• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제16권1호
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• pp.82-92
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• 2000

강원대학교 산림과학대학에서는 부속연습림의 주요 활엽수종인 신갈나무와 굴참나무의 pH, 전기전도도 및 음이온 농도를 1996년부터 측정하고 있으며, 1998년까지의 결과는 다음과 같다. 1. 임외우의 pH범위는 4.47~6.55, 평균값은 5.39였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 pH범위는 각각 4.07~6.25, 4.34~6.57, 평균값은 5.45와 5.62로 수종간의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한 신갈나무 수간류의 pH 범위는 4.08~6.13. 평균 5.17 였으며, 굴참나무 수간류의 pH 범위는 3.62~6.11, 평균 4.68로 임외우의 pH에 반듯이 비례하지는 않았다. 그러나 봄철이 낮고 상대적으로 여름과 가을철에는 높은 계절적 차이를 발견할 수 있었다. 2. 임외우의 EC범위는 $3.0{\sim}62.6{\mu}s/cm$로 평균값은 $18.8{\mu}s/cm$였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 EC범위는 각각 $5.4{\sim}85.0{\mu}s/cm$, $5.0{\sim}253.0{\mu}s/cm$. 평균값은 $25.1{\mu}s/cm$와 $31.2{\mu}s/cm$였다. 또한 신갈나무와 굴참나무 수간류의 EC범위는 각각 $9.5{\sim}500{\mu}s/cm$, $11.5{\sim}534.5{\mu}s/cm$로 평균값은 $81.8{\mu}s/cm$, $80.2{\mu}s/cm$였다. 즉 임외우의 EC는 계절에 상관없이 $20{\sim}30{\mu}s/cm$범위에서 일정한 값을 나타냈으나, 수간류의 EC는 3월~4월에 두 수종 모두 $100{\mu}s/cm$이상을, 그리고 여름철에는 $30{\mu}s/cm$ 내외의 값을 나타내었나, 10월과 11월에 다시 높아지는 계절에 따른 차이가 명확히 나타났다. 3. 임외우와 임내우의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$ 및 $SO_4{^{2-}}$ 농도는 0~15ppm였으나, $PO_4{^{2-}}$농도는 임외우가 0.57ppm과 0.23ppm 2차례, 신갈나무에서 0.08ppm 1차례, 굴참나무에서 0.14ppm, 0.12ppm 및 1.19ppm으로 3차례가 각각 검출되었을 뿐이다. 또한 수간류의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$ 및 $PO_4{^{2-}}$ 농도는 전체적으로 임외우보다 높게 나타났으며, 계절적인 차이가 뚜렷하였다. 그러나 $PO_4{^{2-}}$농도의 경우, 임외우와 임내우에서는 거의 발생하지 않았으나 신갈나무와 굴참나무에서 각각 0.08~31.99ppm, 0.06~12.28ppm, 평균값은 각각 3.22ppm, 1.93ppm으로 나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.50-63
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• 2018

