• 제목/요약/키워드: soil variables

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토양의 공극률 및 함수비가 열전도도에 미치는 영향 (Effects of Porosity and Water Content on Thermal Conductivity of Soils)

  • 차장환;안선준;구민호;김형찬;송윤호;서명석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권3호
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    • pp.27-36
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    • 2008
  • 국내 16개 기상관측소에서 채취한 토양 시료에 대한 물성 실험을 통하여 토양의 공극률, 함수비, 밀도 및 입도 분포특성이 열전도도에 미치는 영향을 분석하였다. 상관성 분석결과 열전도도는 공극률이 증가함에 따라 감소하는 부의 상관성을 보이며 함수비가 증가함에 따라 증가하는 정의 상관성을 갖는다. 입도 분포 특성에 의한 열전도도의 변화는 미비하며 토양 입자 밀도가 클수록 열전도도가 다소 증가하는 경향을 보였다. 건조 토양의 경우 동일한 공극률에서도 열전도도의 차이가 크게 나타났다. 실험 자료를 이용하여 열전도도에 주된 영향을 미치는 공극률과 함수비를 변수로 하는 다중선형회귀모형 및 비선형회귀모형을 제시하였으며, 회귀모형의 결정계수는 각각 0.74 및 0.82로 높게 나타났다. 따라서 본 연구 결과는 공극률과 함수비를 측정하여 토양의 열전도도를 예측하는데 이용될 수 있다.

우리나라 지하수에 적합한 알칼리도 분석법에 대한 고찰 (A Review on Alkalinity Analysis Methods Suitable for Korean Groundwater)

  • 김강주;함세영;김락현;김현구
    • 자원환경지질
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    • 제51권6호
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    • pp.509-520
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    • 2018
  • 알칼리도(alkalinity)는 물의 화학적 특성을 결정하고, 각종 오염물질의 거동에 직간접적인 영향을 주는 중요한 기본 변수이다. 그러나, 적지 않은 실험실과 연구자들이 적절하지 못한 분석법으로 지하수의 알칼리도를 분석하고 있으며, 이것이 불량한 이온균형오차를 야기하는 큰 이유가 되고 있다. 본 연구는 현재까지 보고된 알칼리도분석법들을 조사하고 그 장단점을 분석함으로써, 지하수 알칼리도 분석을 수행하는 실험실이나 분석자들에 도움을 주기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구를 통하여 pH적정곡선의 변곡점으로 알칼리도 적정 종점(end point)를 찾는 방법이 가장 정확도가 높음을 알 수 있었다. 그 중에서도 Gran적정법이 종점까지 적정한 용액의 부피를 정확히 산출하는데 가장 적절한 것으로 조사되었다. 반면, 현재에도 여전히 많이 이용하고 있는 pH지시약을 이용하여 적정하는 방법이나 미리 정해진 pH를 종점으로 하여 적정하는 방법은 묽거나 알칼리도가 낮은 지하수의 분석에는 문제가 있는 것으로 판단된다.

수문학적 관점에서의 지반 변위 분석: 인공위성 강우데이터와 지하수위 연계 (An analysis of land displacements in terms of hydrologic aspect: satellite-based precipitation and groundwater levels)

