• 한국물환경학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.385-391
• /
• 2020

Soil loss is a serious problem frequently caused by local torrential rainfalls due to climate change. In particular, soil loss is occurring in agricultural areas rather than urban areas, and many pollutants are introduced into rivers, causing environmental problems. To reduce soil loss, the Ministry of Environment has designated and managed non-point source management areas. The Jaun-district in Hongcheon-gun, which was designed as a non-point pollution source management area in Gangwon-do, is located in the upper stream of Soyang Lake. Most of the agricultural fields are composed of highland agriculture fields. The highland agricultural fields in the Jaun-district are also composed of large-scale farming areas, and the ditches located near the agricultural fields have been illegally used for farmland. Therefore, the local government in Hongcheon-gun is conducting a project to restore the ditches occupied by agricultural fields. However, an analysis of the amount of soil loss that can be reduced by the restoration of the ditches has not been conducted yet. Thus, the purpose of this study was to analyze the effect of reducing the soil loss from the restoration of the ditches used as agricultural fields in the Jaun-district. The SATEEC L Module was used to analyze the reduction in soil loss by ditch restoration. The SATEEC L Module was constructed to estimate the LS factor using Moore and Burch's method after calculating the slope length using the digital elevation model and the maximum allowable slope length. The LS factor and the USLE formula were used to estimate the amount of soil loss that could be reduced by ditch restoration. The analysis showed that the ditch restoration could reduce about 16.6% of the soil loss in the Jaun-district. The results of this study will contribute to the study of methods to reduce soil loss in non-point pollution management areas.

• 환경영향평가
• /
• 제32권3호
• /
• pp.157-165
• /
• 2023

폐석탄광산 주변 농경지의 주요 토양오염물질은 비소이며, 폐금속광산과는 달리 그 오염수준이 관련 환경기준을 경미하게 초과하는 특성을 가진다. 이에 선행연구에서는 폐석탄광산 농경지의 토양개량·복원사업(안정화 처리 및 복토층 조성) 시 복토층 두께를 기존 40 cm에서 20 cm 두께로 낮추는 방안의 적용성을 실내 포트실험으로 확인한 바 있다. 금번 후속연구에서는 본 방안을 실제 농경지에서 벼 재배를 통해 실증하였다. 4개월이 넘는 벼 재배기간 중 쌀알로 전이된 비소의 농도는 20 cm 두께의 복토 시 44% 이상의 전이감소율을 보였다. 특히 오염된 원지반을 안정화 처리한 후 복토한 경우엔 이의 감소율이 56%까지 증가하였다. 따라서 본 실증연구를 통해 복토층 두께 20 cm의 적용성을 확인하였고, 이는 곧 복토재 사용량 감소로 인한 사업비 절감도 가능함을 시사한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1666-1689
• /
• 2021

The red line of Permanent Basic Farmland is the most important part in the "three-line" demarcation of China's national territorial development plan. The scientific and reasonable delineation of the red line is a major strategic measure being taken by China to improve its ability to safeguard the practical interests of farmers and guarantee national food security. The delineation of Permanent Basic Farmland zoning (DPBFZ) is essentially a multi-objective optimization problem. However, the traditional method of demarcation does not take into account the synergistic development goals of conservation of cultivated land utilization, ecological conservation, or urban expansion. Therefore, this research introduces the idea of artificial immune optimization and proposes a multi-objective model of DPBFZ red line delineation based on a clone selection algorithm. This research proposes an objective functional system consisting of these three sub-objectives: optimal quality of cropland, spatially concentrated distribution, and stability of cropland. It also takes into consideration constraints such as the red line of ecological protection, topography, and space for major development projects. The mathematical formal expressions for the objectives and constraints are given in the paper, and a multi-objective optimal decision model with multiple constraints for the DPBFZ problem is constructed based on the clone selection algorithm. An antibody coding scheme was designed according to the spatial pattern of DPBFZ zoning. In addition, the antibody-antigen affinity function, the clone mechanism, and mutation strategy were constructed and improved to solve the DPBFZ problem with a spatial optimization feature. Finally, Tongxu County in Henan province was selected as the study area, and a controlled experiment was set up according to different target preferences. The results show that the model proposed in this paper is operational in the work of delineating DPBFZ. It not only avoids the adverse effects of subjective factors in the delineation process but also provides multiple scenarios DPBFZ layouts for decision makers by adjusting the weighting of the objective function.

