• 농약과학회지
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• 제20권3호
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• pp.228-235
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• 2016

작물재배 관행과 지형에 의한 농약의 유실양상의 차이를 파악하고자 고추재배 경사지 포장에서 농약유출 실험을 수행하였다. Azoxystrobin 20% 액상수화제를 2004년과 2005년에 살포한 후 작물체를 씻어 내리는 빗물과 유출수 중 azoxystrobin의 잔류 양상을 추적하였다. 농약살포 후 작물체 표면에 부착되었던 azoxystrobin이 빗물에 씻겨 내리는 정도는 살포량의 24~68% 수준이었다. Azoxystrobin의 첫 번째 유출농도는 $50{\mu}gL^{-1}$ 미만이었고, 10% 경사구의 유출률은 0.26~0.59%, 20% 경사구의 유출률은 0.66~0.96%, 30% 경사구의 유출률은 0.84~1.78%로 경사장의 증가에 따라 줄어들었다. Azoxystrobin의 유출률은 유출수량과 관계가 밀접하고, 단위면적당 유출수량은 두둑과 멀칭효과에 의해 감소하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.773-784
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• 2008

본 연구는 노면배수시설에 이용될 수로 양단에 유출구를 가지며 유량이 연속적으로 증가하는 선형 배수로의 부등류 흐름의 해석 방법을 정립하기 위하여 수행되었다. 지배 방정식으로서 유한 차분 형태의 대수방정식을 사용하여 지배단면에서의 수심 값을 경계조건으로 Newton-Raphson 방법에 의하여 수면곡선을 계산하였다. 하류단에 유출구를 갖는 수로와 수로 양단에 유출구를 갖는 수로를 고려하고, 다양한 종단경사에 대하여 흐름 해석을 수행하였다. 단, 양단에 유출구를 갖는 수로의 경우 양단을 지배단면으로 만드는 임계 종단경사를 조사하여 이보다 작은 종단경사에 대한 흐름 해석을 수행하였으며, 임계경사는 지배단면의 위치와 종단경사의 관계로부터 결정하였다. 하류단에 하나의 유출구를 갖는 수로의 경우 수로 상에 존재하는 지배단면의 위치를 조사하여 그 지점을 기준으로 상류 및 하류 방향으로 수심을 계산한다. 반면 양단에 유출구를 갖는 수로의 경우 지배단면이 수로 양단이라면 분수계를 가정하여 분수계를 기점으로 구분되어지는 상류측 및 하류측 수로에 대한 흐름 해석을 수행하고, 상류단에서 분수계 방향으로 그리고 하류단에서 분수계 방향으로 계산된 분수계 지점의 두 수심이 동일할 때까지 흐름 계산을 반복한다. 흐름 계산 결과 양단에 유출구를 갖는 수로가 임계경사보다 큰 경사로 설치된 경우에는 하류단에 유출구를 갖는 수로의 흐름 거동과 유사지는 것으로 판단되었다. 노면배수시설 설계의 중요한 요소인 최대수심은 종단경사가 작을 때 등류 해석으로 계산된 값이 부등류 해석보다 크게 산정되었으며, 이는 종단경사가 작을 때 등류 해석을 기반으로 한설계가 과대설계가 되기 쉽다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1350-1354
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• 2010

