• 한국농공학회지
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• 제36권1호
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• pp.73-82
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• 1994

This paper presents the experimental results of runoff and soil losses from sloping runoff plots under three cropping practices. Twenty-nine runoff plots having slopes of 10, 20, and 30 percent in gradient, and lengths of 10, 20 and 30 meter, respectively, were cultivated with soybean, alfalfa, and fallow conditions during 1989~1990 seasons. Crop stages were grouped based on crop canopy conditions and the cropping management factors of the Univer- sal Soil Loss Equation were derived as ratios of the soil losses to fallow conditions. The results from this study are summarized as follows : 1. Annual rainfall erosivity factor at Ichun station varied from 127 to 1336, averaging 472 and 200 in 1989. The month variations reach the peak in July, being 19& 2. Canopy cover percent for soybean that was taken by a photographic method increased sharply during 30 to 80 days after seeding and the results were used to identify periods for the six crop stages. 3. Annual average runoff rates from soybean and alfalfa plots were 35 and 16 percent of those from fallow ones, respectively. The runoff rates decreased as the crops grew. 4. Soil losses from soybean and alfalfa plots were 14 and 16 percent of those from fallow plots. And the crop coefficients were proposed for different crop stages.

• 한국산림과학회지
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• 제95권3호
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• pp.350-357
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• 2006

인공강우발생장치를 이용하여 산불발생지를 대상으로 산불발생 후 경과년수에 따라 각 지역에 대한 강우강도 및 경사별로 지표유출량을 관측하여 산불발생지의 지표유출 특성을 구명하고, 또한 지표유출량과 강우강도, 경사, 경과년수와의 관계를 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 산불발생연도별 지표유출량은 강우강도가 30 mm/hr씩 증가함에 따라서 2.2~3.2배 증가하였으며, 경사가 $10^{\circ}$씩 증가함에 따라서는 1.5~1.9배 증가하였다 2. 산불발생지에서 지피식생이 80% 이상 피복되더라도 초기강우 때의 지표유출량은 다소 많이 발생하여, 식생에 의한 유출량 감소효과는 높지 않았다. 3. 산불발생 후 경과년수에 따라 강우강도 및 경사별로 구분한 지표유출량은 산불발생 3년 후의 경우 발생당년에 비해 22.3%~41.8%로 감소하였고, 산불발생당년에는 강우강도 및 경사별로 지표유출량에 많은 차이가 있었으나 시간이 경과할수록 그 차이가 작아졌다. 4. 산불발생지사변에서의 지표유출량에 대해 각 인자간의 영향성을 분석한 결과, 강우강도, 경사, 경과년수의 각각의 주효과와 강우강도${\times}$경사, 강우강도${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이를 보였고, 경사${\times}$경과년수, 강우강도${\times}$경사${\times}$경과년수의 상호작용 효과에 대해서는 차이가 없었다. 지표유출량에 영향을 미치는 인자의 영향도는 강우강도가 가장 큰 영향을 미치고 다음이 경사, 경과년수의 순이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1457-1460
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• 2010