급격한 도시화를 겪으면서 자연적인 물순환 체계의 왜곡을 초래하였다. 이러한 물순환 구조의 변화는 기존 수자원 이용 경향을 변화시키며 하천 건천화 현상을 유발하고 있다. 이를 관리하기 위해 건천화 평가 및 예측이 가능한 하천 건천화 영향 평가 기술이 필요하다. 하천 건천화 영향평가 기술 수행을 위해서는 기초자료로써 GIS 기반의 공간자료 구축이 필수적이나, 관련 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하천 건천화 평가를 위한 GIS 기반의 시계열 공간자료 활용에 대한 연구를 수행하였다. 이에 6개 하천 건천화 영향요소(기상, 토심, 산림밀도 및 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용)을 대상으로, 과거 수십년 간의 변화과정을 전국 단위 GIS 자료로 구축하여 연속수문모형 운용에 대한 기초자료로 활용하였다. 이러한 영향요소를 대상으로 시계열에 따라 하천 건천화 원인을 분석하고 해석할 수 있는 분포형 연속수문모형 기반의 DrySAT을 활용하여 하천 건천화 영향요소별 연유출량 및 건천화 평가를 수행하였다. 그 결과, 다른 요소들은 고려하지 않고 주어진 기상 조건하에 연유출량은 기본값 977.9mm로 산출되었다. 반면, 토심 감소, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 연평균 유출량은 각각 1,003.5mm, 942.1mm, 961.9mm, 915.5mm, 1003.7mm로 산출되었다. 산출된 결과는 하천건천화의 주요 원인으로서 지표유출량을 증가시켜 하천유량을 감소시키는 토심의 감소, 지표유출량을 감소시키는 산림 밀도의 증가, 지표하유출량을 감소시키는 도로의 증가, 기저유출량을 감소시키는 무분별한 지하수 개발과 지하수이용량의 증가, 지표유출량을 증가시키는 불투수지역의 증가를 들 수 있다. 또한, 하천 건천화 정의 및 등급 범위를 통해서 건천화 등급에 따라 표준유역별로 나타내었으며, 기상, 토심 감소 고려, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 건천화 등급은 각각 2.1, 2.2, 2.5, 2.3, 2.8, 2.2로 나타났다. 기본값인 강우조건을 제외한 5개 하천 건천화 영향요소에 대한 건천화 영향순위는 지하수 이용량 변화에 대한 건천화 영향이 제일 컸으며, 산림 밀도 변화, 도로 건설 변화, 토지이용 변화 및 토심 변화 순으로 나타났다. 향후 전국 하천 건천화 평가시스템 개발을 통해 6개 하천 건천화 영향요소에 대한 미래 자료 변화 및 이에 대한 건천화의 진행전망 등 시스템에 의한 평가결과를 토대로 맞춤형 하천 건천 관리 및 방지 방안을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.45-56
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• 2023

본 연구는 저서성 대형무척추동물을 이용한 RIVPACS 유형의 국내 실정에 맞는 수생태계 예측 및 평가모델을 구축하기 위한 사전 연구로서 수행되었다. 자연상태의 하천인 887개의 참조하천을 선정하고, 참조하천을 저차하천과 고차하천으로 구분한 뒤 random forest 알고리즘을 이용하여 각각의 과에 대하여 예측모델을 구축하였다. 저차하천은 학습과 검증 데이터를 7 : 3의 비율로 나누어 구축하였으며, 고차하천의 경우에는 leave-one-out 방법을 이용하였다. 예측모델에 사용된 환경변수는 비계량 다차원 척도법(NMDS)을 이용하여 선정되었으며, 고도, 경사각, 평년평균기온, 숲의 비율, 하폭, 여울 비율, 하상 구조의 큰돌의 비율로 7개의 변수가 선택되었다. 3,224개의 조사대상 지점을 하천차수에 따른 유형에 따라 구분한 뒤, 각각의 유형에 해당하는 모델을 이용하여 30개 과에 대한 과 단위의 생물상을 예측하였다. 예측된 생물상(E)은 실제 생물상(O)과 생물지수를 이용하여 비교되었다. 생물지수는 BMWPK 지수를 과의 수로 나눈 ASPT를 이용하였다. 그 이후 EQR 지수(O/E)를 이용하여 각 조사지점의 건강성을 평가하였다. 마지막으로, EQR 값을 기존에 이용되고 있는 BMI 값과 비교하였다. 건강성 점수 평가 결과, 실제 군집은 0~20과, 예측된 군집은 0~19과 범위로 예측되어 유사하게 나타났다. 실제 ASPT는 평균 4.82 (±2.04 SD), 예측된 ASPT는 6.30 (±0.79 SD)으로 예측된 값이 더 높게 나타났다. ASPT와 BMI의 비교 결과, 대체로 EQR이 BMI 지수보다 높은 값을 보였다. 이는 참조하천 선정에 있어서 조금 교란된 지점도 자연상태로 가정하여 참조하천으로 이용되었기 때문으로 보인다. RIVPACS 모델은 생태학적 상태에 대한 단순하지만 명확한 진단을 제공해줌으로써 국내 하천 관리에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구는 연구가 미진하였던 우리나라 실정에 맞는 RIVPACS 유형의 평가법을 개발하는 선행 연구로서의 의의가 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권3호
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• pp.74-83
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• 2005

