• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.268-273
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• 2006

우리나라 밭토양은 70% 이상이 경사지에 위치하고 있기 때문에 침식에 의한 토양유실이 매우 심각한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 토성 간 강우량 및 $EI_{30}$에 따른 토양 유실량과 유출수량 및 지하침투수량을 비교함으로써 토성 및 강우형태에 따른 물 흐름양상을 파악하여 토양유실을 방지하는데 이용하고자 하였다. 본 연구에는 우리나라 밭토양의 중간 경사도 15%의 조건으로하여 라이시미터 토양에서 실험을 실시하였고 강우량과 $EI_{30}$, 토양 유실량과 유출수량, 지하침투수량을 조사하여 강우량과 토성에 따라 침투수량과 유출량과의 관계를 보았다. 강우량에 따른 유출수량 및 지하침투수량은 모두 강우량이 증가함에 따라 증가하는 정의 상관관계를 보였고 토성에 따라 강우량이 증가함에 따른 유출수의 상대적인 증가비율과 유출이 발생되는 최소 강우량은 다소 일률적인 양상을 보이지 않았다. 본 시험 기간동안 강우량 단위 증가에 따른 침투수량의 증분량은 식양토가 0.57으로 가장 높았으며, 다음으로 사양토와 양토가 각각 0.52, 0.36 순으로 나타났다. 지하침투수가 발생되기 시작하는 강우량은 식양토에서 12.86 mm으로 가장 높았고, 양토는 680 mm, 사양토는 5.73 mm로 나타났다. 토성별 강우량 단위 증가에 따른 유출수의 증분량은 토성에 따라 큰 차이는 없었으나 양토에서 0.48로 가장 높았고 식양토, 사양토는 0.46, 0.42 순이었고 유출발생 최소강우량도 양토가 17.4 mm로 가장 높았으며 사양토는 10.5 mm, 식양토는 7.76 mm 순으로 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.878-883
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• 2006

망간코팅모래(MCS)와 철코팅모래(ICS) 21.5 kg씩 동량을 하부 및 상부층으로 2단 충진시킨 파일럿 규모의 여과시스템을 구성하여 3가 비소 함유 인공오염수 처리효율을 조사하였다. 파일럿 장치는 높이 200 cm와 내경 15 cm로 구성되어 있으며, 3가 비소함유 인공 오염수의 반응기 칼럼내 유입은 peristaltic pump를 사용하여 선속도 $5{\times}10^{-3}$ cm/s로 상향류로 시켰으며 148일 동안 여과실험을 실시하였다. MCS 통과지점(중간유출수)과 ICS 통과지점(최종 유출수)에서의 총 비소의 파과는 각각 18일 및 44일 경과 후에 이루어졌고 그 이후 파과가 급격히 진행되었으며 148일이 지났을 때 완전파과가 발생하였다. 비록 MCS 층을 통과한 유출수에서의 총 비소파과는 18일 경과 후에 나타났지만 유출수내의 3가 비소 농도는 61일 동안 50 ppb 이하로 나타났으며 이후에는 급격히 증가되어 나타났다. 이것은 칼럼에 충진된 MCS가 61일 동안 효과적으로 3가 비소에 대한 산화력을 나타내기 때문에 기인한 것이며 MCS 1 kg당 3가 비소 92 mg을 산화처리 함을 나타낸다. 그리고 완전파과가 발생할 때 까지 MCS에 의해서 흡착된 총 비소의 양은 MCS 단위 kg 당 79.0 mg에 해당하였다. 운전기간 동안 반응탑내의 각 지점에서의 시간에 따른 수두의 변화는 크게 나타나지 않아서 ICS 및 MCS를 갖춘 여과시스템은 큰 수두손실 없이 오염수를 장기간 처리할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.221-231
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• 2015

