Although the drought impacts are comparably not catastrophic, the results from the drought are fatal in various social and economical aspects. Different from other natural hazards including floods, drought advances slowly and spreads widely, so that the preparedness is quite important and effective to mitigate the impacts from drought. Soil moisture depletion directly resulted from rainfall shortage is highly related with drought, especially for crops and vegetations, therefore a drought can be evaluated using soil moisture conditions. In this study, SMI (Soil Moisture Index) was developed to measure a drought condition using soil moisture model and frequency analysis for return periods. Runs theory was applied to quantify the soil moisture depletions for the drought condition in terms of severity, magnitude and duration. In 1994, 1995, 2000, and 2001, Korea had experienced several severe droughts, so the SMI developed was applied to evaluate applicability in the mid-range hydrologic unit watershed scale. From the results, SMI demonstrated the drought conditions with a quite sensitive manner and can be used as an indicator to measure a drought condition.
최근 10년간 전세계적으로 아스팔트 포장을 재활용하는 기술이 급속도로 확산되고 있으며 노후 아스팔트 포장을 폼드 아스팔트 또는 유화 아스팔트를 사용하여 현장에서 바로 100% 재활용하는 현장 상온 재생 아스팔트 포장기술이 다양하게 적용되고 있다. 특히, 아이오와 주에서는 교통량이 적은 지방도로에서 기존 포장의 수명을 연장 시켜주는 현장 상온 재생 아스팔트 공법을 많이 적용하고 있다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층은 수분의 침투나 교통하중으로부터 보호하거나 포장설계를 만족시키기 위해 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기를 한다. 일반적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층 위에 가열 아스팔트 포장으로 덧씌우기 할 시기는 대부분에 감독자들은 일정한 양생기간 또는 최대 함수비에 근거하여 결정하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 감독자가 최적에 덧씌우기 아스팔트 포장 시기를 결정할 수 있도록 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 현장 함수비를 간단하게 측정하여 덧씌우기 시기를 결정할 수 있는 수분 감소계수를 개발하는 것이다. 먼저, 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 TDR 함수량계를 사용하여 측정하였고 현장 상온 재생 아스팔트 포장이 시공되는 기간 동안에 강우량, 대기온도, 습도, 바람속도 등 기상정보를 수집하였다. 마지막으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장의 초기 함수비, 대기온도, 습도, 바람속도를 변수로 하는 수분 감소계수를 개발하였다. 실제 현장 상온 재생 아스팔트 포장에서 측정한 값을 사용하여 개발한 수분 감소계수는 감독자가 연속적으로 현장 상온 재생 아스팔트 포장층의 함수비를 측정하지 않고 최적의 덧씌우기 포장 시점을 결정할 수 있다.
국내산지사면에서의 토양수분의 시공간적 분포를 파악하기 위하여 TDR(Time Domain Reflectometry)을 이용한 토양수분 장기 모니터링을 실시하였다. 대상사면을 측량하여 DEM(Digital Elevation Model)을 구축하고 흐름분배알고리즘에 적용하여 측정지점을 선정, 역 측량하여 효율적인 측정 체계를 구축하였다. DEM을 통하여 대상산지사면의 지형을 파악, 활용하여 정적 습윤지수(steady-state wetness index), 반동력학적 습윤지수(quasi-dynamic wetness index)를 구하였다. 장기 모니터링을 통한 토양수분 자료를 시공간적으로 분석하고 각각의 습윤 지수의 특징을 분석하고 습윤 지수와 토양수분 실측치와의 유의성과 제한점을 비교 분석하였다.
Changes in viscosity and dynamic theological properties of Job's-tears were measured by Bohlin dynamic tester as a function of moisture, and measurement was performed within a linear viscoelastic range. The result of the shear stress vs shear rate of Job's-tears at different moisture contents $(50{\sim}75%)$ was applied to mathematical models and Herschel-Bulkley model showed the highest correlation coefficient. Lower moisture content (55%) produced higher yield stress and consistency index, but lower flow behavior index, whereas higher moisture content showed reverse effects. Job's-tears with $50{\sim}70%$ moisture contents showed a higher storage modulus (G') than loss modulus (G') at all frequencies, showing a higher concentrated polymer characteristics. However, higher moisture content (>75%) showed crossover point between G' and G', and frequency dependency. As the moisture content was increased, the amount of viscoelastic properties such as G', G', complex viscosity decreased during heating, and initial temperature and miximum value of viscoelastic properties shifted to higher temperatures, representing the moisture-dependence of Job's-tears upon theological properties.
