• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.35-46
• /
• 2008

Soil moisture is one of the important components in hydrological processes and also controls the subsurface flow mechanism at a hillslope scale. In this study, time series of soil moisture were measured at a hillslope located in Gwangneung National Arboretum, Korea using a multiplex Time Domain Reflectometry(TDR) system measuring soil moisture with bi-hour interval. The Box-Jenkins transfer function and noise model was used to estimate spatial distributions of soil moisture histories between May and September, 2007. Rainfall was used as an input parameter and soil moisture at 10 cm depth was used as an output parameter in the model. The modeling process consisted of a series of procedures(e.g., data pretreatment, model identification, parameter estimation, and diagnostic checking of selected models), and the relationship between soil moisture and rainfall was assessed. The results indicated that the patterns of soil moisture at different locations and slopes along the hillslope were similar with those of rainfall during the measurment period. However, the spatial distribution of soil moisture was not associated with the slope of the monitored location. This implies that the variability of the soil moisture was determined more by rainfall than by the slope of the site. Due to the influence of vegetation activity on soil moisture flow in spring, the soil moisture prediction in spring showed higher variability and complexity than that in early autumn did. This indicates that vegetation activity is an important factor explaining the patterns of soil moisture for an upland forested hillslope.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.245-254
• /
• 2001

The experimental study on disposal cover through the performance test facility offers reliability in the safety of near surface disposal of low and intermediate level radioactive waste. To ensure the long-term safety of the repository, the impermeability, integrity, resistance to degradation and ease of maintenance might be considered as the basic performance requirement of the disposal cover. considering the difficulties to meet these performance requirement by using single layer, the disposal cover design which is composed of top layer, middle drainage layer and bottom low permeability layer is schemed for the test facility. The water balance of the cover was evaluated by using HELP code. For the long-term monitoring of the soil moisture content and matric potential, TDR probes and tensiometers will be installed in 6 test cells. Each test cell is dimensioned 3$\times$3$\times$3.3m.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.19-19
• /
• 2019

토양수분은 지표수가 증발, 유출, 침투되는 과정에 중요한 역할을 하는 수문 인자로, 수문학적인 관점에서 물 순환을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 그럼에도 불구하고 토양 내 수분을 측정하는 데 어려움이 많아 국내에서는 토양수분의 지속적인 관측을 위한 관측소 운영이 원활하게 이루어지지 않고 있으며, 주로 유전율식 계측 방식을 통해 지점 기반의 토양수분 자료를 생산하는데 그치고 있다. 최근 발사된 토양수분 위성인 SMAP (Soil Moisture Active Passive)을 비롯한 위성기반의 토양수분 자료와 융합하여 사용하기 위해서는 지점에서의 토양수분 네트워크가 우선적으로 구축되어야 하나, 관측소의 수도 부족할 뿐 아니라, 지형이 복잡하고 산지가 많은 한반도에서는 점 단위의 토양수분 자료의 공간적 대표성이 부족하여 활용에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 운영중인 지점 기반의 토양수분 관측소의 FDR (Frequency Domain Reflectometry), TDR (Time Domain Reflectometry) 센서를 함께 활용하여 산악지형에서의 Cosmic-ray 기반 토양수분자료를 생산하고자 한다. 산악지형에서의 Cosmic-ray 센서는 토양 유기물과 식생 차단 등에 의한 영향이 많으므로 평지에서 토양수분을 산정하기 위한 교정 함수들의 비교 및 평가를 실시하였다. 일반적으로 평지에서 활용되는 교정 함수들은 강우에 따른 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있는 것으로 확인되었으나, 갑작스러운 강우로 인한 식생 차단과 토양 유기물의 영향이 커지는 경우 토양수분의 급격한 변동성을 표현하기에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구를 기반으로 산악지형에서 Cosmic-ray 센서에 영향을 미치는 인자들을 분석할 수 있으며, 추후 산악지형에서 지역 규모의 토양수분을 관측할 수 있는 관측소를 구축하는데 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.433-433
• /
• 2023