• 지질공학
• /
• 제29권2호
• /
• pp.99-112
• /
• 2019

강수가 불포화대를 통해 침투하는데 관여되는 요소는 지형, 지질, 토성, 강우강도, 기온, 식생 등의 영향을 복합적으로 받으므로 실제 발생하는 침투현상은 시 공간적으로 큰 차이를 보인다. 토양의 침투능력은 지하수의 함양량 및 지표수의 이동 유출을 파악하는데 중요한 인자이고, 특정 유역 또는 지역에 따른 토성과 지질의 유형 및 토지이용형태에 따라 침투능이 다르게 나타난다. 본 연구에서는 제주도 중산간 지역인 EL. 50~300 m 임야 및 농경지를 대상으로 강우가 토양을 통해 지하수로 함양되는 중산간 지역에서 토양침투시험을 실시하였으며, 분석결과를 이용하여 Jeong et al. (1995) 및 NAS (2007)가 제시한 4개의 토양군에 따른 투수성을 분석한 결과 NAS (2007) 분류법이 제주도 중산간 지역에서는 신뢰성이 높은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제주도 중산간 전 지역에 대한 토양별 침투실험을 실시하여 기존의 분류 방법과 비교, 검토함으로서, 향후 제주도의 지표 함양량 평가, 수리특성 평가 시 참고 지침이 될 것으로 기대한다.

• 한국농공학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.3170-3180
• /
• 1973

This study of the subject will review past and present irrigation development in Korea. Particular attention will be given to water pricing structure and a case study on the purpose of rational operation and management of irrigation water and organizations, and the optimum irrigation water and organizations, and the optimum irrigation water fee inorder to reduce farmers burden and to rationalize the farmland associations management so as to achieve development of the rural environment. In 1971, the reservoir of the Farmland Improvement A sociation (FIA) produced only 775 millison $m^3$ of irrigation water or 77% of planned capacity of 1,015 million $m^3$. It was caused by inefficient maintenance of irrigation facilities; for instance, about 21% of reservoirs, pumping stations and weirs in Korea have been silted by soil erosion which hinder to water production according to an ADC survey. The first Irritation Association was established in 1906, whcih was renamed the Farmland Assoeiation by the Rural Development Enouragement Law in 1970. By the end of 1971, 411,000 ha of rice paddies were under the control of 267 associations nationwide. The average water price assessed by Associations nationwide rose from 790 won per 0.1 ha. in 1966 to 1,886 won in 1971. The annual growth rate was 20%. The highest water price in 1971 was 4,773 won her 0.1 ha. and the lowest was 437 won. This range was caused by differences in debt burden, geographic conditions and management efficiency among the Associations. In 1971, the number of Associations which exceeded the average water price of 1,886 won per 0.1 ha. was 144, or 55.1% of all Association. In determination of water price, there are two principles; one is determined by production cost such as installation cost of irrigation facilities, maintenance cost, management cost and depreciation ect. For instance, the Yong San River Development project was required 33.7 billion won for total construction and maintenance cost is 3.1 billion won for repayment, maintenance and management cost per year. The project produces 590 million $m^3$ of irrigation water annually. Accordingly, the water price per $m^3$ is 5.25 won. The other principle is determined by water value in the crop products and in compared with production of irrigated paddy and non-irrigated paddy. By using this method, water value in compared with paddy rice vs. upland rice(Average of 1967-1971) was 14.15 won per $m^3$ and irrigated paddy vs. non-irrigated paddy was 2.98 won per $m^3$. In contrast the irrigation fee in average association of 1967-1971 was 1.54 won per $m^3$. Accordingly, the current national average irrigation fee(water price) is resonable compared with its water value. In this study, it is found that the ceiling of water price in terms of water value is 2.98 won per $m^3$ or 2,530 won per 0.1 ha. However, in 1971 55% of the associations were above the average of nationwide irrigation fees. which shows the need for rationalization of the Association's management. In connection with rationalization of the Association's management, this study recommends the following matters. (1) Irrigation fee must be assessed according to the amount of water consumption taking intoaccount the farmer's ability. (2) Irrigation fee should be graded according to behefits and crop patterns. (3) Training personnel in the operation and procedures of water management to save O&M costs. (4) Insolvent farmland association should be integrated into larger, sound associations in the same GUN in order to reduce farmers' water cost. (5) The maintenance and repair of existing irrigation facilities is as important as expansion of facilities. (6) Establishment of a new Union of Farmland Association is required to promoted proper maintenance and to protect the huge investment in irrigation facilities by means of technical supervision and guidance.

