• Spatial Information Research
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• v.10 no.2
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• pp.301-316
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• 2002

Soil Loss by outflow of water or rainfall has caused many environmental problems as declining agricultural productivity, damaging pasture and preventing flow of water. Also, validity pondage of reservoir or dam is decreased by rivers inflow of eroded soil. Revised Universal Soil Loss Equation(RUSLE) is mainly used to presume soil loss amount of basin using GIS. But, because comparison with survey data is difficult, it is no large meaning that estimate calculated soil loss amount as quantitative. This research used unit sediment deposit survey data of Bo-seong basin for quantitative conclusion of soil loss amount that calculate on RUSLE. Through comparison examination with unit sediment yield that calculate on RUSLE and unit sediment deposit survey data, we can estimate resolution far RUSLE Model. As a result, cell size of 150m was estimated by thing which is most suitable.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.6
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• pp.439-446
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• 2009

Nitrogen balance in the regional scale which was calculated the difference between nitrogen input and output was estimated to assess the impact of rice cultivation on water environment. Nitrogen balances in Gyeonggi province, where nitrogen concentration in irrigation water was high and in Chungnam province, where nitrogen absorbtion by rice was high, were -5.4 and -8.3 kg $-8.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, respectively. Nitrogen balances of paddy field in Gangwon province, where nitrogen output was small and irrigation water was clean, and in Gyeongnam province, where organic matter content of soil was high and rice yield was low, were 4.9 and $14.0kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, respectively. Average nitrogen balance and total nitrogen absorption of paddy field in Korea were estimated to $-0.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ and $-3,315Mg\;yr^{-1}$, respectively. When the nitrogen concentration in irrigation water was increased by $1mg \;L^{-1}$, nitrogen balance of rice paddy changed by $-2.91kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$. Also, when nitrogen fertilizer applied was decreased from 110 to $90kg\;ha^{-1}$ and the same harvest was maintained, the nitrogen absorption by rice paddy from irrigation water was estimated to increase by 10,600 Mg per year in Korea. However, in cases, the harvest was reduced to either 90% or 85%, nitrogen balances were changed from -11.7 to -2.3 and $2.4kg\;ha^{-1}$, respectively. These results suggest that the reduction of nitrogen fertilizer use may not always lead to a negative nitrogen balance and sustainable agriculture can achieve by not cutting down the use of fertilizer only but by reduction of fertilizer application concurrently by maintenance of harvest and by utilization of environmental characteristics such as nutrient contents in irrigation water and soils.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.18 no.3
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• pp.355-365
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• 2000

In order to study the relationship between water quality and phytoplankton standing crops, the authors investigated the physicochemical factors, phytoplankton standing crops and chlorophyll-a at two stations in the Daechung Reservoir during the period from May to November 1998. Nutrients (nitrite, nitrate, ammonia and phosphate) have gradually increased more than those of the previous reports. Concentrations of the total nitrogen, phosphorus, chlorophyll -a and transparency exceeded the standard value of eutrophication. It could be assumed that the eutrophication of the Daechung reservoir was caused by various pollutants. Chlorophyll-a concentration was under the influence of phytoplankton standing crops, but very tiny cell-sized blue-green algae were less important in regards to the chlorophyll-a. Except at station 1 from July to August, phytoplankton standing crops bloomed during the time of the survey. Spring phytoplankton blooms caused by nitrate and phosphate in the surface layer. High concentrations of the suspended solids in July and August were caused by an inflow of them due to heavy rains. Density of heterotrophic bacteria was high in August owing to the high water temperatures and the organic nutrients which were from the nearby reservoir.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.106-106
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• 2019

