The Imha watershed is vulnerable to severe erosion due to the topographical characteristics such as mountainous steep slopes. Sediment inflow from upland area has also deteriorated the water quality and caused negative effects on the aquatic ecosystem of the Imha reservoir. The Imha reservoir was affected by sediment-laden density currents during the typhoon 'Maemi' in 2003. The RUSLE model was combined with GIS techniques to analyze the mean annual erosion losses and the soil losses caused by typhoon 'Maemi'. The model is used to evaluate the spatial distribution of soil loss rates under different land uses. The mean annual soil loss rate and soil losses caused by typhoon 'Maemi' were predicted as 3,450 tons/km2/year and 2,920 ton/km2/'Maemi', respectively. The sediment delivery ratio was determined to be about 25% from the mean annual soil loss rate and the surveyed sediment deposits in the Imha reservoir in 1997. The trap efficiency of the Imha reservoir was calculated using the methods of Julien, Brown, Brune, and Churchill and ranges from 96% to 99%.
Kim, Min-Kyeong;Jung, Kang-Ho;Yun, Sun-Gang;Kim, Chul-Soo
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.27
no.4
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pp.314-320
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2008
During the summer season, more than half of the annual precipitation in Korea occurs during the summer season due to the geographical location in the Asian monsoon belt. So, this causes severe soil erosion from croplands, which is directly linked to the deterioration of crop/land productivity and surface water quality. Therefore, much attention has been given to develop accurate estimation tools of soil erosion. The aim of this study is to assess the performance of using the empirical Universal Soil Loss Equation (USLE) and the physical-based model of the Water Erosion Prediction Project (WEPP) to quantify eroded amount of soil from agricultural fields. Input data files, including climate, soil, slope, and cropping management, were modified to fit into Korean conditions. Chuncheon (forest) and Jeonju (level-plain) were selected as two Korean cities with different topographic characteristics for model analysis. The results of this current study indicated that better soil erosion prediction can be achieved using the WEPP model since it has better power to illustrate a higher degree of spatial variability than USLE in topography, precipitation, soils, and crop management practices. These present findings are expected to contribute to the development of the environmental assessment program as well as the conservation of the agricultural environment in Korea.
Mean annual soil loss was calculated and critical soil erosion areas were identified for the Congaree River Basin in South Carolina, USA using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model. In the RUSLE model, the mean annual soil loss (A) can be calculated by multiplying rainfall-runoff erosivity (R), soil erodibility (K), slope length and steepness (LS), crop-management (C), and support practice (P) factors. The critical soil erosion areas can be identified as the areas with soil loss amounts (A) greater than the soil loss tolerance (T) factor More than 10% of the total area was identified as a critical soil erosion area. Among seven subwatersheds within the Congaree River Basin, the urban areas of the Congaree Creek and the Gills Creek subwatersheds as well as the agricultural area of the Cedar Creek subwatershed appeared to be exposed to the risk of severe soil loss. As a prototype model for examining future effect of human and/or nature-induced changes on soil erosion, the RUSLE model customized for the area was embedded into ESRI ArcGIS ArcMap 9.0 using Visual Basic for Applications. Using the embedded model, users can modify C, LS, and P-factor values for each subwatershed by changing conditions such as land cover, canopy type, ground cover type, slope, type of agriculture, and agricultural practice types. The result mean annual soil loss and critical soil erosion areas can be compared to the ones with existing conditions and used for further soil loss management for the area.
Kim, Won-Jun;Park, Bum-Soo;Lee, Jae-Hyeok;Ryu, Ji-Chul;Jang, Chun-Hwa;Kim, Young-Sug;Park, Hwa-Yong;Lim, Kyoung-Jae
Korean Journal of Agricultural Science
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v.38
no.4
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pp.739-745
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2011
The MUSLE was utilized in this study to estimate soil erosion using daily precipitation which was main influential factor in soil loss estimation. Various scenarios were simulated to evaluate how transition of slope, agricultural products and precipitation could affect soil loss in the field. It was found that slope was the most affecting factor in soil loss estimation. Especially 1.8 times the soil loss was expected with potato at 45% slope compared with codonopsis at same slope with MUSLE model. Fortunately, farmers had planted codonopsis at this slope to reduce soil erosion from this steep slope. As shown in this study, the MUSLE method could be utilized to determine optimum crop type for each field with various slope conditions to minimize soil erosion. This approach utilized in this study could be applied to other agricultural watersheds to evaluate various soil erosion conditions.