하천과 인접한 수변구역은 생태학적 중요성과 더불어 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다. 본 연구는 경안천내 수변구역을 대상으로 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하여 향후 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료는 과거 1966년부터 2000년까지 36년간의 항공사진을 기하보정하여 수변구역의 토지이용현황에 대한 시계열 자료를 이용하였고, 분석도구는 ArcView의 Extension 모듈로 운영되는 FRAGSTATS를 이용하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지 지역은 감소하고 시가화 건조지역은 증가하는 것으로 나타났으며, 기타 토지이용은 미미한 변화를 나타내고 있다. 경관의 구조 지수 변화 분석 결과 경관규모에서는 NP는 1966년에 437개에서 2000년의 토지이용 패치 수(NP)가 695개로 증가하고 있는 것으로 나타났고, 클래스 규모에서도 같은 결과를 나타내고 있어 인위적인 요인에 의한 토지이용변화가 큰 것으로 판단된다. MPS도 9.441에서 5.934로 작아지고 있어 이 지수 역시 토지이용이 많이 진행되고 있음을 나타내고 있다. 산림지역의 경우 감소하고 있는 추세이나 큰 변화는 없는 것으로 판단된다. 전체적인 지수분석 결과 패치 형태지수는 가장자리가 복잡해지고 있으며, 분산지수에서도 패치의 분산도가 커지는 것으로 나타나 토지이용이 변화되고 있음을 알 수 있다. 이는 수질관리측면에서 수변구역의 주요 기능인 오염물질 차단기능을 약화시키는 결과를 초래할 수 있어 수변구역 관리에 더 많은 노력이 필요할 것으로 판단된다. 향후 각 토지이용도별 각 패치의 분포 형태와 변화 양상 분석과 더불어 토양피복종류의 인접성 등을 고려한 수변구역 관리에 실질적인 자료를 제공할 수 있는 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.453-466
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• 2006

본 연구는 CCCma CGCM2 기후모형을 이용하여 SRES A2, B2 시나리오 모의를 통한 기후변화가 2050년, 2100년 소양강댐유역의 수문환경에 미치는 변화양상을 SLURP 수문모형을 이용하여 분석하는데 목적이 있다. 수문영향을 평가하기 위해 사용된 모형의 입력자료는 NDVI의 경우, 1998년부터 2002년까지 5개년에 걸친 월별 NDVI를 사용하여 기온-NVDI와의 선형회귀분석을 통해 A2, B2 각 시나리오별 NDVI 값을 추정하였으며 대상유역의 토지이용에 따른 각 항목의 경년변화를 분석하기 위해 Landsat TM 위성영상을 이용하여 1985년부터 2000년의 5년 시간간격을 갖는 4장의 토지피복도를 생성하였다. 생성된 토지피복도를 사용하여 CA-Markov 연쇄기법을 통한 향후 50년, 100년 후의 토지이용변화상태를 모의하였다. 각 시나리오별 50년, 100년 후의 추정된 기상, NDVI, 토지이용도를 통하여 SLURP 모형에 적용한 결과, 토지이용현황은 CA-Markov 연쇄기법을 통해 모의된 향후 50년, 100년의 이용현황은 산림의 분포면적은 감소하는 반면 주거지, 나지, 초지 등은 두드러지게 증가하였다. 또한, 연쇄기법의 모의 시간간격 이 관측값의 모집단의 시간해상도에 비해 지나치게 클 경우 각 항목별 추이경향은 일정부분에서 수렴되었다. 또한, 기후변화에 따른 수문영향을 분석하기 위해 가상시나리오에 대한 증발산량 평가를 실시하였다. 증발산량 평가는 FAO Penman-Monteith 산정 공식을 통하여 기온, 일사량, 풍속에 대한 가상시나리오를 적용하여 분석하였다. 기후변화와 가상시나리오에 따른 수문분석 결과, 모의유출량은 SRES A2, B2 시나리오상에서 현재의 관측자료보다 대략 50%의 감소를 보이고 있으며 토지이용변화가 현재와 동일할 경우 SRES 시나리오를 적용한 경우보다 약 3$\sim$5%가량 더 감소됨을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.139-146
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• 2012

