• 한국수자원학회논문집
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• 제52권9호
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• pp.615-626
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• 2019

토양수분과 유출은 매우 밀접한 관계를 가지고 있으며, 특히 토양 내의 여러 요소들에 의해 토양의 수분보유능력과 배수의 특성이 결정된다. 본 연구에서는 2016년, 2017년 설마천 유역에서 총 40개의 사상을 분리하였다. 선정한 사상별로 constant-K 방법을 적용하여 직접유출과 기저유출을 분리하고 유출계수를 산정하였다. 산정된 유출계수는 선행토양함수와 지수함수 형태의 증가를 보였다. 또한 유출계수가 급증하기 시작하는 토양수분의 임계값을 선정하였으며, 이 값은 유출과 지하수면과의 큰 상관관계를 나타내었다. 선행토양함수뿐만 아니라 초기 토양수분, 토양 저류량, 강우량 등 여러 인자들도 유출 결과에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 선행토양수분의 임계값에 따라 강우사상을 건조, 습윤 상태로 분리하여 시작 반응과 첨두 반응을 분석해 보았으며, 습윤 상태에서의 반응이 건조 상태에서 보다 빠르게 발생하였다. 건조 상태에 속하는 대부분의 사상에서는 토양수분이 정점에 도달한 후 지하수면과 유출량 순으로 정점에 도달하는 첨두 반응이 일어났으나 습윤 상태에서는 반대로 지하수면과 유출량이 토양수분보다 먼저 정점에 도달하였다. 본 연구의 결과는 유출에 기여하는 인자들 사이의 상호작용을 확인하고 토양의 다양한 조건과 유출 사이의 관계를 규명하는 데에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.23-23
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• 2015

가뭄은 홍수와 더불어 매우 심각한 자연재해이며, 그 특성상 광역적이고 장기간 발생함에 따라 구체적인 발생시점, 규모, 범위 등을 규명하기가 어렵다. 그동안 가뭄관리 기관에서는 가뭄의 특성을 규명하고자 가뭄 지수를 활용하여 발생시점, 발생빈도, 피해규모, 범위 등을 정량적으로 분석해 왔다. 그러나 가뭄특성은 가뭄 지수의 해석방법 및 판단기준에 따라 다르게 나타나는 문제가 있다. 또한, 대부분 가뭄지수가 단일 기상(강수, 기온 등) 및 수문(유출량, 토양수분량, 증발산량 등)정보 기반으로 산정됨에 따라 대상지역의 가뭄특성을 적절히 고려하지 못하고 있다. 따라서 지역적 가뭄특성을 명확히 나타내기 위해서는 단일변수 기반의 가뭄지수의 활용보다는 두 개 이상의 변수가 고려된 가뭄지수를 활용하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 강수량 및 토양수분량 기반의 이변량 결합가뭄지수(Bivariate Joint Drought Index, BJDI)를 산정하고 기존 단일변수(강수량, 토양수분량)에 의한 가뭄지수와 함께 지역별 가뭄특성을 분석하였다. 이를 위해 강수량은 1977~2012년 동안의 기상청 관할 59개 기상관측소 자료, 토양수분량은 지표수문해석모형으로 부터 산정한 결과를 이용하였다. 59개 지점에 대한 SPI (Standardized Precipitation Index), SSI(Standardized Precipitation Index) 및 BJDI를 산정하였다. 또한, 지점별, 가뭄지수별 빈도해석을 통해 재현기간을 산정하고 과거 가뭄피해사례를 바탕으로 가뭄특성을 정량적으로 비교 및 분석하였다. 그 결과, 재현기간은 동일한 심도일지라도 SPI, SSI, BJDI 순으로 BJDI가 가장 낮게 나타났으며, 지역별로는 중부지역이 높고, 남부지역에서는 낮게 산정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.263-263
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• 2020

