• 제목/요약/키워드: Universal Soil Loss Equation (USLE)

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월단위 토양유실가능추정치를 위한 지표피복인자의 산정 방안 연구 (A Study to Develop Monthly Cover Management Factor Database for Monthly Soil Loss Estimation)

  • 성윤수;정영훈;임경재;김종건;김기성;박승기;신민환;금동혁;박윤식
    • 한국농공학회논문집
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    • 제58권6호
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    • pp.23-30
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    • 2016
  • Soil loss is an accompanying phenomenon of hydrologic cycle in watersheds. Both rainfall drops and runoff lead to soil particle detachment, the detached soil particles are transported into streams by runoff. Here, a sediment-laden water problem can be issued if soil particles are severely detached and transported into stream in the watershed. There is a need to estimate or simulate soil erosion in watersheds so that an adequate plan to manage soil erosion can be established. Universal Soil Loss Equation (USLE), therefore, was developed and modified by many researchers for their watersheds, moreover the simple model, USLE, has been employed in many hydrologic models for soil erosion simulations. While the USLE has been applied even in South-Korea, the model is often regarded as being limited in applications for the watersheds in South-Korea since monthly conditions against soil erosion on soil surface are not capable to represent. Thus, the monthly USLE factors against soil erosion, soil erodibility and crop management factors, were established for four major watersheds, which are Daecheong-dam, Soyang-dam, Juam-dam, and Imha-dam watersheds. The monthly factors were established by recent fifteen years from 2000 to 2015. Five crops were selected for the monthly crop management factor establishments. Soil loss estimations with the modified factors were compared to conventional approach that is average annual estimations. The differences ranged from 9.3 % (Juam-dam watershed) to 28.1 % (Daecheong-dam watershed), since the conventional approaches were not capable of seasonally and regionally different conditions.

GIS와 USLE를 이용한 아산만 유입 유사량 추정 (Estimation of Sediment Yield to Asan Bay Using the USLE and GIS)

  • 김상민;박승우;강문성
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.1059-1068
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    • 2003
  • 본 연구는 아산만으로 유입되는 유사량을 추정하기 위하여 Landsat-5 TM 위성영상과 NGIS 수치자료를 이용하여 대상유역의 기본도와 USLE 주제도를 구축하고, 범용토양유실공식(USLE)을 이용하여 아산만 유역의 토양유실량을 추정하였다. 유사운송비와 포착률을 이용하여 아산만으로 유입되는 유사량을 추정하였으며, 이를 농업기반공사의 배수갑문 관리자료와 환경부의 담수호 부유물 측정자료로부터 구한 실측 유사량과 비교하였다. USLE와 유사운송비, 포착률을 이용해 추정된 값과 실측 유입유사량을 비교한 결과, 아산호의 경우 연평균 추정치는 5,665tonnes/yr, 실측치는 12,937tonnes/yr, 삽교호의 경우 추정치는 6,765tonnes/yr, 실측치는 12,395 tonnes/yr 으로 나타났다.

SATEEC 시스템을 이용한 면적/경사도에 의한 유달률 산정 방법에 따른 유사량 분석 (Analysis of Sediment Yields at Watershed Scale using Area/Slope-Based Sediment Delivery Ratio in SATEEC)

