• 제목/요약/키워드: Soil moisture model

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Characterization of Microwave Polarimetric Backscattering from Grasslanlds Using the Radiative Transfer Theory

  • Oh, Yi-Sok;Lee, Jin-Won
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.180-185
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    • 1998
  • Microwave polarimetric backscattering from a various types of grassland canopies has been analyzed by using the first-order radiative transfer theory in this paper. Leaves in the grassland are modeled by rectangular resistive sheets, which sizes (widths and lengths) and orientations (elevation and azimuth angles) are randomly distributed. Surface roughness and soil moisture of the ground plane under the grass canopy is considered in this computation. The backscattering coefficients of grasslands are computed for different radar parameters (angles, frequencies and Polarizations) as well as different canopy Parameters (size and orientation distributions of leaves, canopy depth, moisture contents of leaves and soil, rms height and correlation length of soil surface). A radar system for 15GHz has been fabricated and used for measurement of the scattering coefficient from a grass canopy. The computation result obtained by the scattering model for the grass canopy is compared with the measurements.

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모세관 모델을 이용한 불포화토양의 물-가스 접촉면적 및 가스공극 크기분포의 계산 및 검증 (Capillary Bundle Model for the Estimation of Air-water Interfacial Area and the Gas-filled Pore Size Distribution in Unsaturated Soil)

  • 김헌기
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • Air-water interfacial area is of great importance for the analysis of contaminant mass transfer processes occurring in the soil systems. Capillary bundle model has been proposed to estimate the specific air-water interfacial areas in unsaturated soils. In this study, the measured air-water interfacial areas of a soil (loam) using the gaseous interfacial tracer technique were compared to those from capillary bundle model. The measured values converged to the specific solid surface area (7.6×104 ㎠/㎤) of the soil. However, the simulated air-water interfacial areas based on the capillary bundle model deviated significantly from those measured. The simulated values were substantially over-estimated at low end of the water content range, whereas the model under-estimated the air-water interfacial area for the most of the water content range. This under-estimation is considered to be caused by the nature of the capillary bundle model that replaces the soil pores with a bundle of glass capillaries and thus no surface roughness at the inner surface of the capillaries is taken into account for the estimation of the air-water interfacial area with the capillary bundle model. Subsequently, appropriate correction is necessary for the capillary bundle model to estimate the air-water interfacial area in soils. Since the soil-moisture release curve data is the basis of the capillary bundle model, the model can be of use due to its simplicity, while the gaseous tracer technique requires complicated experimental equipment followed by moment analysis of the breakthrough curves. The size distribution profile of the pores filled with gas estimated by the water retention curve was found to be similar to that of particle size at different size range. The shifted distribution of gas-filled pores toward smaller size side compared to the particle size distribution was also found.

토양수분 확률밀도함수로 살펴본 가뭄발생에 대한 기후변화의 영향 (Estimating Climate Change Impact on Drought Occurrence Based on the Soil Moisture PDF)

  • 최대규;안재현;조덕준;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권8호
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    • pp.709-720
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    • 2010
  • 본 연구에서는 개념적인 토양수분 모형을 이용하여 가뭄에 대한 기후변화의 영향을 모형화하고, 모형으로부터의 결과를 분석하고 있다. 미래 기후자료로서 A2 온실가스 배출 시나리오에 따라 CCCma CGCM3-T63에 의해 도출된 자료가 이용되며, 일별 강수분포 및 월별 강수량 및 잠재증발산량의 변화를 고려하기 위하여 일별 스케일링 기법이 적용된다. 모형으로부터 도출된 주요결과로부터 미래에는 우리나라에 보다 잦은 가뭄이 있을 수 있음을 살펴볼 수 있다.

산사태 예측을 위한 NCAM-LAMP 강수 및 토양수분 DB 구축 (Construction of NCAM-LAMP Precipitation and Soil Moisture Database to Support Landslide Prediction)

  • 소윤영;이수정;최성원;이승재
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.152-163
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    • 2020
  • 실제적인 산사태 대응조치 단계 이전에 산사태위험지수를 통하여 산사태 발생 위험도를 모니터링하고 예측하기 위하여, LAMP의 고해상도 강우와 토양수분 예측 자료를 DB화 하고, 산사태 연구자들의 연구대상 지역에 적합한 지도 투영법과 공간해상도로 변환하는 절차를 ArcGIS를 이용하여 마련하였다. 이를 위하여 ERA5 재분석 강수와 농촌진흥청 10m 깊이 토양수분자료를 이용하여 LAMP 모델 강수 및 토양수분 자료를 정량적 그리고 정성적으로 평가하여 모델의 특성을 파악하였다. 또한, LAMP 강우, 토양수분, 증발산 등의 결과 자료를 10m 초고해상도 ArcGIS 포맷 자료로 변환하는 과정을 실무적으로 상세히 기술하여, 국내 지역에서 WRF 모델의 NetCDF 자료를 ArcGIS로 이용자들이 손쉽게 변환할 수 있도록 기술적 편의를 제공하였다.

