• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.36 no.1
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• pp.73-82
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• 1994

This paper presents the experimental results of runoff and soil losses from sloping runoff plots under three cropping practices. Twenty-nine runoff plots having slopes of 10, 20, and 30 percent in gradient, and lengths of 10, 20 and 30 meter, respectively, were cultivated with soybean, alfalfa, and fallow conditions during 1989~1990 seasons. Crop stages were grouped based on crop canopy conditions and the cropping management factors of the Univer- sal Soil Loss Equation were derived as ratios of the soil losses to fallow conditions. The results from this study are summarized as follows : 1. Annual rainfall erosivity factor at Ichun station varied from 127 to 1336, averaging 472 and 200 in 1989. The month variations reach the peak in July, being 19& 2. Canopy cover percent for soybean that was taken by a photographic method increased sharply during 30 to 80 days after seeding and the results were used to identify periods for the six crop stages. 3. Annual average runoff rates from soybean and alfalfa plots were 35 and 16 percent of those from fallow ones, respectively. The runoff rates decreased as the crops grew. 4. Soil losses from soybean and alfalfa plots were 14 and 16 percent of those from fallow plots. And the crop coefficients were proposed for different crop stages.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.169-173
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• 2010

토양침식은 농경지 면적의 감소 및 사태 유발, 토사의 하천 유입으로 인한 생태계 교란 및 오염물질 확산 등의 피해를 야기시킨다. 토양침식을 유발하는 가장 큰 인자는 일반적으로 강우로 알려져 있으며, 연구대상 지역의 토양침식량을 산정하기 위해서는 강우침식인자를 추정하는 과정을 거치게 된다. 이와 관련하여 정필균(1983), 박정환 등(2000)은 각각 1980년, 1996년 이전의 강우자료를 이용하여 우리나라 강우침식인자를 제시한 바 있으나, 기상청에서 제공하는 1시간 단위 강우량으로 30분 최대 강우강도를 추정하는 것이 제한되어, 근래에 들어서는 연강수량을 이용하여 강우침식인자를 산정할 수 있는 국외 추정식을 적용하는 연구사례가 늘고 있다. 본 연구는 기상청에서 제공하는 1시간 단위 강우자료를 바탕으로 각 호우사상별 30분 최대 강우강도를 추정하여 보다 정확한 연강우침식인자를 산출하기 위한 것으로서 강우의 스케일 성질을 이용하였다. 속초 지점의 2007년 강우자료를 바탕으로 각 호우사상의 1시간 최대 강우량을 하향스케일링 하여 30분 최대 강우강도를 산출하여 강우침식인자를 산정한 결과, 기존의 $EI_{30}$와 $EI_{60}$의 상관관계식 및 연강수량을 이용한 추정방법보다 더 합리적임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.164-164
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• 2018

강우침식인자는 토양침식에 영향을 주는 한 인자이다. 강우침식인자는 강우강도, 강우량, 강우빈도 등과 같은 강우패턴으로 산정되는 값으로 기후변화로 인해 많은 지역에서 강우패턴의 변화가 관측되었기에 강우침식인자 또한 기후변화로 인한 변화가 예상된다. 한국의 강우의 시공간적인 변동성에 대한 연구는 많이 진행되었으나, 강우침식인자에 대한 연구는 아직까지 미흡한 상태이기 때문에 본 연구에서는 한국의 강우침식인자의 시공간적 변동성을 분석하였다. 강우강도, 강우량, 강우빈도, 강우지속기간 등 강우패턴을 결정하는 인자들 중 어떤 인자가 강우침식인자의 시간적인 변동성에 영향을 주는지 조사하였다. 시간적인 변동성을 조사하기 위해서 경향성 검사를 진행하였다. 적용된 경향성 검사는 Mann-Kendall test, 수정된 Mann-Kendall test, Block Bootstrapping Mann-Kendall test, T-test를 적용하였다. 검사결과 대부분의 지점에서는 강우침식인자에서는 경향성이 발견되지 않았다. 경향성이 발견된 지점에 대하여 경향성의 원인을 검토해본 결과, 복합적인 강우패턴 인자의 영향으로 인하여 강우침식인자의 경향성이 발생하는 것을 확인하였다. 강우패턴 인자 중에서는 유효강우사상의 강우량이 가장 큰 영향인자인 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.24 no.5
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• pp.31-41
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• 2019