많은 도심의 하천들은 오염물질의 유입에 취약하다. 최근 신소재 공학 등 첨단산업이 발전하게 되면서 유해화학물질의 유입문제는 더욱 대두되고 있으며, 실제로 최근 유해화학물질 유입사고 발생건수가 늘어나고 있다. 특히 국내 취수량의 90%는 지표수에서 취수하고 있어, 하천오염사고는 직접적인 피해로 이어지게 된다. 따라서 이러한 사고에 대응하기 위하여 수환경에 유입된 유해물질의 거동 매커니즘을 반영한 수질해석이 필요하다. 수체 내에 유입된 유해화학물질은 기본적으로 흐름에 따른 이송 확산을 하며 흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응과 같은 다양한 반응과 함께 혼합거동을 한다. 특히 소수성물질의 경우 용해된 상태뿐만 아니라, 유사에 흡착된 상태로 수체에 존재하게 된다. 결국 유해화학물질의 거동을 해석하기 위해서는 유체의 흐름 해석뿐만 아니라 수체에 존재하는 유사의 이송 또한 해석해야한다. 본 연구에서는 흐름해석을 위하여 서울대에서 개발한 흐름모형(HDM-2D)을 사용하였으며, 부유사 거동모의를 위해 부유사거동모형(STM-2D)을 개발하였다. 또한 유해화학물질의 거동모의를 위해 서울대에서 개발한 수질모형(CTM-2D)에 생성/소멸항을 추가하였으며 흐름모형과 부유사모형과의 연계를 통해 유해화학물질의 혼합거동 수치모형을 개발하였다. 각 반응항(흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응)을 수치모형에 반영 시에는 보통 두 계(물-토양, 물-공기) 사이의 선형 물질교환으로 이해된다. 따라서 물질의 각 반응 별 평형농도와 물질교환속도계수를 추정식을 통해 산정하여 사용하게 된다. 하지만 각 기작이 반영유무에 따라 계산시간 및 필요입력변수가 늘어나게 되므로, 유해화학물질 유입사고와 같은 빠른 대처가 필요한 경우 각 반응 텀의 유의성을 판단하여 모형에 반영여부를 결정을 통해 경제적인 모의를 할 수 있어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 개발된 모형의 각 매개변수들의 민감도를 분석하고, 흐름조건 및 물질의 특성에 따른 반응항의 유의성을 판단하였다. 본 연구에서는 개발된 모형(부유사거동모형, 유해화학물질의 혼합거동모형)은 해석해 및 현장 데이터와 비교검증을 통해 개발을 완료하였으며, 각 반응항의 민감도 분석을 통해 매개변수의 임계값을 결정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1078-1082
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• 2006

본 연구에서는 현재 날로 심각해지는 흥부지역 농업용수의 수질을 개선하기 위한 기본계획을 수립하는데 있어, 기초데이터의 확충 및 현황 파악을 위하여 흥부지구 강우시 저수지내의 퇴적물 상태를 조사 하고자 하였다. 또한 조사된 자료를 바탕으로 저수지 퇴적물에 의한 내부오염 발생여부 및 저수지의 수질에 미치는 영향을 예측하고, 퇴적물에 의한 오염 방지 및 필요수량을 안정적으로 유지하기 위하여 준설여부를 검토함으로 써 흥부지역 농업용수의 수질개선방안을 제시하는 것이 목적이다. 본 조사연구는 1) 저수지 내 퇴적물 추정량, 2) 퇴적물의 입도분포 및 유기물질 무기물질 분석으로 이루어졌다. 본 조사연구 결과는 퇴적물의 준설을 결정하는데 있어서 중요한 인자로 인식되는 저수지의 퇴적속도, 저수지 내 퇴적물의 용적량, 잠재적 오염물질의 함유량에 대한 연구 자료로서, 앞으로 흥부저수지를 효율적으로 관리함에 있어 중요한 근거자료가 될 수 있을 것으로 판단되며, 수질개선 사업의 수행 시 설계 인자로 반영 하고자 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.20 no.2
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• pp.109-122
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• 2003