  • 오승철;김완엽;강민선;윤홍식;양정석;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1031-1039
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    • 2022
  • 강우는 산사태와 밀접한 연관성을 지니는 수문 인자 중 하나로, 외력을 발생시켜 지반 안정성에 간접적으로 관여한다. 최근에는 지반 안정성에 직접적인 영향을 미치는 인자인 지하수위의 변동에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 강우, 지하수위와 지반 변위의 변동을 통해 변수간 관계성을 분석하고자 하였다. PSInSAR 기법을 사용하여 도심과 산지에서의 지반 변위 모의 결과를 도출하였고, 위성 기반 강우와 지점 기반 지하 수위 자료와 연계하여 시계열 기반 분석을 실시하였다. 고강도 강우에 대해 도심과 산지에서 모두 급격한 지하수위의 상승이 나타났으며, 무강우 및 저강우 기간에 대해 도심에서는 지속적인 감소 경향이 나타났다. 지하수위의 증가에 대해 산지에서는 6 mm 수준의 지반 침하가 관측되었으며, 이는 표토층의 토사 유출로 인한 결과로 보인다. 한편 도심에서는 다양한 결과가 나타났는데 지하수위 상승에 대한 지반 변위의 증가와 토양 뼈대의 확장으로 인한 결과로 볼 수 있으나, 지반 변위의 감소는 인위적 영향에서 기인된 결과로 보인다. 전반적으로 지하수위와 지반 변위 간 관계성이 일관되게 나타나지 않았는데, 이는 수문인자 외의 다른 영향인자로 인한 결과로 보인다. 두 인자 간 관계성에 영향을 미치는 환경 인자들이 추가로 고려된다면 관계성을 보다 면밀히 파악하는 데 기여할 수 있을 것으로 보인다.

태양광 발전시설이 설치된 사면의 강우시 침투를 고려한 안정성 및 거동 분석 (Analysis of Stability and Behavior of Slope with Solar Power Facilities Considering Seepage of Rainfall)

  • 유정연;이동건;송기일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권7호
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    • pp.57-67
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    • 2023
  • 우리나라에 분포하는 산지 태양광 발전시설에 의해 강우시 사면파괴가 발생하고 있다. 이때 불투수면인 태양광 패널을 따라 흐르는 강우로 인해 침투 작용이 일반적인 사면과 달라 간극수압 분포가 차이를 보이며 태양광 구조물의 하중에 의해 지반 거동에 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 강우시의 태양광 발전시설이 설치된 사면의 안정성 평가 방법을 개발하고, 최대 사면 변위 지점을 통해 취약지점을 분석하였다. 강우의 침투에 따른 안정성을 평가하고 거동을 예측하기 위해 침투해석과 유한차분법 수치해석을 연계하였다. 대상 현장에 대해서는 함수특성곡선 변수, Mohr-Coulomb 파괴 기준을 만족하는 강도 정수 및 지반 물성치, 사면의 각도와 기반암의 깊이 등의 지형적 인자를 가정하였으며 이들 중 안전율에 가장 큰 영향을 미치는 인자에 대해 검토하였다. 태양광 발전시설의 유무에 따라 침투 양상 및 안전율에 차이가 있으며 강우 침투에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 또한 최대 변위 지점은 사면의 상단부와 하단부 인접 지점에 집중적으로 분포하였다.

돌발홍수 예보를 위한 빅데이터 분석방법 (The big data method for flash flood warning)

  • 박다인;윤상후
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권11호
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    • pp.245-250
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    • 2017
  • 돌발홍수는 강우유출수가 하천으로 모여드는 유역이 좁은 지역에 집중호우로 인해 유입되는 물의 양이 급증하여 나타난다. 돌발홍수는 유속이 빠르고 홍수를 대비할 수 있는 시간이 부족하므로 인명과 재산상의 피해를 발생시킨다. 본 연구에서는 돌발홍수를 예보를 위한 빅데이터 분석방법을 수행하였다. 연구 자료는 2009년에서 2012년까지 국민안전처 국가재난정보센터에 보고된 38건의 홍수 피해 자료와 지표수문모형(TOPLATS)에 의해 생성된 수문기상정보인 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량이다. 돌발홍수 발생 선행 6시간의 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량 데이터를 요인분석을 통해 토양수분 상태, 장기요인에 의한 강우량과 지표유출량, 단기요인에 의한 강우량과 지표유출량으로 축소하였다. 빅데이터 분석 방법으로는 유형분석인 의사결정나무, 랜덤포레스트, 나이브베이즈, 서포트벡터머신, 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 돌발홍수 사고발생 자료가 38건으로 한정되어 있기 때문에 예측성능 정확도 판단이 중요하다. 예측성능 정확도 평가방법으로 kappa계수, TP Rate, FP Rate, F-Measure를 이용하였다. 이 외에 돌발홍수 발생 선행 시점별 재현성 평가와 과거 4년간 돌발홍수 경보 횟수를 통해 최적 유형분석 방법을 제시하였다. 연구결과 로지스틱회귀모형과 랜덤포레스트가 돌발홍수 예보를 위한 예측 성능이 가장 좋았다. 사고발생 자료가 2009년부터 2012년까지 38건으로 한정되어 있어 분석을 위한 훈련자료와 검증자료 구축에 한계가 있었다. 장기간의 자료가 수집된다면 더욱 정확한 빅데이터 분석을 수행할 수 있다.