Chun, Hyen Chung;Jung, Ki Yuol;Choi, Young Dae;Lee, Sang Hun
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.337-337
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2017
Accurate and optimal water supply to cereal crop is critical in growing stalks and producing maximum yields. Excessive soil moisture may cause nutrient deficiencies and oxygen deficiency. Excessive soil water during crop growth stages results in decrease of yields. In Korea, the largest agricultural lands are paddy fields. Recently, upland crops are cultivated in paddy field soils to reduce overproduced rice in Korea. In order to success this policy, it is necessary to fully understand crop response to excessive soil moisture condition from paddy field soils. Adzuki bean is one of major legumes which provide protein in daily diet. Adzuki bean has been well know its weakness to excessive soil moisture condition, In order to obtain optimal yields of adzuki bean from paddy field cultivation, it is necessary to understand response of adzuki bean under different soil moisture conditions. This study investigated characteristics of growths, yields and response degree of water stress from adzuki bean. Three cultivars were selected for this study; Chungju, Hongeon, and Arari. All adzuki beans were cultivated in a paddy field which was divided into three sections with different soil moistures. The paddy field was located in Milyang, Gyeongsangnam during 2016. One section of the paddy field had the greatest average soil moisture content as 35.1% during adzuki bean cultivation (very poor). The second greatest soil moisture section had 32.6% (somewhat poor) and the smallest soil moisture section had 28.9% of soil moisture (somewhat well). During cultivation of three cultivar adzuki beans, soil moisture contents and groundwater levels were monitored. All the characteristics of growth and yield components were measured; height, thickness, 100 seed weights etc. Stress index values were calculated by Stress Day Index (SDI). All cultivars had the greatest yields from somewhat well section. Chungju had the greatest yields throughout all three sections compared to other cultivars. Chungju had 81% greater yield than Hongeon which had the smallest yield from somewhat well section. Arari set in middle from all sections. However there was no significant differences yields from very poor and somewhat poor sections. Leaf SPAD values tended to decrease and stable carbon isotope values increased as soil moisture increased. However, Chungju had no difference across different soil moistures in SPAD and stable carbon isotope values, while Hongeon had the greatest differences across sections. These trends followed by SDI values. Chungju had the smallest SDI values compared to other cultivars, which meant that Chungju was the strongest tolerance against excessive soil moisture than other cultivars. All three cultivars showed severe decrease of yields from very poor and somewhat poor sections. Arari and Hongeon showed great decrease from somewhat well section compared to yields from upland soil. These two cultivars may not be proper cultivating in paddy fields. In conclusion, adzuki bean is very sensitive to soil moisture condition and detailed soil managements are required to obtain optimal yields of adzuki bean from paddy field cultivation.
Moisture transfer property of fabrics has known as one of the most important factors deciding wearer's subjective comfort not only thermally but also of sensorial. As a decisive property of fabric materials in determining human sensorial comfort, moisture vapor management property of heat resistant workwear material was examined in terms of increasing and decreasing rate and maximum value of relative humidity in the microclimate under the sweat pulse situation. An unique moisture regulation index, B$_{d}$, was calculated from the measurements using a novel dynamic sweating hot plate apparatus and was used to assess the buffering capacity of fabrics against a moisture vapor sweat pulse.e.
여러 가지 토양수분의 예측인자에 대한 해상도 문제를 고찰하였다. 다양한 인자에 대한 민감도는 통계적인 분석을 기반으로 논의되었다. 수치지형모형에서 세 가지 흐름 결정 알고리즘의 해상도에 대한 통계적인 분석이 수행되었다. 단방향 흐름알고리즘으로 계산한 상부사면 기여면적은 다른 두 알고리즘(다방향 알고리즘, DEMON)보다 더욱 민감한 것으로 나타났다. 습윤지수의 경우는 해상도나 계산과정의 변화에 상대적으로 민감도가 미소한 것으로 나타났다.
