• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.208-215
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• 2019

이 연구는 붕괴모의실험을 통하여 체적함수비센서와 텐시오미터의 반응성을 분석하고, 산사태 조기경보용으로의 활용성을 검토하기 위해 수행되었다. 산림토양과 사질토의 배합비율을 조정한 3개의 토양조건에서 120 mm/h의 인공강우를 적용하여 얕은 깊이에서 빠르게 진행되는 붕괴형태를 실험적으로 모의하고, 그 과정에서의 두 센서의 반응을 분석하였다. 그 결과, 모든 실험조건에서 체적함수비센서 및 텐시오미터의 계측값은 각각 30~37%, -3~-5 kPa으로 수렴된 이후에 붕괴가 발생하였다. 실험결과를 토대로 토층 최하부에 설치된 체적함수비센서의 계측값을 활용하여 조기경보 발생시점의 범위를 논의하였으나, 이를 일반화하여 명확한 시점으로 규정할 수는 없었다. 두 센서를 실용적인 차원에서 산사태 조기경보용으로 활용하기 위해서는 다양한 조건에서의 추가적인 실험 및 검증이 필요할 것으로 생각되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.709-721
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• 2008

본 연구에서는 격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM을 개선한 ModKIMSTORM을 유역면적 $2,293km^2$의 남강댐 유역을 대상으로 적용성을 검토하였다. 공간해상도 500 m의 GIS 입력자료(DEM, 토지피복도, 유효토심도, 토양종류도 등)를 구축하였으며, 5개 태풍(2000년 사오마이, 2002년 루사, 2003년 매미, 2004년 메기, 2006년 에위니아) 및 2개 강우사상 (2003년 5월, 2004년 7월)을 적용하여 모형을 검보정하였다. 모형의 자동평가 기능을 이용하여 모의유량을 실측유량과 비교하였으며, 유역의 출구지점에 대한 매개변수 보정결과 결정계수($R^2$), 모형효율(E), 유출용적편차($D_v$), 첨두유량의 상대오차 ($EQ_p$), 첨두시간의 절대오차($ET_p$)의 평균은 각각 0.984, 0.981, 3.63%, 0.003, 0.48 hr로, 검정에서는 $R^2$, E, $D_v$, $EQ_p$, $ET_p$의 평균이 각각 0.937, 0.895, 8.08%, 0.138, 0.73 hr로 분석되었다. 매개변수와 관련하여 초기토양수분함량이 유출용적에 민감하였고, 하천조도계수가 첨두유량에 가장 민감한 변수로 나타났다. 호우기간동안의 공간적인 결과로부터 수문학적 요소의 작용을 살펴봄으로써 호우시 유역관리에 대한 정보를 얻을 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.66-77
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• 2005

과정-중심적인 생지화학 모형인 BIOME-BGC을 이용해 기복이 심한 산림유역에서 미기후가 순일차생산성(NPP)의 시공간적 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 임분규모에서의 물과 탄소순환과정에 대한 모형예측 을 검증하기 위하여 2000년부터 각각 낙엽활엽수림 (DBF)과 상록침엽수림(ENF)에서 현장 조사를 수행하였다. 모형예측은 지온, 토양수분, 토양호흡 등의 다양한 현장 측정치들과 높은 상관성을 보였다. 모형에서 예측한 NPP의 계절변화는 기온과 높은 상관성을 보였으나, 물 관련 인자들과는 통계적으로 유의한 상관성이 나타나지 않았다. 반면에 여러 인자 중에서, 강우빈도가 NPP의 연변화를 설명하는 가장 좋은 기후인자로 판명되었다 또한 DBF 임분보다 ENF 임분의 NNP가 강우빈도에 보다 민감한 것으로 나타났다. 공간적인 NPP 분포는 조사 유역에서 식생피복 및 지형의 기복에 따라 매우 이질적으로 나타났는데, NPP 이질성의 정도는 NPP의 절대량과 음의 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 생육환경이 부적절할 때에 산림경관에서의 NPP 이질성이 커짐을 보여준다. 본 연구결과에 의하면 본 조사유역의 NPP는 연간 1,400mm 이상의 많은 강우에도 불구하고 식생이 이용할 수 있는 물의 양에 의해 제한 받는다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 모형연구결과는 향후 현장조사를 통하여 검증할 필요가 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.133-145
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• 2010

본 연구에서는 강우에 기인하는 산사태에 의한 토사발생특성을 분석하였다. 이를 위해 1차원 불포화 지하수해석을 수행하여 강우에 따른 토양수분의 거동을 추정하였으며, 무한사면해석법을 이용하여 토양수분상태에 따른 유역단위 사면안정해석을 수행하였다. 사면안정해석에는 산사태의 발생 및 파괴깊이에 영향을 주는 토양심 및 여러 식생인자들을 함께 고려하였다. 파괴사면의 회복기간을 고려하여 연별토사발생량을 계산한 결과, 1963, 1970, 2002년에 유역 내에서 많은 양의 토사가 발생하였음을 알 수 있었다. 위성영상을 이용한 모의결과의 검증결과, 분석에 사용한 매개변수의 불확실성에 기인하여 위성영상과 모형을 이용한 결과에서 나타나는 산사태 발생위치에는 다소 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 하지만, 오봉댐유역을 왕산천과 도마천 유역으로 구분하는 경우, 이 둘 소유역 단위의 결과는 약 20% 전후의 오차를 가지는 것을 알 수 있었고, 전체유역에 대하여 비교하면 약 4%의 오차만을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 위성영상을 이용한 토지피복분류과정상의 오차, 토지피복자료를 이용한 산사태 발생지역 구분과정상의 오차, 아울러 모형의 오차 등을 고려할 때, 이러한 오차는 매우 미미한 수준인 것으로 판단되며, 이를 통해 모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제18권1호
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• pp.156-169
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• 2015