• 자원환경지질
• /
• 제43권4호
• /
• pp.305-314
• /
• 2010

제강슬래그와 석회석을 이용하여 비소로 오염된 농경지 토양으로부터 비소 용출을 안정화 시키는 배치 및 대형 칼럼 실험을 실시하여, 제강슬래그와 석회석이 토양 내 비소안정화에 효과적으로 사용될 수 있음을 입증하였다. 토양의 비소 농도가 토양오염우려기준 농도의 약 2배(12.3 mg/kg)인 전남 광양 주변 초남광산 주변에 위치한 밭토양을 대상으로 안정화 실험을 실시하였으며, 안정화제로 사용한 제강슬래그 이화학분석 결과 비소 공침 효과가 높은 Ca, Fe, Al, Mg 산화물 함량이 70% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 안정화제 종류별 비소 용출 저감 효과를 규명하고 최적 안정화제 주입 비율을 선정하기위한 배치실험을 실시하였다. 오염토양 대비 석회석(또는 제강슬래그)의 첨가 비율을 1, 2, 3% 로 설정하여 비소 용출 저감 효율을 규명하는 실험을 실시하였으며, 석회석과 제강슬래그를 다양한 비 율로 혼합한 혼합안정화제도 실험에 사용하였다. 배치실험 결과 오염토양으로부터 용출되는 비소 농도는 1% 와 3% 석회석 첨가에 의해 안정화제를 첨가하지 않은 오염 토양의 비소 용출 농도 대비 각각 51%, 62% 감소하였다. 1%와 3% 제강슬래그를 오염토양에 첨가한 경우 비소 용출 농도는 각각 46%, 52% 감소하였다. 석회석 1%+제강슬래그 1%, 석회석 1%+제강슬래그 2%, 석회석 2%+제강슬래그 1%를 첨가하여 실험한 경우, 비소 용출농도는 각각 63%, 62%, 72% 감소하였다. 비소 용출 농도 및 용출 누적량을 계산하여 안정화공법에 의한 비소 오염 토양의 장기적 안정화를 예측하고자 인공강우에 의한 연속 용출 실험을 실시하였다. 배수시스템 및 격자형의 하부 스크린이 설치된 직경 15 cm, 높이 100 cm 의 대형 아크릴 칼럼을 제작하였으며, 용출시험 결과로부터 비소 용출 저감 효과가 뛰어난 석회석 2%+제강슬래그 1%를 혼합하여 연속 칼럼 실험의 안정화제로 사용하였다. 안정화제를 첨가하지 않은 칼럼의 경우 인공강우에 의한 비소 용출 농도는 시간이 지남에 따라 약 $50-80\;{\mu}g/L$ 를 유지하였다. 2% 석회석과 1% 제강슬래그를 오염토양과 혼합한 칼럼의 경우 비소 용출 농도는 1년 이내에 80% 이상 감소하였으며, 지하수 생활용수기준치인 $50\;{\mu}g/L$ 보다 낮게 나타나 오염토양으로부터의 비소의 안정화 효과는 매우 높은 것으로 나타났다. 석회석과 제강슬래그의 비소 안정화 기작을 규명하기위해 석회석과 제강슬래그를 3가비소(arsenite) 용액과 혼합하여 반응시 켜 공침된 광물 결정에 대하여 SEM/EDS 분석을 실시한 결과 방해석($CaCO_3$) 이외에 포틀랜다이트(portlandite)와 칼슘-비소 산화물(Ca-As-O 계열)이 추가로 생성된 것으로 나타났으며, 이러한 추가 생성 광물에 의한 비소 포획이 주요 비소 고정 기작인 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.69-78
• /
• 2015

본 연구에서는 강풍 피해의 절감을 위하여 서까래 파이프 및 파이프 줄기초의 설계 자료를 제공할 목적으로 온실의 지반고정을 위해 일반농가에서 주로 사용되고 있는 서까래 파이프와 내재해형 규격의 단동온실에 주로 사용되는 파이프 줄기초를 대상으로 토성, 다짐도 및 매입깊이에 따른 인발저항력을 실험적으로 검토하였다. 극한인발저항력은 가장 단단한 지반조건인 다짐률 85%, 최대매입깊이 50cm를 기준으로 파이프의 경우는 간척지 흙(실트질 롬) 72.8kgf, 농경지 흙(사질 롬) 60.7kgf, 줄기초의 경우는 간척지 흙 452.7kgf, 농경지 흙 450.3kgf으로 줄기초의 경우 파이프 보다 약 6배 이상 인발저항력이 크게 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 고려한 토성은 모래함량 35%~59%, 실트함량 39%~58%으로 극한인발저항력이 토성에 따라서 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 온실의 파이프(서까래) 및 줄기초를 설치할 때 적절한 다짐조건을 유지한다면 토성의 영향을 크게 받지 않고 온실의 지반고정에 대한 안정성 확보에 크게 유리하다는 것을 나타낸다. 본 연구의 결과를 기준으로 줄기초는 다짐률 75% 이상, 일반 파이프의 경우에는 다짐률 85%이상으로 유지하는 것이 온실의 안정성 확보에 유리할 것으로 판단되었다. 특히 내재해형 규격인 줄기초를 적용한다면 기상재해에 따른 온실의 안정성 확보에 크게 유리할 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제38권2호
• /
• pp.135-142
• /
• 2005

