• 제목/요약/키워드: 토양 수분량

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분야별 가뭄지수를 활용한 우리나라 가뭄 전이 특성 및 가뭄 피해 양상 분석 (Analyses of drought propagation characteristics and damage pattern using meteorological, agricultural, and hydrological drought indices)

  • 손호준;김지은;오미주;김태웅
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.321-321
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    • 2023
  • 가뭄은 수개월 혹은 수년간 지속적이며, 점진적으로 광범위하게 피해를 미치는 자연재해이다. 강수 부족과 같은 비정상적 기상환경으로 인해 발생하는 기상학적 가뭄이 지속되어 토양 수분량 감소 및 식생에 영향을 미치는 농업적 가뭄을 발생시킬 수 있으며, 하천유출량 및 가용수자원이 감소하는 수문학적 가뭄으로까지 진행된다. 이처럼 분야별 가뭄이 장시간 지속됨에 따라 다른 종류의 가뭄을 발생시키는 현상을 가뭄 전이라고 하며, 가뭄이 전이되지 않은 비전이 사상보다 지역에 큰 피해를 야기한다. 최근 우리나라에서도 가뭄 전이와 관련된 연구들이 진행되고 있다. 하지만 기상학적, 농업적 및 수문학적 가뭄에 대한 가뭄 전이를 모두 고려하여 가뭄의 전이 및 비전이사상간의 피해 양상을 비교하는 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전국 단위의 시군구별 SPI(Standardized Precipitation Index), SGI(Standardized Groundwater level Index) 및 PHDI(Palmer Hydrological Drought Index)를 사용하여 각각 기상학적, 농업적 및 수문학적 가뭄을 판단하였다. 각 분야별 가뭄간의 시간적 중복여부를 통해 가뭄의 전이 여부를 판단하고, 가뭄의 전이 특성(풀링, 감쇠, 지체, 연장) 분석을 수행하였다. 또한, 가뭄 전이 사상과 비전이 사상이 발생한 시기의 가뭄 피해 관련 자료를 수집하여, 지역별 가뭄 전이 사상 및 비전이 사상간의 피해 양상을 비교 및 분석하였다. 과거 충청북도 충주시는 2011년의 기상학적 가뭄(비전이 사상) 발생시 피해 인구가 없었으나, 2019년의 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 전이가 발생하여 999명의 피해 인구가 발생하였다. 즉, 동일한 지역에서 다른 시기에 발생한 가뭄 피해 및 동일한 연도에서 인접한 지역의 가뭄 피해를 분석한 결과, 비전이된 가뭄 사상에 비해 전이된 가뭄 사상에서 더욱 큰 피해를 가지는 것을 확인하였다.

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증발산량 산정방법에 따른 한강유역의 기준증발산량 산정 및 비교 (Estimation and comparison of reference evapotranspiration in the Han River basin by several methods)

  • 김철겸;이정우;이정은
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.259-259
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    • 2020
  • 증발산량은 수문학적으로는 강수량으로부터 지표 유출량과 지하수 함양량을 추정하는 등 전체 물수지를 해석하는데 있어서 매우 중요하며, 농업적 측면에서는 작물의 용수 수요량을 결정하는 중요한 인자이다. 그러나 증발산량의 직접적인 계측이 쉽지 않기 때문에 물수지 방법에 의한 간접적인 추정이나 관련된 기상자료를 이용한 경험적이고 물리적인 해석을 통해 산정하고 있다. 일반적으로 특정조건의 작물(기준작물)을 기준으로 가용수분이 충분한 상태에서 주어진 기상조건에 대해 기준증발산량을 산정하며, 여기에 대상작물별 특성이나 토양의 실제수분상태 등을 고려하여 실제증발산량을 추정하고 있다. 본 연구에서는 한강권역을 대상으로 현재 가장 일반적으로 활용되고 있는 Penman-Monteith 방법을 비롯하여, Thornthwaite 방법, Hamon 방법, Priestly-Taylor 방법, Hargreaves-Samani 방법, Hansen 방법 등 총 6종의 기준증발산량을 산정하여 비교하였다. 각 방법에 필요한 기상자료는 한강권역 및 인근에 위치한 기상청 관할의 33개 ASOS 지점에 대한 60년간(1960~2019년)의 관측자료를 이용하였다. Penman-Monteith 방법에 의한 값을 기준으로 나머지 5가지 방법들에 의한 결과를 분석한 결과, 전반적으로 다른 방법들이 기준증발산량을 크게 산정하는 것으로 나타났으며, temperature-based 접근법인 Hamon과 Hargreaves-Samani에 의한 연평균 값은 Penman-Monteith 방법 대비 각각 28.5%, 19.3% 정도 크게 산정되었다. 특히 Hamon 방법에 의한 결과는 다른 방법과 비교하여 여름철에 크게 차이를 보였다. 반면 Hansen 방법은 상대적으로 Penmna-Monteith 방법과 가장 적은 편차를 나타내었다. 지역별로 분석했을 때는 서울/인천지역과 강원도 동해안 지역을 제외하고는 Penman-Monteith 방법 대비 다른 방법들의 기준증발산량이 큰 것으로 나타났다. 중권역별로는 Penman-Monteith 결과와 비교하여 -158 mm/yr 에서 최대 +307 mm/yr 정도의 편차를 나타내었으며, 월별로는 -13 mm에서 +73 mm의 편차가 나타났다.

