토양의 생성에는 모재, 기후, 지형, 생물요인, 시간 등의 5가지 요인이 작용하고 있다고 알려져 왔다. 이 연구는 제주도 토양을 대상으로 환경요인만으로 토양통을 예측하는 알고리즘을 이용하여, 정량적인 분석 방법을 이용해 환경요인과 토양분포의 관계를 알아보고자 하였다. 분석을 위한 환경요인으로는 온도, 강수량, 지표지질, 해발고도, 경사도, 경사향, 주변과의 고도차, 지형습윤지수, 해안으로부터의 거리, 산정상으로부터의 거리, 토지이용현황을 선택하였다. 토양통별로 각각의 환경요인의 평균과 표준편차 또는 면적비를 구하고, 이를 이용하여 토양통이 분포할 수 있는 환경요인의 범위와 확률을 구하였다. 환경요인별 확률을 결합시켜 분포 가능한 토양통의 순위를 제시하는 알고리즘을 작성하였고, 이를 이용하여 토양통을 예측한 결과 1순위 내에 33%, 2순위 내에 62%, 5순위 내에 74%를 정확하게 기존의 토양도와 일치시킬 수 있었다. 알고리즘을 이용하여 제주 전 지역의 환경요인을 이용하여 예측되는 토양도를 토양목, 대군 등으로 분류하 여 나타낸 결과 북부 해안가에 Entisols이 분포하고 해발고도가 높아지면서 Alfisols, Andisols이 나타난 반면, 서부지역에서는 해안가의 Alfisols에서 해발고도가 높아지면서 Ultisols, Andisols의 순으로 나타나고 있어, 토양의 생성과 관련되어 모형을 이용한 추가적인 연구가 필요하였다.
토양온도는 비점오염과 관련된 수문학적 및 생지화학적 과정에 영향을 주는 중요한 물리적 환경인자 중 하나이다. 이 연구에서는 분포형 유역모델인 CAMEL(Chemicals, Agricultural Management and Erosion Losses)의 겨울철 토양온도 모의성능을 개선하기 위해서 융설과 토양 동결-융해 모델을 개발하였으며, 경기도 여주에 위치한 시험유역의 4개 지점에서 3개월 동안 관측한 토양온도 자료를 사용하여 모델을 보 검정하였다. 모의 결과, 표층 토양온도에 대해서는 모델이 토양온도의 시계열 변화를 비교적 잘 재현하는 반면($R^2$ 0.71~0.95, RMSE $0.89{\sim}1.49^{\circ}C$), 하부토양층 온도에 대해서는 경우에 따라 모델의 예측오차가 다소 크게 나타났는데($R^2$ 0.51~0.97, RMSE $0.51{\sim}5.08^{\circ}C$), 이것은 모델에서 토양 깊이별 토성을 동일한 것으로 가정한 것이 주요 원인인 것으로 판단된다. 한편, 개발된 모델은 융설에 의한 단열효과와 토양 동결-융해 과정에서 유입 또는 방출되는 잠열흐름의 영향으로 토양온도의 진폭이 감소하는 현상을 잘 모의하고 있다. 비록 모델 구조의 한계와 자료의 부족으로 토양온도에 대한 다소의 예측오차가 발생하였지만, 개발된 토양온도 모델은 시험유역의 토지이용 및 지형에 따른 토양온도와 적설상당수량의 시공간적 분포를 합리적으로 잘 모의하는 것으로 사료된다.
Evaluation method of soil fertility by combination of soil color characteristics and survey data from soil map as well as chemical properties was investigated on total 35 field and pot experiments. Total 35 tobacco fields including 11 fields located at Cheonweon county in Chungnam Province, 9 fields located at Goesan county in Chungbuk Province, and 15 fields located at Youngcheon county in Kyongbuk Province were selected in 1984 to cover the wide range of distribution in landscape and soil attributes. Yields of tobacco grown on the plots of both the pot and field experiment which were not applied with any fertilizer were considered as basic fertility of the soil (BFS). The BFS was estimated by 32 independent variables including 15 chemical properties, 3 color characteristics, and 14 soil survey data from soil map. Twenty-four independent variables containing 16 quantitative variables selected from 24 quantitative variables by collinearity diagnostics and 8 qualitative variables, were classified and analyzed by multiple linear regression (MLR) of REG and GLM models of SAS. Tobacco yield of field experiment showed high variations by eight times in difference between minimum and maximum yield indicating the diverse soil fertility among the experimental fields. Evaluation for the BFS by the MLR including quantitative variables was still more confidential than that by a single index and that showed more improvement of coefficient of determination ($R^2$) in pot experiment than in field experiment. Evaluation for the BFS by MLR in field experiment was still improved by adding qualitative variables as well as quantitative variables. The variability in the BFS of field experiment was explained 43.2% by quantitative variables and 67.95% by adding both the quantitative and qualitative variables compared with 21.7% by simple regression with NO$_3$-N content in soil. The regression evaluation for the best evaluation of the BFS of field experiment by MLR included NO$_3$-N content, L value, and a value of soil color as quantitative variables and available soil depth and topography as qualitative variables. Consequently, it is assumed that this approach by the MLR including both the quantitative and qualitative variables was available as an evaluation model of soil fertility for tobacco field.