댐 유역 수문자료는 댐의 효율적인 운영, 중장기 댐 운영 계획, 수자원 관리, 댐 저수량 예보 등에 사용된다. 댐의 주요 수문자료로는 일반적으로 유입량인 강수량과 유량으로 구성되어있으며 유출량인 방류량, 증발량, 토양수분량으로 구분한다. 현재 강수량, 유량, 방류량은 지속적으로 계측하고 있으나 증발산량과 토양의 저류량 등은 실제적으로 측정의 어려움을 가지고 있다. 본 연구에서는 실측자료를 물수지 방정식에 대입해 발생한 잔차를 통해 산출한 증발산량과 비교적 정확성이 높다고 알려져 있는 GLDAS NOAH 지형 모형자료에서 산정된 증발산량간의 비교를 수행하였다. 또한 이렇게 각각 산정한 증발산량으로 월별로 물수지 분석을 정량화하여 분석하였다. 유량자료는 후영교 수위관측소의 자료, 강수량은 괴산군(청천면사무소) 강수량관측소 외 15개소 자료, 댐 방류량자료 등의 실측자료를 사용하였으며, 증발량은 GLDAS NOAH 지표면 model을 이용하여 산정하였다. 저수지 토양수분량은 자료가 없어 고려하지 않았다. 2019년 괴산댐 유역의 총 유입량은 218.54 백만㎥이며, 증발량을 고려한 총 유출량은 200.50 백만㎥으로 나타나 댐의 저류량은 18.05 백만㎥으로 나타났다. 그러나 실제 저수지의 수위-저수용량 곡선식을 이용하여 계산된 총 저류량은 0.06 백만㎥으로 상당한 차이를 보이고 있다. 이 원인으로 1. 증발량 추정자료 사용, 2. 토양저류량 미 고려, 3. 자료가 없는 취수량 미 고려 4. 유량, 방류량, 강수량 자료 오차 등이 있는 것으로 판단된다. 한편, GLDAS NOAH 지표면 model을 이용한 연 저수지증발량과 물 수지 방적식을 이용한 연 저수지증발량은 각각 0.79 백만㎥, 18.84 백만㎥으로 나타나, 역시 차이를 보인다. 이는 물 수지 방정식을 이용한 연 저수지증발량은 토양수분증발량 미 고려에 따른 것과 GLDAS NOAH 지표면 model자료는 직접적인 실측 자료가 아닌 추정 자료로 다소 오차가 있을 것으로 생각된다. 댐 유역 물의 이동을 추적하고 이를 정량적으로 나타내는 것은 결과적으로 효율적인 댐 운영을 가능하게 한다. 그러나 최근 실시되는 유량측정과는 달리 물 수지 분석의 주요 인자인 증발량과 토양수분량 등은 측정이 전무하여 여러 가지 방법으로 추정하는 현실이다. 추후 이러한 수문자료를 실측하여 제공한다면 댐 관리 및 중장기 댐 운영 계획 수립 등 효율적인 댐 운영에 대단히 유용할 것으로 기대된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제3권2호
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• pp.81-83
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• 1995

토양수분함량의 차이가 쥐오줌풀의 지하부생육 및 뿌리의 엑스함량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 광룽쥐오줌풀 (Valeriana jauriei var. dasycarpa HARA)을 사용하여 토양수분을 최대용수량의 30, 45, 55, 70, 70 및 90%로 조절하여 pot시험으로 수행하였던 바 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 엽장 및 엽폭은 토양수분함량이 증가 할수록 미미한 증가를 보였으나 엽병장 및 근장은 80%까지 토양수분함량이 증가할수록 직선적인 증가를 보였다. 2. 토양수분함량과 근수량 및 근의 엑스함량간에는 고도의 정의 상관이 인정되었다. 3. 쥐오줌풀의 생육의 최적수분함량은 최대용 수량의 $80{\sim}90%$ 였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.114-118
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• 2005

본 연구에서는 특정 유역의 토양수분 상태, 한계유출량(threshold runoff) 및 단기 기상예보 자료 등으로부터 돌발홍수능(Flash Flood Guidance, FFG)을 계산할 수 있는 실시간 돌발홍수 예경보시스템을 개발하기 위해 한강유역을 대상으로 DEM 자료를 이용하여 미세 소유역을 구분하고 하도단면 특성을 고려한 제방 월류 유량 개념을 기초로 고해상도 소유역 단위의 한계유출량을 산정하고, 중규모 TOPMODEL의 토양수분 모델을 통해 임의 상태의 토양수분을 추정할 수 있도록 개발하였다 또한, FFG 시스템의 기상학적 구성요소 개발을 위해 레이더 강우 추정을 편차보정 기법을 통해 계산하였다. 상술된 계산결과를 바탕으로 2003년 7월의 호우사상에 대한 유역 및 격자기반의 FFG를 산정하였고, 이들 결과는 기상청의 RDAFS(Regional Data Assimilation and Prediction System) 단기 수치예보 자료의 지속시간별 예측강수량을 활용하여 돌발홍수 발생에 대한 사례연구를 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.221-225
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• 2006

