Yeon, Min Ho;Kim, Seong Won;Jung, Sung Ho;Lee, Gi Ha
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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pp.172-172
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2020
In recent years, soil erosion has come to be regarded as an essential environmental problem in human life. Soil erosion causes various on- and off-site problems such as ecosystem destruction, decreased agricultural productivity, increased riverbed deposition, and deterioration of water quality in streams. To solve these problems caused by soil erosion, it is necessary to quantify where, when, how much soil erosion occurs. Empirical erosion models such as the Universal Soil Loss Equation (USLE) family models have been widely used to make spatially distributed soil erosion vulnerability maps. Even if the models detect vulnerable sites relatively well by utilizing big data related to climate, geography, geology, land use, etc. within study domains, they do not adequately describe the physical process of soil erosion on the ground surface caused by rainfall or overland flow. In other words, such models remain powerful tools to distinguish erosion-prone areas at the macro scale but physics-based models are necessary to better analyze soil erosion and deposition and eroded particle transport. In this study, the physics-based Surface Soil Erosion Model (SSEM) was upgraded based on field survey information to produce sediment yield at the watershed scale. The modified model (hereafter MoSE) adopted new algorithms on rainfall kinematic energy and surface flow transport capacity to simulate soil erosion more reliably. For model validation, we applied the model to the Doam dam watershed in Gangwon-do and compared the simulation results with the USLE outputs. The results showed that the revised physics-based soil erosion model provided more improved and reliable simulation results than the USLE in terms of the spatial distribution of soil erosion and deposition.
농업용 지하수 이용은 국내 지하수 이용량의 51.8%를 차지하고 있어 정확한 이용량 산정은 지하수의 효율적 정책 추진을 위하여 중요하다. 본 연구에서는 370개 관정의 이용량 실측 자료를 토대로 회귀나무 모형을 적용한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 지하수 이용량의 산정 기법을 개발하고자 하였다. 모델의 입력 변수는 우물의 심도, 토출관 구경, 양수능력 등 3개가 유의한 것으로 평가되었으며, 모델에서의 각 변수의 중요도는 우물의 심도가 75%, 토출관 구경이 17%, 양수능력이 8%로 나타났다. 회귀나무 모형에 의한 농업용(전작 및 답작용) 관정의 일 이용량은 실측 이용량과 매우 유사한 것으로 평가되었으며, 기존의 국토교통부에서 제시한 추정식에 비하여 실측 이용량에 보다 근사한 것으로 나타났다. 향후 추가적인 실측 표본 자료를 확보하여 본 방법을 보완, 적용한다면 지하수 이용량 통계의 신뢰도가 크게 향상될 것으로 기대된다.
The biosphere of the earth is not only about to overpass the limit to meet the food demand of the world but also the stability of its food production has been also jeopardized by the disasters and pests, especially by the unpredictable weather disasters. In addition the agricultural and industrial pollution against biosphere aggravates the unstability of agricultural production and constitutes a threat in securing the food of the world. In Korea the yield level of crops has been greatly enhanced by the improved agrotechnologies and varietal improvement, but the yield variability due to unfavorable weather events and pests remained unchanged with the change in time. Among weather-related disasters the drought and flood damages has occurred most frequently and impacted most greatly on the agricultural production and its stability. During last decade (1970-l980) the rice production experienced the average annual loss of 0.544 million metric ton which was composed of 0.21 million M/T by climatic disaster, 0.21 million M/T by disease and 0.12 million M/T by insects, and the annual loss of upland crop production from climatic disasters amounted to 0.06 million metric tons. Especially in 1980, the global climatic disasters due to cold or hot temperature endangered the agricultural production all over the world and also the rice production of Korea recorded the unprecedented yield reduction of about 30 percent due to cool summer weather. Nowadays, the unusual weather conditions are prevaling throughout the world, and agro-meteologists predict that the unpredictable cool summer and drought will often attack the rice and other crops in 1980's. To meet the coming weather unstability and to secure the stable crop production, multilateral efforts should be rendered. Therefore, the Korea Society of Crop Science, which commemorates the 20th anniversary of its founding, prepared the symposium on Meteological Stress in Crop Production and its Countermeasures to discuss the decrease in agricultural production due to weather-related disasters and to devise the multilateral counter-measures against the unfavorable weather events.