플로우 펌프기법을 이용한 포천지역 화강 풍화토의 함수특성곡선 (Soil-Water Characteristic Curve of Weathered Granite Soils in Pocheon Area using Flow Pump Technique)

  • 이강일;이준용;백원진
    • 한국농공학회논문집
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    • 제51권1호
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    • pp.11-20
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    • 2009
  • Flow pump technique was used in order to determine the soil-water characteristic curve of weathered granite soils in Pocheon area. This technique enables measurement to be more convenient and accurate as it is based on the CU condition of triaxial compression test. Besides, it is also able to measure dry and moisture curves continuously since the test is controled by means of a computer automatically. In this study, not only a hydraulic conductivity of weathered granite soils at fully saturated state in Pocheon area, but also a soil-water characteristic curve throughout unsaturate flow tests were determined. In addition, Brooks and Corey's model and Genuchten's model were used to simulate the soil-water characteristic curve. On the basis of the simulation an unsaturate hydraulic conductivity was predicted.

앙상블 칼만필터를 연계한 추계학적 연속형 저류함수모형 (I) : - 모형 개발 - (Stochastic Continuous Storage Function Model with Ensemble Kalman Filtering (I) : Model Development)

  • 배덕효;이병주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권11호
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    • pp.953-961
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 현재 국내 홍수예경보 시스템의 유출해석모형으로 이용되고 있으며 단일 호우사상에 대해 적용이 가능한 유역 및 하도 저류함수모형을 추계학적 연속형 저류함수모형으로 개발하고자 하는데 있다. 이를 위해 기존 저류함수모형에 토양수분 산정 컴포넌트를 추가하고 지표면유출, 중간유출, 지하수유출 및 실제증발산량을 토양수분의 함수로 나타내어 각 수문성분에 대한 연속적인 모의가 가능하도록 하였다. 또한 실시간 관측유량자료 동화를 위해 앙상블 칼만 필터 기법을 도입하여 확정론적 모형을 추계학적 모형으로 개선하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 추계학적 연속형 저류함수모형은 장기간의 연속적인 유출해석이 가능할 뿐만 아니라 관측자료 동화를 통해 기존 저류함수 모형보다 신뢰성 있는 결과를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

난지형 마늘의 농업수리학적 재배적지 분류 (Water Balance-based Farmland Suitability for Southern-type Garlic Cultivation)

  • 김용완;홍석영;김이현;장민원
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권6호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • This study carried out farmland suitability analysis for southern-type garlic cultivation considering soil and temperature as well as water deficit conditions. The spatial extent was limited within the area derived by Kim et al. (2012) using just soil and temperature constraints. Daily soil moisture was simulated using a one-layer soil water balance model at a $100{\times}100m$ grid unit, and then annual water deficit was calculated from 2000 to 2010. The farmland suitability was classified as four steps: best suitable, suitable, possible, and low productive. As a result, total area of best suitable or suitable farmland was about 375,900 ha, and Gimje-si and Haenam-gun were appeared as the largest favorable area for southern-type garlic cultivation. The best suitable or suitable area at Haenam-gun, Goheung-gun, Shinan-gun, Namhae-gun, and Muan-gun, major production regions of southern-type garlic, were extracted as 20,187 ha, 13,018 ha, 4,715 ha, 1,319 ha, and 349 ha, respectively. On the other hand, the result showed that the adoption of sprinkler irrigation systems might be critical in cultivating the southern-type garlic at some regions having poor water balance.