SWAT 모형에서는 토양수량을 고려하여 유출곡선지수법에 따라 지표유출량과 침투량을 계산하고, 계산된 침투량이 토양수대가 받을 수 있는 최대용량인 토양수 최대보수용량(soil water capacity)을 초과할 경우에는 그 초과분을 강제적으로 토양수량에 더해지도록 처리하고 있다. 즉, 초과침투량이 연직 아래로만 유입되는 것으로 간주하고 있다. 이러한 방식은 경사가 매우 완만한 경우에는 적합하다고 할 수 있으나, 국내 유역에서와 같이 비교적 유역 경사가 급한 경우에는 지표유출량이 작게 계산될 수 있으며 특히 집중호우시 강우에 대한 유출 응답이 둔감하게 모의되어 홍수기 큰 강우로 인해 급격하게 증가하는 유출량을 잘 모사하지 못하게 되는 경우가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 홍수기 큰 강우에 대해서 유출량이 민감하게 반응할 수 있도록 초과침투량 재분배 모듈($\underline{R}$edistributing $\underline{EX}$cessive $\underline{INF}$iltration module, 이하 SWAT-REXINF)을 개발하였다. 이 모듈은 토양층의 보수능을 초과하는 침투량 처리 방식을 개선한 것으로 지표유출의 집중시간과 토양수의 침루 유하시간의 상대적인 크기에 따라 초과침투량을 분배하여 지표유출량과 침투량에 할당하는 방식을 취하고 있다. 개발 모듈 SWAT-REXINF을 기 개발한 시간가중평균 유출곡선지수법에 의한 지표유출계산법과 접합-분리 방식의 토양층 구조화 기법 등의 유출계산 개선 기법과 접목하여 그 효과를 충주댐 유역에 대해 분석하였다. 시간가중평균 유출곡선지수법에 의한 지표유출계산법과 접합-분리 방식의 토양층 구조화 기법 등 다른 유출 개선 기법과 혼용하여 적용할 경우에는 지표유출량이 약 2배 증가, 첨두유량은 20~50% 증가하는 등 개선 효과가 매우 크게 나타났다. 모형 개선으로 인해서 강우량에 대한 유출량의 응답 민감도를 증가시켜 유출수문곡선의 증감을 보다 용이하게 모의할 수 있고 정확도 또한 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.213-213
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• 2011

근래 이상기후에 의한 강우량 증대와 도시화에 따른 첨두유출량의 증대 및 도달시간의 단축은 기존의 유수지만으로 도시홍수를 대처하는데 그 한계점에 다다르게 되었다. 1990년대에 들어 각종 우수유출 저감시설의 활용으로 이상의 문제를 해결하고자 하는 노력들이 시작되었으며, 현재 신규개발지에 저류지와 같은 우수유출저감시설 설치를 법제도적으로 의무화 하고 있어, 전국적으로 천여개소의 저류지가 시설되어 있거나 계획 중에 있다. 저류지는 개발로 인해 증가된 첨두유출량을 개발전의 상태로 저감시키기 위하여 임시 또는 상시 저류하거나 저류능력 이상의 유출량에 대해서는 암거방류시설을 통해 하류부의 하천 또는 하도로 방류시키는 역할을 수행하는 수공구조물로서 일반적으로 저류지 계획 및 설계는 첨두유출량 증가분에 대해 초점을 맞추고 있을 뿐 방류시설에 대한 구체적인 설계는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 현재 국내에는 저류지 방류시설로 주로 사용되는 암거에 관한 설계규정이나 기법은 미미한 상태로, 한국도로공사(1991)에서 발표한 "도로배수계획"을 이용하고 있으며, 이는 미국 연방도로국(FHWA, 1985)에서 발표한 설계기법을 그대로 인용하고 있다. 즉, 지형 또는 현장 여건에 따라 암거 흐름의 8형식 중 하나의 형식으로 결정하고, 그 형식에 따라 관련도표를 이용한 시산법 또는 도식해법을 적용하여 유입부 상류수위를 산정함으로써 암거설계가 이루어진다. 하지만 이러한 암거설계 방식은 도로 배수암거에 적합한 것으로 저류지 배수암거에 적용하기에는 무리가 있다고 본다. 따라서, 본 연구에서는 저류지의 일반적인 특성상 암거흐름 8형식 중 Class-II군의 암거 상류부 수위가 잠수된 조건 즉, 평상시 저류지가 일정수위 이상의 저류량을 유지하고 있는 상태에서 저류지 암거방류시설의 대표적인 설계인자인 암거직경, 암거경사, 암거경사, 하류단 수위조건의 변화에 따른 상류부 수위변화를 유량별로 분석해 보았다. 방류 암거의 개수를 고려하기 위하여 암거상류부 수위와 암거직경의 관계해석 시 암거단면적을 이용하여 분석하였으며, 각각의 유량별로 상류부 수위와 암거단면적의 관계를 회귀식으로 제시하였다. 암거상류부 수위와 암거경사의 관계를 분석한 결과 암거경사가 5~20%로 변화할 때 암거상류부 수위의 변화는 2~5%정도의 매우 작은 변화를 보임을 확인할 수 있었으며, 암거길이의 경우는 해석 조건의 특성상 상류부 수위에 영향이 전혀 나타나지 않았다. 암거상류부 수위와 암거하류단 수위의 관계에서 암거상류부 수위는 암거하류단 수위가 암거직경과 퇴사위 높이의 합보다 암거하류단의 수위가 높아지는 시점부터 암거하류단 수위에 비례해서 증가되는 결과를 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권2호
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• pp.66-71
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• 2005

