• 한국환경과학회지
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• 제22권4호
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• pp.415-424
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• 2013

In this paper, time series of soil moisture were measured for a steep forest hillslope to model and understand distinct hydrological behaviours along two different transects. The transfer function analysis was presented to characterize temporal response patterns of soil moisture for rainfall events. The rainfall is a main driver of soil moisture variation, and its stochastic characteristic was properly treated prior to the transfer function delineation between rainfall and soil moisture measurements. Using field measurements for two transects during the rainy season in 2007 obtained from the Bumrunsa hillslope located in the Sulmachun watershed, a systematic transfer functional modeling was performed to configure the relationships between rainfall and soil moisture responses. The analysis indicated the spatial variation pattern of hillslope hydrological processes, which can be explained by the relative contribution of vertical, lateral and return flows and the impact of transect topography.

• 한국산림과학회지
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• 제89권3호
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• pp.405-413
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• 2000

본 연구는 산림 기상 수문 환경의 모니터링을 위해 온도, 풍향, 풍속, 강우량, V노치의 수위, 계류수의 전기전도도 및 pH 등의 인자를 대상으로 하여 마이크로프로세서에 의한 전동식 센서유니트를 작동시켜 자동관측이 가능한 시스템을 개발하고자 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 관측시스템은 크게 신호처리부, 전동식센서부, 전원제어부 그리고 무선데이터 통신부로 구성하였다. 2. 웨어부착형 전동식 센서유니트를 채택하여 계류수의 결빙 및 급류에 의한 센서의 파손을 방지하도록 하였으며, 동시에 항상 일정한 수위에서 측정이 이루어지도록 하였다. 3. 관측시스템에서 데이터의 전송은 무선 모뎀을 사용하여 산림유역의 수문 상황을 실시간 모니터링이 가능하도록 하였다. 4. 관측시스템은 각 기능별 독립구조의 모듈형태로 구성하여 측정 모듈의 수리, 교체, 추가 등의 변경이 가능하도록 하였다. 5. 관측시스템의 성능 시험을 실시한 결과 온도, EC, pH는 각각 최대 ${\pm}0.2^{\circ}C$, ${\pm}1{\mu}S$, ${\pm}0.1pH$의 오차범위 내에서 관측되었다. 6. 현장에서 관측시스템을 시험 운영해 본 결과 장기적이고 안정적인 산림 수문 수질 인자의 측정이 가능할 것으로 평가되었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제2권1호
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• pp.66-71
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• 1999

Main concern is to figure out the growth response of Pinus densiflora to hydrologic conditions in the central Korea. Continuous measurements were carried out with six trees with dendrometers in the Chungbuk National University experimental forest (Wolak-san) during 1995~1996. Surrounding hydrological conditions reflected by the solar radiation, air temperature, precipitation, soil water were included in measurements. Their effects on the biological response of trees was investigated and expressed as response functions. With these response functions, tree growth model was developed. Soil water availability was more related to the tree growth than air temperature. Limited number of biological measurements with dendrometer could permit determination of dynamics of radial tree growth to the hydrological conditions. Tree growth model could be used to check and revise the statistical transfer function of dendrohydrology.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.159-169
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• 2012

본 연구의 목적은 산림생태계 분포 모델인 HyTAG모델(Hydrological and Thermal Analogy Group)과 기능 모델인 MC1 모델(MAPSS-CENTURY 1) 그리고 사회 환경적 지표를 이용하여 기후변화가 한반도 산림생태계에 미치는 영향을 파악하는 것이다. HyTAG의 식생유형분포 변화 빈도와 방향으로부터 산림식생의 민감성과 적응성을 정량화하였다. 또한 MC1으로부터 추정되는 순일차생산량 및 토양탄소저장량의 변이 및 경향으로부터 산림기능의 민감성과 적응성을 정량화하였다. 사회 환경적 지표로는 재정자주도 또는 산림관련 공무원 수 등과 같은 통계자료를 포함하였다. 모든 지표들을 정규화하고 취약성 평가식에 적용하여 취약성 결과를 도출하였다. 취약성 평가의 시간적 범위는 현재(1971-2000)와 미래(2021-2050)로 구분하였다. 국가 기후변화 정책의 우선순위를 판단하기 위해 지표 별 공간 분포 지도를 작성하고 행정구역간의 취약성을 비교한 결과, 지역별로 취약성의 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 취약성 차이는 적응능력에 따라 가장 크게 좌우되는 것으로 판단되었다. 본 연구의 취약성 평가 방법 및 결과는 산림 경영적 측면에서 의사결정 시스템 개발과 기후변화에 대한 적응정책 수립의 판단 자료로 활용될 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제90권2호
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• pp.197-209
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• 2001