본 연구에서는 한계유출량(threshold runoff), 특정 유역의 토양수분 상태 및 단기 기상예보 자료 등으로부터 한강유역의 돌발홍수능(Flash Flood Guidance, FFG)을 계산할 수 있는 한국형 돌발홍수 예경보시스템을 개발하였다. 한강유역의 DEM 자료를 이용하여 미세 소유역을 구분하고 하도단면 특성을 고려한 제방 월류유량 개념을 기초로 고해상도 미세 소유역 단위의 지속시간별 한계유출량을 산정하였고, Sacramento 토양수분 모델을 통해 임의 시간의 토양수분 상태를 실시간으로 추정할 수 있는 돌발홍수 모델의 수문학적 구성요소를 개발하였다. 또한, FFG 시스템의 기상학적 구성요소로 레이더 강우 추정을 추계 동역학적 편차보정 기법을 통해 계산하였다. 상술된 수문 및 기상학적 구성요소를 바탕으로 2003년 7월 및 2004년 8월의 호우사상에 대한 유역기반의 FFG를 산정하였고, 기상청의 RDAPS(Regional Data Assimilation and Prediction System) 단기 수치예보 자료의 지속시간별 예측강수량을 활용하여 돌발홍수 발생 가능성에 대한 사례연구를 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.254-254
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• 2022

밭 용수관리 및 가뭄 대응을 위한 토양수분 실측자료의 품질관리가 필수적으로 수행되어야 한다. 토양수분 자료의 체계적인 유지관리를 위해 국제 토양수분 네트워크(International Soil Moisture Network; ISMN)가 설립되었고, 전세계 1,400여개 지점의 토양수분량 자료의 품질관리하고 있다. ISMN 품질관리 방식은 토양특성, 강우에 대한 반응, 토양온도, 시계열특성을 이용한다. 지표면 최상 토층에 저장되어있는 수분인 토양수분은 기후 예측, 홍수 예보, 농업가뭄평가, 수자원 관리, 온실가스 산정, 인프라 보전, 수인성 전염병 모델링 등 다양한 분야에 활용될 수 있다(Dorigo et al., 2011). 본 연구에서는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 기기를 이용한 토양수분 측정자료의 품질관리를 위해 ISMN에서 제시한 총6개의 단계별 품질관리 체계를 적용하였다. 단계는 1) 토양수분이 0 m3m-3보다 작은지, 2) 또는 0.6 m3m-3보다 큰지, 3) 토양수분값이 공극률보다 큰지, 4) 토양온도가 영하인지, 5) 토양수분이 강우 이벤트 없이 증가하는지, 그리고 5) 토양수분 시계열 자료에 spike 가 있는지 6) break나 plateau가 있는지를 검사하여 Quality Flag를 설정하였다. 이를 기반으로 토양수분 데이터 자동 프로그램을 개발하여 이상치를 보정하였다. 향후, ISMN의 Quality Flag (QF1-QF10)를 적용하여 모니터링 자료의 품질관리 자동 프로그램을 개발하고자 한다.

• 한국산림과학회지
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• 제94권6호
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• pp.496-503
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• 2005

본 연구는 2004년 9월에서 10월까지 경기도 광릉시험림내 국립산림과학원 산림수문 유역시험지인 전나무 인공림에서 수목의 증산에 의해 나타나는 수액이동량과 토양수분장력 및 토양함수율의 변화를 조사하고, 이들 간의 상호작용을 밝히기 위하여 수행되었다. 대상지인 전나무림은 1976년 조림지로서 1996년 2월부터 7월까지 1차 간벌과 가지치기를 실시하였으며 2004년 4월에 2차 간벌과 가지치기를 실시하였다. 수액이동량은 수액유속계로 측정하였으며, 토양수분장력은 사면부와 계류부에 텐시오미터를 설치하여 조사하였다. 토양함수량은 사면부에 10, 30, 50 cm 깊이로 TDR을 매설하여 관측하였으며, 각 조사항목들은 30분단위로 측정하여 데이터로거에 저장하였다. 조사기간 동안 일일 평균수액이동량은 10.16l이고, 최대는 15.09l, 최소는 0.01l였다. 시간별로는 9시부터 수액이동량이 증가하기 시작하여 13시에 최대치인 30분당 0.74l에 달하였으며, 15시까지 그 값이 유지된 후 급감하기 시작하여 19시를 지나면서 0으로 수렴하였고 야간에는 수액이동이 거의 없었다. 강우시에는 주간에도 수액이동량이 거의 없는 것으로 나타났다. 토양수분장력은 사면에서 평균 $-141.3cmH_2O$, $-52.9cmH_2O$, $-134.2cmH_2O$로 낮았으며, 계류부 사이의 완경사지에서 평균$-6.1cmH_2O$, $-18.0cmH_2O$ and $-3.7cmH_2O$로 높게 나타났다. 특히 토양수분에 대한 강우의 영향이 감소된 후 사면의 토양수분장력은 수목의 증산에 따라 일주기성을 나타내어 수액이동량이 증가하면 토양수분장력이 낮아지고 수액이동량이 감소하면 토양수분장력이 높아지는 경향을 보였으나, 계류부에서는 수액이동량의 영향을 파악할 수 없었다. 토양함수율은 강수 종료 후 지속적으로 감소하였으며, 사면부의 토양수분장력과 같이 증산에 따른 일주기성을 나타내어 주간에는 토양함수율이 감소하였고 수액의 이동이 거의 없는 야간에는 함수율이 유지되거나 또는 소폭 상승하는 경향이 나타났다. 이상의 결과로 수액이동량의 변화에 따른 토양수분의 변화는 사면부와 계류부에서 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제23권3호
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• pp.167-172
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• 1990