본 연구는 홍수 유출자료의 공간확장에 대한 중간 시설물 (e.g. 댐)의 영향 연구의 연장으로, 공간확장된 시간당 홍수 유출자료를 활용해 댐의 홍수조절 특성과 댐의 홍수저감률 변화를 공간적으로 분석하였다. 이를 위해 횡성댐과 충주댐의 직접적인 영향을 받는 남한강 본류를 연구중심지역으로 선정하였다. 댐의 홍수저감률에 대한 댐 자체 분석에 의하면 홍수사상 크기가 커질수록 댐의 홍수저감률이 작아지는 것을 횡성댐과 충주댐 모두 보였다. 두 댐의 영향을 받는 여주 수위관측소에서 유역면적의 비와 홍수저감률과의 관계는 댐이 포함하는 유역이 커질수록 홍수저감률이 커지는 특성이 있으며 선정된 수위관측소에서의 평균 홍수저감률은 유역면적비에 비해 작게 나타났다. 일예로, 첨두홍수량(peak discharge)을 기준으로, 횡성댐과 충주댐의 유역면적비가 0.02와 0.6인데 평균 홍수저감률이 0.01와 0.51로 나타났다. 댐에서 떨어진 거리의 수위관측소에서도 홍수의 크기에 따른 홍수저감률은 댐 자체의 홍수저감 특성과 동일하게 작용하였다. 댐의 홍수저감률에 대한 공간적 영향범위를 세 곳의 수위관측소(강천, 여주, 양평)를 기준으로 분석하였다. 이 과정을 통해 댐을 포함하는 유역면적의 7배에 해당하는 유역면적에서는 홍수저감률이 약 0.1이하로 떨어졌고, 최저 0.02까지 떨어지는 것을 관찰할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.711-718
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• 2014

실제 도로현장에 Pilot plant 규모의 비점오염물질 처리장치를 적용하여 강우사상에 따른 유출과 각 오염물질에 대한 처리특성을 조사하였다. 발포고분자 여재를 충전시킨 여과컬럼은 90분 이후에 막힘 현상이 발생되어 유입수의 bypass 현상이 발생되었다. SS 200 mg/L 이상의 고농도가 처리조로 유입될 경우 반응시간 60분부터 유출수의 처리효율이 급격히 저하되었다. 고형물질 농도(SS) 180 mg/L 이하에서는 안정적인 처리가 이루어졌다. $COD_{Cr}/SS$ 비는 중간값 0.67로 분석되었으며, SS의 제거는 $COD_{Cr}$의 제거와 밀접하게 나타났다. SS와 $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 92.1%와 82.3%로 나타났다. 유입수의 TP 농도가 0.5 mg/L 이하일 경우 처리수질이 0.1 mg/L 수준에서 안정적인 처리를 나타내었고, 1.0 mg/L 이상으로 유입될 경우 처리수의 수질은 평균 0.2 mg/L를 초과였다. TN의 경우 4~10 mg/L로 반응조로 유입될 경우 처리수질은 1.5~3.0 mg/L 수준을 유지하였다. TP와 TN 각각의 평균제거율은 73.9%, 50.4%이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권4호
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• pp.178-185
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• 2013

해수의 염분 및 라돈($^{222}Rn$) 추적자를 이용하여 부산 인근의 동부와 남부 연안해역(문동리, 이천리, 죽성리, 대변리, 연화리, 다대포) 그리고 일광만 내에서 2009년과 2010년에 해저 용천수 유출 가능성을 조사하였다. 해양조사 전에 기본적으로 육상으로부터 해양으로 연장된 선구조 분석을 통하여 해저 용천수의 유출 유망지점을 선정하였다. 선정된 지점들을 포함하여 해안에서 바다쪽으로 약 1~2 km 이내에서 해수의 염분과 라돈을 측정하였다. 부산 인근의 동부 및 남부 연안해역에서 라돈 농도는 연안에서 외양쪽으로 갈수록 낮아지는 경향을 보였다. 또한, 염분의 수직분포에서는 일부 정점의 중간 수층에서 낮은 염분을 가진 수괴의 수평 유입이 관측되었다. 부산 인근의 동부 연안해역에서 유일한 만의 형태를 보이는 일광만 내에서 측정한 염분 수직분포에서도 저층에서 낮은 염분의 수괴가 출현하였다. 이번 조사에서 나타난 연구결과는 부산 인근 연안해역에서 해저 용천수 형태의 담지하수 유출 가능성을 시사하며, 앞으로 해저 용천수 탐사 방법과 미래의 대체 수자원으로서 활용 가능성에 대한 집중적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.461-461
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• 2017