준분포형 수문모형인 TOPMODEL은 산림유역의 유출량, 주 유출경로 및 수질을 공간적으로 예측하는데 많이 적용된다. TOPMODEL은 물리모형이 아니라 일종의 개념모형이며 주요 구성요소는 지형지수와 토양의 수평전달계수로 각각 지표면과 지표하 유출의 기여면적을 계산하는데 이용된다. 본 연구는 우리나라의 소규모 산림유역에서 TOPMODEL의 적용성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시험지는 1979년부터 임업연구원에서 운용하고 있으며 서울 근교 경기도 광릉시험림에 위치해 있다. 활엽수림 유역은 임령이 약 80년, 유역면적이 22.0ha이고, 침엽수림 유역은 임령이 약 22년, 유역면적이 13.6ha이다. 관측자료는 활엽수 유역의 경우 1995년 7월과 2000년 6월에 발생한 2개 강우-유출사상이고 침엽수 유역의 경우 1995년과 1999년 7월 그리고 2000년 8월의 3개 강우-유출사상을 이용하였다. 지형지수는 $10m{\times}10m$의 수치지형도를 만들어 계산하였다. 지형지수 분포는 활엽수림 유역의 경우 2.6에서 11.1, 침엽수림 유역은 2.7에서 16.0으로 나타났다. 모형의 예측 효율성을 목적함수로 최적화한 결과 모형매개변수(m)와 유역의 평균 포화수평전달계수($lnT_0$)가 높은 민감도를 나타내었다. 매개변수의 최적값은 활엽수림 유역의 경우 m값은 0.034와 0.038 그리고 $lnT_0$값은 8.672와 9.475였으며, 침엽수 유역의 경우 m값은 0.031, 0.032, 0.033 그리고 $lnT_0$값은 5.969, 7.129, 7.575였다 이들 값을 이용하여 모의한 결과 모형의 예측 효율성은 활엽수림 0.958과 0.909 그리고 침엽수림 0.825, 0.922와 0.961로서 비교적 높게 나타났다. 강우-유출량 관측치와 모의치를 이용하여 강우-수문곡선을 작성한 결과 두 유역 모두 유출지연시간은 잘 일치하였다. 일부 강우-유출사상의 경우 총유출량과 첨두유량의 관측치와 모의치 간에 다소 차이를 보였지만 TOPMODEL은 전반적으로 10% 이하의 오차범위에서 총유출량과 첨두유량을 예측할 수 있었다. 결론적으로 TOPMODEL은 우리나라의 미계측 산림유역에서 유출량을 산정하는데 유용한 수문모형이다.

• 한국산림과학회지
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• 제81권4호
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• pp.337-345
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• 1992

