Effect of Forest Land Use on Soil Runoff in Small Watershed

산지소유역에서 임지이용이 토사유출에 미치는 영향

  • Ma, Ho-Seop (Division of Forest Environment Science, Gyeongsang National University(Institute of Agriculture Llife Science)) ;
  • Kang, Won-Seok (Division of Forest Environment Science, Gyeongsang National University(Institute of Agriculture Llife Science)) ;
  • Kang, Eun-Min (Division of Forest Environment Science, Gyeongsang National University(Institute of Agriculture Llife Science))
  • 마호섭 (경상대학교 환경산림과학부(농업생명과학연구원)) ;
  • 강원석 (경상대학교 환경산림과학부(농업생명과학연구원)) ;
  • 강은민 (경상대학교 환경산림과학부(농업생명과학연구원))
  • Published : 2012.06.30

Abstract

This study was carried out to clarify the impact of land use (Castanea crenata, Pinus densiflora and Plantation Land) on soil runoff in small watershed. The soil runoff showed in order of plantation land, Castanea stand and Pinus stand. The resulting models in linear equations of three stands were able to account for 70%, 60% and 60% respectively. The relationship between soil runoff and forest environmental factors was a positive correlation at 1% level with slope, forest type, soil hardness, watershed area, stream length and at 5% level with accumulative rainfall, but was negative correlation at 1% level with coverage. The main factors that affected soil runoff in small watershed showed in order of coverage, accumulative rainfall and stand type. In the stepwise regression between soil runoff and forest environmental factors, the estimation equation is as follow; Y = 31.250 - 1.140(Coverage) + 0.413(Accumulative rainfall) + 20.829(Forest type). The results indicates that dangerous areas of landslide and soil runoff by land use could be applied to the mitigation measures such as afforestation, erosion check dam and revetment for erosion control and water quality management in small watershed.

산지소유역에 있어서 밤나무림, 소나무림, 개벌조림지로 이용되고 있는 산림을 대상으로 임분별 유출토사량과 토사유출에 영향을 미치는 인자를 구명하기 위하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 임분별 유출토사량 변화를 살펴보면 개벌조림지, 밤나무림, 소나무림 순으로 나타나 임분별 차이를 알 수 있었다. 임분별 유출토사량과 누적강우량간 선형회귀식의 설명력($R^2$)은 밤나무림 70%, 소나무림 60%, 개벌조림지 60%로서 비교적 높게 나타났다. 임분별 유출토사량과 환경인자간의 상관성을 분석한 결과 경사, 임상, 토양경도, 유역면적, 유로길이는 유의수준 1%, 누적강우량은 유의수준 5%에서 정의 상관관계가 나타났고, 피복율은 유의수준 1%에서 부의 상관관계를 나타내었다. 산지소유역에서 임지이용에 따른 유출토사량의 발생에 많은 영향을 미치는 인자는 피복율, 누적강우량 및 임상의 순으로 나타났으며, 다중회귀식은 Y = 31.250 - 1.140(피복율) + 0.413(누적강우량) + 20.829(임상)으로 추정되었다. 산림지역에 있어서 유출토사량의 증가는 하류의 하천 및 호소의 수질 등 계류생태계에 많은 영향을 미치므로 사방조림과 사방댐 및 골막이 등 적절한 사방구조물 도입을 통한 토사유실 방지 대책이 필요하다.

Keywords

References

  1. 김기성, 라덕관. 1996. 수질에 미치는 비점오염원의 영향. 공업기술연구소 논문집 10(10): 139-149.
  2. 김진관, 김민석, 백봉현, 양동윤. 2007. 점토함량, 경사, 그리고 토양수분변화가 우곡간 침식에 미치는 영향: 단일크기복합인공강우기를 이용하여. 한국지형학회지 14(3): 115-121.
  3. 김진호, 한국헌, 이종식. 2008. 농촌유역의 강우사상별 농업 비점원오염물질 유출특성. 한국물환경학회지 24(1): 69-77.
  4. 마호섭, 정원옥. 2009. 산불발생지에 있어서 표면유출수량의 장기적인 변화에 관한 연구. 한국임학회지 98(4): 458-463.
  5. 신승숙. 2002. 산지유역의 토사유출에 관한 연구. 강릉원주대학교 석사학위논문 pp. 62.
  6. 윤호중, 이창우, 정용호. 2007. 산림의 토사유출 방지기능에 관한 연구. 한국환경 복원기술학회지 10(1): 36-43.
  7. 이명구. 2011. 지반조건에 따른 토양 유실량 특성. 충북대학교 석사학위논문 pp. 59.
  8. 전근우, 서정일, 김석우, 김민식. 2010. 산불피해지에 있어서 강우패턴에 따른 침식토사량 변화. 한국임학회지 99(4): 534-545.
  9. 황 근, 조병진, 서승덕, 박승우, 도덕현, 이기춘, 엄병현, 김철기. 1983. 농지공학. pp. 460.
  10. Allan, J.D. 1995. Stream Ecology: Structure and Function of Running Waters. 1st ed. Chapman & Hall. London, U.K. pp. 388.
  11. Anderson, M.G. and Burt, T.P. 1990. Process studies in hillslope hydrology: an overview. pp. 1-8. in: M.G. Anderson and T.P. Burt, ed. Process Studies in Hillslope Hydrology. john Wiley & Sones Ltd. Chich ester, U.K.
  12. Gomi, T., Sidle, R.C. and Richrdson, J.S. 2002. Understanding processes and downstream linkages of headwater systems. Bioscience. Advances in Ecological Research 15: 133-302.
  13. Keller, E.A. and Swanson, F.J. 1979. Effects of large organic material on cha nnel from and fluvial processes. Earth Surface processes and Landforms 4: 361-380. https://doi.org/10.1002/esp.3290040406
  14. Knighton, A.D. 1998. Fluvial froms and processes: A new perspective. 1st ed. Arnold, London, U.K. pp. 383.
  15. Nakamura, F., Swanson, F.J. and Wondzell, S.M. 2000. Disturbance regimer of stream and riparian systems: a disturbance-cascade perspective. Hydrological processes 14: 2849-2860. https://doi.org/10.1002/1099-1085(200011/12)14:16/17<2849::AID-HYP123>3.0.CO;2-X