기후변화 적응 유역 물순환 개선 기술은 기후변화가 진행 중에 있거나 예상되는 지역에 대하여 강우-유출수를 지연, 저류, 침투시켜 지속가능한 물순환체계를 유지 회복하도록 하는 기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 국내 유역의 특성 및 기후를 반영하기 수월한 물순환 개선 및 평가시스템을 국내 기술로 개발하였다. 개발된 유역 물순환 개선 및 평가시스템은 기존 국가연구개발사업을 통해 개발되고 사업화에 성공한 바 있는 유역 물순환 평가 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 수정 및 개선하여 기후변화에 따른 영향을 평가하고 적응 대책을 수립하기 위한 실무적인 소프트웨어이다. 침투트렌치, 식생침투트렌치, 습지, 저류지, 빗물탱크 등의 물순환개선시설에 대한 효과를 평가할 수 있도록 개별시설의 제원에 따른 물순환개선 효과를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구의 대상유역으로는 팔당댐 상류의 경안천 유역을 선정하였다. 경안천 유역의 기후변화에 따른 물순환 개선 기술 적용을 위해서 기후변화 시나리오 자료는 기상청 수원 측후소의 1976~2099년 FGOALS-s2, HadGEM-ES, INM-CM4 RCP8.5 시나리오를 적용하였으며 분석기간은 2020s(2010~2039), 2050s(2040~2069), 2080s(2070~2099)로 구분하였다. Baseline은 수원 측후소 과거 30년 1971~2000년 자료를 이용하였고 각 시나리오별 수문성분 및 구조적 물순환 개선기술 적용에 따른 수문성분을 비교 분석하였다. 물순환 개선기술 시나리오 중 침투시설 시나리오는 도시 면적의 20%, 설계침투량은 일본 우수저류침투기술협회 기준인 단위면적($1m^2$)당 10mm 적용하였고, 빗물저장시설 시나리오의 저장시설의 용량은 수도법시행규칙(2011)의 빗물 이용시설기준(도시면적 ${\times}0.05$)을 적용하였다. 시나리오별 강우량은 HadGEM-ES가 증가폭이 크게 나타났고 INM-CM4는 2080s에서 감소 경향을 보였다. 증발산량은 거의 모든 시나리오에서 대부분 감소하였고, 개선기술 적용에 따라 크게 증가하거나 감소폭이 줄어들었다. 직접유출량 및 중간유출량은 기후변화 시나리오별 강우증가분에 따른 미세한 증가 양상을 보였고, 개선기술 적용에 따라 약간 증가하는 양상을 보였다. 지하수유출량의 경우 침투시설 적용으로 함양량이 크게 증가함에 따라 증가폭이 매우 크게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.344-348
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• 2019

우리나라는 전 국토의 70%가 산지이고 하천경사가 다른 나라에 비해 상대적으로 급하여 홍수 관리에 매우 불리한 조건을 가지고 있으며, 특히 홍수기간의 집중호우 및 돌발홍수는 인명과 재산의 막대한 피해를 입히고 있다. 최근은 기후변화로 인하여 극심한 홍수, 가뭄 등 재해의 발생빈도가 증가하는 추세로 기후변화의 영향을 최소화할 수 있는 수재해 방재관리가 필요한 상황이다. 중 대하천의 경우에는 비교적 수재해 방재관리가 잘 이루어지고 있으나, 소하천(일부 중하천 포함)의 경우에는 취약한 구조를 보이고 있다. 특히 홍수기간(7월~9월)의 인명과 재산의 피해는 주로 소하천 위주로 발생하고 있으며, 사전 사후의 체계적인 대응이 이루어지지 못하고 있다. 수재해 방재관리를 위해서는 일차적으로 수문자료의 획득에 있으며, 그 이후 해당유역에 적합한 수재해 대응을 위한 체계적인 방법론과 방재시스템 개발 운영이 수반되어야 안전한 방재관리를 할 수 있다. 따라서 수재해 방재관리 체계를 구축하기 위해서는 중 소규모 유역 단위를 대상으로 지속적이고 신뢰성 있는 자료의 획득과 축적이 중요하므로 중 소규모 유역 단위의 대표성 있는 시험유역의 운영은 매우 의미가 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 한국건설기술연구원에서 운영하는 차탄천 시험유역(유역면적 $190.64km^2$, 유로경사 0.96%, 경기도 연천군 소재)의 신뢰성 높은 2018년 관측자료를 이용하여 강우특성, 유출특성, 증발산량 등 수문특성을 분석하였으며, 과거 관측결과와 비교하였다. 강우특성 분석으로는 호우사상 분리, 주요 호우사상 분석, 지속기간별 최대강우량, 시간분포 등이 있다. 2018년은 2017년보다 최대 강우지속기간은 적게, 평균 강우지속기간은 크게, 최대 강우강도는 크게, 평균 강우강도는 적게 나타나는 호우의 특징을 보이고 있다. 2018년 지속기간별 최대강우량의 경우 지속기간 1시간까지는 2017년과 유사한 패턴을 보이나 그 이후는 많은 강우량을 보인다. 2018년의 하천유출률은 총강우량 대비 43.3%(장진교, 유역출구)와 70.3% (보막교, 중간소유역)로 2017년의 장진교(53.1%)와 보막교(60.4%)와는 차이를 보인다. 강우-유출특성 분석결과 연간 총강우량의 증가로 산지가 발달한 보막교는 9.9%의 증가가 있었지만 장진교는 오히려 9.8%의 감소가 있었다. 동일한 유역에서의 하천유출량의 차이는 2개 유역간 강우량 차이(96.1mm)와 토지이용(중 하류부농경지 발달)의 차이에 기인한다고 볼 수 있다. 그리고 2018년의 증발산량은 총강우량 대비 장진교(유역출구)는 32.3%로 2017년 장진교의 38.4%보다는 감소한 값을 보이나 2018년의 증발산량은 424.8mm, 2017년은 427.4mm로 양적의 차이는 거의 없는 것으로 분석되었다. 이와 같이 산정된 수문자료는 수재해 방재와 유역의 물순환 과정 규명을 위한 기초자료로 매우 유용하게 활용되므로 지속적인 시험유역의 운영은 매우 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.176-176
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• 2017