Kim, Se-Won;Seo, Young-Ho;Kim, Jong-Hwan;Kang, An-Seok;Jeong, Byeong-Chan;Jung, Yeong-Sang
Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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v.44
no.4
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pp.534-538
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2011
One of the problems for cultivating crops in the mountainous highland is soil erosion and nutrients runoff. Alternative cropping ways were searched to reduce soil erosion and to ensure farm income in the mountainous highland agricultural region. Three edible wild plants including goatsbeard, Korean thistle, and aster, were selected to test as alternative crops to reduce soil erosion in mountain agriculture of highland area. In the first year, the soil losses from the alternative cropping were 26 to 63 percents of the soil loss from summer radish cultivated by conservation tillage with contour and plastic film mulching. The relative soil losses in the second year ranged from 2.8 to 5.5 percents in comparison with radish cultivation. Rapid surface coverage contributed to successive soil loss protection by these alternative crops. Farm net profit of these crops was greater than that of radish. Monitoring of yields of Korean thistle or aster for further experiments, however, might be necessary for economic cultivation due to yield reduction caused by consecutive production.
Soil erosion in North Korea has been continued to accelerate by deterioration of topographical conditions. However, few studies have been conducted to predict the amount of soil loss in North Korea due to limited data so far. Rainfall erosivity is an important factor to predict the amount of long-term annual soil loss by USLE (universal soil loss equation). The purpose of this study is to investigate rainfall erosivity, which presented the potential risk of soil erosion by water, in North Korea. Annual rainfall erosivities for 27 stations in North Korea for 1983~2010 were calculated using regression models based on modified Institute of Agricultural Sciences (IAS) index in this study. The result showed that annual average rainfall erosivity in North Korea ranged from 2,249 to 7,526 and averaged value was $4,947MJmm\;ha^{-1}\;hr^{-1}\;yr^{-1}$, which corresponded to about 70% of annual average rainfall erosivity in South Korea. The finding was that the potential risk of soil erosion in North Korea has been accelerated by the increase of rainfall erosivity since the late 1990s.
Woo, Wonhee;Moon, Jongpil;Kim, Nam Won;Choi, Jaewan;Kim, Ki-sung;Park, Youn Shik;Jang, Won Seok;Lim, Kyoung Jae
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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2008.05a
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pp.1300-1304
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2008
The fact that soil loss causing to increase muddy water and devastate an ecosystem has been appearing upon a hot social and environmental issues which should be solved. Soil losses are occurring in most agricultural areas with rainfall-induced runoff. It makes hydraulic structure unstable, causing environmental and economical problems because muddy water destroys ecosystem and causes intake water deterioration. One of three severe muddy water source areas in Soyanggang-dam watershed is Jawoon-ri region, located in Hongcheon county. In this area, many cash-crops are planted at illegally cultivated agricultural fields, which were virgin forest areas. The purpose of this study is to estimate soil loss with current land uses (including illegal cash-crop cultivation) and soil loss reduction with land use conversion from illegal cultivation back to forest. In this study, the Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) ArcView GIS system was utilized to assess soil erosion. If the illegally cultivated agricultural areas are converted back to forest, it is expected to 17.42% reduction in soil loss. At the Jawoon-ri region, illegally cultivated agricultural areas located at over 30% and 15% slopes take 47.48 ha (30.83%) and 103.64 ha (67.29%) of illegally cultivated agricultural fields respectively. If all illegally cultivated agricultural fields are converted back to forest, it is expected that 17.41% of soil erosion and sediment reduction, 10.86% reduction with forest conversion from 30% sloping illegally agricultural fields, and 16.15% reduction with forest conversion from 15% sloping illegally agricultural fields. Therefore, illegally cultivated agricultural fields located at these sloping areas need to be first converted back to forest to maximize reductions in soil loss reduction and muddy water outflow from the Jawoon-ri regions.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.53
no.3
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pp.53-58
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2011
This study is analyzed the characteristics of the soil erosion with the geotechnical conditions and rainfall conditions, such as the ground slope, the compaction ratio, rainfall intensity and duration of rainfall etc. To this ends, a series of model test are conducted on clayey sands. From the results, the variation of soil loss is analyzed with the geotechnical and the rainfall conditions. The amount of soil loss is decreased as the increase of compaction ratio and is increased as the ground slope, rainfall intensity and the duration of rainfall.
The precise estimation of accelerated soil wind erosion that can cause severe economic and environmental impacts still has not been achieved to date. The objectives of this investigation were to verify the applicability of a Wind Erosion Prediction System (WEPS) that expressed the soil loss as mass per area for specific areas of interest on a daily basis for a single event in arable lands. To this end, we selected and evaluated the results published by Hagen in 2004 and the soil depth converted from the mass of soil losses obtained by using the WEPS. Hagen's results obtained from the WEPS model followed the 1 : 1 line between predicted and measured value for soil losses with only less than 2 kg·m-2 whereas the values between the measured and predicted loss did not show any correlation for the given field conditions due to the initial field surface condition although the model provided reasonable estimates of soil loss. Calculated soil depths of the soil loss by wind for both the observed and predicted ones ranged from 0.004 to 3.113 cm·10 a-1 and from 0 to 2.013 cm·10 a-1, respectively. Comparison of the soil depths between the observed and predicted ones did not show any good relationship, and there was no soil loss in the predicted one while slight soil loss was measured in the observed one. Therefore, varying the essential model inputs and factors related to wind speed and soil properties are needed to accurately estimate soil loss for a given field in arable land.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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