To examine the causal relationship between geomagnetic storm and substorm, we investigate the correlation between dispersionless particle injection rate of proton flux observed from geosynchronous satellites, which is known to be a typical indicator of the substorm expansion activity, and Dst index during magnetic storms. We utilize geomagnetic storms occurred during the period of 1996 ~ 2000 and categorize them into three classes in terms of the minimum value of the Dst index ($Dst_{min}$); intense ($-200nT{$\leq$}Dst_{min}{$\leq$}-100nT$), moderate($-100nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-50nT$), and small ($-50nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-30nT$) -30nT)storms. We use the proton flux of the energy range from 50 keV to 670 keV, the major constituents of the ring current particles, observed from the LANL geosynchronous satellites located within the local time sector from 18:00 MLT to 04:00 MLT. We also examine the flux ratio ($f_{max}/f_{ave}$) to estimate particle energy injection rate into the inner magnetosphere, with $f_{ave}$ and $f_{max}$ being the flux levels during quiet and onset levels, respectively. The total energy injection rate into the inner magnetosphere can not be estimated from particle measurements by one or two satellites. However, the total energy injection rate should be at least proportional to the flux ratio and the injection frequency. Thus we propose a quantity, “total energy injection parameter (TEIP)”, defined by the product of the flux ratio and the injection frequency as an indicator of the injected energy into the inner magnetosphere. To investigate the phase dependence of the substorm contribution to the development of magnetic storm, we examine the correlations during the two intervals, main and recovery phase of storm separately. Several interesting tendencies are noted particularly during the main phase of storm. First, the average particle injection frequency tends to increase with the storm size with the correlation coefficient being 0.83. Second, the flux ratio ($f_{max}/f_{ave}$) tends to be higher during large storms. The correlation coefficient between $Dst_{min}$ and the flux ratio is generally high, for example, 0.74 for the 75~113 keV energy channel. Third, it is also worth mentioning that there is a high correlation between the TEIP and $Dst_{min}$ with the highest coefficient (0.80) being recorded for the energy channel of 75~113 keV, the typical particle energies of the ring current belt. Fourth, the particle injection during the recovery phase tends to make the storms longer. It is particularly the case for intense storms. These characteristics observed during the main phase of the magnetic storm indicate that substorm expansion activity is closely associated with the development of mangetic storm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.65-65
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• 2022

울창한 숲에도 어느 정도 햇빛은 들 듯이, 태양복사에너지는 식생의 잎과 흙에 모두 미치며, 그로 인해 증산과 증발이 각각 발생한다. 이러한 사실을 반영하는 것은 현존하는 증발산 산정 방법을 개선하여 더 나은 증발산 추정치를 구하는 데에 도움이 될 것이다. 이 연구에서는 증발 표면을 수직적으로 흙층(soil layer)과 잎층(canopy layer)으로 나눠진 다층 구조로 바라보고, 각 층에서 증발산을 계산하는 방법을 도입했다. 증발 표면을 수직 상에서 구분했기에 각 층의 환경 조건은 그 층을 대표하는 높이에서 관측된 기상자료를 활용할 수 있다. 또한, 식생 활기에 따른 각 층의 복사에너지 유입량과 기공의 여닫힘에 따른 Bowen 비를 통해 식생이 증발산에 미치는 영향을 반영하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 Fluxnet에서 제공하는 공분산 방법(eddy covariance method)으로 측정한 자료를 참고하여 다층 구조가 실제 증발산 산정에 타당한가를 논했다. 시스템 내 변화는 주어진 조건에서 엔트로피가 최대로 생성되는 방향으로 발생한다는 Maximum Entropy Production (MEP) 이론을 기반으로 만들어진 증발산 산정법을 통해 각 층의 증발산을 계산했으며, 관측 증발산을 토대로 잎층과 흙층에 유입된 복사에너지의 크기를 비교했다. 결과적으로 잎층에 계산된 복사에너지 흡수능이 낙엽수림의 변화 주기를 잘 반영하는 것을 확인했으며 다층 구조를 도입하는 것이 증발산 산정 향상과 수문-식생 관계를 고려한 증발산 분석에 적절한 접근법임을 보였다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.5_1
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• pp.589-597
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• 2023