하천 생태계는 질소 제거를 포함해 수질 개선 등의 중요한 기능을 수행한다. 하지만 산업화 이후에 가속화된 토지이용특성 변화는 이와 같은 하천의 생태적 기능을 저하시키는 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 하천주변의 토지이용특성과 각 하천의 미지형에 따른 하천의 탈질량 및 이의 조절인자에 대해 알아보고자 토지 이용 특성에 따라 한강의 5차 하천 10 곳을 선정하고 각 하천을 하변, 저토, 중간사주의 두부와 미부 네 개의 미지형으로 구분하여 현장 탈질량과 토양의 이화학적 특성을 분석하였다. 측정 결과 농경 하천, 도심 하천, 산림 하천에서의 탈질량은 각각 $289.62{\pm}70.69$, $157.01{\pm}37.06$, $31.38{\pm}18.65mg$ $N_2O-N\;m^{-2}\;d^{-1}$ 으로 나타났다. 미지형에 따라서는 유의한 차이를 보이지 않았으나 하변에서 가장 높고 중간사주 두부보다 미부에서 약간 높은 경향을 보였다. 탈질량을 결정하는 환경요인으로는 수온, 토양의 미사와 점토 함량, 무기 질소와 탄소원이 있었고, 이들 모두 탈질량과 양의 상관관계를 보였다. 본 연구를 통해 유역 내의 토지 이용특성이 하천의 중요한 기능 중 하나인 질소 제거능에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 미지형간의 상관성을 고려하여 탈질량을 실측한 결과는 생태적 기능을 고려한 하천 관리 및 복원 연구에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제23권4호
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• pp.57-65
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• 2015

본 연구는 안동댐 유역을 대상으로 수문기상 정보의 조밀한 시공간분포를 추정하여 수문기상에서 나타나는 시계열적 공간분포 특성을 규명하고자 한다. 국립기상과학원에서 설치 운영하고 있는 낙동강 상류 안동댐 유역의 수문 기상 관측소 7곳의 기상정보와 인근 두 곳의 종관기상관측소(ASOS) 정보를 활용하여 분석을 실시하였으며, 공간적 자기상관성에 기반한 Semi-Variogram을 추정하여 시공간분포를 확인하였다. 유역에서 변이성을 관찰할 수 있는 기상요소인 온도와 습도를 시간과 각 월에 따라 분석하였다. 계절에 관계없이 온도의 경우 14시, 습도의 경우 10시에 가장 균일한 공간분포를 나타내고, 18시에 온도와 습도 모두 가장 불균일성이 높게 확인되었다. 월별 공간 분포에서는 온도의 경우 1월에 가장 불균일하였고, 9월에 가장 균일한 것으로 확인되었으며, 습도의 경우 5월에 가장 불균일하고, 1월에 가장 균일한 것으로 나타났다. 수문기상에서는 일반 산림에서와 달리 계절적 공간분포특성이 적게 나타나며, 온도와 습도가 각각의 특성을 보이는 차이가 있었다.

• 한국제4기학회지
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• 제23권2호
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• pp.34-47
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• 2009