Optimal environmental range for Juncus effusus, an important plant species in an endangered insect species (Nannopya pygmaea) habitat in Korea

  • Yoon, Ji-Hyun;Kim, Heung-Tae;Nam, Jong-Min;Kim, Jae-Geun
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제34권2호
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    • pp.223-235
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    • 2011
  • Juncus effusus is mostly found in freshwater wetlands and is widely used for landscaping and creating artificial wetlands due to its high ecological value. J. effusus tends to dominate during the early stage (3-10 years) of the second succession in abandoned paddy fields. This study focused on the environmental characteristics of J. effusus to create habitat for an endangered species, Nannopya pygmaea, which lives in wetlands dominated by J. effusus. Considering the distribution of J. effusus and N. pygmaea, 63 quadrats at eight wetlands were investigated between May and June 2006 during the critically dry period. Fifty-three species from 28 families co-occurred with J. effusus, and Persicaria thunbergii was the most abundant (63.5%). The optimal ranges of distribution (ORD) for the water variables were water depth, -2 to 10 cm; dissolved oxygen, 0.99-3.55 mg/kg, conductivity (CON), 23.40-115.40 ${\mu}s/cm$, total dissolved solid, 12.53-57.60 mg/L; pH, 5.00-6.87; $K^+$, 0.11-1.46 mg/L; $Ca^{2+}$, 1.53-5.85 mg/L; $Na^+$, 3.16-7.47 mg/L; $Mg^{2+}$, 0.11-1.96 mg/L; $NO_3$-N, < 0.001-0.072 mg/L; $NH_4$-N, 0.005-0.097 mg/L; and $PO_4$-P, 0.006-0.047 mg/L. ORDs for the soil variables were water content, 1.05-2.96%; loss-on ignition method (LOI), 5.07-7.81%; CON, 23.70-59.70 ${\mu}s/cm$; pH, 4.40-5.16; extracted (e) $K^+$, 4.34-15.73 cmol/kg; $eCa^{2+}$, 31.56-191.56 cmol/kg; $eNa^+$, < 0.01-2.61 cmol/kg; eMg, 0.04-19.82 cmol/kg; $eNO_3$-N, 0.514-1.175 mg/kg; $eNH_4$-N, 0.033-0.974 mg/kg, $ePO_4$-P, 0.491-11.552 mg/kg; total nitrogen, 0.016-0.200%; and total carbon, 1.06-2.37%. The appearance of rush during early succession indicated relatively lower levels of these physicochemical parameters, and that ORDs should be maintained for the J. effusus community.

광릉(光陵) 삼림(森林)의 식물군집구조(植物群集構造)(II) - Classification 및 Ordination방법에 의한 죽엽산지역(竹葉山地域)의 식생분석(植生分析) - (The Structure of Plant Community in Kwangnung Forest(II) - Analysis on the Forest Community in Mt. Jookyup by the Classification and Ordination Techniques -)