배수시설 내 맨홀에서의 과부하 흐름은 관거시설의 배수 능력을 저하시켜 우수의 역류로 인한 도시 침수피해의 가중 요인이 된다. 특히, 도시 유역 중 하류부의 저지대에서 주로 설치되는 합류 맨홀은 저지대 침수에 많은 영향을 미치므로 합류맨홀에서의 흐름특성 분석 및 유입유량 변화에 따른 손실계수의 변화에 관한 연구가 필요한 실정이다. 현재까지 중간맨홀, $90^{\circ}$ 접합맨홀 및 3방향(T형) 합류맨홀 등에 관한 연구는 지속적으로 수행되고 있으나 4방향 합류맨홀에 관한 연구는 기초적인 연구만 수행되고 있다. 4방향 합류맨홀은 세 개의 유입관과 한 개의 유출관으로 구성되어 있으므로 각 유입관의 유입유량 변화에 따라서 맨홀에서의 손실계수가 다양하게 변화된다. 이와 같은 유입유량 변화에 따른 맨홀 내 흐름특성 분석 및 손실계수 산정에 관한 연구는 국내에서는 전무한 실정이다. 그러므로 유입유량 변화에 따른 4방향 합류맨홀에서의 손실계수 변화특성의 분석이 필요하다. 본 연구에서는 4방향 사각형 합류맨홀에서 세방향에서 유입되는 각 유입유량의 유입비($Q_{in}/Q_{out}$)가 0.0~1.0으로 변화하는 조건에서 평균 손실계수를 산정하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2011)의 표준 1호 맨홀 및 연결관경을 1/5로 축소하여 수리실험 장치를 제작하였다. 유출유량은 $3{\ell}/sec$이고 각 유입관(주유입관 및 좌 우측면유입관)의 유입유량을 $0{\sim}3{\ell}/sec$까지 유입유량의 비율을 각각 10%씩 변화시키면서 수리실험을 실시하였다. 실험결과 주관거의 유입유량이 줄어들고 측면관거의 유입유량이 늘어나면서 손실계수가 상승하는 것으로 나타났으며, 한쪽 측면 관거에서만 유입유량이 들어오는 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 형태에서 손실계수가 가장 크게 나타났으며, 유입유량 변화에 따른 4방향 합류맨홀에서의 손실계수의 범위는 0.5~1.7으로 산정되었다. 이는 과부하 4방향 사각형 합류맨홀에서는 측면 유입관에서의 유입유량의 증가에 따라 평균 손실계수 값이 크게 증가되는 것으로 판단된다. 이는 김정수(2010) 등이 산정한 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 손실계수 및 중간맨홀의 손실계수와 유사하게 나타났으므로 전체적인 손실계수의 범위는 타당하다고 판단된다. 또한, Wang(1988) 등의 유사연구와의 유입유량 변화에 따른 손실계수의 변화 경향도 유사하였다. 따라서 본 연구에서 산정된 유입유량 변화 조건이 고려된 4방향 합류맨홀에서의 손실계수는 XP-SWMM 등의 부정류 흐름이 고려된 도시지역의 침수해석이나 관거 배수능력 평가에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제31권4호
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• pp.413-426
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• 2023