제천 의림지는 홀로세말에 형성된 호소로서 중부 내륙지역의 수문, 기후 및 식생변천 연구를 수행하기 위한 최적의 퇴적체를 포함하고 있다. 의림지 호소 퇴적체 중 ER3-1호공에서 AMS 탄소동위원소 연대측정 자료를 수반한 퇴적상과 화분군집산출상을 검토하여 고기후와 수문환경변화를 해석하였다. ER3-1호공의 고도 307.5m~309.5m 구간은 약 1,920 yrBP~1,420 yrBP 기간에 안정한 퇴적체를 보이며, 이 상부에는 과거 약 2000년 전 후에 재동된 퇴적물이 분포한다. 본 시추공의 화분군집산출을 보면 목본화분으로 소나무속, 참나무속이 우점한 것으로 보아 현존식생과 거의 유사한 식생환경으로 추론된다. 전반적으로 천변에는 오리나무속, 물푸레나무속, 버드나무속과 같은 호습윤성 교목이 생장했으며, 호안에는 부들, 수련, 고마리 등 수서식물이 생육했던 것으로 해석된다. 문화편년으로 볼 때 의림지는 청동기~철기시대 및 고대사회 초기에 축조되었던 것으로 추정된다. 의림지 입지환경과 호저 퇴적체에서 나타나는 양상은 약 3,200 yrBP~200 yrBP 기간 동안 전반적으로 서늘하고 건조한 시기(Cool and dry period)가 우세한 환경 하에서 참나무속-소나무속-전나무속을 우점으로 하는 식생군락이 형성되었던 것으로 보인다.

• 한국지리정보학회지
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• 제16권3호
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• pp.25-39
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• 2013

본 연구에서는 금강유역 내 용담댐 및 대청댐을 대상으로 SWAT 모형을 이용하여 미래 유출량 전망에 지배적인 인자로 작용하는 토지피복 변화에 따른 유출량 변화를 분석하였다. Landsat TM 위성영상을 이용하여 과거 1990년 및 1995년 토지피복 자료를 관측 자료로 사용하여 CA-Markov 연쇄기법에 의한 2000년 토지피복도를 모의하여 비교 검증을 한 후 향후 2050년과 2100년의 토지피복변화를 모의하였다. 이를 SWAT모형의 입력 자료로 이용하여 A1B 시나리오하에서 토지피복 변화 전 후의 유출량을 비교 분석 하였다. 금강유역에 대한 토지피복에 대한 경년별 추세 분석결과 산림과 논은 꾸준히 감소하고 주거지, 나지, 초지 등은 증가하는 경향을 나타내었다. 미래 토지피복의 변화를 고려한 유출 변화 분석결과, 토지피복의 변화를 고려한 유출량이 토지피복의 변화를 고려하지 않았을 때보다 전체적으로 1.83~2.87%로 소폭 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.149-162
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• 2008

미국농무성에서 토양과 토지이용 특성을 고려한 대규모 유역의 유출해석과 토양침식량 및 비점오염원 부하를 해석하기 위해 개발한 SWAT 모델을 대청댐 유역에 적용하여 토지이용 특성별 토양침식량을 산정하였다. 연구결과는 저수지관리자와 정책입안자들에게 저수지 탁수문제를 완화하기 위한 유역관리 대안의 효율성을 평가하는데 중요한 정보를 제공한다. 유출과 토양 유실량 산정에 영향을 미치는 주요한 매개변수들을 보정한 후, 모델은 실측 연간 유출성분과 월별 유황변화를 비교적 잘 예측하였다. 모의결과, 토지 이용별 단위면적당 토양침식량은 밭이 33.1 ton/ha/yr로 가장 많았으며, 임야는 수목의 종류에 따라 $2.3{\sim}5.4ton/ha/yr$, 도시지역 1.0 ton/ha/yr, 논 0.1 ton/ha/yr의 순으로 나타났다. 토지이용면적 가중 연간 토양침식량 산정결과, 밭은 유역전체 면적에서 차지하는 비율이 단지 10% 정도에 해당하지만 연간 총 토양침식량의 55.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 비록 본 연구에서 적용한 토양침식량 산정 방법에 농작물의 종류와 경작형태에 대한 구체적인 정보를 포함하지 못하는 불확실성이 내재되어 있으나, 연구결과는 최소한 저수지의 탁수문제를 완화하기 위해서는 상류 유역의 토양침식 조절대책이 필요함을 시사하며, 유역의 점유율에 비해 토양침식에 기여도가 가장 큰 밭농사 지역에 대한 토양침식 억제 대책을 우선 실시하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다.