산지유역은 대부분이 수원대(水源帶)이고 수자원상 중요한 위치를 차지하고 있기 때문에 수자원의 확보와 홍수재해의 경감을 위해 삼림의 유량조절기능과 우수유출(雨水流出)에 미치는 삼림의 영향을 정량적으로 해석할 필요가 있다. 본 논문은 유출해석모델로 Kinematic wave법을 채용했다. 그리고 모델의 조변수(助變數)(parameter)로서 사면조도계수(斜面組度係數)를 동정(calibration)에 의해 추정해서 그 값으로 삼림의 이수기능(理水機能)을 평가할 수가 있었다. 본 논문에 사용한 수문자료(水文資料)는 동경대학(東京大學) 애지(愛知)연습림의 두 시험유역에서 관측한 자료이다. 삼림이 수기능의 평가방법으로서 제안한 조도계수의 추정방법과 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조도계수($N_s$)는 산복사면의 표면유(表面流)의 유수저항(流水抵抗)을 나타낸다. 즉 삼림의 성장과 함께 $A_o$층(層)의 발달에 의해 우수(雨水)의 유하(流下)가 방해를 받는다. 2. Kinematic wave법(法)에 의한 모델실험에 의하여 하도(河道)의 직접유출량(直接流出量)을 계산할 때 조변수로서 사면 조도계수의 값을 추정할 수가 있었다. 3. 혈궁유역(穴宮流域)에서의 조도계수는 지수함수적으로 일정치에 점근(漸近)하면서 증대하는 곡선상에 있고, 치산 조림의 성과가 나타나기 시작한 1940년대 전후의 급격한 증대가 특징적이다. 한편 백판유역(白坂流域)에서는 직선적으로 미증(微增)경향이 있는 것으로 지표의 상태에는 거의 변화가 없었던 것이 추찰(推擦)된다. 4. 조도계수값의 증대는 직접유출량의 감소 및 기저유츨량(基底流出量)의 증대와 직접적인 관련이 있었다. 임상(林相)의 양호화(良好化)와 함께 한 강우에 대한 직접유출량의 비율은 상대적으로 감소하고, 기저유출량의 비율이 증가하는 경향이 인정되었다. 그러나 한 강우에 대한 유출량의 절대량은 경년적(經年的)으로 감소해 가는 경향이 있었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제21권4호
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• pp.373-382
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• 1998

This paper describes the ecological structure and function of riparian zone, and their historical changes with land-use. The riparian zone consists of valley floor landform and riparian vegetation. The functions discussed are attenuation of sunlight energy, input of leaves and needles, contribution of woody debris to streams, and retention of flowing material out of transport. These primary functions directly or indirectly influence water and sediment qualities of streams, bars and floodplains, and thereby aquatic biota. Temporal changes in a hydrological system and riparian ecosystem were examined with reference to land-use conversin in order to understand the linkages between these two systems in Toikanbetsu River. The influences of channelization and land-use on discharge of suspended sediment and wetland vegetation was also investigated in Kushiro Marsh. These two examples suggested that the ecological functions of riparian zone have been degraded as flood control and reclamation works have expanded in the past twenty years The author proposes river restoration planning by preserving or creating landscape elements based on the concepts of sustaining physical and ecological linkages.

• 한국산림과학회지
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• 제109권4호
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• pp.429-437
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• 2020

본 연구는 산림 소유역에서 강우량에 대한 계류유출량의 장기적인 변화추이를 정량화하고, 임목의 생장이 산림소유역의 유출변화에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 실시했다. 연도별로 강우량과 유출량은 비례관계를 보였으며, 시간이 경과할수록 유출량은 점차 감소하는 것으로 나타났다. 월별 강우량과 유출량은 7월과 8월에 가장 높았으며, 유출률은 8월과 9월에 높은 값을 보여 강우량과 유출량, 유출률 변화가 반드시 일치하지는 않았다. 월별 변동계수(CV)는 강우량에 비해 유출량이 더 크게 나타났고, 강우량과 유출량 간의 편차는 점차 증가하였다. 강우량에 대한 총 유출량과 직접 유출량의 변화는 2011년~2017년의 추세선의 기울기가 더 낮아졌고, 기저유출량의 기울기는 증가하였다. 산림토양이 발달하면서 토양층의 수분보유력이 증가하였기 때문으로 보여지며, 기저유출량의 증가는 팔공산 산림소유역의 유출수량 증가와 함께 지하수위 상승에 영향을 줄 것으로 판단된다. 감수곡선의 기울기는 2003년~2010년에 비해 2011년~2017년이 더 낮은 것으로 나타났고, 시간이 경과함에 따라 유출량의 감소가 완화되고 유출량이 일정하게 유지되었다. 따라서 팔공산 산림소유역은 임목의 생장에 따라 지표류의 유출이 감소하고 기저유량이 증가하는 것으로 나타나, 산림의 수원함양기능이 점차 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권4호
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• pp.559-567
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• 2010