경사지 밭 토양에서 강우에 의해 소실된 토양의 소유역내 유입형태를 파악하기 위해, 강우에 따른 토양유실 양상을 파악하고 강우 사상별로 물 유출과 토양유실량을 관측하고 분석하였다. 2개년의 작물재배기간 중 토양 유실이 발생했을 때의 강우특성은 연평균강우량 (879.6 mm)의 80%정도가 7, 8월에 집중되었으며, 81.1인 연평균 강우인자 $EI_{30}$도 7, 8월에 제일 큰 값 65.3을 보였다. 유출량은 강우양상과 옥수수 파종시기 등의 차이에 따라 전체 유출량은 2002년이, 최대유출량은 2003년이 많은 양상으로, 토양유실은 유출량이 최대인 2003년이 $49.3kg\;ha^{-1}$가 많았다. 유출율은 평균적으로 지면 피복이 많지 않은 작물생육 초기에는 높았다가 작물생육 중 후기로 진행되어 가면서 감소하는 경향이었다. 강우사상별 물 유출에 따른 토양 유실량은 물 유출량이 많아질수록 토양 유실량도 증가하는 경향으로 직선 관계를 나타냈고, 토양유실이 발생할 수 있는 최소조건을 고려했을 때 강우사상별 토양 유실이 발생할 수 있는 최소 물 유출량은 약 $2.3Mg\;ha^{-1}$이고 토양 유실에 대한 토양의 임계저항은 0.51 Pa이었다. 이상의 결과를 종합하면, 옥수수를 재배하는 경사가 17%인 밭에서 강우에 의한 물 유출량이 $2.3Mg\;ha^{-1}$이면 토양이 받는 압력은 0.51 Pa 정도로 이 수치 이상일 때는 수계로 유입되는 토양 유실이 발생한다.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.173-185
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• 2014

기후변화로 인해 폭우 및 재해들이 일어나고 있다. 특히 강우강도가 커짐에 따라 토사유출도 심해지고 있다. 이에 따라 효율적인 수자원 및 수질 관리를 위해 지하수 함양량과 기저유출, 그리고 토사유출 현황을 평가 하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 대표적인 급경사지 유역인 양구 해안면 유역에 미래기후변화 시나리오를 적용하여 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량을 전망하였으며, 또한 유역의 경사도를 완만하게 줄임으로서 지하수 함양량, 기저유출량, 유사량의 변화를 분석하였다. 모의 기간을 2013~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년으로 나누었으며, 급경사지 유역보다 유역의 경사도를 완만하게 줄인 경우가 지하수 함양량이 평균 50% 증가되었으며, 기저유출량도 약 42% 증가되었다. 유사량은 급경사지 유역보다 경사도를 완만하게 줄였을 경우가 72% 유사량이 줄어드는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 보이는 바와 같이 경사도를 완만하게 적용하면 유역 내 지하수 함양량 및 기저유출량이 증가하고, 유사량을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 향후 탁수에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.229-229
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• 2021