  • 박윤식;김종건;김남원;김기성;최중대;임경재
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.650-658
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    • 2007
  • The Universal Soil Loss Equation (USLE) has been used in over 100 countries to estimate potential long-term soil erosion from the field. However, the USLE estimated soil erosion cannot be used to estimate the sediment delivered to the stream networks. For an effective erosion control, it is necessary to compute sediment delivery ratio (SDR) for watershed and sediment yield at watershed outlet. Thus, the Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) was developed to compute the sediment yield at any point in watershed. In this study, the SATEEC was applied to the Sudong watershed, Chuncheon Gangwon to compare the sediment yield using area-based sediment delivery ratio (SDRA) and slope-based sediment delivery ratio (SDRS) at watershed outlet. The sediment yield using the SDRA by Vanoni, SYA and the sediment yield using the SDRS by Willams and Berndt, SYS were compared for the same sized watersheds. The 19 subwatersheds was 2.19 ha in size, the soil loss and sediment yield were estimated for each subwatershed. Average slope of main stream was about 0.86~3.17%. Soil loss and sediment yield using SDRA and SDRS were distinguished depending on topography, especially in steep and flat areas. The SDRA for all subwatersheds was 0.762, however the SDRS were estimated in the range of 0.553~0.999. The difference between SYA and SYS was -79.74~27.45%. Thus site specific slope-based SDR is more effective in sediment yield estimation than area-based SDR. However it is recommended that watershed characteristic need to be considered in estimating yield behaviors.

북한 지역의 월 강수량으로부터 토양 유실 예측 공식 적용을 위한 강수 인자 산출 (Estimation of R-factor for Universal Soil Loss Equation with Monthly Precipitation Data in North Korea)

  • 정영상;박철수;정필균;임정남;신제성
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.87-92
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    • 2002
  • 북한 지역은 산이 많고, 경사지 밭이 많아 토양 유실이 심하므로, 토지를 보호하는 것이 토양의 지력 유지에 중요하다. 토양 보전 대책 마련을 위해서는 각 지역의 토양 유실 가능량을 예측하는 것이 필요하다. 토양 유실 예측에 USLE가 광범위하게 적용된다. 북한 지역의 토양 유실 예측에 필요한 강수 인자8의 산출이 시도되었다. 북한 지역의 수집 가능한 75개소의 월 강수량 자료를 이용하였다. 월 강수량의 7, 8월 강수 집중도(X)로부터 지역 보정 인자를 산출하였다. 지역 보정 인자($U_{adj}$) 산출을 위한 기본식은 남한의 중북부 지역 20개소의 $EI_{30}$와 월강수량 자료로부터 얻어 낸 식 $$U_{adj}=4.095{\cdot}X-0.878(r=0.689^{**})$$ 을 적용하였다. 북한 지역의 강수량은 606-1,520mm이었으며, 7, 8월 집중도는 34.4%~53.8%이었다. 이에 따른 지역 보정 계수 $U_{adj}$는 0.53~1.33이었으며, 동해안과 산간 지방의 $U_{adj}$ 값이 서해안과 내륙 지방의 $U_{adj}$ 값보다 낮았다. 지역 보정 계수를 고려한 USLE의 강수 인자 $R_{adj}$는 107 ~ 493으로 평가되었으며, 이는 평균 259.6으로 남한의 평균 R 값 434.5보다 낮았다.

Spatially Distributed Model for Soil Loss Vulnerability Assessment in Mekong River Basin

  • Thuy, H.T.;Lee, Giha;Lee, Daeeop;Sophal, Try
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.188-188
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    • 2016
  • The Mekong which is one of the world's most significant rivers plays an extremely important role to South East Asia. Lying across six riparian countries including China, Myanmar, Thailand, Laos, Cambodia and Vietnam and being a greatly biological and ecological diversity of fishes, the river supports a huge population who living along Mekong Basin River. Therefore, much attention has been focused on the giant Mekong Basin River, particularly, the soil erosion and sedimentation problems which rise critical impacts on irrigation, agriculture, navigation, fisheries and aquatic ecosystem. In fact, there have been many methods to calculate these problems; however, in the case of Mekong, the available data have significant limitations because of large area (about 795 00 km2) and a failure by management agencies to analyze and publish of developing countries in Mekong Basin River. As a result, the Universal Soil Loss Equation (USLE) model in a GIS (Geographic Information System) framework was applied in this study. The USLE factors contain the rainfall erosivity, soil erodibility, slope length, steepness, crop management and conservation practices which are represented by raster layers in GIS environment. In the final step, these factors were multiplied together to estimate the soil erosion rate in the study area by using spatial analyst tool in the ArcGIS 10.2 software. The spatial distribution of soil loss result will be used to support river basin management to find the subtainable management practices by showing the position and amount of soil erosion and sediment load in the dangerous areas during the selected 56- year period from 1952 to 2007.