In 2013, the Ministry of Environment in South Korea promulgated a new regulatory bulletin that contained revised enforcement ordinance on soil management protocols. The bulletin recommends the use of Universal Soil Loss Equation (USLE) for the soil erosion estimation, but USLE has limited applicability in prediction of soil erosion because it does not allow direct estimation of actual mass of soil erosion. Therefore, there is a great need of revising the protocol to allow direct comparison between the measured and estimated values of soil erosion. The Korean Soil Loss Equation (KORSLE) was developed recently and used to estimate soil loss in two fields as an alternative to existing USLE model. KORSLE was applied to estimate monthly rainfall erosivity indices as well as temporal variation in potential soil loss. The estimated potential soil loss by KORSLE was adjusted with correction factor for direct comparison with measured soil erosion. The result was reasonable since Nash-Stucliff efficiency were 0.8020 in calibration and 0.5089 in validation. The results suggest that KORSLE is an appropriate model as an alternative to USLE to predict soil erosion at field scale.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.3
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• pp.317-328
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• 2012

The objects of this study are to perform appropriateness analysis of USLE(universal soil loss equation) model and to accumulate the data measured in field. The basin area of Bongdong station is $342.27km^2$. This study simulated sediment outflows in the basin and performed a comparative analysis of simulated outputs with actual measurement values. Also annual rainfall was used to calculate rainfall-runoff erosivity factor which can influence soil erosion. The calculation of annual average soil erosion was made by soil erosion maps. The maps with a resolution of ($30m{\times}30m$) were created by multiplication of factors(R, LS, K, C, P) from ArcView Map Calculator. In this paper, it was shown that soil erosion was not occur in the most of basin.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.4
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• pp.291-300
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• 2022

Artificial disturbance in mountainous areas increases the sensitivity to erosion by exposure of the subsoil with a low loam ratio to the surface. In this study, rainfall simulations were conducted to evaluate the erodibility of sand and loamy sand in the interrill erosion by the rainfall-induced sheet flow. The mean diameters of sand and loamy sand used in the experiment were 0.936 mm and 0.611 mm, respectively, and the organic matter content was 2.0% and 4.2%, respectively. In the experimental plot, the runoff coefficient of overland flow increased 1.16 times in loamy sand rather than sand. Mean sediment yields of loamy sand and sand by sheet erosion were 3.71kg/m²/hr and 1.13kg/m²/hr respectively. The erodibility, the rate of soil erosion for rainfall erosivity factor, was 3.65 times greater in loamy sand than in sand. As the gradient of the steep slope increased from 24° to 28°, the sediment concentration and the erodibility for two soils increased by about 20%. The erodibility factor K of sandy soils for small plots was overestimated compared to the measured erodibility. This means that RUSLE can overestimate the sediment yields by sheet erosion on sandy soils.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.430-430
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• 2016

범용토양유실공식(RUSLE)은 연간 토양유실량을 산정하기 위해 제시된 경험식이며, 강우침식인자(R factor)는 유실량을 결정하는 요소 중 강우강도의 특성을 고려하는 주요인자이다. 토지피복, 식생 등에 대한 타 인자의 경우 한정된 실험에 의해 도출된 경험치를 대상지역에 맞게 적용하는데 반해 강우침식인자는 강우강도 기반 강우에너지 산정법을 적용하여 계산과정이 비교적 복잡하고 다양하다. 국내에서도 강우침식인자 산정법이 개발된 바 있으나 현제까지 간편법을 비롯한 다양한 공식들이 적용되고 있다. 본 연구에서는 강우침식인자를 산정하는 과정에서 다른 강우 운동에너지식을 적용하거나 연평균 강수량 등을 대체지수로 활용한 간편법 적용시 결과의 결과의 다양성에 대해 분석하고자 하였다. 합리적인 30분 강우강도 산정을 위해 79개 기상청 종관기상관측 지점에 대한 분단위 강우자료(1997~2014)를 수집하고 기존의 국내외 강우운동에너지 식과 대체지수를 적용하여 산정된 결과를 비교 분석하였다. 연구결과 간편법을 사용한 결과가 대부분 지점에 대해 강우에너지식을 사용한 강우침식인자보다 과대산정(지점평균 약 74%)하였으며 다른 강우에너지식 적용에 따른 평균 변동계수가 약 0.12로 나타나 지점간 차이를 보였으나 적용방법에 따른 침식인자의 분포가 다소 다르게 나타남을 확인하였다. 관측자료가 부족한 토양유실량 예측에 있어 강우 침식인자 산정을 위한 최적 방법론 도출이 어려운 만큼 다중모델 결과를 조합하는 방법론 개발이 필요하다고 판단된다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.26 no.5
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• pp.841-849
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• 2010

