강우에 따른 토사유실은 호소내 저수용량 감소 및 탁수 등의 수질오염을 유발하기 때문에 유역관리 측면에서 중요한 인자가 된다. 최근 GIS를 활용한 토사유실평가 연구가 진행되고 있으나, 토사유실 원인지역에 대한 검토는 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 GIS 기반 토사유실모델을 활용하여 임하호 유역의 토사유실량을 산정하였으며, SPOT 5 고해상도 위성영상과 토지피복도 자료를 활용하여 토사유실원인지역을 검토하였다. 분석결과 토사유실이 높게 나타나는 지역의 대부분이 밭으로 확인되었으며 그 위치를 영상에서 효과적으로 확인할 수 있었다. 또한 위성영상에서 경계를 확인하기 곤란했던 밭과 과수원이 공통으로 나타나는 지역은 현장확인을 통해 그 적정성을 검토할 수 있었다.
Vehicles and UGV(Unmanned Ground Vehicle) need a variety of road informations, such as road profile, soil type and soil water contents, to run a cross country course. Especially, soil water contents are very important factor to judge the vehicle mobility, because it can change soil strength. This paper describes the real-time measuring method of soil water contents by using the soil thermal conductivity.
The effect of diurnal cycle, intermittent visit of observation satellite, sensor installation, partial coverage of remote sensing, heterogeneity of soil properties and precipitation to the soil moisture estimation error were analyzed to present the global sampling strategy of soil moisture. Three models, the theoretical soil moisture model, WGR model proposed Waymire of at. (1984) to generate rainfall, and Turning Band Method to generate two dimensional soil porosity, active soil depth and loss coefficient field were used to construct sufficient two-dimensional soil moisture data based on different scenarios. The sampling error is dominated by sampling interval and design scheme. The effect of heterogeneity of soil properties and rainfall to sampling error is smaller than that of temporal gap and spatial gap. Selecting a small sampling interval can dramatically reduce the sampling error generated by other factors such as heterogeneity of rainfall, soil properties, topography, and climatic conditions. If the annual mean of coverage portion is about 90%, the effect of partial coverage to sampling error can be disregarded. The water retention capacity of fields is very important in the sampling error. The smaller the water retention capacity of the field (small soil porosity and thin active soil depth), the greater the sampling error. These results indicate that the sampling error is very sensitive to water retention capacity. Block random installation gets more accurate data than random installation of soil moisture gages. The Walnut Gulch soil moisture data show that the diurnal variation of soil moisture causes sampling error between 1 and 4 % in daily estimation.
In many tropical regions, soil structures often fail under constant loads as a result of decreasing matric suction due to water infiltration. Most of the previous studies have been performed by infiltrating water in the soil specimen by keeping shear stress constant at 85-90% of peak shear strength in order to ensure specimen failure during water infiltration. However, not many studies are available to simulate the soil behavior when water is infiltrated at lower shear stress and how the deformations affect the soil behavior if the failure did not occur during water infiltration. This research aimed at understanding both the strength and deformation behavior of unsaturated soil during the course of water infiltration at 25%, 50% and 75% of maximum deviatoric stress and axial strain by keeping them constant. A unique stress-strain curve expresses the transient situation from unsaturated condition to failure state due to water infiltration is also drawn. The shearing-infiltration test results indicate that the water infiltration reduces matric suction and increase soil deformation. This research also indicates that unsaturated soil failure problems should not always be treated as shear strength problems but deformation should also be considered while addressing the problems related to unsaturated soils.
Nowadays, the challenges of ensuring good water quality and quantity of river are becoming more important for human society, but there has been troublesome for purifying river water. In this study, we performed the fundamental study of a river water treatment system using riverside soil and eco-friendly optimal media for improving river water quality and can also treat a large amount of river water. As the results of the physical and chemical characterization of the two different soils (Kyungan and Chungrang, The Republic of Korea), which were collected from real stream sides in the Han River basin, and five kinds of media (zeolite, perlite, steel slag, woodchip and mulch), both soils were all classified as a sand, and effective size ($D_{10}$) and uniformity coefficient (U) of the soil were about 0.2 mm and 4 or so, respectively. Through the batch and column experiments with the soil and eco-friendly media, zeolite and mulch were found to be efficient for decreasing nitrogen. In addition, steel slag was especially superior to the other media for phosphorus removal. From soil reforming tests volume ratios were 2.8, 1, and 1 of Kyungan soil, zeolite, and steel slag hydraulic conductivity of mixed soil was increased $1.30{\times}10^{-2}$ from $2.85{\times}10^{-3}$ of Kyungan soil, and the removal efficiencies of nitrogen and phosphorus were also improved. These results show that reforming of the soil enhanced the purification of a large amount of water, and zeolite, mulch, and steel slag might be facilitated as proper functional media.
