• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.399-399
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• 2016

현대 인류는 비약적인 경제성장으로 인하여 급격한 도시화와 산업화를 이루었다. 하지만 이러한 성장을 위해 수반되는 자원개발 및 생활환경조성으로 인한 토지개발이 진행되어 많은 양의 토양이 유실되고 있다. 토양유실을 관리하기 위해서는 모니터링을 통해 관리하는 방법과 모형을 통해 유실되는 토양의 양을 산정하여 관리방안을 제시하는 방법이 있다. 현재 전 세계적으로 사용되고 있는 범용토양유실량 산정공식(USLE)은 사용상의 편리성과 연간 토양유실량을 산정할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라 국내의 환경부에서는 USLE 공식을 적용한 '표토 침식 현황에 관한 고시'를 제정하여 유실되는 표토를 관리하고 있다. 하지만 USLE 공식을 구성하고 있는 인자 중 P factor는 경사도만을 고려하여 인자 값을 제시하고 있으며, 밭에 적용된 관리방법과 작물, 경운방법 등을 고려하지 않아 방법에 차이에 따른 발생되는 토양유실량에 차이가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 고려하여 경작지의 경사도와 적용된 관리방안을 복합적으로 고려한 P factor 선정 체계가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 실제 경작지 조사를 통해 경작지 별 관리방안과 경사도를 고려한 P factor를 제안하고자 한다. 관리방안과 경사도를 복합적으로 고려한 P factor를 제안하기 위해 선정된 유역은 강원도 양구군 해안면 유역과 자운리 유역, 안동시 임동면 반변천 상류 유역을 선정하여 위치하고 있는 밭에 대한 현장조사를 진행하였다. 조사항목은 경작지의 경사도, 재배작물, 관리방법, 경운방법 등을 조사하였으며, 이를 바탕으로 경사도와 관리방법을 복합적으로 고려한 P factor를 재산정 하였다. P factor를 재산정한 결과 대상 유역 내 밭에 적용된 관리방법과 경운방법, 재배작물의 차이로 인해 상이한 값이 산정되었다. 또한 기존 P factor와 재산정된 P factor를 사용하여 산정한 토양유실량의 차이가 약 17%정도 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 재산정된 P factor는 토양유실에 직간접적으로 관여하는 조건들을 복합적으로 고려한 P factor로써 정확한 토양유실량을 산정하는데 기여할 것으로 판단되며, 본 연구를 바탕으로 전국단위 USLE P factor를 산정을 위한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권2호
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• pp.37-44
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• 2018

Universal soil loss equation (USLE) had been employed to estimate potential soil loss since it was developed from the statewide data measured and collected in the United States. The equation had an origin in average annual soil loss estimation though, it was modified or improved to provide better opportunities of soil loss estimation outside the United States. The equation has five factors, most studies modifying them to adapt regional status were focused on rainfall erosivity factor and cover management factor. While the conservation practice factor (USLE P factor) is to represent distinct features in agricultural fields, it is challenging to find studies regarding the factor improvements. Moreover, the factor is typically defined using slopes. The factor defining approach was suggested in the study, the approach is a step-by-step method allowing USLE P factor definition with given condition. The minimum condition is slope and field location to provide an opportunity for using in any GIS software and to reflect regionally distinct features. If watershed location, slope, crop type, and mulching type on furrows are given, detailed definition of the factors are possible. The approach was developed from field survey in South-Korea, it is expected to be used for potential soil loss using USLE in South-Korea.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권6호
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• pp.361-371
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• 2002

밭농사에 다원적기능중의 하나로 알려져 있는 토양유실저감기능에 대하여 기존에 보고된 결과를 수정 보완하였으며, 그 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 우리나라 밭농사의 토양유실량을 USLE모형을 이용하여 계산하였으며, 각 인자별 값은 다음과 같다. 강우인자(R)값은 429.4, 토양침식성인자(K)값은 0.15, 지형인자(LS)값은 1.72, 작물인자(C)값은 0.275, 토양관리인자(P)값은 0.856이었다. 2. USLE모형에 의한 우리나라 밭농사의 토양유실량은 ha당 연간 26.1톤이었으나, 나지토양의 경우에는 ha당 연간 110.8톤으로서 밭농사에 의한 토양유실량은 나지에 비하여 23% 수준이었으며, 연간 밭농사는 나지토양에 비하여 84.7톤의 토양유실량 저감기능이 있었다. 이것을 밭면적전체로는 연간 62,650천톤에 해당되었다. 3. 밭농사에 의한 토양유실저감량을 객토단가로 환산할 경우 연간 4,974억원에 해당하였다. 4. 토양유실 세부모형중 LS값이 1.72로 매우 높았는데, 밭농사의 공익기능을 제고하기 위해서는 등고선, 대상재배 등 농경적인 접근과 계단전 등의 전환 등 농토목적인 접근방식이 필요하다고 생각된다.