가뭄은 산불을 일으킬 수 있는 요소 중 하나로, 산불의 빈도 및 피해 면적과 연관성이 있다. 특히, 우리나라는 가뭄이 주로 발생하는 건조한 봄과 가을에 산불이 많이 발생하고, 그 중 일부는 강풍을 동반하여 대형산불로 번지는 경향을 보인다. 따라서 본 연구에서는 우리나라를 대상으로 산불발생 및 면적과 가뭄 변수의 관련성을 파악하고, 우리나라에 적합한 가뭄 변수를 이용하여 산불발생위험 추정을 위한 위성기반의 가뭄지수를 개발하였다. 사용한 가뭄 변수는 다운스케일링(downscaling)한 고해상도의 토양수분, Normalized Different Water Index(NDWI), Normalized Multi-band Drought Index(NMDI), Normalized Different Drought Index(NDDI), Temperature Condition Index(TCI), Precipitation Condition Index(PCI), Vegetation Condition Index(VCI)이며, 경험적 가중 선형조합(Weighted Linear Combination) 및 One-class SVM을 통해 지수 개발을 하였다. 2013년부터 2017년 기간 동안의 변수를 이용하여 상관성 분석을 통해 대부분의 가뭄 변수가 산불 발생에 유의미한 결과를 보임을 확인했으며, 특히 토양수분과 NDWI, PCI가 우리나라 산불과 상관성을 보였다(88 % 이상 일치함). 개발된 지수를 2018년 산불 발생 건에 대해 적용한 결과, 다섯 가지의 선형조합 중에서 토양수분과 NDWI의 조합이 시 공간적으로 적합한 것으로 나타났으며, One-class SVM은 대형산불에 적합한 것으로 나타났다.
천연집단에 서식하는 개비자나무 개체들을 이용해 무생물 및 생물적 환경인자가homoharringtonine(HHT) 함량에 미치는 영향을 조사하여 향후 항암제 가능성이 있는 HHT의 고부가가치 산업적인 생산이 기대되는 연구에 기초자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 무생물적 환경인자(토양습도, 토양pH, 서식밀도, 기온)와 HHT 함량과의 상관관계에 있어 HHT 는 토양습도(0.77)와 토양pH(-0.68)에서 높은 상관을 보였다. 고도에 따른 무생물적 환경인자 (토양습도, 토양pH)와 HHT 의 함량 관계에 관해 다중회귀 분석을 실시한 결과, 토양 습도의 회귀계수($26.48^{***}$) 만 유의하여 토양 습도가 상대적으로 HHT 함량에 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 생물적 환경인자(damage index)에 따른 HHT 함량에 미치는 영향을 살펴 본 결과, HHT는 2차곡선회귀적으로 증가하다 감소하는($H=278.23+1242D-398.87D^2$) 경향을 보였고 damage index는 HHT 함량에 높은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 마지막으로 HHT 의 함량에 영향을 미치는 최적환경인자를 분석한 결과, damage index와 토양 습도 모두가 2차다항회귀식으로 가장 적합하였고 결정계수는 각각 0.73와 0.67로 damage index가 상대적으로 HHT 함량에 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 섭식자 또는 균류와 같은 스트레스로 인한 방어기작이 HHT 의 생성에 높은 영향을 미치는 것으로 판단된다.
위성 영상을 활용하여 대규모 또는 정밀 토양 수분도를 제작하는 방법의 개발과 이를 적용한 사례 연구는 원격탐사 응용 분야에서 중요한 연구 주제 중 하나이다. 이 연구는 제주도 연구 지역을 대상으로 토양 수분도를 제작하였다. 이를 위하여 선형으로 조정된 Synthetic Aperture Radar (SAR) 편광 영상과 입사각 정보를 이용하여 광학 영상과 함께 토양 수분도를 산출하였다. SAR 영상은 Google Earth Engine (GEE)에서 제공하는 후반 산란 계수 Analysis Ready Data (ARD) 자료를 사용하였다. 또한 Environmental Systems Research Institute (ESRI)의 토지 피복도(land cover map)와 KOMPSAT-3 고해상도 위성 영상의 지표 반사도로부터 산출한 식생 지수 정보(normalized difference vegetation index, NDVI)를 토양 수분도 처리 과정에 적용하였다. 이처럼 SAR 영상과 광학영상 정보를 융합하여 처리하는 경우는 토양 수분 산출물의 신뢰도를 향상할 수 있는 것으로 알려져 있다. 산출물의 과학적 분석을 위하여 KOMPSAT-3 영상으로 제작한 정규 수분 지수(normalized difference water index, NDWI)와 비교 분석을 실시하였다. 그리고 KOMPSAT-3 처리 결과의 검증을 위하여 Landsat-8 위성의 NDWI 처리 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 산출한 토양 수분도 결과는 KOMPSAT-3 영상과 Landsat-8 위성으로 각각 처리한 NDWI 처리 결과와 높은 상관도를 나타냈다. 마지막으로 이 연구에 사용한 토양 수분 산출 알고리즘을 우리나라 고해상도 위성인 KOMPSAT-5 영상에 맞게 추가 개발하면 다른 외부 영상 없이 KOMPSAT 광학 위성정보와 KOMPSAT SAR 영상정보를 이용한 정밀 토양 수분도 제작이 가능할 것이라고 생각한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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