Soil erosion is an natural phenomenon. However accelerated soil erosion has caused many environmental problems. To reduce soil loss from a watershed, many management practices have been proposed worldwide. To develop proper and efficient soil erosion best management practices, soil erosion rates should be estimated spatially and temporarily. The Universal Soil Loss Equation (USLE) and USLE-based soil erosion and sediment modelling systems have been developed and tested in many countries. The Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) system has been developed and enhanced to provide ease-of-use interface to the USLE users. However many researchers and decision makers have requested to enhance the SATEEC system for simulation of soil erosion and sediment reflecting effects of single storm event. Thus, the SATEEC R factors were estimated based on 5 day antecedent rainfall data. The SATEEC 2.1 daily R factor was applied to the study watershed and it was found that the R2 and EI values (0.776 and 0.776 for calibration and 0.927 and 0.911 for validation) with the daily R were greater than those (0.721 and 0.720 for calibration and 0.906 and 0.881 for validation) with monthly R, which was available in the SATEEC 2.0 system. As shown in this study, the SATEEC with daily R can be used to estimate soil erosion and sediment yield at a watershed scale with higher accuracy. Thus the SATEEC with daily R can be efficiently used to develop site-specific soil erosion best management practices based on spatial and temporal analysis of soil erosion and sediment yield at a daily-time step, which was not possible with USLE-based soil erosion modeling system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.450-450
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• 2021

기후변화 보고서에 따르면 집중 호우의 강도 및 빈도 증가가 향후 몇 년동안 지속될 것이라 제시하였다. 이러한 집중호우가 빈번히 발생하게 된다면 강우 침식성이 증가하여 표토 침식에 더 취약하게 발생된다. Universal Soil Loss Equation (USLE) 입력 매개 변수 중 하나인 강우침식능인자는 토양 유실을 예측할때 강우 강도의 미치는 영향을 제시하는 인자이다. 선행 연구에서 USLE 방법을 사용하여 강우침식능인자를 산정하였지만, 60분 단위 강우자료를 이용하였기 때문에 정확한 30분 최대 강우강도 산정을 고려하지 못하는 한계점이 있다. 본 연구의 목적은 강우침식능인자를 이전의 진행된 방법보다 더 빠르고 정확하게 예측하는 머신러닝 모델을 개발하며, 총 월별 강우량, 최대 일 강우량 및 최대 시간별 강우량 데이터만 있어도 산정이 가능하도록 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 강우침식능인자의 산정 값의 정확도를 높이기 위해 1분 간격 강우 데이터를 사용하며, 최근 강우 패턴을 반영하기 위해서 2013-2019년 자료로 이용했다. 우선, 월별 특성을 파악하기 위해 USLE 계산 방법을 사용하여 월별 강우침식능인자를 산정하였고, 국내 50개 지점을 대상으로 계산된 월별 강우침식능인자를 실측 값으로 정하여, 머신러닝 모델을 통하여 강우침식능인자 예측하도록 학습시켜 분석하였다. 이 연구에 사용된 머신러닝 모델들은 Decision Tree, Random Forest, K-Nearest Neighbors, Gradient Boosting, eXtreme Gradient Boost 및 Deep Neural Network을 이용하였다. 또한, 교차 검증을 통해서 모델 중 Deep Neural Network이 강우침식능인자 예측 정확도가 가장 높게 산정하였다. Deep Neural Network은 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) 와 Coefficient of determination (R²)의 결과값이 0.87로서 모델의 예측성을 입증하였으며, 검증 모델을 테스트 하기 위해 국내 6개 지점을 무작위로 선별하여 강우침식능인자를 분석하였다. 본 연구 결과에서 나온 Deep Neural Network을 이용하면, 훨씬 적은 노력과 시간으로 원하는 지점에서 월별 강우침식능인자를 예측할 수 있으며, 한국 강우 패턴을 효율적으로 분석 할 수 있을 것이라 판단된다. 이를 통해 향후 토양 침식 위험을 지표화하는 것뿐만 아니라 토양 보전 계획을 수립할 수 있으며, 위험 지역을 우선적으로 선별하고 제시하는데 유용하게 사용 될 것이라 사료된다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.10 no.4
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• pp.122-131
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• 2007

This study estimates how soil loss in a basin has been occurred according to the change of land cover, and analyzes which type of land cover has the largest soil loss by classifying the land-cover type into each area and a whole basin. Musimcheon, the second branch stream of GeumGang, is chosen as a research area. The result of analysis shows that the average soil loss occurs most largely in a crop land and a paddy field. The yearly soil loss of watershed estimates approximately 14,000 ton/yr in case of using 100-year-frequency rainfall data. A forest area, which takes the largest area in watershed, shows the soil loss occurs approximately 1,000ton/yr. A crop field shows that soil loss increased most largely 4,900 ton/yr (34.6%) in 1985 to 8,100 ton/yr (56.1%) in 2000. The change of land cover in a crop land increased 8% to 14%, and this change influences on the increase of soil loss. As a result of analyzing the area over $200ton/km^2/yr$, the soil loss in a crop field accounts for 74% to 96%.