Carbon dioxide is one of the major driving forces causing climate changes, and many countries have been trying to reduce carbon dioxide emissions from various sources. Soil stores more carbon dioxide(two to three times) amounts than atmosphere indicating that soil organic carbon emission management are a pivotal issue. In this study, we developed a Soil Organic Carbon(SOC) storage estimation model to predict SOC storage amounts in soils. Also, SOC storage values were assessed based on the carbon emission price provided from Republic Of Korea(ROK). Here, the SOC model calculated the soil hydraulic properties based on the soil physical and chemical information. Base on the calculated the soil hydraulic properties and the soil physical chemical information, SOC storage amounts were estimated. In validation, the estimated SOC storage amounts were 486,696 tons($3.526kg/m^2$) in Jindo-gun and shown similarly compared to the previous literature review. These results supported the robustness of our SOC model in estimating SOC storage amounts. The total SOC storage amount in ROK was 305 Mt, and the SOC amount at Gyeongsangbuk-do were relatively higher than other regions. But the SOC storage amount(per unit) was highest in Jeju island indicating that volcanic ashes might influence on the relatively higher SOC amount. Based on these results, the SOC storage value was shown as 8.4 trillion won in ROK. Even though our SOC model was not fully validated due to lacks of measured SOC data, our approach can be useful for policy-makers in reducing soil organic carbon emission from soils against climate changes.
지구 온난화와 자연환경의 변화로 인하여 풍수해로 인한 농경지 침수피해가 지속되고 있다. 건국 이래 지속적인 방재사업을 펼치고 있으나, 지속된 기간에 비해 진척은 미흡하고, 여전히 막대한 비용이 소비되고 있다. 따라서 농경지 침수에 선제적 대응을 위한 예측 시뮬레이션 등의 개발과 활용이 필요하다. 본 논문에서는 GIS(공간정보)기반 SWMM 모델을 활용한 침수분석 시뮬레이션 사례를 소개하고, 해당 시뮬레이션 결과와 미국과 국내의 타 모델의 결과 간의 오차율을 통해 타당성을 확인했다. 또한 해당 시뮬레이션을 농경지 침수에 활용하기 위한 방향으로 침수흔적도 작성 등 현행 농경지 침수 대비 기반 정보 정책을 보완할 다양한 활용 방안을 제시하였다. 향후 보다 많은 지역의 시뮬레이션 결과가 침수분석도 형태로 축적되면 범국가 차원의 수재해에 대한 선제적 대응, 나아가서는 예방을 위한 각종 응용에 활용이 가능할 것으로 기대한다.
본 연구는 경상북도 내 소나무림을 대상으로 산림시업이 산불수관층 연료의 수직적 분포형태에 미치는 영향을 비교·분석하기 위해 수행하였다. 수관연료의 수직분포모델을 개발하기 위해 경상북도 영주지역에 시업지 소나무림과 경상북도 봉화지역에 비시업지 소나무림을 대상으로 각 지역마다 10본의 표본목을 벌채한 자료를 이용하여 수직분포모델을 개발하였다. 적용대상지는 제 6차 국가산림자원조사 자료 중 경북지역 내 산림시업지, 비시업지 소나무림만을 추출한 표본점을 선정하였다. 개발한 두 모델의 적합도지수의 범위는 0.984~0.989로 나타났으며, 추정된 모수는 통계적인 유의성을 보였다(P<0.05). 연구 결과, 비시업지 임분의 수직적 수관연료량 분포 범위는 약 1m~11m으로 임분높이 5m 지점에서 연료가 가장 많이 분포하고 있는 반면, 시업지 임분의 수직적 수관연료량 분포범위는 약 1m~15m으로 임분높이 8m 지점에서 가장 많이 분포하고 있었다. 수관연료밀도는 시업지임분이 0.16kg/㎥, 비시업지 임분은 0.25kg/㎥로 비시업지 임분이 시업지 임분에 비해 약 1.6배 높았다. 본 연구결과는 수관연료를 3차원적으로 해석함에 있어 3D모형 구현을 통한 시뮬레이션 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
