• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.111-120
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• 2022

물의 흐름을 제어하는 토양의 기능을 정량적으로 계산하기 위한 방법인 토양수분 메모리(soil moisture memory)는 토양에 도달한 강수가 저장되고 배출되기까지 평균적으로 체류하는 시간을 평가한다. 본 연구에서는 2019, 2020년 한반도 지역에서 강수와 토양수분 위성 기반 모델 산출물을 활용하여 표층(0~5 cm)토양에서의 토양수분 메모리를 산출하고 이를 활용하여 연구지역 내 토양수분 메모리의 시공간적인 분포를 지표면의 경사 및 토양의 특성과 함께 평가하였다. 토양수분 메모리를 특성분석을 위해 강수 사건에 따라 토양수분의 증가를 추적하여 저장 강수율(F_p(f))이라는 새로운 측정 지표를 활용하였다. 강수 발생 초기(3시간 후)에는 산맥을 기준으로 토양 내 저장 강수율이 우선적으로 감소하여 토양수분 메모리의 공간적인 편차가 컸으며 24시간 이후 전반적으로 편차가 감소하였다. 토양 내 저장 강수율은 경사가 증가할수록 감소하는 형태가 뚜렷하게 나타났으며 토양 입자 크기의 구성 비율에 따른 토양 내 수분의 배수 활동에 의한 영향을 확인할 수 있었다. 또한 수리전도도 증감에 기여하는 평균토양수분이 저장 강수율에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과는 강수가 지면에 체류하는 시간에 대한 척도인 토양수분 메모리가 지표의 경사와 토양 특성과 갖는 관계를 규명하고 토양수분의 시공간적 변동성을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.138-138
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• 2021

Flash floods are one of the types of natural hazards which has severe consequences. Flash floods cause high mortality, about 5,000 deaths a year worldwide. Flash floods usually occur in mountainous areas in conditions where the soil is highly saturated and also when heavy rainfall happens in a short period of time. The magnitude of a flash flood depends on several natural and human factors, including: rainfall duration and intensity, antecedent soil moisture conditions, land cover, soil type, watershed characteristics, land use. Among these rainfall intensity and antecedent soil moisture, play the most important roles, respectively. Flash Flood Guidance is the amount of rainfall of a given duration over a small stream basin needed to create minor flooding (bank-full) conditions at the outlet of the stream basin. In this study, the Sejong University Rainfall-Runoff model (SURR model) was used to calculate soil moisture along with FFG in order to identify flash flood events for the Geum basin. The division of Geum river basin led to 177 head-water catchments, with an average of 38 km². the soil moisture of head-water catchments is considered the same as sub-basin. The study has measured the threshold of flash flood generation by GIUH method. Finally, the flash flood events were used for verification of FFG. The results of the validation of seven past independent events of flash flood events are very satisfying.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권6호
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• pp.674-683
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• 2017

The frequency and intensity of soil moisture stress associated with climate change has increasing, and the stability of field crop cultivation has decreasing. This experiment was conducted to investigate the effect of soil moisture management method on growth and yield of corn. Soil moisture was managed at the grade of WSM (wet soil moisture, 34.0~42.9%), OSM (optimum soil moisture, 27.8~34.0%), DSM (dry soil moisture, 20.3~27.8%), and ESM (extreme dry moisture, 16.6~20.3%) during V8 (8th leaf stage)-VT (tasseling stage). After VT, irrigation was limited. The treated amount of irrigation was 54.1, 47.7, 44.0 and 34.5% of total water requirement, respectively. The potential evapotranspiration during the growing period was $3.29mm\;day^{-1}$, and upward movement of soil water was estimated by the AFKAE 0.5 model in the order of ESM, DSM, OSM, and WSM. We could confirm this phenomenon from actual observations. There was no significant difference in leaf characteristics, dry matter, and primary productivity depending on the level of soil moisture, but leaf development was delayed and dry weight decreased in DSM. However, dry weight and individual productivity of DSM increased after irrigation withdrawal compared to that of OSM. In DSM, ear yield and number of kernels per ear decreased, but water use efficiency and harvest index were higher than other treatments. Therefore, it is considered that the soil moisture is concentratedly managed before the V8 period, the V8-VT period is controlled within the range of 100 to 500 kPa (20.3~27.8%), and no additional irrigation is required after the VT.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.535-542
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• 1994