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토양수분량과 지하수량변화 측정에 의한 유역증발산량 추정 (Eatimation of the Quantity of Watershed Evapotranspiration considering soil moisture contents)

  • 서승필;한영민;김태철
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.241-244
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    • 2002
  • A formula of watershed evapotranspiration by Penman or Thonthwaite or Lowry-Johnson was used to measure its quantity of evapotranspiration until now. These formula were derived for Foreign country and, it is rather difficult to apply the above formulas to the Korean watershed. These measuring methods are merely used to measure the monthly quantities of evapotranspiration. At the research CE of a coefficient of evapotranspiration for a watershed were newly presented, which was utilized for the calculation of Beken's formula in the DAWAST model.

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유역증발산 산정을 위한 Penman-Monteith 방법과 Morton CRAE 방법의 비교 (Comparison of Penman-Monteith method and Morton CRAE method for estimating areal evapotransipiration)

  • 김남원;김철겸
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1077-1081
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    • 2004
  • 유역 수문순환 해석 및 수자원 관리와 계획에 있어서 증발산은 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 인구에서는 보청천 유역의 강수 및 유출자료와 두 가지 방법에 피해서 산정된 유역증발산을 이용하여 유역 물수지를 수행하고, 두 가지 방법을 비교 검토하였다. 첫 번째 방법은 Penman-Monteith즐 이용하여 기준작물에 내한 잠재증발산량을 산정한 후, 이를 SWAT 모형을 이용하여 유역내 작물 및 토지피복과 가용토양수분을 고려하여 실제증발산량을 산정하였으며, 두 번째 방법은 잠재증발산량과 실제증발산량의 보완관계 개념을 이용한 Morton CRAE 방법으로부터 유역의 실제증발산량을 계산하였다. 비교 분석 결과, SWAT의 Penman-Monteith 방법을 이용하여 추정된 증발산이 실세 강수량과 유출량 사이의 물수지로부터 얻어진 증발산량과 좀 더 근사한 결과를 보였다. 그러나, Merton CRAE 방법의 경우 습도 자료가 결과치에 큰 영향을 주기 때문에, 보다 정확한 습도 자료 및 기상자료를 이용할 경우, 상대적으로 간편하게 유역내 실제증발산량을 추정할 수 있는 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

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토양수분량의 평가에 의한 한국의 가뭄 (The Drought based on the Assessment of Soil Moisture in Korea)

  • 전경은
    • 한국환경과학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.1-12
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    • 1995
  • The assessment for a degree of drought has been carried out based on the soil moisture index in Korea. The soil moisture index(Im) was calculated assuming of constant evapotranspiration until wilting point as Im = w2/wf $.$100. The soil moisture content(W2) at the final of a period is obtained from W2 : Pe + Wl - E, here the effective precipitation amount is Pe, evapotranspiration E, and the soil moisture content at the beginning of a period is Wl. The filed capacity(Wf), as a mean value of fine sandy loams, was reduced to 92 mm/ft when we accept the wilting point and the available soil moisture content of 42 mm/ft, respectively. The drought begins in Korea when the soil moisture index drops to less than 50%. The value coincides the isoline of 11 or more consecutive days without measureable precipitation. The soil moisture index frequently drops in the northern part of Youngnam area and Honam area so that both areas are well known as the areas of drought. Key word : Droughts, Soil Moisture Index.