• 한국습지학회지
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• 제14권3호
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• pp.317-328
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• 2012

본 연구의 목적은 범용토양유실예측공식을 활용하여 모형의 적정성을 분석하고, 그 자료를 축적하는데 있다. 봉동 수위관측소의 유역면적은 $342.27km^2$이며, 유역에서의 유사유출량을 모의하고 이를 실측치와의 비교 분석하였다. 또한 토양침식량 산정에 있어 가장 큰 영향을 미치는 강우침식인자를 산정하기 위해 연도별 강우사상을 활용하였고, 연평균토양침식량 산정을 위해 공간적인 분포를 나타낼 수 있는 격자기반의 토양침식도를 생성하여 산정하였다. 토양침식도($30m{\times}30m$)는 강우침식인자(R), 지형인자(LS), 토양침식인자(K), 식생피복인자(C), 침식조절인자(P)를 ArcView Map Calculator에서 각각의 인자들을 곱하여 생성하였다. 그 결과 대부분의 유역에서 토양침식이 이루어지지 않음을 확인할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권3호
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• pp.173-183
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• 2006

서낙동강 유역에서 USLE모형을 이용하여 농경지의 작물생산량 및 농업용수 수질과 관련 있는 농경지의 토양침식량을 평가하였다. 모형인자의 data set은 구축에 드는 노력과 시간의 소모를 최소화하고자 정밀토양도, 인공위성 영상 및 DEM자료로부터 RS와 GIS를 이용하여 구축하였는데, 토양상별 K 인자를 정밀토양도에 적용하여 주제도를 작성하고, 인공위성 영상(Landsat TM)으로부터 토지 피복도를 작성하여 C 및 P 인자의 주제도를 작성하였으며, DEM으로부터 LS 인자 주제도를 작성하였다. R인자는 서낙동강 유역 내에 위치하는 김해농업기술센터의 AWS 자료를 이용하여 계산하였다. 농경지발생 토양침식량은 유역전체 발생량의 31.5%였고, 농경지 토양유실량의 97.5%는 밭토양에서 일어나는 것으로 나타났다. 이는 서낙동강 유역이 삼각주평야지대로 경사가 거의 없으나 밭토양의 30.4%는 severe 및 very severe의 침식정도에 분포하였기 때문이다. 또한 식생의 토지 피복 상태 및 강우량의 정도에 따라 작물재배기(5월~9월)와 비재배기(10월~4월)로 나누어 토양침식량을 평가한 결과, 작물재배기는 연간 토양유실위험도와 유사한 경향이었고, 작물비재배포기는 R 값이 작물재포기의 약 1/5에 불과하였음에도 산과 인접한 경사지 밭토양의 일부는 severe 및 very severe의 토양침식 등급을 나타내어서 토양침식 관리에 주의가 필요하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권2호
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• pp.163-172
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• 2019

본 연구는 토양유실량 산정을 위해 사용되는 USLE P factor 선정의 문제점 확인 및 개선방향 제시에 대한 연구이다. USLE P factor는 경작지를 어떻게 관리하여 사용하느냐에 따라 그 값이 달라지는 계수이다. 하지만 기존 연구들은 경작지 상황에 따른 선정이 아닌 유역의 경사도에 대한 P factor를 선정함에 따라 토양유실량이 과다 산정되는 경향이 있다. 뿐만 아니라 처음에 이 식은 제안한 Wishmeier와 Smith에 의해 정의된 다양한 조건들에 부합되지 않게 인자를 선정하고 있어 토양유실량 산정에 대한 정확성이 떨어지고 있다. 이에 환경부에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 표토관련고시를 제정하고 이에 따른 P factor를 선정하도록 제안하고 있다. 하지만 미국에서 제안된 조건을 그대로 국내 사정에 적용하도록 되어 있어 많은 문제점을 야기하고 있다. 이에 본 연구에서는 실제 토양유실이 심각하게 이루어지고 있는 유역(양구 해안면 유역, 홍천 내면 자운리 유역, 안동 임하면 반변천 상류유역)을 선정하여 경사장과 경사도를 측정하고 각 필지에 적용된 관리방법과 경운방법을 조사하여 각 조건들에 적용한 후 고시에 의거하여 제시된 조건을 통해 선정된 인자와의 비교를 통해 고시의 문제점을 확인하였고, 문헌연구를 통한 새로운 조건에 대입하여 새로운 인자들을 선정하였다. 연구 결과, 환경부에서 제시한 표토관련고시에 의거하여 선정된 P factor의 경우 대상 유역 3곳에서 0.8~1.0사이의 값을 제시하고 있었다. 하지만 처음 제안된 조건들을 대입하여 P factor를 선정해본 결과 각 경사도 및 경사장 조건에 부합하여 선정된 값은 고시를 통해 선정된 값과는 차이가 있음을 확인하였다. 이를 통해 국내 환경에 적합한 P factor를 선정하기 위한 조건을 개발하기 위한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.515-515
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• 2015