토양수분은 물 순환의 필수적인 요소로써 수문순환 및 기상 현상에 큰 영향을 미친다. 현재 우리나라에서는 토양수분 자료구축을 위해 Frequency Domain Reflectometry (FDR), Time Domain Reflectometry (TDR) 센서를 활용하여 지점 단위 토양수분 자료를 생산하고 있다. 그러나 한반도는 도서, 산간 지역이 다수 분포하고 있어, 지점관측 센서만으로 공간 대표성을 갖는 토양수분 자료를 산출하기 어렵다. 이에, 광범위한 지역을 장기간 모니터링 할 수 있는 원격탐사 기법을 활용하여, Advanced SCATterometer (ASCAT), Soil Moisture Active and Passive (SMAP) 등의 공간 단위 토양수분 자료의 적용성이 평가되고 있다. 하지만, 공간 토양수분 자료의 검증을 위해 필수적인 지점 토양수분 자료가 구축되지 않은 미계측지역이 다수 존재하며, 한반도와 같이 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역에서는 계측지역에서의 활용성 평가 결과가 미계측지역에서도 유사하게 나타난다고 가정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는, 미계측지역의 공간 토양수분 자료를 산출하고자 계측지역에서 SM2RAIN 알고리즘으로 산출된 강수량 자료와 위성 산출 자료 그리고 지점관측 자료의 관계성을 분석했다. SM2RAIN 알고리즘의 입력자료는 Advanced SCATterometer (ASCAT) 토양수분 자료를 활용했다. ASCAT 토양수분 자료와 SM2RAIN 강수 자료의 검증을 위해 기상청에서 제공하는 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 토양수분 자료, Automatic Weather System (AWS) 강수량 자료와 Global Precipitation Measurement (GPM) 강수 자료를 활용하였다. 전반적으로 ASCAT 토양수분을 통해 산출한 SM2RAIN 강수량의 추정과GPM 강수량이 유의미한 상관성이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 추후 Downscaling 기법과 연계하여 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역의 토양수분 추정이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.299-299
• /
• 2023

토양수분(soil moisture)은 수문인자의 하나로서 토양 내에 함유된 물의 양을 의미하며, 그 총량은 미미하지만 대기와 지표면 사이에서 일어나는 복잡한 물순환과 에너지 교환을 이해하는데 있어 필수적이다. 현재 국내에서는 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」(이하 수자원법)에 근거해 토양수분량 관측이 이루어지고 있으며, 수자원 분야의 한국수자원조사기술원 외에도 농업, 임업 분야에서도 다양한 기관에서 지상관측소를 구축해 토양수분량을 측정하고 있다. 국내 지상관측소에서는 주로 지점규모(point scale)로 토양수분량을 관측하는 장비가 사용되고 있으며, 유전율식 장비인 TDR(Time Domain Reflectometry), FDR(Frequency Domain Reflectometry)이나 토양수분장력을 측정하는 장력계(Tensiometer)가 널리 쓰이고 있다. 수자원분야에서는 토양 내 수분의 양을 직관적으로 확인할 수 있는 유전율식 장비가 대중적으로 사용되고 있으며, 최근에는 우주선(Cosmic-Ray)으로부터 발생하는 고속중성자(Fast Neutron)를 통해 중규모 면단위(field scale) 토양수분량을 관측하는 장비인 CRNP(Cosmic-Ray Neutron Probe)에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 이러한 장비는 주로 야외에 설치해 운영하고 있기 때문에 장비 훼손이나 전원공급의 어려움으로 결측이나 오측이 발생할 수 있다. 토양수분량 시계열자료의 결측이나 오측이 일반적인 감쇄기에 발생했다면 선형보간법으로도 간단히 보간할 수 있지만, 강우에 의한 상승기에 발생했다면 해당 강우사상에서의 토양수분량의 상한치를 알기 어려워 결측보간에 어려움이 있다. 본 연구에서는 토양수분량 시계열자료의 강우기간 결측을 보간하는 방법으로 누적분포함수 역변환 샘플링방법을 선택하였다. 연구에는 음성군(차곡리) 토양수분량 관측소 2021년 자료가 사용되었으며, 관측소 56개 지점 중 임의의 지점에 결측구간을 생성한 뒤 해당 지점과의 상관계수가 높은 지점의 누적분포함수를 이용해 역변환 샘플링 방식으로 임의 지점의 결측을 보간하고 그 결과를 기존값과 비교해 보간 방법의 정확도를 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.825-830
• /
• 2007

