• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.952-957
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• 2005

분산형 비점오염원 모델에서 단위유역 크기의 영향을 검토하기 위하여 민감도 분석 연구를 실시하였다. 미농무성의 AGNPS 모델에서 변형된 AnnAGNPS 모델을 남한강 수계의 청미천의 지류인 응천 유역에 적용하였다. 10에서 200 헥타르에 이르는 다양한 단위유역 크기에 따라 유로연장, 경사, 토지 이용, 유달율 등과 같은 모델 요소와 결과를 분석하였다. 단위유역의 크기가 증가함에 따라 휘어진 하천이 단거리로 계산되기 때문에 유로연장이 감소하게 되고, 이것은 다른 어떤 지형 변화보다 모델 결과에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 토지 이용도와 토양 분포 효과가 제외되었을 경우, 단위유역이 클수록 유역의 최종유출구까지 도달하는 시간이 짧아져 토사 유달 부하량이 증가하였다. 그러나 이러한 영향이 포함되었을 경우, 단위유역이 클수록 적용 유역의 토지이용의 다양도가 포함될 수 없기 때문에 토사 유달 부하량이 감소하였다. 적용 유역은 토양 침식이 낮은 임야로 이루어져 단위유역이 큰 경우에는 임야 비율이 더욱 증가하여 유달 부하량이 감소하게 된 것이다. 적용 유역에서는 30 헥타르의 단위 유역이 가장 적합한 크기로 결정되었다. 강우 유출수량과 총질소, 총인, 생물화학적 산소요구량을 모델에서 예측하였으며 현장 측정치와 적절히 일치하였다. 본 연구를 통하여 모델 결과는 단위유역 크기에 따라 변하는 지형, 토지 이용, 토양분포 변이에 민감하게 변하며, 성공적인 분산형 모델적용을 위하여 최적의 단위유역 크기를 사용하는 것이 매우 중요하다는 결론을 얻었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.43-54
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• 2004

본 연구의 목적은 호우시에 저수지로 유입되는 토사유출량을 산정하고 저수지내 부유사 농도의 변화특성을 분석하여 저수지의 정량적 관리를 위한 자료를 제안하기 위한 것이다. 연구는 탐진댐에 적용되었으며 강우유출관계는 Huff의 강우분포와 Clark의 유역추적법을 사용하였으며, 저수지 추적은 Puls방법을 이용하였다. 토사유출량의 산정은 범양토양손실공식을 분포형 개념을 이용 단일호우에 대해 적용하여, 적정 빈도에 대해서도 적용가능하도록 하였다. 또한, 저수지내에서의 부유사 농도는 2차원 수리모형인 RMA-4를 이용하였다. 연구 수행결과 호우발생시 저수지에서의 취수가능기간에 대한 계산이 가능하며, 이를 이용하여 재현기간 및 강우량에 따른 여러 측면에서 용수공급에 따른 일정 수질 유지를 위한 자료를 제시하였다. 이는 강우시 저수지 수질관리를 위한 기초자료로 사용 가능하다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권4호
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• pp.518-526
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• 2007