최근 기후변화로 인해 태풍 등과 같은 집중성 강우가 많이 발생하고 있고, 강우시 유출 등으로 인한 유역내 발생하는 토양침식으로 인해 유역의 하천을 비롯하여 유출구에서의 탁수 및 유사 발생 문제는 우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 환경문제로 대두되고 있다. 강우시 유역에서 발생하는 이러한 탁수문제를 효과적으로 해결하기 위하여 여러 최적관리기법 (Best Management Practices, BMPs) 들이 제안되어왔다. 본 연구의 목적은 볏짚매트 사용으로 인한 토양유실 저감 실측자료를 바탕으로 볏짚매트를 다양한 경사지 밭에 적용하였을 경우 유역에서의 토양유실 저감효과를 평가하기 위한 모델링 기법을 개발하는데 있다. 볏짚 매트의 효과를 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형으로 모의하기 위해서는 볏짚매트의 효과를 모형에서 반영할 수 있는 인자를 선택하여 최적의 인자값을 산정해야 한다. 본 연구에서는 유사 저감 효과 실험 결과를 VFSMOD-W 모형을 이용하여 USLE P 인자값을 도출하였으며, 경사도에 따른 USLE-P 값을 산정하여, SWAT 모형에 입력자료로 사용하였다. 분포형 모형과는 달리 준분포형 모형인 SWAT 모형은 소유역내 수문학적 반응단위별로 유출, 유사, 그리고 비점오염 발생을 평가하는데 이때 Hydrologic Response Unit (HRU)의 지형정보가 활용된다. 이 지형정보는 SWAT 유사 평가시 매우 민감한 변수중의 하나이기 때문에 유역 단위 유사 평가시 정확한 지형자료의 입력이 요구된다. 그러나 SWAT 모형은 소유역내 HRU의 경사도 및 경사장을 직접 산정하지 않고, 소유역의 평균경사도를 기준으로 하여 산정된 경사도를 소유역내 모든 HRU에 동일하게 적용하는 단점이 있다. 본 연구에서는 준분포 모형인 SWAT 모형의 단점을 개선하기 위하여 SWAT Spatially Distributed (SD)-HRU를 적용하였다. 이를 통해 다양한 경사지 밭에서의 볏짚매트의 효과를 분석할 수 있게 되었다. 볏짚매트 미적용시 모의 기간내 유사량 총합은 74,954.42 ton 이고, 월평균 유사량은 814.72 ton 으로 산정되었고, 볏짚매트를 적용하였을 경우 모의 기간내 (2000년 1월 - 2007년 8월) 유사량 총합은 48,460.55 ton 이고, 월평균 유사량은 526.75 ton 으로 볏짚매트를 적용하지 않았을 때보다 약 35.35 % 저감된 값을 보였다. SD-HRU를 적용하고 각 농경지의 경사도에 따라 USLE P 값을 수정하여 볏짚매트에 의한 효과를 분석하였을 때, 볏짚매트를 적용하지 않았을 때 보다 볏짚매트를 적용하였을 때 모의 기간내 약 35% 정도의 유사량이 감소된 것을 알 수 있었다. 본 연구결과에서 보여주는 바와 같이 고랭지 지역에서의 영농활동 시 볏짚매트를 설치한다면 강우시 발생하는 토양유실을 효과적으로 저감시킬 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권4호
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• pp.343-350
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• 2007

강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 농약의 특성, 환경적 요인 및 영농방법 등의 영향 정도를 평가하기 위하여 토양흡착실험과 인공강우유출 실험 및 콩 재배 lysimeter 포장에서 유출실험을 수행하였다. Endosulfan의 흡착법에 의한 흡착계수 (K)는 $77{\sim}131$이었으며, 탈착법에 의한K값이 흡착법으로 구한 값보다 높았다. 영국 SSLRC의 이동성 분류기준에 의하면 endosulfan은 Koc 4,000을 초과하여 non-mobile 등급에 속하였다. 인공강우 처리구의 유출수 및 유실토양에 의한 endosulfan의 유실율은 $3.4{\sim}5.6%$ 및 $4.4{\sim}15.6%$이었다. 인공강우실험 후 토심별 분포를 살펴 본 결과 대부분의 endosulfan 잔류분은 토심 5 cm 이내에 잔류하였다. 경사도 30%의 경우가 10%에 비하여 각 농약의 유실량이 $0.6{\sim}0.9$배 많았는데 유출수에 의한 농약의 유실량 차이는 유출수 중 농도 차이로 볼 수 있으며, 유실토양에 의한 농약 유실량 차이는 토양 유실량과 관계되는 것으로 생각되었다. Lysimeter 포장유출실험 결과 경사도 및 경사장별 endo-sulfan 유실량은 살포량 대비 $5{\sim}35%$ 수준이었다. 콩재배구의 유실율은 나지구의 유실율에 비하여 평균 66% 수준이었다. 경사조건의 영향을 살펴보면 유출수의 경우에는 그 차이가 크지 않았으나 유실토양에 의한 유실율은 경사도와 경사장 증가에 따라 $4{\sim}12$배까지 증가하는 것으로 나타났다. 한편 유출수 중 농약성분의 최고농도는 콩재배구 및 나지구 각각 $8{\sim}10{\mu}gL^{-1}$ 및 $7{\sim}9{\mu}gL^{-1}$ 수준으로 작물 재배 여부에 따른 유출수 중 농도의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.433-437
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• 2015