원격 측정 방법은 지표로부터 방출된 방사선의 관측으로부터 지표면의 특성을 추정하는데 기초를 두고 있으며 이 방법을 사용하여 연구되어지는 수문학적 인자에는 지표면 온도, 증발산, 토양 함수비, 강우 그리고 강설 등이 있다. 본 연구에서는 관측된 광명온도와 모의된 광명온도로부터 피복이 안된 토양의 함수비 산정에 대한 방법을 소개한다. 피복이 안된 토양에서의 초단파 방출은 함수비, 토양의 온도와 표면 조도에 의존하게 된다. 이 방법은 표면 조도의 영향을 고려하기 위한 Fresnel 반사 계수의 수정과 함께 방사선 전달 모델(radiative transfer model)에 기본을 두고 있는데 피복이 안된 매끈한 표면과 서로 다른 표면 조도를 가진 표면에 대해 분석을 실시한다. 연구의 결과는 표면 조도의 영향이 토양의 광명온도를 증가시키고 광명온도와 함수비 사이의 감소경사를 작게함을 보여주고 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권6호
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• pp.761-771
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• 2011

The sensitivity of microwave scattering to the dielectric properties and the geometric structure of soil surfaces makes radar remote sensing a challenge for a wide range of environmental issues directly related to the condition of natural surfaces. Especially, the potential for retrieving soil moisture with a high spatial and/or temporal resolution represents a significant contribution to hydrological and ecological modeling. This paper aims to review the current state of the art in SAR technology and methodological issues towards the discovery of a new potential accurate monitoring of soil moisture changes. In this paper, important parameters or constraints significantly affect the sensitivity of the measurements to soil moisture, such as roughness statistics, spatial resolution, and local topography, are discussed to improve the applicability of SAR remote sensing techniques. This study particularly intends to discuss important notes for developing smart and reliable methods capable of retrieving geophysical information.

• 한국농공학회지
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• 제40권6호
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• pp.79-88
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• 1998

This study was conducted to measure the moisture content of soil using RF impedance in the range of 1 to 30MHz. Considering the water potential flow in the soils, two types of sensor such as parallel cylinder and perpendicular plate type were fabricated and tested. The capacitance and resistance of sonsors for soil samples having moisture content range of 2 to 27% were measured by Q-meter (HP4342). The higher soil moisture content was and the larger soil bulk density was, the more the capacitance of sensors increased. To eliminate the effect of bulk density on measuring soil moisture content using RF impedance, two kinds of model having the density independent functions such as the ratio of capacitance change to conductance change and weight of water and dry soils respectively were developed and estimated by regression analysis.

• 한국농공학회지
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• 제24권1호
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• pp.63-72
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• 1982

To maintain an optimum condition for the plant growth on upland soil, the irrigation planning after the natural rainfall should be given enormous considerations on the rainfall effectiveness. This study has been intended to develop the computer model for estimating the effec- tiveness of the rainfall. The computer model should also estimated the infiltration due to the rainfall and the soil moisture deficiency at the root zone of the plant. For this purpose, the experiments of infiltration using rainfall simulator and the observations of the change of soil moisture content before and after rainfall were carried out. Needed input data for the developed model include final infiltration capacity and field capacity of the soil, porosity of the top soil, root depth of the plant, rainfall intensity and duration, and the Horton's decay coefficient. Among the needed input data for the developed model, final infiltration capacity and Horton's decay coefficient were determined by the experiments of infiltration. And from the result of the experiments, it is found that there is a great correlation between initial infiltration capacity and initial moisture content. And it is also found that the infiltration due to rainfall can be estimated with the Horton's equation. The developed model was tested by the experimental data with two rainfall intensities. Tests were conducted on the different root depths at each rainfall. Observed and estimated effective rainfalls were found to have great correlation. The result of the experiments showed that the effectiveness of the rainfall were 100%, so the comparisons were conducted by the comsumption rates of infiltration at each depth. The developed model can be also used for estimating the deficiency of rainfall, if the rainfall is not sufficient to the needed soil moisture. But, test was not carried out.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.61-72
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• 2000