There have been serious soil erosion and water pollution problems caused by highland agriculture practices at Doam-dam watershed. Especially agricultural activities, chemical and organic fertilizer and pesticide applications, soil reconditioning to maintain soil fertility are known as primary causes of soil erosion and water qaulity degradation in the receiving water bodies. Among these, soil reconditioning can accelerate soil erosion rates. To develop soil erosion prevention practices, it is necessary to estimate the soil erosion from the watershed. Thus, the Universal Soil Loss Equation (USLE) model has been developed and utilized to assess soil erosion. However, the USLE model cannot be used at watershed scale because it does not consider sediment delivery ratio (SDR) for watershed application. For this reason, the Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SA TEEC) was developed to assess the sediment yield at any point in the watershed. The USLE-based SA TEEC system can estimate the SDR using area-based SDR and slope-based SDR module. In this study, the SATEEC system was used to estimate soil erosion and sediment yield at the Doam-dam watershed using the soil properties from reconditioned agricultural fields. Based on the soil sampling and analysis, the US LE K factor was calculated and used in the SA TEEC system to analyze the possible errors of previous USLE application studies using soil properties from the digital soil map, and compared with that using soil properties obtained in this study. The estimated soil erosion at the Doam-dam watershed without using soil properties obtained in the soil sampling and analysis is 1,791,400 ton/year (123 ton/ha/year), while the soil erosion amount is 2,429,900 ton/year (166.8 ton/ha/year) with the use of soil properties from the soil sampling and analysis. There is 35 % increase in estimated soil erosion and sediment yield with the use of soil properties from soil reconditioned agricultural fields. Since significant amount of soil erosion are known to be occurring from the agricultural fields, the soil erosion and sediment yield from only agricultural fields was assessed. The soil erosion rate is 45.9 ton/ha/year without considering soil properties from soil reconditioned agricultural fields, while 105.3 ton/ha/year after considering soil properties obtained in this study, increased in 129%. This study shows that it is very important to use correct soil properties to assess soil erosion and sediment yield simulation. It is recommended that further studies are needed to develop environment friendly soil reconditioning method should be developed and implemented to decrease the speed of soil erosion rates and water quality degradation.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.335-335
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• 2011

토양유실은 농업환경지표를 비롯한 국제 규범에서 농업에 의한 환경오염의 핵심문제로 제기되고 있다. 이러한 토양유실의 문제점을 해결하기 위해 USLE를 기반으로 한 SATEEC모형을 사용하여 토양유실량 및 유사량을 산정하였다. SATEEC모형은 USLE입력자료와 DEM을 이용하여 산정된 토양유실량 과 GA-SDR모듈을 통해 산정된 유달률(Sediment Delivery Ratio, SDR)을 통하여 최종유출구에서의 유사량을 산정한다. 많은 연구자들은 최종유출구에서의 유사량을 실측유사량과 비교하여 비슷하게 모의되면 유역의 특성을 잘 반영한다고 판단하므로 SATEEC모형의 단점인 토양유실량이 과하게 산정되는 문제점을 중요하게 생각하지 않는다. 하지만 SATEEC 모형의 결과값인 유사량의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 토양유실량 검증을 통한 정확한 입력자료 구축이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 여러개의 토양유실량 시나리오를 만들어 이에 따른 SATEEC 모형의 유사량을 비교/평가하고, 이를 이용하여 토양유실량의 검증이 필요함을 제시하고자 한다. 본 연구에서 사용한 토양유실량 시나리오는 총 4개로써, 시나리오 1은 SATEEC모형을 이용하여 산정된 토양유실량이며, 시나리오2~4는 ArcGIS를 사용하여 기존의 토양유실량 값에 ${\pm}0.25$의 범위를 주어 새롭게 산정된 토양유실량으로 SATEEC모형을 이용한 유사량 산정시 입력자료로 활용하였다. 그 결과 SATEEC모형을 이용하여 산정된 토양유실량은 시나리오별로 차이를 보였다. 또한 SATEEC GA-SDR모듈을 통해 예측된 토양유실량 값과 실측유사량을 이용하여 유달률을 산정하였으며 유달률도 토양유실량 시나리오별로 차이를 보였다. 따라서 SATEEC모형을 이용하여 최종유출구에서의 유사량 산정 결과 토양유실량의 차이에도 불구하고 유사량은 거의 비슷한 값을 나타내고 있으며, 최종유출구에서의 모의된 예측 유사량이 실측유사량과 비교 시 R2=0.688, EI=0.643 정도로 실측유사량과 비슷한 경향을 나타냈다. 따라서 SATEEC모형을 이용하여 유사량 산정시 먼저 문헌을 통한 토양유실량 검증이 필요하리라 판단되며, 문헌을 통해 토양유실량 검증 후 정확한 입력자료를 구축하여 유역에서의 유사량 저감을 위한 최적관리 기법 분석에 사용할 수 있도록 프로세서를 구축해야 할 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.608-612
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• 2006

