• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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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.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.60 no.2
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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.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.35 no.6
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• pp.361-371
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• 2002

Multifunctionality of agriculture has been an important international issue in terms of environmental benefits and public concerns. We calculated soil loss mass in national basis using the USLE, and attempted to evaluate its economical benefits by replacement cost method. Soil loss mass ranged from 1.4 to $18MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ was fairly fitted to measured values for 13 cropping systems. In national basis, the factors in USLE were evaluated as: 429.4 for rainfall and runoff factor. R, 0.15 for soil erodibility factor, K, 1.72 for topographic factor, LS, 0.275 for cover and management factor, C, and 0.856 for support practice factor, P. The soil loss estimated from upland farming using the USLE was $26.1MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, but soil loss from the bare soil was $110.8MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, the ratio of soil loss from upland farming to bare soil was 23 percents. Function of reducing soil loss in comparison with the bare soil was $84.7MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, of which national soil loss mass was 62.6 million MT per annum in south Korea. Agriculture economic replacement cost of soil loss reduction was 497 billion Wons(398 million dollars) for the cost of upland soil dressing. For conservational purposes to increase the environmental benefits of upland farming, the agricultural practice including contour, strip cropping, terracing and division ditches should be implemented.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.3
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• pp.317-328
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• 2012

The objects of this study are to perform appropriateness analysis of USLE(universal soil loss equation) model and to accumulate the data measured in field. The basin area of Bongdong station is $342.27km^2$. This study simulated sediment outflows in the basin and performed a comparative analysis of simulated outputs with actual measurement values. Also annual rainfall was used to calculate rainfall-runoff erosivity factor which can influence soil erosion. The calculation of annual average soil erosion was made by soil erosion maps. The maps with a resolution of ($30m{\times}30m$) were created by multiplication of factors(R, LS, K, C, P) from ArcView Map Calculator. In this paper, it was shown that soil erosion was not occur in the most of basin.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.39 no.3
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• pp.173-183
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• 2006

Purpose of this study was to estimate of soil erosion, which is related with crop productivity and water quality in watershed, in Seonakdong river watershed using USLE. The data set for USLE estimation were derived from detailed digital map(K factor), satellite imagery(C and P factors) and DEM(LS factor). The R factor was calculated by AWS data from Kimhae agricultural technology center. The soil loss from arable land was equivalent of 31.5% of total soil loss in Seonakdong river watershed. The soil loss amount of paddy field and upland were 2.8% and 97.2% of arable land, respectively, even in the area where paddy field was occupied much largely as 76.3%. The reason of large amount of soil loss from upland was that 30.4% of upland was distributed at "severe" and "very severe" soil erosion grade in watershed. The distribution of soil erosion grade during cropping season(May-Sept.) was similar to the annual soil loss. Soil erosion of non-cropping season(Oct.-Apr.) was small due to a low R factor. But, soil erosion grade of near mountain footslope areas showed severe and very severe even in non-cropping season.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.2
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• pp.163-172
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• 2019

The USLE P factor is a factor that varies depending on how croplands are managed and cultivated. Previous studies tend to overestimate the amount of soil loss because the factor was estimated from the slope of the watershed rather than the estimate of each cultivated land. In addition, the accuracy of estimating the soil loss is decreasing due to the fact that the factor is calculated without considering various conditions of cultivated land defined by Wishmeier and Smith. In order to overcome these problems, the Ministry of Environment (MOE) has proposed to establish the topsoil notification and calculate the P factor according to the cultivation methods (e.g., tillage system, support practice). However, it is required to apply the conditions proposed in the United States to domestic circumstances as it is causing uncertainties. Thus, this study selected the watersheds where soil loss was serious (Haean, Jaun, Banbyeoncheon), measured the actual slopes and slope lengths, and examined the crop, tillage systems, and support practice for each cultivated land. The P factors were recalculated considering the actual conditions of cultivated land and compared to the factors proposed by the previous studies (MOE). As the result of the study, the P factors calculated based on the previous studies were 0.8 ~ 1.0 in three watersheds. On the other hand, it is confirmed that there is a significant difference between the factors notified by MOE and estimated by reflecting the topography and cultivation methods in this study. Therefore, it is considered that the research for developing the cultivation conditions to calculate the P factor suitable for the domestic environment should be continuously carried out.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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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.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.37 no.4
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• pp.199-206
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• 2004

Factors of universal soil loss equation, USLE, and its revised version, RUSLE for Korean soils were reevaluated to estimate the national scale of soil loss based on digital soil maps. Rainfall erosivity factor, R, of 158 locations of cities and counties were spacially interpolated by the inverse distance weight method. Soil erodibility factor, K, of 1321 soil phases of 390 soil series were calculated using the data of soil survey and agri-environmental quality monitoring. Topographic factor, LS, was estimated using soil map of 1:25,000 scale with soil phase and land use type. Cover management factor, C, of major crops and support practice factor, P, were summarized by analyzing the data of lysimeter and field experiments for 27 years (1975-2001) in the National Institute of Agricultural Science and Technology. R factor varied between 2322 and 6408 MJ mm $ha^{-1}$ $yr^{-1}$ $hr^{-1}$ and the average value was 4276 MJ mm $ha^{-1}$ $yr^{-1}$ $hr^{-1}$. The average K value was evaluated as 0.027 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$. The highest K factor was found in paddy rice fields, 0.034 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$, and K factors in upland fields, grassland, and forest were 0.026, 0.019, and 0.020 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$, respectively. C factors of upland crops ranged from 0.06 to 0.45 and that of grassland was 0.003. P factor varied between 0.01 and 0.85.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.57 no.5
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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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.