 따른 미래의 농업적 가뭄을 예측하기 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.306-306
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• 2022

2015년부터 2019년까지 우리나라에서는 평균 18,521 ha의 경작지에 가뭄피해가 발생하였다. 이 중 평균 11,260 ha는 밭으로 피해의 60% 이상이 밭에서 발생하는 것으로 나타났다. 밭 가뭄 피해는 2016년과 2018년에 크게 발생하였으며, 제주에서 가장 큰 피해가 발생하였다. 또한 강원도, 충청남도의 여러 지역에서 지속적인 피해가 나타났다. 농업 가뭄을 대응하기 위하여 저수지와 지하수 관정 등을 활용하고 있지만, 밭에 대한 구체적이고 체계적인 가뭄 대응 방안은 미비하다. 따라서 본 연구에서는 밭 가뭄에 대한 취약성을 지역별로 평가하고 이를 기반으로 우선 관리지역을 선정하는 방안을 검토하였다. 밭 가뭄 취약성 평가에는 위협 요인, 피해 요인, 해소 요인을 평가 기준을 설정하였다. 밭 가뭄에 대한 위협 요인은 토양 수분량의 정도로 제시할 수 있으며 본 연구에서는 1995년부터 2014년까지 20년간의 강수량, 증발산량 등의 기상 및 토양 자료를 활용하여 분석하였다. 피해 요인은 피해를 입는 밭이 대상으로 행정구역 단위로 평가를 수행함에 따라 행정구역별 밭 비율을 산정하여 활용하였다. 해소 요인은 가뭄 피해를 감소시킬 수 있는 활동을 반영하는 평가 기준으로서 본 연구에서는 저수지와 지하수관정 등 밭 가뭄 저감에 활용할 수 있는 요소를 반영하였다.

• 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.

• 한국조경학회지
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• 제38권3호
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• pp.98-106
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• 2010

본 연구는 옥상녹화 생태면적률 기준을 효과적으로 시행하기 위해, 식재지반이 토양수분과 순비기나무의 생육 특성에 미치는 영향을 살펴보고자 수행하였다. $500{\times}500{\times}300mm$의 실험구에 토심 15cm와 25cm로 대별하였으며, 배합비율에 따라 $S_10$, $L_10$, $S_7L_3$, $S_5L_5$, $P_7P_1L_2$, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$ 등 총 8가지로 하였다. 본 연구는 2006년 4월에서 9월까지 약 5개월간 진행되었으며, 그 결과는 다음과 같다. 옥상녹화 식재기반에 따른 토양수분함량은 점점 감소하는 경향을 보이다가 강우 시 상승한 반면, $S_10$, $S_7L_3$, $S_5L_5$ 실험구의 경우 수분함량이 급격히 떨어지는 경향을 나타내었다. 이에 비해 피트모스와 펄라이트가 포함된 $P_7P_1L_2$, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$에서는 완만하게 감소하여 저관리형 옥상녹화에 보수성이 높은 토양개량제 사용은 불가피할 것으로 판단된다. 순비기나무의 생육실험 결과, $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$ 실험구의 경우 생육이 양호하였다. $S_{10}$은 다른 실험구에 비해 미비한 성장을 보였으며, 이것은 낮은 토양수분함량과 유기물부족이 원인으로 작용한 것으로 본다. $L_{10}$ 실험구는 토양수분함량 및 유기물은 풍부한데도 불구하고 낮은 성장량을 보인 것은 유기질비료의 낮은 토양산도와 과잉 양이온함량에 의한 것으로 판단된다. 토심 15cm 실험구와 25cm 실험구를 비교해 보았을 때, 확연한 차이는 없었으나 토심 25cm 실험구에서 좀 더 원활한 생육을 보였다. 하지만 토심 15cm 실험구의 14일 무관수에서도 순비기나무가 고사하지 않고 생육 가능했던 점과 P6P2L2 이상의 피트모스 배합비에서 왕성한 생육이 이루어진 점을 미루어 볼 때, 저관리에 적합한 토양배합비는 인공토가 포함된 $P_6P_2L_2$, $P_5P_3L_2$, $P_4P_4L_2$로 파악할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.274-274
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• 2020