산지사면에서의 토양침식량은 실제 유역을 빠져나가는 토사유출량과 같지 않다. 이는 토사가 이동하는 과정에서 지형적인 요인 등에 의해 퇴적되거나, 가중되는 유수에 의해 더 많은 토양이 침식될 수 있기 때문이다. 토사유출률(SDR)은 유역의 크기뿐만 아니라 지형, 기후, 토양, 식생피복, 토지이용도 등에 관계된다. 본 연구에서는 기후 특성인 강우크기에 따른 토사유출률의 변화를 분석하고자 하였다. 산불 이후 5년 동안 산지 소유역의 시험유역을 운영하여 유출 및 토사유출량을 실측하여 자료를 구축하였고, 이 유역에 산지지역의 토양침식 모형인 SEMMA을 적용하여 토양침식량을 산정하고 유역출구로 이송한 실제 토사유출량과 비교하였다. 5년 동안 SDR은 전반적으로 감소하고, 강우량, 강우강도, 강우에너지와 같은 강우사상의 크기에 따라 증가한다. SDR은 2001년에서 2002년까지 대부분 1.0 이상이고, 2005년에는 1.0을 초과하지 않으며, 강우특성 뿐만 아니라 식생피복, 산불시간경과 등의 인자에 의존한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.774-778
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• 2010

상류에서 유입된 토사는 지표수를 오염시키고 때때로 퇴적이 발생시 심각한 문제들을 야기하게 된다. 본 연구에서는 GIS 기반의 경험적 토사유실모형을 통해 모의된 토사유실량과 관측된 유사량 자료를 이용하여 유사전달률 자료를 구축하였다. 모의된 토사유실량과 관측된 유사량과의 관계를 분석한 결과, 강우량에 의한 결정계수는 동향과 천천에 대해 각각 0.427과 0.667인 반면, 강우 강도에 의한 결정계수는 0.873과 0.927로 높게 나타났다. 자료의 검보정을 위해 2002-2005년도(보정)와 2006-2008년도(검증) 자료로 분류한 후 USLE 모형과 관측된 유사량을 이용하여 SDR을 계산하였다. 동향과 천천유역의 강우량에 의한 SDR의 평균은 각각 6.273과 3.353인 반면 강우강도에 의한 SDR의 평균은 4.799와 2.874로 낮게 나타났으며, 표준편차는 강우량의 3.746과 2.090에 비해 강우강도가 0.930과 0.407로 낮게 나타났다. 따라서 토사유실 모델링시 강우량에 의한 방법보다는 강우강도에 의한 SDR 추정값을 사용하는 것이 더 바람직함을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.133-133
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• 2017

홍수에 의해 유역에서 발생하는 유사량을 정량적으로 평가하고 예측할 수 있는 방안을 마련하는 것은 통합적인 유역 유사 관리 계획에 있어서 중요하다. 하천에서의 부유사량과 소류사량을 포함한 총유사량의 추정은 하천 유사연구의 기본과제이다. 미계측 유역의 효과적인 총유사량 관리를 위해 유실된 토양 중 얼마나 유역의 최종 유출구로 유입되는지 모의하기 위해 유사전달율(Sediment Delivery Ratio: SDR) 회귀식을 개발할 필요성이 있다. 본 연구에서는 유량조사사업단에서 운영 중인 수위측정소를 대상으로 토양침식량과 유량-총유사량 관계곡선식을 통해 총유사량을 산정하였다. 또한 유역의 다양한 유사전달특성과 유사전달율과의 상관관계분석을 통해 최종적으로 유의한 인자를 바탕으로 유사전달율 다중회귀공식을 개발하였다. 본 연구 결과 실측 기반으로 산정된 연도별 유사전달율과 회귀식을 통해 예측된 연도별 유사전달율 상관분석 결과 $R^2$, NSE 모두 0.80 이상을 보여 높은 상관관계를 나타내었으며 예측된 유사전달율을 통해 산정된 총유사량 또한 실측 총유사량과 상관분석 결과 $R^2$, NSE 모두 0.80 이상을 보여 높은 상관관계로 나타나 본 연구에서 개발된 회귀식의 적용 가능성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구는 국내 유역 및 하도유사 관리의 방향성 설정차원에서 의미가 있으며 국토관리 및 하천관리를 위한 관련 기술이 한 단계 빨리 나아갈 수 있는 좋은 연구로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1556-1560
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• 2006