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새만금 담수호의 유사퇴적량 및 장래퇴적분포 추정 (Sediment Deposition and Future Spatial Distribution of Sediment in Saemangeum Freshwater Lake)

  • 이은정;조영경;김학관;박승우
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1581-1585
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    • 2006
  • 본 연구에서는 새만금 담수호로 유입되는 유사량과 담수호의 장래퇴적분포를 추정하였다. GIS(Geographic Information System)와 범용토양유실량식(Universal Soil Loss Equation; USLE)을 적용하여 새만금 담수호 상류유역에서 발생하는 토양유실량을 산정하고, 총유실량-유사운송비(sediment delivery ratio) 법을 이용하여 담수호로 유입되는 유사량을 추정하였다. USLE에 의한 총 유실량은 2,804 천ton/yr, 새만금 소유역별 평균 유사운송비는 12%, 담수호 유입유사량은 328 천ton/yr으로 추정되었다. 새만금 담수호의 유효저수량과 유입량에 의한 포착효율(trap efficiency)을 고려하여 담수호에 실제 퇴적되는 양을 추정하고 새만금 담수호의 표고별 장래퇴적분포는 Lara method (USBR method)을 이용하였다. 새만금 담수호의 유사퇴적량은 302 천ton/yr으로 산정되었으며, Lara method에 의한 추정결과 5년, 10년 후 각각 새만금 담수호의 내용적이 0.4%, 0.7% 감소하는 것으로 나타났다.

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관개용 저수지의 퇴사량과 포착효율의 추정 (Estimating Sediment Deposits and Trap Efficiencies for Irrigation Reservoirs)

  • 김진택;박승우
    • 물과 미래
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    • 제26권3호
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    • pp.63-74
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    • 1993
  • 관개용 저수지의 퇴사량 추정을 위해 총 유실량-유사운송비법을 적용하고 대상 저수지의 유사 포착효율을 추정하는 것이 본 논문의 목적이다. 관개용 저수지 20개를 선정하여 실측자료를 구하고 도양유실량식(Universal Soil Loss Equation, USLE)를 이용하여 저수지 유역의 연평균 토양유실량을 산정하였다. 총토양유실량은 경사지 토양유실량과 하도 유실량으로부터 정의되며 유사운송비를 적용하여 저수지 유입유사량을 정하였다. 저수지 포착효율을 적용한 추정 저수지 퇴사량과 특정 퇴사량자룔를 비교한 결과 대체로 양호한 결과를 나타내었다. 저수지 포착효율은 퇴사량의 유입토사에 대한 비로서 본 연구의 결과가 Brune값과 비교하여 20% 정도의 오차를 보였으며 이를 개선한 관개용 저수지 포착효율 추정식을 제안하였다.

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일강우를 고려한 SATEEC R모듈 개발 (Development of SATEEC R Module using Daily Rainfall Data)

  • 장춘화;류지철;강현우;금동혁;김영석;박화용;김기성;임경재
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.983-990
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    • 2011
  • Universal Soil Loss Equation (USLE) has been used to estimate potential long-term soil erosion in the fields. However, the USLE does not estimate sediment yield due to lack of module considering sediment delivery ratio (SDR) for watershed application. For that reason, the Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) system was developed and applied to compute the sediment yield at watershed scale. However, the R factor of current SATEEC Ver. 2.1 was estimated based on 5-day antecedent rainfall, it is not related with fundamental concept of R factor. To compute R factor accurately, the energy of rainfall strikes should be considered. In this study, the R module in the SATEEC system was enhanced using formulas of Williams, Foster, Cooley, CREAMS which could consider the energy of rainfall strikes. The enhanced SATEEC system ver. 2.2 was applied to the Imha watershed and monthly sediment yield was estimated. As a result of this study, the $R^2$ and NSE values are 0.591 and 0.573 for calibration period, and 0.927 and 0.911 for validation period, respectively. The results demonstrate the enhanced SATEEC System estimates the sediment yield suitably, and it could be used to establish the detailed environmental policy standard using USLE input dataset at watershed scale.