최근 이상기상으로 국지성 집중호우가 빈번하게 발생함에 따라 토사유출에 의해 피해가 증가하고 있다. 급경사 사면을 갖는 교란산지와 개발지의 경사면은 토양침식 위험에 노출되어 있다. 특히 지표유출수의 집중흐름에 의한 세류발달은 세류간침식에 비해 많은 토양침식과 토사유출을 발생시킨다. 이러한 급경사 사면에서의 세류발달에 대한 수리학적 메터니즘과 한계조건을 파악하고자 강우와 유입수 모의를 통한 토양침식 실험을 수행하였다. 강우와 유입수의 상호작용에 의한 세류발달의 특성과 토사유출량 증가를 파악하고자, 강우량의 증가와 유입수 유무에 따른 실험이 이루어졌다. 강우강도의 범위는 100~140mm/hr이고, 유입수는 170ml/s 이였다. 유입수량은 합리식으로 계산하였으며, 토양상자 상단에서 균등분사식으로 유입되었다. 세류발달의 수리학적 특성치를 취득하기 파악하기 위해, 염료주입 지표수 거동에 대한 동영상을 판독하였다. 세류발달은 유입수가 없는 경우 3분 이내 그리고 유입수가 있는 경우 30초 이내에 발생하였다. 토양상자내의 평균 유속범위는 7.83~29.27 cm/s 이였다. 실험에서 발달된 세류는 15분경과 후부터 평형상태를 유지하였다. 경사실험조건별로 세류 차수분석을 위해 각 세류의 최대길이, 폭, 넓이를 측정한 결과 세류의 차수는 강우만 있는 경우 1~2차로 발달하였으며, 유입수가 있을 때는 2~3차로 발달하였다. 지표유출이 증가하면서 세류발달의 개수는 줄었지만 규모는 더 크게 나타났다. 세류가 발달하는 시점의 한계유속은 10~20cm/s 범위인 것으로 파악되었다. 지표유출이 증가하면서 세류의 발달도 더 심화되지만, 동일한 강우에 일정시간동안 노출되면서 세류는 평형상태가 되어 더 이상 침식이 활발하게 진행되지는 않았다. 유입수가 있는 조건에서 수량은 약 2배가 증가하였지만, 토사유출량은 세류확장에 의해 약 4배가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권2호
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• pp.131-135
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• 2007

우리나라 밭토양은 70% 이상이 경사지에 위치하고 있기 때문에 침식에 의한 토양유실이 매우 심각한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 토성 간 강우량 및 강우강도에 따른 토양유실량과 유출수량을 비교함으로써 토성 및 강우형태에 따른 물흐름 양상을 파악하고, RUSLE (Revised universal soil loss equation)에서 수관피복인자(Canopy cover subfactor)를 산출하여 토양유실을 방지하는데 이용하고자 하였다. 시험은 2005년 5월부터 10월까지 고추, 배추, 감자, 콩이 식재되고 15%의 경사도를 가진 라이시미터에서 실시되었고 강 우량과 강우강도, 토양 유실량과 유출수량, 강우량과 토성에 따라 유출량과의 관계를 보았다. 강우량에 따른 유출수량은 모두 강우량이 증가함에 따라 증가하는 정의 관계를 보였으나 토성에 따라 강우량이 증가함에 따른 유출수의 상대적인 증가비율은 다소 다른 경향을 나타내었다. 고추가 식재된 상태에서 토성별 강우량 단위 증가에 따른 유출수의 증가비율은 양토에서 0.44로 가장 높았고 식양토, 사양토는 0.41 mm, 0.13 mm 이었다. 유출발생 최소강우량도 사양토가 23.53 mm로 가장 높았으며 양토는 10.35 mm, 식양토는 5.46 mm 순으로 나타내었다. 고추의 수관피복인자는 사양토에서 0.425, 양토는 0.459, 식양토는 0.478를 나타내었다. 본 연구 결과 산출된 토성별 강우량에 따른 유출수량과 수관피복인자는 토양 유실량을 평가하여 저감 대책을 마련하는데 도움이 되리라 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권4호
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• pp.297-305
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• 2006