논토양에 대한 전산화(電算化)된 정밀토양조사자료(精密土壤調査資料)를 이용(利用)하여 논토양(土壤) 유형별(類型別) 13개(個) 물리화학적인 특성의 평균치(平均値)를 구하고 토양개량(土壤改良)에 대한 기초자료(基礎資料)를 제공하고자 전산자료를 분석, 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 논토양 B층위(層位)에서의 점토함량은 보통답(普通畓)이 28.3%, 사질답(砂質畓)이 11.8%, 미숙답(未熟畓)이 26.8%이었으며 토양 pH는 습답(濕畓), 특이산성답(特異酸性畓)을 제외하고는 B층(層)이 A층(層)보다 높았다. 2. 보통답중(普通畓中)에서 하천변(河川邊)논 A, B층의 점토함량은 각각 16.8%, 23.1%로 가장 낮았고 유기물함량은 42g/kg, 18g/kg로 가장 많았으며 유효인산함량도 가장 많았다. 3. 논토양 유형별(類型別) B층(層)의 유기물함량수준별 분포비율(分布比率)은 사질답, 미숙답은 10g/kg 이하가 가장 많고 특이산성답을 제외한 각 답유형에서는 10~20g/kg 범위가 가장 많았다. 4. 보통답(普通畓) B층위(層位)에서 물리화학성 상호간의 상관계수(相關係數)는 전부 1~5% 수준내에서 유의성(有意性)이 높았다.
전북지역 과수원 토양 110개소를 대상으로 토양특성이 미생물분포에 미치는 영향을 조사하였다. 토양 중 미사함량이 많아질수록 호기성세균, 곰팡이, 미생물 biomass C 함량은 증가하였고, 탈수소효소 활성은 토성에 따라 차이가 없었다. 지형에 따른 미생물분포, 미생물의 biomass C 함량, 탈수소효소 활성은 차이가 없었고, 과수종류에 따라 coliform group은 배와 포도 재배지에서 각각 $133.0{\times}10^3\;CFU\;g^{-1}$, $107.4{\times}10^3\;CFU\;g^{-1}$으로 가장 높은 수준을 보였다. 과수재배기간이 길어질수록 미생물 밀도는 감소하는 것으로 나타났다. 토양 pH, 유기물, 치환성 Mg 함량은 모든 미생물분포와 정의 상관관계를 보였고, Bacillus sp.는 조사한 모든 화학성분과 정의 관계를 보였다. 토양미생물의 biomass C 함량과 탈수소효소 활성은 유기물과 치환성 Ca 함량에 대해 고도의 유의성 (p<0.01)을 보였다.
여름철에는 집중강우에 의한 산사태, 하천범람, 하천구조물의 피해가 심각하다. 특히 토양침식의 증가는 하상퇴적과 저수량 저하 등의 홍수재해를 발생시키며, 상류에서의 침식증가는 토사의 하천범람, 농경지와 시가지 매몰의 형태로 나타난다. 현재까지의 피해현황 조사는 답사 위주의 조사가 주를 이루고 있어 효율적인 피해조사에 한계가 있으며, 따라서 효과적이며 과학적인 모델링 기법이 필요하다. 이 연구에서는 다양한 공간 해상도의 인공위성영상 분석 비교를 통해 고해상도 위성영상을 모니터링 자료원으로의 활용성을 검토하고자 하였으며, 토사재해(침식/퇴적) 피해 현황 정보의 추출 가능성을 파악하고자 하였다. 또한 위성영상의 해상도별 분석을 통하여 토사재해 피해현황판독 활용 가능성을 연구하였고, 하천 미세지형 변화의 판독을 위한 KOMPSAT 영상의 활용성을 연구하였다.