태풍, 홍수는 우리에게 빈번하게 닥치는 자연 재해이며, 이와 같은 자연 재해로부터 오는 피해는 사전에 예측되어 대응책이 마련될 필요가 있다. 자연 재해로부터 야기되는 피해에는 건물의 붕괴, 인명 피해, 논/밭의 유실 등 주로 직접적인 피해가 많지만, 소비자 물가 상승과 같은 간접적인 영향에도 관심을 가져야 한다. 태풍, 홍수의 피해로부터 영향을 받는 대표적인 소비재 상품은 농산물이다. 갑작스럽고 강력한 태풍은 많은 비를 동반하면서 농작물에 피해를 주고, 농산물의 가격을 상승시킨다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘을 활용하여 태풍과 같은 자연 재해가 농산물 가격에 미치는 영향을 예측한다. 우리는 데이터 확보가 가능한 쌀, 양파, 대파, 애호박, 시금치 등을 가격 예측 대상으로 했고, 농산물 가격에 영향을 미치는 변수 데이터들로 학습 모델을 만들고, 그 학습 모델이 농산물 가격을 예측하는 연구를 진행하였다. 연구 결과, 모델에 의한 예측 가격과 실제 가격의 차이를 나타내는 RMSE가 0.069 수준이며, 농산물 가격을 비교적 잘 설명하는 것으로 해석된다. 정확한 농산물 가격 예측은 정부의 농산물 공급 규모 조절 등 자연 재해 대응을 위한 정부의 노력에 활용될 수 있을 것이다.
콩 점무늬병이 수량에 미치는 영향을 평가하고 경제적 방제수준을 설정하고자 본 시험을 수행하였다. 점무늬병 발병정도와 주당 협수, 주당 총립수, 주당 총립중, 등숙률, 100립중 및 수량과의 상관계수는 각각 -0.90, -0.90, -0.92, -0.99, -0.90, -0.94로 통계적으로 고도의 유의성을 나타내었다. 콩 점무늬병의 병반면적률이 증가됨에 따라 수량은 반비례하여 감소하였는데, 콩 점무늬병 발병정도(x)에 따른 수량(y) 예측모델을 산출한 결과, 회귀식은 y = -3.7213x + 354.99($R^2$= 0.9047)로 고도의 부의 상관이 있었다. 이 회귀식을 토대로 경제적 피해허용수준은 병반 면적률 3.3%, 경제적 방제수준(ET)은 병반면적율 2.6%로 설정할 수 있었다.
Along with climate change, it is reported that the scale and the frequency of extreme climate events (e.g. heavy rain, typhoon, etc.) show unstable tendency of increase. In case of Korea, also, the frequency of heavy rainfall shows increasing tendency, thus causing natural disaster damage in downtown and agricultural areas by rainfall that exceeds the design criteria of hydraulic structures. In order to minimize natural disaster damage, it is necessary to analyze how extreme precipitation event changes under climate change. Therefore a new design criteria based on non-stationarity frequency analysis is needed to consider a tendency of future extreme precipitation event and to prepare countermeasures to climate change. And a quantitative and objective characteristic analysis could be a key to preparing countermeasures to climate change impact. In this study, non-stationarity frequency analysis was performed and inundation risk indices developed by 4 inundation characteristics (e.g. inundation area, inundation depth, inundation duration, and inundation radius) were assessed. The study results showed that future probable rainfall could exceed the existing design criteria of hydraulic structures (rivers of state: 100yr-200yr, river banks: 50yr-100yr) reaching over 500yr frequency probable rainfall of the past. Inundation characteristics showed higher value in the future compared to the past, especially in sections with tributary stream inflow. Also, the inundation risk indices were estimated as 0.14 for the past period of 1973-2015, and 0.25, 0.29, 1.27 for the future period of 2016-2040, 2041-2070, 2071-2100, respectively. The study findings are expected to be used as a basis to analyze future inundation damage and to establish management solutions for rivers with inundation risks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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