강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 농약의 특성, 환경적 요인 및 영농방법 등의 영향 정도를 평가하기 위하여 콩 재배 경사지 포장에 설치된 포장 lysimeter에서의 경사도와 경사장 및 작물의 재배 유무에 따른 농약의 표면유출 양상을 파악하고자 하였다. Lysimeter 포장유출실험 결과 경사도 및 경사장별 나지구의 유실량은 alachlor $0.1{\sim}0.6%$, ethalfluralin $1.1{\sim}4.5%$, ethoprophos 0.03% 및 pendimethalin $8{\sim}31%$ 수준이었으며, 인공강우실험의 유실율에 비하여 $1/3{\sim}2.5$배 수준으로 나타났다. 콩재배구의 유실율은 나지구의 유실율에 비하여 평균적으로 $21{\sim}75%$ 감소된 것으로 나타났다. 경사조건의 영향을 살펴보면 유출수의 경우에는 그 차이가 크지 않았으나 유실토양에 의한 유실율은 최대 $4{\sim}12$배까지 증가하는 것으로 나타났다. 한편 유출수 중 농약성분의 최고농도는 콩재배구 및 나지구 각각 ethalfluralin $1.1{\sim}11.4{\mu}gL^{-1}$ 및 $0.9{\sim}16{\mu}gL^{-1}$, pendimethalin $7{\sim}42{\mu}gL^{-1}$ 및 $6{\sim}66{\mu}gL^{-1}$ 수준으로 작물재배 유무에 따른 유출수 중 농도의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 농약의 살포지역 외부로의 유출은 기본적으로는 강우와 경사조건에 따른 물 유출량과 토양의 유실량에 의하여 결정되고 작물의 피복정도에 따라 감소하는 것으로 결론지을 수 있을 것이다.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.279-288
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• 2006

강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 환경적 요인 및 영농방법등의 영향 정도를 평가하기 위하여 토양흡착실험과 인공강우유출실험 및 콩 재배 lysimeter 포장에서 유출 실험을 수행하였다. 흡착실험을 수행하여 농약의 이동 가능성과 이동형태를 파악하고, 인공강우시설을 이용한 유출실험으로 강우양상 및 경사도의 영향 정도를 살펴보고, 콩 재배 경사지 포장에 설치된 lysimeter 실험을 수행하여 작물 재배에 따른 농약의 유실 양상 차이를 파악하여 농약의 표면유출에 의한 유실 수준을 평가하고자 하였다. 두 농약의 Freundlich 흡착계수 K는 diazinon은 $4.0{\sim}5.5$이었고 metolachlor는 $1.6{\sim}2.0$이었다. Freundlich 등온흡착식의 직선성을 나타내는 1/n 값은 탈착방법의 경우 $0.96{\sim}1.02$이었고 흡착방법의 경우는 $0.87{\sim}1.02$이었다. 영국 SSLRC의 이동성 분류기준으로 판단하면 diazinon과 metolachlor는 moderately mobile ($75{\leq}Koc$ <500) 등급에 해당하였다. 인공강우 처리구의 유출수 및 유실토양에 의한 농약 유실률은 각각 diazinon $0.1{\sim}0.6%$ 및 $0.1{\sim}0.2%$, metolachlor $0.5{\sim}1.0%$ 및 $0.1{\sim}0.7%$ 이었고, 경사도 30%의 경우가 10%에 비하여 농약 유실량이 $0.2{\sim}1.9$ 배 많았다. 인공강우실험 후 농약의 토심별 분포를 살펴 본 결과 diazinon은 토심 $5{\sim}10$ cm까지 이동하였고 metolachlor는 토심 $10{\sim}15$ cm까지 이동하였다. Lysimeter 포장유출실험 결과 경사도 및 경사장별 나지구의 유실량은 diazinon $0.23{\sim}0.50%$, metolachlor $1.0{\sim}3.1%$ 수준이었으며, 인공강우실험의 유실률에 비하여 $1/3{\sim}2.5$ 배 수준으로 나타났다. 콩재배구의 유실률은 나지구의 유실률에 비하여 평균적으로 $21{\sim}75%$ 정도 감소된 것으로 나타났다. 유출수 중 농약성분의 최고농도는 콩재배구 및 나지구 각각 diazinon $1{\sim}9{\mu}g\;L^{-1}$ 및 $3{\sim}16{\mu}g\;L^{-1}$, metolachlor $7{\sim}31{\mu}g\;L^{-1}$ 및 $5{\sim}40{\mu}g\;L^{-1}$ 수준으로 작물 재배 여부에 따른 유출수 중 농도의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.