  • 이경재;최송현;조재창
    • 한국산림과학회지
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    • 제81권3호
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    • pp.214-223
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    • 1992
  • 경기도(京畿道) 광릉(光陵) 죽엽산(竹葉山) 삼림(森林)의 식물군집구조분석(植物群集構造分析)을 위하여 37개소에 조사지(調査地)(1개 조사지당 $10m{\times}10m$ 방형구(方形區) 5개씩을 설치)를 설정하고 식생조사(植生調査)를 실시하여 얻어진 자료에 대해 TWINSPAN에 의한 classification과 2종류의 ordination(RA, DCA) 방법을 적용하였다. Classification에 의하면 소나무 군집, 소나무-서어나무 군집, 신갈나무-서어나무, 신갈나무-서어나무-갈참나무 군집, 혼효림(混淆林) 군집의 5개 집단으로 조사지가 분리되었다. Ordination에 의한 조사지 분석에서는 DCA가 RA보다 효과적이었으며 5개 집단으로 분리되었다. 종에 대한 두 기법분석에 의해 추정된 천이과정(遷移過程)은 교목상층(喬木上層)에서 소나무${\rightarrow}$서어나무와 소나무${\rightarrow}$신갈나무${\rightarrow}$서어나무의 2가지로 추정되었으며, 교목하층(喬木下層) 및 관목층(灌木層)은 진달래${\rightarrow}$생강나무, 노린재나무, 덜꿩나무, 쪽동백나무${\rightarrow}$회나무, 팥배나무 순이었다. 환경인자(環境因子)의 ordination분석에 의하면 소나무 군집에서 신갈나무, 참나무류 군집으로 갈수록 토양산도, 전질소함량, 치환성 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘 등의 토양성질(土壤性質)들이 양호하여졌다. 소나무와 서어나무는 신갈나무, 졸참나무, 갈참나무와 상이(相異)한 niche에 존재하였다.

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우리나라 침엽수 및 활엽수림의 고사율 추정식 개발 (Development of Estimated Equation for Mortality Rates by Forest Type in Korea)

  • 손영모;전주현;이선정;임종수;강진택
    • 한국산림과학회지
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    • 제106권4호
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    • pp.450-456
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    • 2017
  • 본 연구는 우리나라의 침엽수와 활엽수림에서 발생하는 고사율(고사 입목의 재적량, %) 추정식을 개발하는 것이 목적이다. 고사율 추정을 위하여 적용한 모형은 지수식, Hamilton식 등 6개식이었으며, 이용한 변수는 흉고직경, 흉고단면적, 지위지수 등이었다. 고사율 추정에 이용한 원자료는 5차 및 6차 국가산림자원조사 자료였으며, 표본점별 고사목과 생존목의 재적량 비로서 고사율을 산정하였다. 적용한 식 중 침엽수와 활엽수의 고사율을 가장 잘 설명하는 식은 $P=(1+e^{(a+b{\times}DBH+c{\times}BA+d{\times}no\_ha+e{\times}density)})^{-1}$의 형태를 갖는 식이다. 침엽수는 약 34%, 활엽수는 약 51%의 적합도를 나타냈다. 두 식 모두 적합도가 높게 나타나지 않았는데, 이는 임목 고사에 영향을 미치는 인자가 지리적 환경, 토양, 기상, 지위, 경쟁 등 너무나 다양하기 때문이다. 따라서 본 분석에 이용한 흉고직경, 흉고단면적 등 2~3개의 변수로 산림 내 고사를 설명하기는 매우 어려운 일이라 판단된다. 그러나 전국적으로 활용될 수 있는 임상별 고사율 정보가 없는 현시점에서는 본 연구의 가치는 있다고 생각되며 추후 수관울폐도, 경쟁지수 등을 변수로 추가적으로 활용하여 고사율 추정식의 정도를 높여야 할 것이다.