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수분함유량에 따른 토양의 전기적 파라미터의 주파수의존성 (Frequency-dependent electrical parameters of soils as a function of the moisture content)

  • 이복희;김기복
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제28권6호
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    • pp.68-74
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    • 2014
  • The electrical parameters of soils are highly dependent on the various factors such as types of soil, chemical compositions, moisture content, temperature, frequency, and so on. The analysis of soil parameters is of fundamental importance in design of grounding systems. In this paper, we present the experimental results of frequency-dependent impedance, resistivity, permittivity of soils as functions of types of soil and moisture content. The impedance and resistivity of soils are decreased as the moisture content and the frequency increase. In particular, the variation of the soil resistivity with the frequency is pronounced in the conditions of high resistivity and low moisture content. On the contrary, the permittivity of soils are sharply decreased with increasing the frequency below 10kHz and the frequency-dependent permittivity of soils are highly changed in the conditions of high moisture and low resistivity.

레이더 강우가 수문모형의 적용에 적합한가? (Is Radar Rainfall Acceptable to Hydrologic Application?)

  • 이길하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.200-203
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    • 2006
  • 지역의 공간 분포가 내포된 고해상도의 지상강우량을 추정하기 위해서 강수와 구름 입자(고체와 액체)의 양과 성질을 반영한 기상레이더의 반사도(reflectivity) 자료로부터 지상강우강도로 환산하는 방법이 널리 이용된다. 반사도 (reflectivity) 자료로부터 지상강우강도로 환산하는 핵심은 Z-R 관계식으로, 이 Z-R 관계식의 매개변수 a와 b의 결정이 중요하다. 그러나, 지상우량 관측소에서 측정되는 강우량 자료는 지상에서 관측된 강우자료이나, 레이더에서 추정되는 강우량은 상공 (이 연구에서는1.5km)에서 관측한 반사도로 추정되는 값으로 이에 상응하는 오차를 줄이기 위하여 보정하는 기법이 이용된다. 수계내의 정확한 유출량을 모의계산하기 위하여 수문수치모형이 이용되며, 이의 보다 정확한 수치결과를 모의하기 위해서 레이더 강우추정을 사용하여 정확도를 높이고자 하는 연구가 진행 중이다. 이 연구에서는 기상청에서 운영하는 레이더 반사도 자료를 사용하여 용담/남강유역 내에서 2002-2004년의 집중호우에 대해 Z-R 관계식을 추정하고, 유역 내 평균 강우량과 지상관측 강우량의 비 (G-R비)를 이용한 공간적 특성을 고려한 보정을 함으로써 추정된 평균 강우량의 정확도를 향상시켰다. 이렇게 추정된 레이더 강우는 지상관측지점 강우만으로 보간 된 강우(gauge-only interpolation)와 비교 되어, 레이더강우의 정확성과 적용성이 수문모형에 적합한가를 평가해 보았다. 공간적 분포의 특성을 내포하며 강우예측 (Quantitative Precipitation Forecasting)에 이용될 수 있다는 잇점은 있으나, 레이더 강우 추정은 정확성과 적용성에 많은 의문점을 남긴다.리 전도도 값을 Gardner 식에 적용하여 1, 3, 5, 7kPa에서의 불포화수리 전도도 값을 17개 토양통을 대상으로 하여 구했다. 토양수분 potential이 3kPa에서는 물의 이동이 거의 없는 토양들이 있었는데 반해 남계통을 비롯한 학곡통, 회곡통, 백산통, 상주통, 석천통, 예산통 등 7개의 토양은 3kPa에서도 약간의 물의 이동이 있었다. 이는 모암이 화강 편마암인 관계로 토양 내에 물의 이동에 영향을 미치는 자갈의 함량이 높았기 때문일 것으로 생각되고 추후의 연구에서는 이 부분에 대한 내용도 검토되어야 할 것이다. 또한, 1kPa에서 물의 이동은 삼각통에서 35.21 cm/day로 이동 속도가 가장 컸으며 그 뒤로 예산통, 화봉통, 학곡통, 백산통 등이 토양에서 빠른 속도로 이동하였다. 가천통이나 석천통 및 우곡통은 1kPa에서의 이동 속도가 아주 느린 토양으로 판단되었다. 또한, 포화되지 않은 상태인 1kPa에서 물의 이동 속도를 VGM 모형에 의해 예측된 값과 측정된 값으로 비교하였을 때 불포화 수리 전도도가 예측되지 않은 토양(석천통, 지곡통, 풍천통)이 존재하여 불포화 수리 전도도 특성평가에 대한 VGM 모형의 적용성에 문제를 보였다. 이는 결과적으로 논이라는 영농형태가 존재하는 우리나라에서 토양의 수리적 특성해석을 위한 VGM 모형의 적용성에 한계가 있을 것으로 판단되었다.4일간의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는