본 연구에서는 Decision Tree model을 기반으로 개발된 산사태 예측프로그램 SHAPP ver 1.0을 이용하여 전라남도 무안군 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역의 호남선 철도 주변에 대한 산사태 발생예측을 실시하였다. 이를 위하여 먼저 대상지역의 총 8개소에서 토층시료를 채취하고, 이에 대한 토질시험을 실시하였다. 대상지역에 대한 토질시험결과를 토대로 투수계수와 간극비에 대한 주제도를 작성하고 수치지형도를 이용하여 지형의 경사분석을 실시하였다. 이를 이용하여 산사태 발생예측을 실시한 결과 총 15,552개의 해석셀 가운데 435개의 셀에서 산사태가 발생될 것으로 예측되었다. 이때 해석셀의 크기는 $10m{\times}10m$이므로 산사태 발생예상 면적은 $43,500m^2$으로 나타났다.
For the effective management of urban forest, a variety of informations on urban forest needs to be accurately measured and effectively used in decision-making processes. This study aims at developing an urban forest management system with reference to GIS and making it possible to effectively manage urban forests. A detailed forest type map were constructed with the help of aerial photograph and terrestrial inventory. A geographical map in terms of slope, aspect and altitude were also prepared by Digital Elevation Model(DEM). A soil type map containing chemical characteristics were also made through soil analysis. These thematic maps which contain informations on forest type, geography and soil were digitalized with reference to GIS, and an urban forest management system of user interface were developed. With the help of this urban forest management system, various spatial and attribute informations which need for urban forest management could be easily used in decision-making processes in relation to urban forest.
Severe sediment-laden problem has been the hot issue in Korea. It was assumed that agricultural activities and landslides were the primary causes of these problems in watersheds. The USLE-based systems have been widely used in soil erosion studies. However the GIS-based USLE modeling system has limitation in USLE L factors. In this study, the SATEEC L module was developed to reflect the slope length segmentations in the fields. The SATEEC L module was applied to the study watershed to analyze the effects of using the SATEEC L module on estimated sediment. As shown in the comparisons between SATEEC estimated sediment with SWAT values, the SATEEC GA-SDR module derives the SDR with reasonably acceptable accuracies. However, it is worthy to note that the soil erosion using the SATEEC L module for the study watershed was lower than that without using the SATEEC L module by 25%, although the SATEEC estimated sediment values with and without using L module match the SWAT sediment values with similar accuracies. This is because the SATEEC GA-SDR module estimates lower SDR in case of greater soil erosion estimation without the L module and greater SDR in case of lower soil erosion estimation with the L module. This indicates that the SATEEC input parameters, especially L factor, need to be prepared with care for accurate estimation of SDR at a watershed scale and for accurate evaluation of BMPs in the watershed.
준설토에 대한 연구는 주로 준설토의 1차원 침강 및 자중압밀 특성을 파악하는 실험적 연구가 진행되었다. 하지만 양질의 준설지반 확보를 위한 효과적인 투기장의 설계와 배출수에 의한 환경오염을 최소화하기 위해서는 준설토의 투기에 의한 유동특성의 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 준설토 투기장의 펌핑에 의한 토사의 유동 형상을 모사하기 위하여 준설토사를 단일상으로 가정하고 연속 방정식을 유도하여 좌표축에 따른 힘 평형 방정식을 유도하였다. 준설토장의 3차원 거동 해석을 위한 컴퓨터 연산 부하와 모델링 소요시간을 최적화하기 위하여, 토체의 깊이 방향으로 적분을 수행하는 깊이 적분 방법을 지배 방정식에 적용하여, 3차원적 지형조건을 고려할 수 있도록 하였다. 지배 방정식의 보간함수를 이용한 공간분할에서 Petrov-Galerkin 수식화 기법을 적용하였다. 일반화된 사다리꼴 법칙으로 시간적분을 수행하고 Newton의 반복과정을 이용할 수 있도록 근사화시켰다. 가중행렬은 DG과 CDG 기법을 적용하였으며, 준설토 유동해석에서 가중행렬에 따른 수치적인 안정성을 평가하기 위하여 사각형 기둥 슬럼프 시뮬레이션을 수행하였다. 수치기법에 대한 비교 분석 결과는 DG 기법을 적용한 SU/PG 수식화가 유사진동을 최소화시키는 가장 안정적인 수치해석결과를 보여주는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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