• 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.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권3호
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• pp.63-70
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• 2018

In this study, a simple probabilistic approach using equivalent coefficient of consolidation ($c_e$) was proposed to consider the spatial variability of coefficient of vertical consolidation ($c_v$), and the effect of the probability distribution of coefficient of consolidation on degree of consolidation in heterogeneous soil was investigated. The statistical characteristics of consolidation coefficient were estimated from 1,226 field data, and four probability distributions (Normal, Log-normal, Gamma, and Weibull) were applied to consider the effect of probability distribution. The random fields of coefficient of consolidation were generated based on Karhunen-Loeve expansion. Then, the equivalent coefficient of consolidation was calculated from the random field and used as the input value of consolidation analysis. As a result, the probabilistic analysis can be performed effectively by separating random field and numerical analysis, and probabilistic analysis was performed using a Latin hypercube Monte Carlo simulation. The results showed that the statistical properties of $c_e$ were changed by the probability distribution and spatial variability of $c_v$, and the probability distribution of $c_v$ has considerable effects on the probabilistic results. There was a large difference of failure probability depend on the probability distribution when the autocorrelation distance was small (i.e., highly heterogeneous soil). Therefore, the selection of a suitable probability distribution of $c_v$ is very important for reliable probabilistic analysis of consolidation.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.101-111
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• 2006

사면안정해석은 많은 불확실한 요인을 내포하는 지반공학적 문제이다. 이러한 불확실성 중 일부는 해석 수행과정에 필요한 지반 물성의 변동성과관련이 있다 본 연구에서는 확률론적 사면안정 해석기법을 개발하기 위하여 절편법의 일종인 Spencer의 방법을 바탕으로 한 결정론적 해석방법을 지반정수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 제안된 방법은 Hasofer-Lind의 신뢰지수를 구하는 일차신뢰도법과 Monte-Carlo Simulation을 바탕으로 한다. 지반정수의 변화에 따른 파괴확률의 변화를 구하기 위해 단일지층과 2층 지반의 사면에 대한 확률론적 사면안정 해석을 수행하였다. 예제의 결과는 사면안정해석에 대한 지반의 불확실성을 고려할 수 있는 관점을 제시하며 확률론적 해석결과에 미치는 지반정수의 공간적 변동성의 영향을 보여준다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제32권2호
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• pp.67-73
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• 2009

Soil $CO_2$ efflux can vary markedly in magnitude over both time and space, and understanding this variation is crucial for the correct measurement of $CO_2$ efflux in ecological studies. Although considerable research has quantified temporal variability in this flux, comparatively little effort has focused on its spatial variability. To account for spatial heterogeneity, we must be able to determine the number of sampling points required to adequately estimate soil $CO_2$ efflux in a target ecosystem. In this paper, we report the results of a study of the number of sampling points required for estimating soil $CO_2$ efflux using a closed-dynamic chamber in young and old Japanese cedar plantations in central Japan. The spatial heterogeneity in soil $CO_2$ efflux was significantly higher in the mature plantation than in the young stand. In the young plantation, 95% of samples of 9 randomly-chosen flux measurements from a population of 16 measurements made using 72-$cm^2$ chambers produced flux estimates within 20% of the full-population mean. In the mature plantation, 20 sampling points are required to achieve means within $\pm$ 20% of the full-population mean (15 measurements) for 95% of the sample dates. Variation in soil temperature and moisture could not explain the observed spatial variation in soil $CO_2$ efflux, even though both parameters are a good predictor of temporal variation in $CO_2$ efflux. Our results and those of previous studies suggest that, on average, approximately 46 sampling points are required to estimate the mean and variance of soil $CO_2$ flux in temperate and boreal forests to a precision of $\pm$ 10% at the 95% confidence level, and 12 points are required to achieve a precision of $\pm$ 20%.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권5호
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• pp.598-607
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• 2016