Floating debris in large quantities from land during heavy rainfall has adverse social, economic, and environmental impacts, but the monitoring system for the concentration area and amount is insufficient. In this study, we proposed an efficient monitoring method for floating debris entering the river during heavy rainfall in Daecheong Lake, the largest water supply source in the central region, and applied remote sensing techniques to estimate the standing-stock of floating debris. To investigate the status of floating debris in the upper of Daecheong Lake, we used a tracking buoy equipped with a low-orbit satellite communication terminal to identify the movement route and behavior characteristics, and used a drone to estimate the potential concentration area and standing-stock of floating debris. The location tracking buoys moved rapidly during the period when the cumulative rainfall for 3 days increased by more than 200 to 300 mm. In the case of Hotan Bridge, which showed the longest distance, it moved about 72.8 km for one day, and the maximum moving speed at this time was 5.71 km/h. As a result of calculating the standing-stock of floating debris using a drone after heavy rainfall, it was found to be 658.8 to 9,165.4 tons, with the largest amount occurring in the Seokhori area. In this study, we were able to identify the main concentrations of floating debris by using location-tracking buoys and drones. It is believed that remote sensing-based monitoring methods, which are more mobile and quicker than traditional monitoring methods, can contribute to reducing the cost of collecting and processing large amounts of floating debris that flows in during heavy rain periods in the future.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.17 no.2
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• pp.153-158
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• 1999

Uptakes of N and P by Phragmites japonica Steudel. are determined in continuous flow tanks as a function of hydraulic retention time (HRT, days) and nutrient concentration (NC). Results show that the uptake was higher at shorter HRT and higher nutrient concentration, and the regression equations were estimated. Mean above ground biomass of Phragmites japonica in the middle reaches of Sagimak stream was 335.92 g/$m^2$, and estimated uptake by this vegetation were 7.31~20.15 NH$_4$-N, 31.15~95.84 NO$_3$-N, and 4.09~11.48 PO$_4$-P mg/$m^2$/day in Sagimak stream, respectively when HRT was 1~5 days. According to this study, it is concluded that Phragmites japonica Steudel. are suitable for water quality improvement of stream through nutrient uptake at short HRT and high concentration.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.321-326
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• 2012

장기유출모형을 이용하여 농업용저수지 유입량을 예측하고 농업용수 필요수량 및 홍수기 저수지 홍수조절을 통한 방류량 데이터를 이용하여 장기간에 대한 농업용저수지 저수율을 계산하였다. 계산결과와 실측 저수율 데이터의 비교 검증을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다. 대상유역은 담양댐 지점이며 유역면적은 $47.2km^2$ 이며 주 하천 연장은 12.0km 이다. 담양댐은 저수용량에 비하여 유역면적이 작기 때문에 댐 계획 당시 순창군 구림면에 유역면적 $18.4km^2$ 인 2개의 보를 축조하여 유역변경방식으로 간접유역 유출량을 비관개기 및 홍수시에 도수하며 최대 도수량은 $10m^3/s$이다. 장기유출모의는 한국수자원공사(2001)에서 수행한 전역최적화기법인 콤플렉스 혼합진화기법을 통하여 추정된 나주지점의 모형보정 성과를 활용하였으며 모의기간은 1981-2010년(30년)이다. 장기유출모의 결과 담양댐 유역의 평균 유출율은 67% 인 것으로 분석되었다. 농업용수 필요수량은 한국농촌공사에서 산정한 연도별 필요수량 산정결과를 이용하여 실측 농업용수 월별 방류량 자료를 기준으로 관개개간인 4월 21일-9월 20일(163일)동안 월별로 분배하여 적용하였다. 홍수조절은 기존 댐 상시만수위, 홍수기제한수위 데이터를 근거로 운영하였다. 일별저수지 운영모형은 미공병단의 HEC-5 모형을 이용하였으며 한국농어촌공사 농촌용수종합 정보시스템(RAMIS)의 댐 일별 저수율 현황과 기존저수지 일별 저수지 모의운영결과를 비교 검증하였다. 모형수행결과 실측저수율과 모형수행결과의 상관계수는 0.93 인 것으로 분석되었다. 연구결과, 장기유출모의 결과와 연계하여 농업용수, 하천유지용수, 홍수조절을 고려한 저수지 운영을 통하여 비교적 정확하게 농업용저수지 저수율을 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구성과를 바탕으로 농업용저수지의 장기적인 용수수급현황을 예측하여 효율적인 용수공급계획을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.