사면에서 발생되는 강우유출과정에 기여하는 대공극의 영향은 그 중요성에도 불구하고 잘 알려져 있지 않다. 특히 대공극의 공간적분포특상에 대한 현장측정은 이뤄지지 않았다. 본 연구의 실험지역은 경기도 포천시 광릉수목원에 있는 작은 소유역이다. 이 지역의 정밀한 측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 얻었다. 이 수치고도모형을 바탕으로 수치지형분석을 통해 흐름선을 파악하여 총 20지점을 선정하였다. 각 지점에서의 대공극을 통한 수직적인 유동들은 장력침투계를 사용하여 지표면아래 깊이 10cm에서 측정하였다. 공간적 토양의 특성분포를 파악하기 위해 각 지점에서의 체적밀도와 점토함량을 조사하였다. 토양수분의 공간적 분포 특성은 TDR(Time Domain Reflectometry)방식인 TRASE를 이용하여 토양수분 값을 얻었다. 이러한 다양한 공간적 특성들은 대공극발달의 공간적 분포특성을 파악하는 중요자료가 된다. 소유역을 크게 기여사면 면적을 기준으로 상부, 중부, 하부로 나누어 대공극의 유효 공극율과 대공극흐름율을 계산하였다. 상부에서의 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 각각 4.3%, 42.1%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 각각 45.0%, 26.6%이다. 중부에서는 유효 대공극율의 평균값과 변동계수는 6.8%, 37.3%이고, 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 56.2%, 14.4% 이다. 그리고 하부에서의 유효공극율의 평균값과 변동계수는 12.5%, 58.3% 이고 대공극흐름율의 평균값과 변동계수는 64.5%, 24%이다. 이는 유효 대공극율과 대공극흐름율의 비율은 기여사면 면적이 증가할수록 증가하였다. 이는 대공극을 통한 물 이송 능력이 원두부로 갈수록 증가한다는 것을 보여주고 있다.e, taurine, methionine, phenylalanine은 함량(含量)이 적었다. 5. 일건(日乾)중 총유리아미노산의 변화(變化)는 생시료(生試料)의 경우 2,041.2 mg%였으나 1일(日) 건조(乾燥) 후는 1,784.0 mg%로 감소(減少)하다가 그 이후 계속 증가(增加)하여 20일(日) 건조(乾燥) 후는 5,277.0 mg%였다. 6. 일건(日乾)중 leucine, isoleucine, valine은 대체로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내었으나 aspartic acid, proline, taurine은 대체로 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내었다. 436.59mg%로 가장 많았고 군유산(軍有山) 차엽(茶葉)이 146.94mg%로 가장 적었으며 일반차엽(一般茶葉)의 평균치(平均値)는 264.59mg%, 용장(龍欌) 차엽(茶葉)이 223.10mg%, Yabukita 차엽(茶葉)이 256.49mg%였다. 7) 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)할 때 용장(龍欌) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質) 뿐만 아니라, 성분(成分)도 다르므로 품종(品種)이 다른 수종(樹種)으로 추정(推定)되며 와운(臥雲) 차엽(茶葉)은 일반차엽(一般茶葉)과 형질(形質)은 다르나 성분상(成分上)의 비슷한 점으로 보아 동일계통(同一系統)의 변이(變異)된 대엽종(大葉種)으로 추정(推定)된다.5(${\pm}0.77$0.77) % 의 오차로 크게 감소하였다. 결론: 방사선이 통과하는 경로에 불균질조직인 폐가 존재할 경우에도 불균질조직에 대하여 조직의 밀도를 이용하여 보정하는 방법을 사용하여 투과선량으로부터 종양선량을 계산할 수 있음을 알 수 있었다.X>로 평균$43.26{\m