지하수 함양량을 추정하기 위한 방법으로 격자기반의 일변 토양수분 추적기법을 모델링하였다. 본 모델은 GRASS-GIS를 이용하여 모델에 필요한 자료들을 준비하고, 모델은 이들을 ASCII 형태로 받아들여 일별 수행결과(유역출구에서의 유출량, 지표유출 분포도, 토양수분 분포도 등)들을 GRASS상에서 도시하여 주는 형태로 구성하였다. 보청천유역의 일부인 이평교 유역($75.6\;\textrm{km}^2$)을 대상으로 모델의 적용성을 검토하였다. '95년 및 '96년도의 IHP유역 연구보고서 자료를 이용하여 실측 일유출자료와 모의 일유출자료를 비교하였다. 일단위 및 월단위의 유역 토양수분의 변화양상을 공간적으로 확인할 수 있었으며 본 기법을 이용하여 1995년도 보청천의 이평교유역에 대한 지하수 함양량을 계산하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권6호
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• pp.29-37
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• 2017

In this study, we analyzed the impacts of land surface characteristics on spatially and temporally distributed soil moisture values at the Yongdam and Soyang-river dam watersheds in 2014 and 2015. The soil moisture, NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and temperature values at the spatio-temporal scales were estimated using satellite-based MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer) products. Then the Pearson correlations between soil moisture and land surface characteristics (NDVI, temperature and DEM-digital elevation model) were estimated and analyzed, respectively. Overall, the monthly soil moisture values at the time step were highly influenced by the precipitation amounts. Also, the results showed that the soil moisture has the strong correlation with DEM while the temperature was inversely correlated with the soil moisture. However the monthly correlations between NDVI and soil moisture were highly varied along the time step. These findings indicated that water loss near the land surface are highly occurred by soil and plant activities as evapotranspiration and infiltration during the no/less precipitation period. But the high precipitation amounts reduce the impacts of land surface characteristics because of saturated condition of land surface. Thus these results demonstrated that soil moisture values are highly correlated with land surface characteristics. Our findings can be useful for water resources/environmental management, agricultural drought, etc.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.795-806
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• 1998

토양수분은 기후, 토양 및 지표면의 조건 등에 의해 영향을 받는다. 특히, 급격한 도시화 및 산업화의 영향으로 다른 영향인 자들 보다 지표면 조건의 변화가 크게 바뀌고 있다고 할 수 있으며 본 연구에서는 이러한 지표면 조건의 변화가 토양수분에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 간단한 토양수분 동역학 모형을 이용하여 평가해 보았다. 먼저, 본 논문에서는 토양수분의 시간적 공간적 통계특성을 정량화 해보기 위해 논문의 전반부를 Washita ’92 자료 및 Monsoon ’90 자료의 1차원 및 2차원의 통계적 특성을 정리하는데 할해하였으며, 논문의 후반부에서 지표면 조건의 변화를 모형 매개변수의 통계적인 특성을 변화시킴으로서 고려하고 각각의 경우 토양수분이 어떻게 반응하는가를 살펴보았다. 사용된 모형은 선형저수지의 개념에 토양상층에서의 공간적 거동을 고려하기 위하여 확산의 개념을 도입하여 구성된 모형이다. 모형의 주요 매개변수는 손실률과 확산계수로 나타나고, 이들은 관측자료의 통계특성을 이용하여 추정될 수 있다. 지표면 조건의 변화는 모형의 매개변수에 다양한 통계특성을 적용하고 고려하게 된다. 특히, 본 연구에서는 지표면 조건의 평균적인 변화보다 이의 공간적인 분산도의 변화에 초점을 맞추어 분석하였다. 이는 평균적인 지표면 조건의 변화는 선형저수지의 이론에 근거하여 그 영향을 쉽게 판단할 수 있기 때문이다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 지표면 상태의 분산도가 커질 경우 토양수분은 더 쉽게 손실된다, (2) 토양수분의 분산도는 모의 초기에 강우의 영향으로 크게 나타나나 시간이 경과함에 따라 감소하고 점차 지표면 상태의 분산특성를 나타내게 된다, (3) 지표면 유출이나 토양상층에서의 토양수분 이동에 따른 확산의 영향은 지표면 유출이 존재하는 강우기간으로 제한되며 전체적으로 토양수분의 변화에 미미한 영향을 미친다.