도곡광산 주변지역 중금속 원소들의 오염 특성을 알아보고, 이들 원소들의 생체흡수도를 평가하기 위해서 본 연구를 수행하였다. 연구 대상 지역의 주오염원은 광미 및 폐석더미 그리고 갱내수 등으로 추정된다. 광미 내에는 As이 $140{\cal}mg/{\cal}kg$, Cd이 $107{\cal}mg/{\cal}kg$, Cu가 $3017{\cal}mg/{\cal}kg$, Pb가 $12926{\cal}mg/{\cal}kg$, Zn는 $9094{\cal}mg/{\cal}kg$(우기 전 시료)로 높은 함량을 나타내고 있다. 밭토양 내의 중금속 원소들 함량은 자연토양 내의 평균함량(Bowen, 1979)보다 높게 나타났으나, 광미적치장의 광미에 비해서 낮은 함량을 나타낸다. 수계내 중금속 함량은 독성 원소들의 주오염원으로 생각되는 본 갱의 광미적치장 주변 하천수 시료에서 가장 높은 수준을 나타내었고, 하류로 가면서 희석 효과에 의해서 그 함량이 점차 감소하는 경향을 나타내고 있다. 광미와 토양을 대상으로 연속추출분석을 한 결과, 비잔류상 형태의 존재비율이 높게 나타났는데 이는 계속적인 풍화와 산화에 의한 오염을 지시한다. 그리고 Cd과 Zn는 대상 지역 대부분에서 높은 이동도를 나타내고 있다. 밭토양을 대상으로 SBET분석에 의한 중금속 원소들의 생체흡수도 평가 결과, $Cd(55.3\%),\;Cu(46.5\%),\;Zn(41.0\%),\;As(37.0\%)$로 나타났다. 밭토양(S3) 시료는 중금속 원소들의 총 함량과 생체흡수도 모두 가장 높은 함량을 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.313-320
• /
• 2005

이 연구는 강원도 고령지에 투입되고 있는 부산물퇴비의 특성을 평가하기 위하여 현지에서 채취한 부산물퇴비의 화학적, 물리적, 분광학적 특성 및 부숙단계별 특성을 조사하였다. 등록된 부산물퇴비의 평균 유기물함량은 33%, C/N비는 13, NaCl은 0.8%이었고, 수분함량은 53%로 현행비료공정규격과 큰 차이가 없었으며, 중금속함량은 허용기준치 이하로 나타났고, Odor, $NH_3$ 가스, $CO_2$ 가스함량은 미등록 부산물퇴비에 비해 등록된 부산물퇴비가 상대적으로 낮은 값을 보였다. 미등록된 부산물퇴비의 특성 분석 결과, 유기물함량은 13종 중 3종이 25% 미만을 나타냈고, C/N비는 10 이하의 퇴비가 5종, NaCl 함량은 8종이 허용기준치를 초과했다. 수분함량은 8종이 50%이상이었고, 16% 이하가 2종으로 나타났다. 중금속함량은 부산물퇴비 모두 허용기준치 이하였고, Odor와 $NH_3$, $CO_2$ 함량은 등록된 퇴비에 비해 매우 높은 값을 보였다. 분광학적 특성 분석 결과 등록 부산물퇴비는 B와 P형태로 주로 분류되었고, 미등록된 부산물퇴비의 분광학적 특성 분석 결과 Rp와 P형태가 많았다. 홍천과 양평의 돈분부산물을 사용하여 부숙 단계별로 냄새와 $NH_3$ 함량을 조사한 결과 부숙기간이 경과할수록 현저히 감소하였고, 14일이 경과한 후에 부식산의 형태는 fulvic acid에서 나타난 P형태를 제외하고 모두 Rp형태로 분류되었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권6_4호
• /
• pp.1351-1361
• /
• 2019

본 연구에서는 금강 유역(대청댐~금강하구둑)을 대상으로 RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)를 활용하여 하천정비사업 전(2007년)과 후(2015년)의 연간 표토 침식량을 계산하였고, 이를 5단계의 class를 구분하여 해당 구간 별 표토침식면적을 산출하고 그 결과를 환경부의 토지피복 변화와 비교·분석하였다. RUSLE을 구성하는 각 인자를 생성하기 위하여 2007년과 2015년의 토지피복도, 국가기본 공간정보, 정밀 토양도, 연평균 강수량 자료 등의 다양한 공간정보자료를 활용하였다. 연구 결과, 연구지역에서의 연간 표토 침식량은 2007년과 대비하여 2015년에 class 1의 면적은 증가하였고, class 2, 3, 5의 면적은 감소하였으며, class 4의 면적은 증가하였다. 이러한 원인으로는 연구지역의 연평균 강수량의 감소, 생태공원조성과 이로 인한 인공시설물 확대, 농경지 감소 등으로 인하여 대부분의 지역에서 연평균 표토 침식량이 감소된 것으로 사료된다.