유역 전체의 토양침식량에 대한 토사유출량의 비로 정의되는 토사유출률은 유역의 크기가 커지면 토사가 유출되는 과정에서 퇴적되거나, 저류될 수 있는 지형적인 요인이 많아지게 되어 상대적으로 감소한다. 우리나라 산불지역의 유역에 대량의 토사유출을 제어하기 위해 설치된 여러개의 사방댐을 활용하여 강우사상별 댐 저류지에 퇴적되는 토사량 측정하였다. 실측된 토사유출량과 산지사면을 대상으로 개발된 토양침식 모형인 SEMMA에 의해 예측된 토양침식량과를 비교하여 유역크기에 따른 토사유출률의 관계를 분석하였다. SEMMA는 강우에 의한 토양입자의 분리현상과 지표유출에 의한 세류와 세류간 침식에 의해 발생하는 토양침식량을 산정하지만, 구곡이나, 유역의 수로에서의 침식은 고려하지 않는다. 보편적으로 토사유출률은 1.0을 넘지 않으나, 본 연구에서는 토사유출률이 대부분 1.0을 넘는 결과를 보여 산불 지역의 유역에서는 수로발달과 수로확장에 의한 침식이 심각했다. 토사유출률이 산지 유역이 커짐에 따라 감소하는 경향은 세계의 다른 유역에서의 조사된 결과와 비슷한 결과를 보였으나, 수치적인 차이가 큼을 알 수 있었다. 또한 토사유출률은 강우사상의 크기에도 상관성이 있음이 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1721-1728
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• 2010

본 연구의 목적은 USLE 모형의 적용 범위 확장에 따른 모형의 적정성을 평가하는 데에 있다. 본 연구는 300 $km^2$ 정도의 유역면적을 갖는 만경강 봉동 수위관측소 유역에서 유사유출량을 모의한 후 이를 실측치와 비교 분석하는 과정으로 수행되었다. USLE 모형의 주요 인자 등은 객체지향프로그램인 ArcView를 이용하여 산정하였으며, 이를 강우침식인자, 토양침식인자, 지형인자, 식생피복인자, 침식조절인자 등과 같은 주제도에 격자기반($30m{\times}30m$)으로 구현하였다. 본 연구의 대상유역에서 모의된 2009년 평균토양침식량은 206.7 $ton/km^2/year$이며, 토양침식량에 Vanoni(1975)와 Boyce(1975), USDA(1972)의 유사전달비(sediment delivery ratio)를 고려한 유사유출량은 각각 47.128 $ton/km^2/year$, 19.223 $ton/km^2/year$, 61.596 $ton/km^2/year$로 산정되었다. Vanoni(1975)의 유사전달비가 고려된 유사유출량은 47.128 $ton/km^2/year$로 봉동 수위관측소에서 실측된 2009년 유사유출량 42.330 $ton/km^2/year$와 비교적 유사하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.158-168
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• 2007

본 연구에서는 소양호유역의 탁수 및 토사유실 저감을 위해 수립중인 다양한 대책중 산림청과 지자체를 중심으로 계획중인 사방댐에 대한 저감효과를 분석하였다. 2005년 강우와 GIS 자료를 이용하여 분석한 결과 소양호유역의 토사유실은 4,819,494 ton으로 평가되었으며, 단위토사유실분석에서는 추곡천, 자운천 그리고 오항천이 다른 유역들에 비해 높은 값을 보였다. 94개의 사방댐 지점을 중심으로 GIS 공간분석을 이용하여 사방댐유역을 추출하였으며, 사방댐유역의 토사유실량과 유사운송비를 이용하여 저감효과를 분석한 결과, 2005년 사방댐의 토사유실저감효과는 6.8%(330,203 ton)으로 분석되었다. 또한 사방댐의 위치를 5,000 ton 이상인 지역으로 이동한 시나리오에서의 사방댐의 토사유실저감효과는 10.5%(506,783 ton)으로 증가되었다.