토양유실량을 산정하기 위한 모델로 Universsal Soil Loss Equation(USLE)가 전 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. USLE 모형은 농경지에서 면상침식(Sheet erosion)과 세류침식(Rill erosion)을 모의할 수 있는 시험포단위 모형(Field-scale)으로 농경지에서 유실된 토양이 하류 하천으로 얼마나 흘러 들어가 하류 수계의 탁수발생과 이에 따른 수질악화에 얼마나 기여하는지, 즉, 유역단위의 토양유실량을 평가하는데 이용될 수 없다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) ArcView 시스템이 개발되어 사용되고 있다. SATEEC ArcView 시스템은 USLE모형의 입력자료와 DEM만으로 유역면적에 따른 유달률을 산정하여 유역에서 유실된 토양이 얼마만큼 하류로 유달되는지를 모의할 수 있으며, 유역 경사도에 의한 유달률도 산정할 수 있어 지형적인 특성을 좀 더 다양하게 분석 할 수 있게 개발 되었다. 그러나 ArcView는 출시한지 오래되어 사용자가 많지 않고, 프로그램상의 오류가 많고, 대용량의 데이터 처리가 가능한 64비트 운영체제에서는 설치가 불가능한 단점이 있다. 또한, ArcView의 프로그래밍 언어인 Avenue는 클래스를 정의한다거나 상속을 한다거나 하는 문법을 제공하지 않기 때문에 객체지향 언어로 보기에는 부족하다고 할 수 있다. 또한, 최근의 ArcGIS 기반의 많은 모델들이 서로 연계하여 사용하고 있으나, Avenue는 기타 다른 프로그래밍 언어와 연계하여 사용하기가 쉽지 않은 단점이 있다. 그러나 최근 ArcGIS 버전들의 프로그래밍 언어인 Python은 간결하고 확장성이 좋으며, 다른 언어와의 연계가 쉽다. 또한, ArcGIS 10.x버전부터 제공되는 arcpy 모듈은 사용자와의 접근성이 매우 향상되었다. 따라서 SATEEC ArcView 버전을 ArcGIS 10.1 기반의 Python 으로 재개발하여 기존의 불편한 접근성과 대용량 데이터의 처리가 불가능했던 부분을 개선하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권4호
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• pp.199-206
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• 2004

국가 전체의 토양유실량을 산정하기 위하여 범용토양유실예측공식 (USLE)과 개정 범용토양유실예측공식(RUSLE)의 각 인자를 재평가하였다. 정 외 (198,B)과 박 외 (2000)의 연구결과를 거리역산가중치법으로 계산하여 전국 150개 시군의 강우유출인자 (R)를 평가하였고, 한국토양총설 (1992), Taxonomical Classification of Korean Soils (2000), 농업환경변동조사사업 보고서 (2003)에 수록되어 있는 정보를 이용하여 390개 토양통, 1321개 토양상에 대한 토양침식성인자 (K)를 산출하였다. 지형인자 (LS)는 1 25,000 토양도를 이용하여 경사도, 경사장, 토지이용에 따른 대표 값을 산정하였으며 식생피복인자 (C)와 침식조절인자 (P)는 지난 27년간 농업과학기술원 토양보전분야의 연구결과를 종합하여 정리하였다 강우유출인자는 시군에 따라 2322-6408 MJ mm $ha^{-1}$ $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었으며 전체평균은 4276 MJ mm ha $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었다. 우리나라의 평균 토양침식성인자는 0.027 MT $r^{-1}$ $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었으며 강 상류 및 내륙에 위치한 충북. 경북, 강원 등에서 낮았고, 경기, 충남, 전남등에서 높았다 토지이용별로 보면 논이 0.034 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$로 가장 컸고 밭, 임지, 초지가 각각 0.026, 0.019, 0.020 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었다. 밭의 작물인자는 0.06-0.45였으며 초지는 0.003이었다. 침식조절인자는 토양보전농법에 따라 0.01-0.85로 평가되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.123-128
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• 2015