본 연구는 친환경 벼 재배지에서 왕우렁이의 생태계 유출을 예방하며 논잡초 제거를 위하여 안전하게 사용할 수 있는 방법 개발을 위하여 2021년부터 2023년까지 3년 동안 연구하였다. 전남 남부지역에서 벼를 심은 후 논에 넣은 왕우렁이 치패는 7월 중순경 성패가 되어 산란을 시작한다. 이 개체는 물이 마르지 않은 배수로에서 월동할 수 있지만, 7월 중순 이후 부화한 개체는 월동할 수 있을 만큼 성장하지 못한다. 배수로에서 월동한 왕우렁이의 크기는 각고 2.5 cm 이상이었다. 입수구에 그물망을 설치하면 왕우렁이 유입을 95% 차단할 수 있었고, 배수구에 개량물꼬와 그물망 설치로 유출차단효과는 99%였다. 중간물떼기와 수확 전 논 건조할 때 동력논배토기로 물길을 만들었다. 물길에 유인되어 수거한 왕우렁이는 59.5%이었고, 물길조성과 왕우렁이 수거작업은 130분이 소요되었다. 이러한 결과를 바탕으로 논에서 왕우렁이 안전사용을 위한 시기별 논 관리요령을 제시하였다. 이앙 전(4월 하순~5월 하순)에는 논둑정비, 입수구 물꼬차단망과 배수구 개량물꼬 설치, 월동 왕우렁이 방제, 이앙기(5월 하순~6월 상순)는 논둑에서 30 cm 안쪽으로 30일묘 이앙, 이앙 5일 후 치패 1.2 kg/10a 투입, 중간물떼기(7월 상중순)에는 물길 조성하여 왕우렁이 수거, 재배 후기(7월 하순~9월 중순) 수위 조절, 물길 조성하여 왕우렁이 수거 또는 유기농업자재 활용 방제, 수확 후(10월 중순~4월 중순)에는 논 깊이갈기 및 건조관리이다.

• 지질공학
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• 제34권2호
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• pp.163-171
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• 2024

독도의 토층 변화는 독도에 대한 학술적 가치와 함께 독도의 지속가능한 보전 및 활용 측면에서 상당히 중요한 의미를 가진다. 또한 독도에 자생하는 식물 및 생물의 발달에 필수적인 토대가 되므로 독도의 토층에 대한 지속적인 조사와 관찰이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 독도의 자연사면에 대한 토층 변화를 측정하기 위하여 내구성이 우수하고 설치 및 관리가 간편하며, 측정이 용이한 지표침식측정계를 설치하였다. 지표침식측정계는 길이 30~50 cm, 직경 1.5 cm의 강봉 형태이며, 해풍으로 인한 부식의 저항성을 높이기 위해 스테인리스 재질로 제작하였다. 그리고 동도와 서도의 토층분포구간을 대상으로 각각 6개씩의 지표침식측정계를 설치하였으며, 2014년부터 2021년까지 약 8년 동안 매년 1회에서 3회의 현장 측정을 실시하였다. 측정결과 지표침식측정계가 설치된 동도의 토층에서는 전반적으로 미세하게 퇴적되는 양상을 보였으며, 서도의 경우 동도와 반대로 미세하게 침식되는 양상이 나타났다. 동도에 설치된 지표침식측정계는 비교적 동도의 중간 혹은 하부지역에 설치되어 있으므로 동도의 토층 변화는 상부에 존재하는 토층에서의 풍화에 의한 침식 혹은 토사유출로 인하여 주로 퇴적되는 양상이 나타났다. 그러나 서도에 설치된 지표침식측정계는 서도의 상부 혹은 중간지역에 설치되어 있으므로 서도의 토층에서는 풍화로 인한 침식 및 유출이 직접 발생되었을 것으로 판단된다.