XP-SWMM은 유한차분방법에 의한 천수방정식을 기반으로 하는 TUFLOW 엔진을 탑재하여 1차원 솔루션 엔진과 동적으로 연결하여 범람원에서의 흐름거동을 2차원으로 해석할 수 있다. 유역에서 발생한 모든 유출량은 해당 소유역의 노드(맨홀)로 유입되며 2차원 침수양상은 관로상태에 따라 노드를 통해 역류한 유출수에 의해서 폰딩(Ponding)되는 조건으로 모의한다. XP-SWMM의 침수범람 모의는 침수범람 상황을 가시적으로 보여주는데 상당한 강점을 가지고 있으나 실제 지형여건에 따른 자연현상을 엄밀하게 모델링하는데 일정부분 한계가 있다. 모형의 한계는 담수된 노드의 수위로 인한 에너지 영향(오리피스 흐름)으로 인접관로의 침수가 부가적으로 유발할 수 있다는 점이며 실제 대부분의 경사지에서의 침수상황은 노드에 유출수가 담수되지 않고 하류로 지면을 따라서 확산(Diffusion)되어 담수영향으로 인한 인접관로 침수가 추가적으로 유발되지 않을 가능성이 매우 높다. 즉, XP-SWMM의 담수허용조건, 지반고 2D연결 옵션은 유역에서의 침수발생량을 과대평가 할수 있으며 특정 유역에서는 실제 침수발생 상황과 차이가 발생 할 수 있는 것이다. 본 연구에서는 서울시 광화문 일대의 효자배수분구 우수관로를 SWMM으로 구성하고 강우조건 95mm/hr에서 노드조건을 담수허용, 2D연결, 담수없음 조건으로 모형을 수행하여 침수모의 결과를 비교, 검토하였다. 전체관로 노드조건을 담수허용, 2D연결로 설정하게 되면 담수없음 조건과 비교하여 1.2-2.8배의 침수발생량이 추가로 발생하는 것으로 검토되었다. 즉, 담수없음 조건의 경우 침수발생시 노면 수위상승 인한 동수경사 영향이 반영된 압력관로 영향이 반영되지 않아 노드간 침수발생량이 중복되지 않는다. 반면, 담수허용이나 2D연결로 모형을 수행할 경우 지면의 경사가 충분히 있는 지역에 침수가 발생하더라도 일정 수심이상의 수두(동수경사선)가 형성되어 침수를 추가로 유발하는 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.99-99
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• 2015

본 연구에서는 금강 유역을 대상으로 토양저류함수모형기반의 개념적 강우유출모형의 장기 유출모의를 평가하였다. 연구유역인 금강 22개 계측유역을 주요 유역특성인자(면적, 경사도, SCS-CN등)을 수문학적 거리 산정방법을 활용하여 3개의 유역그룹을 선정하였다. 적용모형인 개념적 강우유출모형은 3개의 토양저류함수모형[확률분포모형(PDM: Probability Distributed Moisture), 유역습윤지수모형(CWI: Catchment Wetness Index), 수정펜맨타입모형(MP: Modified Penman type model)]과 3개의 유역추적모형[병렬2선형 저류지 유출 모형(2PAR: 2-conceptual reservoirs in parallel), 빠른 지표하 흐름을 고려한 병렬 2선형 저류지 유출모형(2PMP: 2Macro-pre Approach parallel structure), 병렬 3선형 저류지 유출모형(3PAR: 3-conceptual reservoirs in parallel)]의 조합인 9개의 모형을 사용하였으며, 2006년부터 2012년의 일자료를 바탕으로 검정(Calibration), 2001년부터 2005년의 일자료를 검증(Validation)을 Monte carlo method(Uniform Random Sampling)로 수행 후, 모형의 성능은 NSE(Nash sutcliffe Efficiency)로 평가하였다. 분석결과 유역그룹에 대한 모형성능의 편차는 작아서 유역그룹에 대한 토양저류 함수모형의 뚜렷한 상관성을 확인할 수 없었다. 이는 금강 유역을 단일 유역 그룹으로 적용할 수 있음을 제시하고 있다. 검정 검증성능 및 검정매개변수의 개수를 바탕으로 적용성 평가를 실시한 결과에서 토양저류함수모형인 확률분포모형(PDM)과 유역추적모형의 병렬2선형 저류지 유출모형(2PAR)와 빠른 지표하 흐름을 고려한 병렬2선형 저류지 유출모형(2PMP)의 조합이 금강 22개 유역에서 적용성이 우수함을 확인하였다. 향후 이 모형을 바탕으로 금강유역의 대표적인 강우유출모형을 개발하고자 한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.37-44
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• 2005