금강유역 토양 유실 분석을 위한 GIS응용연구 (GIS Technology for Soil Loss Analysis)

  • 김윤종;김원영;유일현;이석민;민경덕
    • Spatial Information Research
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    • 제2권2호
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    • pp.165-174
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    • 1994
  • GIS를 이용하여 토양 유실에 대한 환경영향 분석과 평가가 부여군의 금강유역을 대상으로 실시되었다. 수작업 계산으로 처리되고 있는 지금까지의 토양 유실량 산출방법은 토양 유실을 야기시키는 여러 자연환경 요소들의 정량적 분석과 또한 이러한 요소들의 복잡한 상관 관계들을 명쾌하게 규명하기에는 많은 어려움이 있다. 금번 연구에서 GIS의 활용은 이러한 환경분석 기술들을 변화시키고 자료들을 조직화할 뿐만 아니라, 기존의 분석과정들을 자동화시키는 이상의 변화를 가져오게 할 수 있었다. 연구지역에서 아주 경제적으로 생산된 최종 토양 유실 분석도는 여러 사용자들에게 GIS의 유용성과 활용성을 보여주는 계기를 제공하고 있다. 본 연구에서 도입된 토양 유실 공식(USLE)은 분수계내에서 실제 유실량 계산을 목적으로하고 있으나, 금번에 개발된 토양 유실 계수(Soil Loss Index)는 위으 공식 적용에 있어서 야기될 수 있는 자료들의 부정확성을 보완할 수 있음은 물론, 다른 분수계들에 대해서 상대적 토양 유실 분석에도 활용될 수 있다. 동시에 본 연구결과는 토사 유실에 따른 대책 수립에 커다란 기여가 예상되며, 지질 재해 예방에 적극 활용될 것이다. 앞으로 국내에서는 본 연구를 기초로 환경관리 분야에 대한 GIS 응용기술의 적극 개발과 환경분석 전문가 시스템 개발이 요구될 전망이다.

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SATEEC과 USPED를 이용한 토양 유실량 산정 및 우선관리 유역 선정 평가 (Estimation of Soil Erosion using SATEEC and USPED and Determination of Soil Erosion Hot Spot Watershed)

  • 서일규;박윤식;김남원;문종필;류지철;옥용식;김기성;임경재
    • 한국물환경학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.497-506
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    • 2010
  • Severe muddy water problem has been the hot issue in Korea. Because of increased nonpoint source pollutions at Kangwon province, best soil erosion management system is required to reduce inflow of nonpoint source pollutions into the waterbodies. The USLE-based SATEEC system have been developed and enhanced for soil erosion and sediment yield estimation. However, the SATEEC cannot estimate soil depositions depending on topography in the watershed, while the USPED estimates soil erosion and deposition using sediment transport capacity of the surface runoff. In this study, the SATEEC and USPED were used to determine soil erosion hot spot subbasins. For this, 54 subbasins were delineated. In general, soil erosion hot spot subbasins were identified similarly with SATEEC and USPED. However, depending on erosion and deposition patterns in each subbasin. USPED estimated soil erosion hot spot subbasins didn't match those estimated with SATEEC. For some subbasins, much deposition was expected than erosion. This indicates that SATEEC estimated soil erosion values may be overestimated for these subbasins. Thus, care should be taken when understanding soil erosion status in the watershed based on USLE-based SATEEC results. In addition, the USPED results could be used to identify the site-specific soil erosion best management practices. If the USPED and USLE-based SATEEC are combined, it would help determining soil erosion hot spot subwatersheds in economic and environmental perspectives.