불포화토를 연구하는데 있어 함수특성곡선과 투수계수방정식을 결정하는 것은 필수요소이나 이는 쉬운 일이 아니다. 본 연구에서는 함수특성곡선과 투수계수방정식을 얻기 위한 새로운 시험장치가 개발되었다. 개발된 시험장치를 사용하여 두 종류의 토사에 대해 포화투수계수시험과 함수특성곡선을 결정하기 위한 시험을 실시하였다. 시험진행순서는 먼저 포화투수계수시험을 실시한 후, 함수특성곡선의 건조과정에 대한 시험을 실시하고 다음으로 함수특성곡선의 습윤과정에 대한 시험순으로 진행하였다. 시험결과에 의하면 건조과정의 함수특성곡선과 습윤과정의 함수특성곡선 간에는 이력현상이 존재함을 알 수 있었다. 투수계수방정식의 결정은 시험으로부터 얻어진 포화투수계수와 함수특성곡선 이용하여 구하는 이론적인 방법을 사용하였다.
불포화 토양내에서 가스상 오존의 이동특성에 대한 토양수분과 Light non-aqueous phase liquid (LNAPL)의 영향을 알아보기 토양칼럼실험을 실시하였다 토양수분은 토양입자에 수막을 형성하여 가스상 오존과 토양입자의 직접적인 접촉을 방해하여 오존의 이동을 증가시키는 역할을 하였다. 토양수분이 증가할수록 불포화 토양내의 기-액 접촉면적 감소와 오존의 평균선형유속증가로 인해 오존의 이동속도가 증가하였다. LNAPL로 사용된 디젤유의 경우도 토양 표면에 막(Film)을 형성하여 가스상 오존의 이동을 증가시키는 역할을 하였다. 하지만, 토양 수분과는 반대로 디젤유 농도가 증가할수록 오존의 이동속도는 감소하였다. 토양수분과 LNAPL성분이 동시에 존재할 경우에는 토양입자에 Non-wetting유체로 작용하는 LNAPL에 의해 오존의 이동이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다
There is increased soil erosion potential at highland agricultural crop fields because of its topographic characteristics and site-specific agricultural management practices performed at these areas. The agricultural upland fields are usually located at the sloping areas, resulting in higher soil loss, pesticides, and nutrients in case of torrential rainfall events or typhoon, such as 2002 Rusa and 2003 MaeMi. At the highland agricultural fields, the soil reconditioning have been performed every year to decrease damage by continuous cropping and pests. Also it has been done to increase crop productivity and soil fertility. The increased amounts of soil used for soil reconditioning are increasing over the years, causing significant impacts on water quality at the receiving water bodies. In this study, the field investigation was done to check soil reconditioning status for potato, carrot, and cabbage at the Doam-dam watershed. With these data obtained from the field investigation, the Soil and Water Assesment Tool (SWAT) model was used to simulate the soil loss reduction with environment-friendly and agronomically enough soil reconditioning. The average soil reconditioning depth for potato was 34.3 cm, 48.3 cm for carrot, and 31.2 cm for cabbage at the Doam-dam watershed. These data were used for SWAT model runs. Before the SWAT simulation, the SWAT ArcView GIS Patch, developed by the Kangwon National University, was applied because of proper simulation of soil erosion and sediment yield at the sloping watershed, such as the Doam-dam watershed. With this patch applied, the Coefficient of Determination ($R^2$) value was 0.85 and the Nash-Sutcliffe Model Efficiency (EI) was 0.75 for flow calibration. The $R^2$ value was 0.87 and the EI was 0.85 for flow validation. For sediment simulation, the $R^2$ value was 0.91 and the EI was 0.70, indicating the SWAT model predicts the soil erosion processes and sediment yield at the Doam-dam watershed. With the calibrated and validated SWAT for the Doam-dam watershed, the soil erosion reduction was investigated for potato, carrot, and cabbage. For potato, around 19.3 cm of soil were over applied to the agricultural field, causing 146% of more soil erosion rate, approximately 33.3 cm, causing 146% of more soil erosion for carrot, and approximately 16.2 cm, causing 44% of more soil erosion. The results obtained in this study showed that excessive soil reconditioning are performed at the highland agricultural fields, causing severe muddy water issues and water quality degradation at the Doam-water watershed. The results can be used to develop soil reconditioning standard policy for various crops at the highland agricultural fields, without causing problems agronomically and environmentally.
This study was made through the utilization of heavy soil taken from the experimental plot of heavy soil in Konkuk University, Changan-dong, Sungdong-ku, Seoul. The soil used in the experiment has the following physical characteristics: 1. The soil is very compact, impervious, and unfit for any plant growth, 2. For improvement of the soil, tile drainage practice has been employed, 3. According to the general theory of tile drainage, it is unnatural that the effect of drainage is actually observed in such a soil. The followings are the results of the experiment: 1. Water moved to crosswise when the plotted soil profile was not broke. In this case the upper sloped part was dry while the bottom part was moistned. The upper part of the tile was also moistned. 2. The crosswise movement of water was not observed in the artificially broken plot of subsoil. However, the water flow from the tile was observed for long period as a result of the increase of soil void, seepage, aeration, and water holding capacity. However, the water flow from the tile in the plot of unbroken subsoil was observed only in short period and soon the flow was stopped. 3. the distance between the tile laid in the heavy soil should not exceed 10m for the efficient drainage. 4. When the pF is 2.5 in the subsoil the moisture content was between 23.97% and 28.20%. However, when the water saturated in the subsoil the moisture content was between 34.30% and 22.10%. Accordingly without the higher pF than 2.5 the water can not be absorbed and therefore the drainage can not be occured.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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