본 연구의 대상유역인 동의대 시험유역은 공간적으로 주위가 산의 능선으로 둘러싸여 유역내의 유출은 거의 대부분 단일 유출구로만 유출이 이루어지며, 부산지방의 도시유역의 특징인 경사지형의 특성을 잘 반영하고 있다. 유역기초자료 및 기상관측장비(EMS)와 자동수위관측장비(AWS)를 통해 수집된 각종 수문자료들과 유역상세자료들을 조사하여 ILLUDAS 모형과 SWMM 모형, HEC-HMS 모형의 기본입력자료로 사용하여 시험유역 유출특성을 검토하고, HEC-HMS 모형에 대한 검정 및 검증을 통해 시험유역 저류지설계에 사용한다. HEC-HMS 모형에 소하천 설계기준인 30년 설계강우를 설정하고 불투수율의 변화양상에 따라 설계홍수량을 산정하고, 유출누가곡선상에서 저류지의 용량을 결정하였다. 시험유역의 최종 유출부 상류에 $54,000m^3$의 가상 저류지를 설계하였고, 저류지 설계 후 유출양상을 검토해본 결과 유출의 첨두량이 감소함을 확인할 수 있었다. 이는 저류지설계로 도시지역의 유출이 감소됨으로서 도시홍수방재에 있어서 적용성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.51-51
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• 2019

고랭지(해발고도 400m 이상)는 전국 밭 면적의 24.7%을 차지하고 있고 경사도가 15도 이상인 지역이 58.7%인 41,812ha에 달한다. 고랭지 농업은 주로 해발고도가 높은 산지의 경사지에서 이루어지고 있고, 대부분 작물 재배기간이 5월부터 9월까지 약 5개월 정도로 짧아, 나머지 7개월은 토양 피복이 이루어지지 않은 상태로 있어 토양유실 가능성이 높다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서 경관성이 높은 구절초를 식재하여 토양유실 저감 효과를 구명하였다. 고랭지 경사도 55도 라이시미터(Lysimeter)에서 가로 1.2m에 세로 1.8m의 규격으로 시험을 수행하였다. 관행구로 나지(Control, TC) 대비 식재 당시 피복정도에 따라, 피복율 40%는 T1, 피복율 70%는 T2로 하여 총 3처리를 두었다. 구절초의 개화기(10월 1일) 피복율을 조사한 결과 대조구인 나지상태는 0%의 피복율인데 이에 반해 구절초 식재 처리구는 57~80%로 경사지 토양을 피복시키는 효과가 가장 높은 경향을 보였다. 경관작물인 구절초를 식재할 경우 나지 TC를 기준으로 유출량이 65~71%, 토양유실이 87~99% 감소되어 강우에 의한 토양유실 경감에 매우 효과적이었다. 또한, 유거수 탁도 저감 효과성이 뛰어났다. 따라서, 고랭지 경사지에 영년생 자원식물 중 경관성이 뛰어난 구절초를 식재함으로서 경사지 토양유실을 경감시킬 수 있고, 부가가치가 높은 고소득작물로 활용 가치가 높다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.375-375
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• 2015