대기압의 변화에 따른 휘발성 오염물질의 토양에서 대기로의 거동

  • 최지원;;황경엽
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.114-116
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    • 2005
  • Natural attenuation has been actively studied and often selected as final clean-up process in remediation of contaminated ground-water and soil for the last decade. Accordingly, understanding of natural processes affecting the fate and transport of contaminants in the subsurface becomes important for a success of implementation of the natural remediation strategy, Contaminant advection and diffusion processes in the unsaturated zone are naturally related to environmental changes in the atmosphere. The atmospheric pressure changes affecting the transport of contaminants in the subsurface are investigated in this study. Moisture content, trichloroethylene (TCE) concentration, temperature, and pressure variations in the subsurface were measured for the July, August, November, and December 2001 at Picatinny Arsenal, New Jersey. These data were used for a one-phase flow and one-component transport model in simulating the soil-gas flow and accordingly the TCE transport in the subsurface in accordance with the atmosphere pressure variations at the surface. The soil-gas velocities during the sampling periods varied with a magnitude of $10^{-6}\;to\;10^{-7}\;m\;s^{-1}$ at land surface. The TCE advection fluxes at land surface were several orders of magnitude smaller than the TCE diffusion fluxes. A sensitivy analysis indicated that advection fluxes were more sensitive to changes in geo-environmental conditions compared to diffusion fluxes. Of all the parameters investigated in this study, moisture content has the most significant effect on TCE advection and diffusion fluxes.

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기상청 농업기상관측망 토양수분 관측자료 보정식 개발 (Development of Correction Formulas for KMA AAOS Soil Moisture Observation Data)

  • 최성원;박주한;강민석;김종호;손승원;조성식;전현정;정기열
    • 한국농림기상학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.13-34
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    • 2022
  • 기상청은 농작물의 생육 및 관개를 비롯한 여러 농경활동에 미치는 토양수분의 중요성을 인식하고, 전국 11개 농업기상 관측지점에서 관측을 수행하고 있다. 그러나 이 자료가 폭넓게 활용되지 못하고 있어 우선적으로 관측자료의 신뢰도를 확보할 필요가 있다. 이 연구에서는 현업 토양수분 자료의 정확도를 검증하고, 품질 향상을 위해 적용할 보정식을 개발하는데 목표를 두었다. 먼저 관측 노장의 토양을 채취하여 토양수분함량에 영향을 미치는 용적밀도, 용적수분함량, 토성 및 보수력 등의 물리적 성질을 분석하였다. 토성은 대부분의 관측지점에서 모래가 주성분인 사양토 또는 양질사토로 분류되었으며, 1.5 g/cm3 내외의 용적밀도를 나타냈다. 미사와 점토 함량이 상대적으로 높았던 능주와 익산 지점은 용적밀도와 보수력도 다른 곳보다 더 높게 나타난 것으로 볼 때, 토성과 용적밀도, 보수력 사이에 밀접한 연관성이 있는 것으로 판단된다. 자체 설계·제작한 '레퍼런스 토양수분 관측시스템'에 이러한 관측지 토양의 특성을 반영하여 레퍼런스 센서로 사용할 EnviroSCAN 모델의 실험실 보정이 이루어졌다. 보정 작업은 load cell에서 측정한 무게 변화로부터 계산된 토양수분함량과 보정할 센서의 측정값을 비교하는 방식으로 진행되었으며, 제조사의 default 보정식에 대해 추가 보정의 필요성은 없는 것으로 결정되었다. 보정이 완료된 레퍼런스 센서와 현업 센서의 비교 관측 실험이 11개 각 지점에서 3회 이상 실시되었다. 전반적으로 레퍼런스 센서와 현업 센서의 측정값이 변화하는 패턴은 유사하게 나타났지만, 현업 센서가 레퍼런스 센서에 비해 상대적으로 토양수분을 과소평가하는 지점이 많았다. 두 센서 간의 편차는 장기간 건조 상태가 지속될 경우 일정한 추세를 유지하지만, 강수가 빈번한 시기에는 그 양상이 복잡해지는 특징이 있다. 비교 관측 실험의 결과를 바탕으로 각 기간별로 두 센서에 의해 관측된 자료의 범위와 평균을 이용하여 지점 및 깊이별 선형보정식을 개발하였다. 이 보정식을 수원 지점에 시범적으로 적용하여 뚜렷한 개선효과를 확인하였다. 또한 연속데이터에 보정식을 적용할 수 있도록 보정식이 산출되지 않은 기간의 구체적인 보정값 산정 방법도 제시하였다. 이 연구의 결과를 종합해 보면, 모든 관측지점에 대해 1년에 2회 정도의 주기적인 보정 작업이 토양수분 관측자료의 품질 향상을 위해 필수적인 것으로 판단된다.