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.39 no.12
• /
• pp.115-125
• /
• 2023

In this study, we evaluated the behavior of frozen soil using an electrical resistivity survey method-a nondestructive technique-and examined its characteristics through field experiments. Frozen soil was artificially prepared by injecting fluid to accelerate the freezing process, and naturally frozen soil was selected in a nearby area for comparison. A dynamic cone penetration test (DCPT) was performed to compare the reliability of the electrical resistivity survey, and time-domain reflectometry surveys were performed to assess the moisture content of the ground. Field experiments were conducted in February-when the atmosphere temperature was below freezing-and May-when the temperature was above freezing. This temperature-compensated method was used to determine reliability because the behavior of frozen soil depends on the underlying temperature. In the resistivity survey method, a section of high electrical resistivity was observed under freezing conditions due to the frozen water and converted into porosity. The converted porosity was compared with the porosity inferred from the DCPT, and the results showed that the measured electrical resistivity was valid.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.107-116
• /
• 2020

In this data paper, we share the dataset obtained during 2019 from the test-bed to develop soil moisture estimation technology for upland fields, which was built in Seosan and Taean, South Korea on May 3. T his dataset includes various eco-hydro-meteorological variables such as soil moisture, evapotranspiration, precipitation, radiation, temperature, humidity, and vegetation indices from the test-bed nearby the Automated Agricultural Observing System (AAOS) in Seosan operated by the Korea Meteorological Administration. T here are three remarkable points of the dataset: (1) It can be utilized to develop and evaluate spatial scaling technology of soil moisture because the areal measurement with wide spatial representativeness using a COSMIC-ray neutron sensor as well as the point measurement using frequency/time domain reflectometry (FDR/TDR) sensors were conducted simultaneously, (2) it can be used to enhance understanding of how soil moisture and crop growth interact with each other because crop growth was also monitored using the Smart Surface Sensing System (4S), and (3) it is possible to evaluate the surface water balance by measuring evapotranspiration using an eddy covariance system.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.32 no.6
• /
• pp.741-749
• /
• 1999

This study is to develop a method of measuring the soil water concentration by using TDR, which is based on the relationships between the bulk soil electrical conductivity of soil and the reflected wave of TDR. The proposed monitoring method is combined with two important relationships. One is that between the bulk soil electrical conductivity and the solute concentration, which is known to be linear at a constant volumetric soil water content and the other is that between the relative bulk soil electrical conductivity and the water content at a constant concentration. Some formulas have been proposed to solve the second relationship, but a new formula and the critical water content are proposed to improve the accuracy of measurement. This proposed formula estimates the relative bulk soil electrical conductivity for water contents which is divided to two regions, linear and nonlinear, by the critical water content. As the result of the comparison with other formulas, the proposed formula is proved to be superior to other formulas and to be an available method to apply to the unsaturated transient solute transport.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.32 no.6
• /
• pp.751-762
• /
• 1999

In this study, a 1-D laboratory experiment was conducted to investigate the characteristics of transient unsaturated solute transport by using two kinds of soils of which properties were known by test. Especially the TDR method which is proposed in this study was used to measure water content and solute concentration. As results, in the transient flow, the wetting front moves down rapidly, and the distribution of solute concentration near the wetting front showed the similar type of the water content distribution(semi-bell type). A numerical model HYDRUS was used to compare with the experimental results. Numerical results for the water movement are similar to experimental result. However, numerical results of the distribution of solute concentration are more scattered than experimental results. It means that measured dispersivity, numerical dispersion, adsorption coefficient, and soil sample size etc. should be considered in order to determine the dispersivity used in the numerical model. The present measuring method was proved to be superior to other formula and to be an available method to apply to solute transport test. The measuring error of the developed method is estimated smaller than 10% while water content is larger than 0.15.