최근 도시화에 따른 도로구역의 증가는 도심지의 불투수면적의 확대 및 도로의 수로화를 야기하여 집중호우 발생 시 노면 및 저지대의 침수를 가중시키고 있으며, 이로 인한 인명피해 및 재산 피해는 점차 증가하는 추세이다. 이에 기후변화에 따른 강우량의 변화 및 국지성 집중호우 등을 고려하고 도심지 침수 방지 및 방재성능 강화를 위하여 과거에 간선 10년, 지선 5년에서 간선 30년, 지선 10년으로 관거의 설계빈도가 상향조정 되었다. 도심지의 도로 및 유역 유출량의 배수에 상당한 영향을 미치는 빗물받이 및 빗물받이 유입구는 도심지의 방재성능강화 목적에 맞는 설계가 이루어져야 하나 현재 국내의 빗물받이 설치기준은 하수도시설기준(2009, 환경부)에서 '빗물받이 크기별, 도로 차선별 적정 빗물받이 설치간격' 으로 설계빈도 5년을 반영하여 제시된 설치기준이므로 이에 대한 수정 및 개정이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 관거시설의 설계빈도 상향을 고려한 도로 빗물받이의 유입량 산정을 위해 빗물받이 유입구 크기별 유입량을 도로의 차선, 종경사, 측구 횡경사 및 설계빈도의 변화를 고려하여 도로에서의 유출량을 산정하였으며, Froude 상사법칙을 이용하여 수리실험모형을 제작하여 실험을 실시하였다. 빗물받이 제원은 현재 대부분의 국도에 설치되는 크기인 $40{\times}50cm$, $40{\times}100cm$ 및 $40{\times}150cm$를 축소 제작하였다. 측구의 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(도로 종경사 2~10%, 측구 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)을 고려하였다. 실험 결과 측구의 횡경사가 커질수록 빗물받이로 유입되는 유량은 증가하였으며, 빗물받이 유입부의 길이가 증가함에 따라 유입부 측면부를 통한 횡유입량을 증가시켜 빗물받이 유입부의 차집율을 증가시켰다. 또한, 도로의 조건 변화 및 유입량의 변화에 따라서 흐름폭이 감소할수록 차집율이 증가하였다. 수리실험결과를 토대로 도로의 조건변화(차선, 도로 종경사, 측구 횡경사) 및 설계빈도 변화를 고려한 빗물받이의 차집율을 제시하였고 이를 회귀분석 하여 빗물받이 유입구 크기별 유입량 산정식을 도출하였다. 이는 설계빈도 상향에 따른 국내 빗물받이 유입부의 설계 기준 제시에 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.404-404
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• 2021

기후변화에 따른 물 순환과정의 변화는 유역내 강우패턴 및 강우강도, 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역내 강우패턴 및 강우강도 등 물 순환과정의 변화는 강우에 의한 유출과 밀접한 관련이 있는 비점오염원에 중대한 영향을 미친다. 특히, 고랭지밭에 밀집되어 있어 강우에 따른 토사로 인한 탁수가 빈번하게 문제가 되고 있는 소양호 유역은 비점오염원관리지역으로 지정되어 탁수를 저감하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. 이러한 노력들 중 환경부에서는 개별 경작지마다 BMPs(Best Management Practices)를 적용하여 강우에 의한 탁수를 저감하고자 하였으며, 앞으로도 지속적으로 설치할 계획에 있다. 그러나 이러한 비점오염저감시설을 적용하였을 때의 저감효율은 밭의 면적이나 경사도, 경사장 등 다양한 조건을 고려해야 하는 어려움이 있어, 이에 대한 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 이에 따라, 각 경작지에 적용된 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구 역시 미비한 실정이다. 그러나 비점오염저감대책 및 계획은 유역 말단을 기준으로 하는 경우가 많고, 유량 및 수질에 대한 모니터링 자료 역시 유역 말단에 위치하기 때문에 개별 비점오염저감시설이 유역 말단에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유역단위 평가모델 중 하나인 SWAT을 이용하여 각 경작지 별로 실측 경사장 및 경사도, 개별 비점오염저감시설을 적용하였으며, 개별 비점오염저감시설이 유역말단에 미치는 영향을 평가하였다.