• 한국물환경학회지
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• 제33권6호
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• pp.661-669
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• 2017

A distributed watershed model CAMEL (Chemicals, Agricultural Management and Erosion Losses) was applied to a small rural watershed where intensive livestock farming sites are located to estimate nitrate leaching rates from soil to groundwater. The model was calibrated against the stream flows, and T-N and $NO_3-N$ concentrations were observed at the watershed outlet for three rainfall events in 2014. The simulation results showed good agreement with the observed stream flows ($R^2=0.67{\sim}0.93$), T-N concentrations ($R^2=0.40{\sim}0.58$) and $NO_3-N$ concentrations ($R^2=0.43{\sim}0.65$). The estimated annual nitrate leaching rate of the watershed was 33.0 kg N/ha/yr. The contributing proportions of individual activities to the total nitrate leaching rate of the watershed were estimated for livestock farming, applications of chemical fertilizer, and manure. The simulation results showed that the highest contributor to the nitrate leaching rate of the watershed was chemical fertilizer applications. The simulation period was for one year only, however, and results may vary depending on different conditions. Gathering input data over a longer period of time and monitoring data for calibration is needed. When this has been accomplished, it is expected that this model can be applied to small rural watersheds for evaluating temporal and spatial variations of nitrogen transformations and transport processes.

• 환경영향평가
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• 제24권5호
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• pp.516-531
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• 2015

본 연구에서는 분포형 유역모델이면서, 국내 환경에 적합하도록 개발된 CAMEL에 기반하여 식생여과대 효과분석을 위한 모듈을 개발하였다. 식생여과대의 주요 모의기능은 기존의 CAMEL과 동의하나 릴에서의 유사포착 현상과 수평둔덕을 추가로 설계하여 모듈에 반영하였다. 식생여과대 모듈을 검증하기 위하여 시험 격자를 이용하여 식생여과대의 길이, 조도계수, 토성, 식생의 높이 및 뿌리 깊이 등 다양한 매개변수에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 식생여과대 모듈의 민감도 분석결과를 종합해 보면, 유사 지표유출량은 조도계수 변화에 따라 민감하게 반응하였으며, 전반적으로는 유사와 TP의 지표유출량 저감률이 시나리오 변화에 상관없이 전반적으로 높은 것으로 분석되었다. TOC, TN의 저감률은 식생여과대의 길이, 토성변화에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 유사와 TP의 지표유출량 저감률에 비해 상대적으로 저감률이 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 식생여과대 모듈은 환경변화에 따른 오염물질 저감효과를 합리적으로 재현하는 것으로 나타났으며, 향후 식생여과대 조성 지역에 적용되어 비점오염 물질 제거 효과를 정량적으로 산정하고 효율적인 관리방안을 평가하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.945-958
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• 2014

토양온도는 비점오염과 관련된 수문학적 및 생지화학적 과정에 영향을 주는 중요한 물리적 환경인자 중 하나이다. 이 연구에서는 분포형 유역모델인 CAMEL(Chemicals, Agricultural Management and Erosion Losses)의 겨울철 토양온도 모의성능을 개선하기 위해서 융설과 토양 동결-융해 모델을 개발하였으며, 경기도 여주에 위치한 시험유역의 4개 지점에서 3개월 동안 관측한 토양온도 자료를 사용하여 모델을 보 검정하였다. 모의 결과, 표층 토양온도에 대해서는 모델이 토양온도의 시계열 변화를 비교적 잘 재현하는 반면($R^2$ 0.71~0.95, RMSE $0.89{\sim}1.49^{\circ}C$), 하부토양층 온도에 대해서는 경우에 따라 모델의 예측오차가 다소 크게 나타났는데($R^2$ 0.51~0.97, RMSE $0.51{\sim}5.08^{\circ}C$), 이것은 모델에서 토양 깊이별 토성을 동일한 것으로 가정한 것이 주요 원인인 것으로 판단된다. 한편, 개발된 모델은 융설에 의한 단열효과와 토양 동결-융해 과정에서 유입 또는 방출되는 잠열흐름의 영향으로 토양온도의 진폭이 감소하는 현상을 잘 모의하고 있다. 비록 모델 구조의 한계와 자료의 부족으로 토양온도에 대한 다소의 예측오차가 발생하였지만, 개발된 토양온도 모델은 시험유역의 토지이용 및 지형에 따른 토양온도와 적설상당수량의 시공간적 분포를 합리적으로 잘 모의하는 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제25권6호
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• pp.369-383
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• 2016

본 연구에서는 강원도 평창군 대관령면에 위치한 산지초지와 초지의 말단에 조성한 식생여과대(Vegetation Buffer Strip, VBS)에 분포형 유역모델 CAMEL을 적용하였다. 그리고 이를 통해 확보한 매개변수를 초지와 식생여과대로 구분한 다수의 시험격자에 적용하여 다양한 인자들에 의한 식생여과대 오염부하 저감효과를 평가하였다. 시험격자를 이용한 시나리오 모의결과, 식생여과대에서 강우의 직접유출량은 식생여과대 폭이 넓어질수록 감소하는 것으로 나타났으며, 전반적으로 경사가 높을수록 오염물질의 저감효율은 낮아지는 것으로 나타났다. 유사의 경우, 식생여과대 폭에 따른 저감효율은 전반적으로 큰 차이를 보이지 않았다. TOC와 TN의 경우, 시험격자의 경사가 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$일 때, 식생여과대 폭에 따른 저감효율은 큰 차이를 보이지 않았으나, 경사가 $30^{\circ}$일 때 식생여과대 폭이 좁을수록 높은 저감효율을 보였다. 반면, TP의 경우, 양토(Loam)에서의 저감효율은 전반적으로 높지만, 사양토(Sandy loam)에서는 경사가 $20^{\circ}$, $30^{\circ}$일 때 식생여과대 폭이 넓을수록 높은 저감효율을 보이는 것으로 분석되었다. 이는 TOC와 TN의 모의결과와는 상반되는 결과로 대부분 입자성 물질로 존재하는 인의 경우 지표면에서의 포착현상으로 인해 길이에 따라 비례적으로 저감효율이 높아지는 경향을 보이는 것으로 사료된다. 본 연구에서 구축한 모델은 향후 비점오염물질의 유출을 효과적으로 저감할 수 있는 식생여과대 조성을 위한 기준 등을 제안하는데 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.