This study was conducted to evaluate the amount of nitrogen (N) top dressing based on the normalized difference vegetation indices (NDVI) by ground based sensors for leaf perilla under the polyethylene house. Experimental design was the randomized complete block design for five N fertilization levels and conventional fertilization with 3 and 4 replications in Gumsan-gun and Milyang-si field, respectively. Dry weight (DW), concentration of N, and amount of N uptake by leaf perilla as well as NDVIs from sensors were measured monthly. Difference of growth characteristics among treatments in Gumsan field was wider than Milyang. SPAD-502 chlorophyll meter reading explained 43.4% of the variability in N content of leaves in Gumsan field at $150^{th}$ day after seedling (DAS) and 45.9% in Milyang at $239^{th}$ DAS. Indexes of red sensor (RNDVI) and amber sensor (ANDVI) at $172^{th}$ day after seedling (DAS) in Gumsan explained 50% and 57% of the variability in N content of leaves. RNDVI and ANDVI at $31^{th}$ DAS in Milyang explained 60% and 65% of the variability in DW of leaves. Based on the relationship between ANDVI and N application rate, ANDVI at $172^{th}$ DAS in Gumsan explained 57% of the variability in N application rate but non significant relationship in Milyang field. Average sufficiency index (SI) calculated from ratio of each measurement index per maximum index of ANDVI at $172^{th}$ DAS in Gumsan explained 73% of the variability in N application rate. Although the relationship between NDVIs and growth characteristics was various upon growing season, SI by NDVIs of ground based remote sensors at top dressing season was thought to be useful index for recommendation of N top dressing rate of leaf perilla.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.II
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• pp.254-261
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• 2000

Soil chemical properties, relief of field surface, SPAD values and grain yield were investigated in a 0.5ha paddy field in 1999 to obtain basic field information for precision agriculture. Descriptive statistics of field information showed that the coefficient of variation ranged from 1.63% to 38.7%. Field information showed a high spatial dependence for within paddy field. The ranges of spatial dependence were from 15m to 60m, respectively. Kriged maps enable the visualization and comparison the spatial variability of field information. The causes of spatial variability of the field information could be explained rationally by a field management map. Grain yield was negatively correlated with pH, relief values, whereas, was positively correlated with total C, total N, C/N ratio, mineralizable N, available P and exchangeable K, Ca at the significant level of 1 %.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권3호
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• pp.139-144
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• 2000

영남지역 주요 모암과 이들에서 유래(由來)된 곡간의 형태적(形態的) 특성(特性)과의 관계를 연구(究明)해 보고 또 이에 따른 토양의 분포양상(分布樣相) 등을 밝혀 정밀토양조사자료의 활용증대(活用增大) 및 지리정보(地理情報)시스탬 구축(構築)을 위한 곡간지형(谷間地形) 세분화(細分化)의 기초자료를 얻고자 영남지역 주요 모암(母岩)인 퇴적암(堆積岩)(사암(砂岩), 혈암(頁岩))과 화성암(火成岩)(화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 안산암(安山岩))을 중심으로 1:5,000 지형도와 항공사진을 이용해 곡간의 특성과 토양분포양상 등을 분석한 결과는 다음과 같다. 주요 모암별(母岩別) 수계(水系)의 밀도(密度)(Rill density)는 화강암이 40으로 추적암(推積岩)에 비해 높았고 특히 화강편마암은 다른 화성암에 비해 58.3으로 매우 높았으나 1차하천(次河川)(1st.order stream)의 분기율(分岐率)은 퇴적암이 화성암보다 높았다. 곡간의 평균 경사도(傾斜度)는 화성암지대가 8.0%로 퇴적암 2.3%에 비해 높았고 곡간(谷間) 위치별(位置別) 곡간폭(谷間幅)(Valley width)의 변이(變異)는 변성작용(變成作用)을 많이 받았던 화강편마암과 안산암이 화강암과 퇴적암에 비해 컸다. 따라서 곡간폭(Valley width)변이가 큰 화강편마암과 안산암지대는 궁곡(宮谷)(Uterus shape V.)형(型)으로, 변이(變異)가 적었던 회색혈암지대(灰色頁岩地帶)는 근곡(根谷)(Roet shape V.)형(型)으로 분류(分類)할 수 있었다. 또한 곡간폭(Valley width)의 변이는 곡간형태(谷間形態)의 세분화(細分化) 기준(基準)으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 곡간복(Valley width)변이가 큰 지역에서는 산록경사지(山麓傾斜地)및 선상지(扇狀地)가 잘 발달되어 있었고 곡간의 수평적(水平的) 토양배수등급(土壞排水等級) 연쇄(連鎖)도 복잡(複雜)하여 다양(多樣)한 토양(土壤)이 분포(分布)하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권6호
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• pp.953-977
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• 2016