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신개간경사지(新開墾傾斜地) 토양개량(土壤改良)과 작물생육(作物生育)에 관한 연구(硏究) -VIII. 물리화학성(物理化學性) 년차간(年次間) 변화(變化)와 고구마 수량(收量) (The Soil Improvement and Plant Growth on the Newly-reclaimed Sloped Land -VIII. Annual Changes of Soil Physico-chemical Properties and Sweet Potato Yield)

  • 허봉구;이기상;최관순
    • 한국토양비료학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.189-194
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    • 1994
  • 신개간경사지(新開墾傾斜地)에서 생산력 증대를 위한 물리화학적인 개량방법(改良方法)과 고구마 재배에 대한 기초자료를 얻고자 1985년부터 4년간 송정양토(松汀壤土)에서 고구마를 재배하면서 토양물리화학성의 년차간(年次間) 변화량(變化量)과 변화율(變化率) 및 고구마의 수량을 조사, 분석하였다. 1. 토양의 용적밀도는 토심(土深)에 관계없이 2년차부터 계속 높아졌으나 경도(硬度)는 표토에서는 같은 경향이나 심토에서는 일정한 경향이 없었다. 2. 고구마의 4년간 평균수량(平均收量)은 종합개량구(綜合改良區)에서 32.68ton/ha으로 제일 많았고 대조구(對照區)에 비해 59% 증수(增收)되었으며 처리별로는 인산구>심경구>석회구>퇴비구>대조구 순으로 많았다. 3. 년차간(年次間) 고구마 수량과 토양의 물리화학성과의 상관계수는 표토에서는 용적밀도, 경도, 양이온치환용량과 심토에서는 용적밀도, 토양수분, 양이온치환용량과 유의성이 높았다. 4. 토양의 물리화학성 변화률(變化率)과 고구마 수량(收量)과의 상관관계(相關關係)는 유기물 함량을 제외한 다른 특성과 유의성이 있었고 개량제(改良劑) 시용(施用)이 없었던 4년차에 토양(土壤)의 물리화학성(物理化學性)이 악화(惡化)되었음을 알 수 있었다.

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도시 숲 산불피해지의 시비에 따른 식재 수목의 생장 및 양분 동태 (Growth and Nutrient Dynamics of Planted Tree Species Following Fertilization in a Fire-Disturbed Urban Forest)

  • 김춘식;백경원
    • 한국산림과학회지
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    • 제113권2호
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    • pp.143-152
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    • 2024
  • 본 연구는 울산광역시에 위치한 봉대산 산불피해지의 식생복원을 위해 2009년에 조림된 4 수종(백합나무, 왕벚나무, 상수리나무, 곰솔)을 대상으로 시비처리 후 임목생장 및 토양특성 변화를 조사하였다. 조림 4년 후인 2013년 4월과 2014년 3월 복합비료(N6P4K1)를 시비하고 2016년 10월까지 매년 임목의 생장과 토양 및 잎의 양분 동태를 조사하였다. 조림목의 흉고직경 생장 증가에 대한 시비구와 대조구 사이의 회귀계수(slope)는 4 수종 모두 유의적인 차이가 있어 시비는 조림목의 흉고직경 생장에 효과가 있었으나, 수고 생장의 회귀계수는 곰솔을 제외하고 유의성이 없었다. 시비 처리에 따른 토양 호흡과 토양 EC 값은 대조구에 비해 유의적으로 높았으나 토양수분 함량, 토양 유기탄소 및 전질소 농도는 대조구에 비해 낮았다. 그러나 토양 유효 인, 교환성 칼슘과 마그네슘은 시비구가 대조구에 비해 높은 값을 보였다. 조림목의 잎 내 질소 및 인 농도는 시비구가 대조구에 비해 증가하였으나, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 농도는 시비의 영향이 뚜렷하지 않았다. 조사한 4 수종 중 왕벚나무와 백합나무는 잎 내 양분 농도가 상수리나무나 곰솔에 비해 높아 토양 양분요구량이 큰 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 도시 숲의 산불피해 복원지에 시비 처리는 조림된 수목의 생장과 토양 양분의 유효도 향상에 효과적이었다.