우리나라 토양(土壤)(제주도(濟州道) 토양(土壤) 제외(除外))의 토성별(土性別) 유효수분함량(有效水分含量) 평균치(平均値)를 구(求)하고 토양성질(土壤性質) 사이의 상관(相關)을 구명(究明)하고 유효수분함량(有效水分含量)의 추정식(推定式)을 얻기 위하여 시(市) 군(郡) 대표단면(代表斷面)의 토양분석치(土壤分析値)(표본(標本)크기 : 2,808개(個))를 이용(利用)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 토성별(土性別) 평균(平均) 유효수분함량(有效水分含量)은 사토(砂土) 4.7, 양질토양(壤質砂土) 7.7, 사양토(砂壤土) 13.2, 토양(壤土) 17.7, 미사질양토(徵砂質壤土) 19.2, 식양토(埴壤土) 15.9, 사질식양토(砂質埴壤土) 14.5, 미세질양토(徵砂質埴壤土) 18.7, 미사질식토(微砂質埴土) 17.3 그리고 식토(埴土) 14.9%이었다. 2. 포장용수량(圃場容水量)일때의 수분함량(水分含量)과 유효수분함량(有效水分含量)은 대체로 조립질토양(組粒質土壤)에서 모래 그리고 세립질토양(細粒質土壤)에서는 유기물(有機物), 영구위조점(永久萎凋點)에서의 수분함량(水分含量)은 점토(粘土)가 가장 크게 관계(關係)가 있었다. 3. 유효수분함량(有效水分含量)은 포장용수량(圃場容水量)일때의 수분함량(水分含量)과 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내었고 영구위조점(永久萎凋點)일때의 수분함량(水分含量)과는 상관(相關)이 없었다. 유효수분함량(有效水分含量)은 미사(微砂)의 영향(影響)을 크게 받았다. 4. 토성별(土性別) 포장용수량(圃場容水量)일때의 수분함량(水分含量) 및 유효수분함량(有效水分含量)의 추정식(推定式)이 얻어졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.507-507
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• 2022

작물 재배에서 정밀 관개 및 물관리를 위해 토양수분 모니터링이 필수적이며, 최근 이상기후에 따른 가뭄 빈도가 증가함에 따라 토양수분 변동에 따른 적절한 대응이 필요한 실정이다. 특히, 국산밀 생장기의 토양수분 및 관개는 생산성에 중요한 영향을 미치고 있으나, 빈번한 봄가뭄의 영향으로 작물 생산 및 품질 관리의 어려움을 겪고 있다. 따라서 국산밀의 안정적 생산을 위한 토양수분 및 양분 관리에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 ICT 기반의 토양 층위별 모니터링 시스템을 구축하여 물관리에 따른 국산밀의 안정적 생산성을 분석하고자 한다. 대상지역은 전라북도 남원시 운봉읍에 위치한 국립식량과학원 운봉시험지이며, 시험포장은 수분처리 조건에 따라 총 4개(A: 한발조건, B: 적정수분, C: 무처리) 처리구로 3개 블록을 구분하여 4반복으로 구성하였다. ICT 기반 10개 토양수분 및 EC (Electrical conductivity) 관측 장비를 통해 실시간으로 자료 수집하였으며, 밀 생육조사는 생육단계별 초장, LAI, 지상부 및 지중 생체중 등 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 처리구별 물관리에 따른 토양수분과 생육지표의 상관관계 분석을 통해 가뭄에 따른 생육 영향과 적정 관개용수의 공급시기 및 공급량을 분석하였다. 본 연구는 밀 생장기의 봄가뭄에 대응하기 위한 물관리 기초자료로 활용하고자 하며, ICT 기반의 스마트관리 플랫폼을 개발하여 밀 작황 진단 및 예측을 통해 국산밀의 안정적 생산성에 기여하고자 한다.