Modern performance-based design methods require ways to determine the factual behavior of structures subjected to earthquakes. Drift ratio demands are important measures of structural and/or nonstructural damage of the structures in performance-based design. In this study, global drift ratio and interstory drift ratio demands, obtained by nonlinear time history analysis of three generic RC frames using code-compatible ground motion record sets, are statistically evaluated. Several ground motion record sets compatible with elastic design spectra defined for the local soil classes in Turkish Earthquake Code are used for the analyses. Variation of the drift ratio demands obtained from ground motion records in the sets and difference between the mean of drift ratio demands calculated for ground motion sets are evaluated. The results of the study indicate that i) variation of maximum drift ratio demands in the sets were high; ii) different drift ratio demands are calculated using different ground motion record sets although they are compatible with the same design spectra; iii) the effect of variability due to random causes on the total variability of drift ratio demands is much larger than the effect of variability due to differences between the mean of ground motion record sets; iv) global and interstory drift ratio demands obtained for different ground motion record sets can be accepted as simply random samples of the same population at %95 confidence level. The results are valid for all the generic frames and local soil classes considered in this study.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권2호
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• pp.37-47
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• 2017

In this study, we analyzed the variability of irrigation water amounts based on the combination of various crops and soil textures using the Irrigation Water Management Model (IWMM). IWMM evaluates the degree of agricultural drought using the Soil Moisture Deficit Index (SMDI). When crops are damaged by the water scarcity under the drought condition indicating that the SMDI values are in negative (SMDI<0), IWMM irrigates appropriate water amounts that can shift the negative SMDI values to "0" to crop fields. To test the IWMM model, we selected the Bandong-ri (BDR) and Jucheon (JC) sites in Gangwon-do and Jeollabuk-do provinces. We derived the soil hydraulic properties using the near-surface data assimilation scheme form the Time Domain Reflectrometry (TDR)-based soil moisture measurements. The daily root zone soil moisture dynamics (R: 0.792/0.588 and RMSE: 0.013/0.018 for BDR/JC) estimated by the derived soil parameters were matched well with the TDR-based measurements for validation. During the long-term (2001~2015) period, IWMM irrigated the minimum water amounts to crop fields, while there were no irrigation events during the rainy days. Also, Sandy Loam (SL) and Silt (Si) soils require more irrigation water amounts than others, while the irrigation water were higher in the order of radish, wheat, soybean, and potato, respectively. Thus, the IWMM model can provide efficient irrigation water amounts to crop fields and be useful for regions at where limited water resources are available.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.65-76
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• 2012

본 연구에서는 수리구조물이 설치된 2층으로 이루어진 포화 기초지반에서의 구속흐름(confined flow)에 대하여 확률론적 침투해석을 수행하였다. 투수계수는 지반의 층상구조에 따라 명확한 변동성을 보일 뿐 아니라 각각의 층 내에서도 공간적인 변동성을 보인다. 따라서 기존의 결정론적 침투해석기법을 층상지반에서의 투수계수의 불확실성과 공간적 변동성을 고려할 수 있도록 확률론적 해석으로 확장하였다. 각 층에 지정된 입력 확률분포함수와 자기상관함수(autocorrelation function)를 따르는 2차원의 랜덤필드를 생성하기 위하여 Karhunen-Lo$\grave{e}$ve 전개법을 사용하였다. 제안된 절차의 적용성을 검토하고 수리구조물 하부의 2층 지반을 통한 흐름에 공간적 불균질성이 미치는 영향을 연구하기 위해 생성된 랜덤필드를 이용하여 Monte Carlo 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과는 층상지반에서의 침투거동 평가에서 지반의 층상구조와 지층내에서의 투수계수의 공간적 변동성에 의한 지반에서의 다양한 침투패턴을 확률론적 해석기법을 통하여 효율적으로 고려할 수 있음을 보여주었다.