본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 임하댐 유역($1,355.5km^2$)을 대상으로 RCP(AR5) 기후변화 시나리오에 따른 미래 수문순환 영향을 평가하였다. 3지점의 실측된 유출량을 활용하여 모형의 보정(2002~2007년) 및 검증(2008~2013년)을 실시하였다. 검 보정 결과 결정계수($R^2$)는 0.70~0.85로, Nash-Sutcliffe 모형 효율(NSE)은 0.67~0.82로 분석되어 신뢰성 있는 유출량 모의 결과를 나타내었다. 기후변화 시나리오는 기상청에서 제공하는 HadGEM3-RA 모형의 RCP 4.5 및 8.5 시나리오를 수집하여, 과거 34년(1980-2013, baseline period)의 기상자료를 기준으로 편이보정(Bias Correction)하여 SWAT모형에 적용하였다. 기후변화 분석 결과 강수량과 평균기온이 10.8%, $4.9^{\circ}C$ 증가하였으며, 강수량과 기온의 증가로 증발산 11.2%, 토양수분 1.9%, 지표유출 10.0%, 중간유출 12.1%, 회귀유출 18.2%이 각각 증가함에 따라 총 하천유출량이 11.2% 증가하였다.

• 한국작물학회지
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• 제50권4호
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• pp.268-275
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• 2005

Early predictions of crop yields call provide information to producers to take advantages of opportunities into market places, to assess national food security, and to provide early food shortage warning. The objectives of this study were to identify the most useful parameters for estimating yields and to compare two model selection methods for finding the 'best' model developed by multiple linear regression. This research was conducted in two 65ha corn/soybean rotation fields located in east central South Dakota. Data used to develop models were small temporal variability information (STVI: elevation, apparent electrical conductivity $(EC_a)$, slope), large temporal variability information (LTVI : inorganic N, Olsen P, soil moisture), and remote sensing information (green, red, and NIR bands and normalized difference vegetation index (NDVI), green normalized difference vegetation index (GDVI)). Second order Akaike's Information Criterion (AICc) and Stepwise multiple regression were used to develop the best-fitting equations in each system (information groups). The models with $\Delta_i\leq2$ were selected and 22 and 37 models were selected at Moody and Brookings, respectively. Based on the results, the most useful variables to estimate corn yield were different in each field. Elevation and $EC_a$ were consistently the most useful variables in both fields and most of the systems. Model selection was different in each field. Different number of variables were selected in different fields. These results might be contributed to different landscapes and management histories of the study fields. The most common variables selected by AICc and Stepwise were different. In validation, Stepwise was slightly better than AICc at Moody and at Brookings AICc was slightly better than Stepwise. Results suggest that the Alec approach can be used to identify the most useful information and select the 'best' yield models for production fields.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.19-27
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• 2017

최근 도심지에서 상하수도 등의 지중매설관 노후 및 접합 불량에 따른 누수에 의해 일어나거나, 터널굴착 및 지하구조물 시공 시 부실시공 또는 관리 부실로 인한 지하수의 유입으로 지중공동이 발생하고 이로 인하여 지반침하가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 포화-불포화 다공성 매질에 대한 지하수 변동을 예측할 수 있는 수치모델(SEEFLOW3D)을 개발하였으며 개착식 및 비개착식 굴착 시나리오를 구성하여 지반굴착에 따른 영향을 모사하였다. 또한, 개발모델의 검증을 위해 범용수치해석 프로그램(Visual MODFLOW)과 비교 분석을 수행하였다. 그 결과 평균 오차는 -3.95~5.72%이며 정규화 된 RMSE는 0.56~4.62%로 나타났다. 향후 본 연구의 개발모델은 지반굴착 공사 시 지하수 유출량을 예측하고 이에 따른 차수벽의 최적 설계 등을 위한 해석툴로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.337-346
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• 2010