환경부 홍수통제소의 경우는 전국단위의 강수량(지상, 레이더), 하천수위, 유사량 관측과 국부적으로 증발산량과 토양수분 관측이 이루어지고 있는 상황이며, 기상청 및 다른 공공기관도 각 목적에 맞게 수문기상관측이 이루어지나 유역(또는 지역) 단위의 물순환 과정(강우량, 유출량, 증발산량, 지하수함양량, 토양수분량 등 포함)을 규명하는 조사·연구는 매우 미비한 실정이다. 개별적인 물순환 성분별 수문조사에서 벗어난 전체적인 관점을 고려한 유역단위의 물순환 과정을 규명하는 것은 매우 중요하다. 즉 물순환 성분별 명확한 수문량 산정 결과는 수자원 개발과 물환경 보전에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 물순환 성분별 명확한 분석을 위해서는 중·소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중·소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 설마천 유역(유역면적 8.48㎢, 유로경사 2.15%, 경기도 파주시 적성면 소재)의 신뢰성 높은 2019년 관측자료를 이용하여 물순환 성분인 강우량, 하천유출량, 증발산량과 지하수 함양량의 자료를 산정하였으며, 물순환 성분별 균형을 이루는 자료를 생성하였다. 기본 관측자료인 강우량은 각 지점강우량의 관측자료의 비교·검토 등 품질관리를 통해 자료를 확정하고 유역평균강우량을 산정하였다. 하천수위는 기준수위표와의 검토를 통해 자료를 확정하였으며, 하천유출량은 유량측정성과와 단면검토를 통해 수위-유량관계곡선식을 개발하고, 확정된 수위자료를 적용하여 산정하였다. 그리고 증발산량은 유역내의 기상관측자료를 활용하여 잠재증발산량을 산정하였으며, 지하수함양량은 유역내에 관측된 지하수위자료를 이용하여 지하수 함양량을 산정하였다. 각 물순환 성분별로 산정된 자료는 과거년 자료와 비교·평가를 통해 균형성을 판단하였다. 각 성분별 최대치와 최소범위, 평균값을 고려하고, 강우일수, 강우의 강우강도와 지속기간, 기상자료(기온, 일조시간, 습도, 풍속 등)를 충분히 고려하였다. 각 물순환 성분별로 생성된 2019년의 설마천 유역의 총강우량은 1,024.1mm이며, 하천유출량은 608.6mm(총강우량 대비 59.4%), 실제증발산량은 385.1mm(37.6%), 지하수함양량은 30.4mm(3.0%)이다. 여기서, 실제증발산량과 지하수 함양량은 1개 지점에서 산정값이나, 물순환의 폐합 조건을 고려하여 산정된 결과이다. 향후 유역 전체를 대표하는 기법의 개발은 필요한 실정이다. 이와 같이 산정된 물순환 성분별 자료는 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용될 수 있으며, 유역 물관리를 위한 의사결정 과정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권3호
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• pp.45-52
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• 2020

본 논문에서는 농작물 수확량에 영향을 미치는 다양한 농업 매개 변수를 측정하고, 환경 정보를 모니터링 하는 시스템을 제안한다. 국제 기구의 분석에 따르면 전 세계 인구의 60%가 농업으로 생활을 유지하고 있다. 또한, 전 세계토양의 11%가 작물 재배에 이용되고 있다. 이런 이유로 농업은 국가 발전에 중요한 역할을 담당하고 있다. 날씨 또는 환경 문제 등으로 인해 농업에 문제가 발생하면 국가 발전에 문제가 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 IoT 기술을 활용하여 농업의 현대화를 하는 것이 중요하다. 농업에서 IoT 기술을 적용하여 스마트 환경을 구축하여 농업환경을 개선할 수 있다. 논문에서 제안하는 시스템을 검증하기 위해서 콩 재배농장에서 실험을 수행하였다. 실험결과 제안하는 시스템을 이용하여 콩 재배 토양의 수분을 자동으로 40%로 유지할 수 있음을 보였다.