This study conducted a series of field experiments using soil conditioners, Polyacrylamide(PAM) and gypsum, to evaluate their effects in reducing sediment loss and surface runoff. In addition, the correction factors (K-alpha) for the erodibility factor (K) were determined to reflect the effects of PAM and PAM+gypsum in applying the USLE equation. Experimental erosion plots individually sized $10m^2$ (5 m long, 2 m wide and 1 m deep) have different slopes (10, 20 and 30%). Erosion plots were prepared for one control (C; no PAM and gypsum) and two treatments (P; PAM 20 kg/ha, PG; PAM 20 kg/ha+gypsum 3,000 kg/ha). The amounts of soil eroded and runoff were continuously monitored from July $1^{st}$ to Oct. $31^{st}$ in 2010 and compared to each other. The amount of sediment loss from a control plot was 399.2 ton/ha and the relative reduction of sediment loss were 11.4% and 33.4% for PAM-treated and PAM+gypsum treated plots, respectively. This study also determined the K-alpha factors in the USLE equation to account for the erosion control effectiveness of PAM and gypsum application. The K-alpha factors were calculated as 0.92 for PAM-treated plot and 0.69 for PAM+gypsum-treated plot. The findings of this study revealed that soil conditioners (PAM and gypsum) could play a significant role in controlling soil erosion. In addition, the modified USLE equation using the K-alpha could provide valuable information to make better decision on establishment of best management practice for soil erosion control in agriculture.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1457-1460
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• 2010

최근 기후변화로 인해 태풍 등과 같은 집중성 강우가 많이 발생하고 있고, 강우시 유출 등으로 인한 유역내 발생하는 토양침식으로 인해 유역의 하천을 비롯하여 유출구에서의 탁수 및 유사 발생 문제는 우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 환경문제로 대두되고 있다. 강우시 유역에서 발생하는 이러한 탁수문제를 효과적으로 해결하기 위하여 여러 최적관리기법 (Best Management Practices, BMPs) 들이 제안되어왔다. 본 연구의 목적은 볏짚매트 사용으로 인한 토양유실 저감 실측자료를 바탕으로 볏짚매트를 다양한 경사지 밭에 적용하였을 경우 유역에서의 토양유실 저감효과를 평가하기 위한 모델링 기법을 개발하는데 있다. 볏짚 매트의 효과를 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형으로 모의하기 위해서는 볏짚매트의 효과를 모형에서 반영할 수 있는 인자를 선택하여 최적의 인자값을 산정해야 한다. 본 연구에서는 유사 저감 효과 실험 결과를 VFSMOD-W 모형을 이용하여 USLE P 인자값을 도출하였으며, 경사도에 따른 USLE-P 값을 산정하여, SWAT 모형에 입력자료로 사용하였다. 분포형 모형과는 달리 준분포형 모형인 SWAT 모형은 소유역내 수문학적 반응단위별로 유출, 유사, 그리고 비점오염 발생을 평가하는데 이때 Hydrologic Response Unit (HRU)의 지형정보가 활용된다. 이 지형정보는 SWAT 유사 평가시 매우 민감한 변수중의 하나이기 때문에 유역 단위 유사 평가시 정확한 지형자료의 입력이 요구된다. 그러나 SWAT 모형은 소유역내 HRU의 경사도 및 경사장을 직접 산정하지 않고, 소유역의 평균경사도를 기준으로 하여 산정된 경사도를 소유역내 모든 HRU에 동일하게 적용하는 단점이 있다. 본 연구에서는 준분포 모형인 SWAT 모형의 단점을 개선하기 위하여 SWAT Spatially Distributed (SD)-HRU를 적용하였다. 이를 통해 다양한 경사지 밭에서의 볏짚매트의 효과를 분석할 수 있게 되었다. 볏짚매트 미적용시 모의 기간내 유사량 총합은 74,954.42 ton 이고, 월평균 유사량은 814.72 ton 으로 산정되었고, 볏짚매트를 적용하였을 경우 모의 기간내 (2000년 1월 - 2007년 8월) 유사량 총합은 48,460.55 ton 이고, 월평균 유사량은 526.75 ton 으로 볏짚매트를 적용하지 않았을 때보다 약 35.35 % 저감된 값을 보였다. SD-HRU를 적용하고 각 농경지의 경사도에 따라 USLE P 값을 수정하여 볏짚매트에 의한 효과를 분석하였을 때, 볏짚매트를 적용하지 않았을 때 보다 볏짚매트를 적용하였을 때 모의 기간내 약 35% 정도의 유사량이 감소된 것을 알 수 있었다. 본 연구결과에서 보여주는 바와 같이 고랭지 지역에서의 영농활동 시 볏짚매트를 설치한다면 강우시 발생하는 토양유실을 효과적으로 저감시킬 수 있을 것이라 판단된다.