기후변화는 전 세계적으로 다양한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 준분포형 연속 모형인 SWAT을 이용하여 소양강 유역(2,694.4 $km^2$)의 기후, 식생활력도, 토지이용 변화에 따른 수문요소 변화 값을 정량화하여 기후변화에 따른 수문요소의 영향을 분석하였다. 1997-2006년의 일 댐유입량을 이용하여 모형을 보정한 결과 Nash-Sutcliffe 모형 효율이 0.45-0.91로 나타났다. 기후변화 자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 GCM 모형 중 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM, HadCM3의 결과 값을 입력하였으며, 이때 배출 시나리오는 A2, A1B와 B1을 사용하였다. 각 모형에 20C3M(20th Century Climate Coupled Model) 값과 과거 30년(1977-2006)의 값을 비교하여 오차 수정을 한 후 2000년(base line)을 기준으로 각 기간별 Change Factor Method로 다운스케일링을 실시하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 기간으로 나누어 분석하였다. 미래 온도의 경우 연도별로는 $2.0{\sim}6.3^{\circ}C$ 증가하였으며, 계절적으로도 HadCM3를 제외한 전 기간에 증가하였다. 연강수량은 $-20.4{\sim}32.3%$ 변화하였으며, 가을의 강수량 감소와 겨울과 봄 강수량 증가가 모든 모형에서 나타났다. 미래 토지이용과 식생 활력도 예측에는 CA-Markov 방법과 MODIS LAI와 온도와의 회귀식을 사용하였다. 이에 따른 연중 수문요소 예측 결과, 증발산량은 최대 30.1% 증가하였으며, 토양수분과 지하수 함양량은 최대 32.4%, 55.4% 감소하는 것으로 예측되었다. 댐 유입량의 경우는 모형별 차이가 크며, $-38.6{\sim}29.5%$의 변화 범위를 보였다. 계절적으로는 모든 시나리오에서 가을의 댐 유입량, 토양수분, 지하수 함양량 감소를 보였으며, 온도와 강수량이 감소하는 일부기간을 제외하고는 증발산량은 모두 증가하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.398-403
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• 2023

과정 기반 작물모형인 K-배추 모델은 광합성, 생물 계절 등의 생리학적 과정을 기반으로 이전에 경험하지 못한 다양한 기후 조건에서 작물의 생장을 예측할 수 있게 해준다. 현재 1단계 프로세스 기반 모델은 기후 변화 시나리오에 따른 생산량 예측을 통해 기후영향을 평가하는 데 활용될 수 있지만, 지금까지 주산지 빅데이터와 모델 예측 간의 비교는 수행되지 않았다. 본 연구는 생산량 예측을 위해 현재 모델을 사용하고자 할 때 모델의 개선 방향을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위해, 강원 태백 및 삼척에서 수집된 관측 자료를 바탕으로 모델의 예측력을 평가하였다. 조사 대상 농가들은 정식일 및 토양관리 면에서 재배방법이 상이하였다. 분석 결과는 K-배추 모델을 사용하여 추정한 잠재적 바이오매스가 모든 경우에서 관측 값을 초과하는 것으로 나타났다. 한편, 모델 평가 과정에서 생체중 사용에 따른 한계 등으로, 수확 2주 전의 값을 기준으로 모델을 피팅했음에도 수확기 무렵 예측값과 관측값은 완전한 양의 상관관계를 보이지 않았다(R²=0.74, RMSE=866.4). 또한 생장적합지수는 농장별로 상이하였는데, 이러한 결과는 농가 간 토양특성 및 관리방식의 차이에 의한 것으로 추정된다. 따라서 농장별 토양 및 관리방식의 차이를 고려한 생산 예측기술 고도화를 위해서는 현재 K-배추 모델에서 임의의 생장적합지수를 사용하는 대신 동적 토양 양분 및 수분 모듈을 작물 모델에 통합하는 것이 필요하다.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.296-305
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• 2006

토양 중 pencycuron의 온도, 수분함량 및 토성에 따른 흡착, 잔류 특성을 구명하고자 실내 및 포장실험과 환경의 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 2종 토양에서 진탕 시간과 약제의 흡착량사이에 높은 유의성이 있는 power function의 상관관계가 인정되었다. 흡착속도는 진탕 1시간 이내에 사질식양토에서 최대 흡착량의 60%가, 미사질식양토에서 65%가 흡착되었고, 12시간 후에는 의사평형에 도달하였다. Pencycuron의 농도별 흡착은 Freundlich 등온식에 부합되었으며, 흡착분배계수 $K_d$값은 사질식양토에서 2.31, 미사질식양토에서 2.92었다. 토양 중 유기탄소에 대한 분배계수 $K_{oc}$는 사질식양토에서 292.9이었고, 미사질식양토에서 200.5이었다. 흡착강도 및 비선형도를 성명하는 상수값은 사질식양토에서 1.45, 미사질식양토에서 1.68이었다. 실내 실험에 있어서 pencycuron의 잔류는 1차 반응식에 부합되었고, 반감기는 $12^{\circ}C{\sim}28^{\circ}C$에서 95일${\sim}$20일로, 토양 수분함량이 포장용수량의 $30{\sim}70%$인 토양에서 38일에서 21일로 짧아졌다. 토양 종류에 따른 pencycuron의 반감기는 토성이 현저히 달랐음에도 사질식양토에서 25일, 미사질식양토에서 22일로 나타났다. 포장 실험에서도 pencycuron의 반감기는 사질식양토에서 26일, 미사질식양토에서 23일이었다. 포장에서 10%까지 잔류되는 기간은 미사질식양토에서 57일, 사질식양토에서 69일로 나타났다.