공간정보 모델링을 이용한 원전 사고의 환경 영향 평가: 체르노빌 사례연구 (Environmental Impact Assessment of Nuclear Power Plant Accident using Spatial Information Modeling: A Case Study of Chernobyl)

  • 이상원;송아람;박노욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.129-143
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    • 2012
  • 이 논문은 1986년에 발생한 체르노빌 원전 사고 사례연구를 통해 환경 모니터링과 영향 평가를 위한 고급 공간정보 모델링 기술의 유용성을 예시하였다. 사고지점 주변에서 1986년과 1992년에 촬영된 Landsat TM 영상자료를 대상으로 선분류 후비교법을 적용하여 변화가 크게 일어난 지역과 토지피복 변화 양상을 분석하였다. 그리고 이 사고의 가장 큰 피해지역으로 알려진 벨로루시 지역을 대상으로 다양한 크리깅 기법을 포함한 공간 모델링 기법을 적용하여 토양 내 세슘 농도와 갑상선 암 발병률 자료와의 상관성을 분석하였다. 변화 탐지 결과, 농경지 면적의 감소와 황무지 면적의 증가가 가장 뚜렷하게 나타났고, 방사능 오염의 확산을 막기 위한 콘크리트 구조물들이 새롭게 생겨난 것을 확인할 수 있었다. 벨로루시 지역의 영향평가 결과, 세슘 오염이 심한 원전 인근 지역에서 포아송 크리깅에 의해 추정된 위험도가 상대적으로 높게 나타났다. 세슘 농도와 사고지점과의 거리를 독립 변수로 사용하여 이 변수들의 공간 변화 양상을 반영할 수 있는 지리적 가중 회귀분석을 적용하였다. 적용 결과, 갑상선 암 위험도와 상관계수 0.98을 나타내는 갑상선 암 발병 위험도 추정이 가능하였으며, 이는 원전 사고가 갑상선 암 발병 위험도에 영향을 준 것을 의미한다. 결론적으로 이 연구에서 적용한 공간정보 모델링 기법들은 환경 영향 평가 및 환경 보건 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

중력식(重力式) 옹벽(擁壁)의 신뢰도(信賴度)에 관한 연구(研究) (Reliability Analysis of the Gravity Retaing Wall)

  • 백영식;이룡일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.127-135
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    • 1983
  • 옹벽(擁壁)의 안정해석(安定解析)에 있어, 신뢰도(信賴度)의 척도(尺度)로 종래(從來)의 안전율(安全率)(factor of safety) 대신 파괴확률(破壞確率)(probability of failure)이란 새로운 개념(槪念)을 도입(導入)하였다. 종래(從來)의 안정해석(安定解析)에 내포(內包)되어 있는 많은 불확실성(不確實性)(uncertainty)을 통계적(統計的) 처리(處理)에 의하여 합리적(合理的)으로 해석(解析)에 반영(反映)하고, simulation을 통하여 현실에 근사한 신뢰도(信賴度)(reliability)를 수치(數値)로 확인(確認)하였다. 흙의 강도정수(强度定數)(내부마찰각(內部摩擦角), 점착력(粘着力))는 일반(一般) Beta 분포(分布)를 따르는 확률변수(破率變數)로 취급(取扱)하였으며, 최우추정법(最尤推定法)에 의하여 구간(區間) [A, B]를 결정(決定)하였다. Rejection Method에 의해 Beta 분포(分布)를 따르는 난수(亂數)들을 생성(生成)하여 이에 대응(對應)하는 강도정수(强度定數)를 구(求)하는 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 이렇게 하여 얻어진 강도정수(强度定數)를 써서, Monte Simulation 방법(方法)을 사용(使用)하여 다음과 같이 정의(定義)되는 옹벽(擁壁)의 파괴확률(破壞確率)을 구하였다. $$P_f=\frac{M}{N}$$ 여기서, N : simulation 여행(旅行) 회수(回數) M : simulation 결과(結果) 파괴회수(破壞回數) 상기(上記)한 해석방법(解析方法)에 따라 Computer Program을 개발(開發)하였으며, 예제(例題)를 개발(開發)된 Program으로 풀어 파괴확률(破壞確率)을 구하였다.

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