본 연구는 천성산 밀밭늪 지역의 고속철 터널공사에 따른 지하수위의 변동과 강우 유출의 특성을 밝히기 위하여 2004년 7월부터 2008년 5월에 걸쳐 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 밀밭늪에서 단위 강우로 인해 발생하는 직접유출량의 발생시각은 일반 산지유역에서보다 다소 늦어지는 경향이 있었으며, 또한 강우로 인해 발생하는 유출량의 장 단기수문곡선은 대부분의 경우 강우에 대응하여 민감하게 반응하지 않았다. 연간 유출률은 2004년 0.26, 2005년 0.13, 2006년 0.16, 2007년 0.25, 2008년 0.27로 나타나 고속철 터널공사에 관계없이 매년 점진적으로 증가하였다. 이와 같이 밀밭늪에서 해마다 유출률이 증가함에 따라 향후 밀밭늪의 기능이 약화되어 점차 육화되어 갈 것으로 판단하였다. 또한 이들 각 연도의 유출률은 일반 산지유역의 유출률보다 크게 낮은 값으로 나타났으며, 4년간 평균 연간 유출률은 0.19으로 계산되었다. 단기수문곡선에서 직접유출의 감수계수는 0.89~0.97의 범위로 관측되어 일반 산지소유역의 값인 0.2~0.8보다 높게 나타났으며, 기저유출의 감수계수는 0.93~0.99의 범위로 관측되어 일반 산지 소유역의 값과 비슷하게 관측되었다. 밀밭늪의 지하수위는 강우강도에 비례하여 증감하였으며, 특히 지하수위가 정점(피크)에 도달한 후 하강 시에는 아주 완만하게 낮아지는 경향이 있었다. 또한 선행강우가 있었을 때의 지하수위의 변화는 비교적 높은 값을 유지하면서 증감하였다. 강우량이 많은 여름에 지하수위가 가장 높았으며, 겨울에는 아주 낮은 지하수위 값을 나타내었다. 연도별 평균 지하수위값은 2004년 -8.48 cm, 2005년 -14.60 cm, 2006년 -20.46 cm, 2007년 -20.11 cm, 2008년 -28.59 cm로 관측되어, 매년 평균 지하수위값이 점차 낮아지는 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권2호
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• pp.35-46
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• 2008

토양수분은 사면에서의 수문학적 과정의 가장 중요한 요소이며, 불포화대에서의 흐름을 결정하는 중요요소이다. 본 연구는 전이함수모형을 이용하여 토양수분의 시간적 공간적 분포 양상을 인지하고자 한다. 이를 위하여, 광릉 수목원 슈퍼사이트 원두부 소유역 내에서 TDR을 이용하여 2시간 간격으로 연속 측정한 10cm 깊이의 토양수분 결과를 전이함수를 통하여 분석하였다. 강우 자료를 입력변수로, 지표면으로부터 10cm 깊이의 실측 토양수분 자료를 출력변수로 선정하여 단일 입출력 전이함수를 전개하였다. 토양수분의 계절적인 변화를 분석하기 위해 5월과 9월의 전이함수를 비교하였다. 시계열 전이 함수는 크게 자료의 전처리, 모형구조의 규명, 후보 모형군의 구성, 모수추정, 모형진단 등의 과정을 통해서 전개되며 10cm 깊이의 토양수분과 강우의 상관관계를 보여준다. 도출한 전이함수 시계열 모형에서 10cm 깊이의 토양수분은 강우에 의한 영향이 지배적이었으며, 지점별 경사에 따라 토양수분의 변동성이 크게 차이를 나타내지 않았다. 이는 10cm 깊이의 토양수분 변동량은 각 지점의 경사보다 강우에 의한 반응이 우세하다는 것을 시사한다. 계절별로 상이한 모의 결과는 식생의 활동이 활발한 5월에는 식생이 토양수분 이동에 많은 영향을 미치며 식생이 토양수분을 해석하는데 중요한 변수로 작용함을 나타낸다. 본 연구 결과는 광릉 산림과 같은 복잡 경관에서 토양수분의 분포를 이해하는 기반자료가 될 것으로 기대된다.