토양수분은 수문학적 과정의 시공간적 변동과 수자원 관리 및 계획 그리고 기후변화에 따른 자연재해의 원인규명에 중요한 부분이다. 본 연구에서는 사면의 단면선에 따른 토양수분의 분포 및 변동을 파악하기 위해, 청미천 유역내의 사면에서 10개월 동안의 토양수분들을 측정하여, 토양깊이별, 계절별로 분석하였다. 토양수분특성은 간단한 통계적 방법을 이용하여, 평균, 표준편차 그리고 토양수분의 감쇄기울기 값으로 표현하였다. 추가적 연구로, 측정지점의 위치, 지형, 토성의 토양수분에 대한 반응분석을 하였다. 깊은 토양층에서의 토양수분의 공간적 분포는 지표층에서의 공간적 분포 경향과는 상이하게 나타났으며, 사면의 지형 및 위치 그리고 토성의 공간적 분포는 토양수분의 시 공간적 분포특징에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 상부흐름의 기여를 받는 측정지점에서는 토양수분 변동의 안정화가 진행이 되는 것으로 보이며, 수문학적 경계(Hydrologic Threshold)에 대한 추가연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다. 상부사면에서의 높은 토양수분 변동성 및 뷸 균질적인 공간적 분포는 우선적 흐름발달의 영향과 관련이 있다고 판단된다.
기상 자료와 토양 수리 특성을 입력하여 토양수분의 수직 이동 및 분포를 예측할 수 있는 수치모형을 개발하고, 이 모형을 검정하기 위해 중동사양토를 대상으로 추정한 결과와 중성자 산란법에 의해 측정한 수분단면을 비교하였다. 이 모형에서 토양수분 포텐셜을 기준으로 한 Richards 방정식의 해를 predictor-corrector 격자에 투영한 음함수 유한차분법에 의해 구하였다. 이 모형에서는 토양단면의 수리특성은 균질하고, 토양수분은 등온적으로 흐르고, 수분이력현상은 고려하지 않고, 수증기 및 열 이동은 일어나지 않고, 빗물은 토양 단면에 부분 치환원리에 의해 분배된다고 가정하였다. 이 모형의 입력 자료는 크게 강우량, 최고 및 최저 기온, 상대습도 및 일사량의 일일 기상자료와 불포화 수리전도도 및 수분보유 특성 함수를 추정하기 위한 토양 수리 자료로 구분하였다. Chebyshev 다항식과 최소 자승차를 이용하여 추정한 토양 수리 다항식은 입력 자료와 매우 잘 일치하였다. 다양한 지표 및 하부 경계조건에서 53일 동안 상대적으로 시간증가분을 크게 하여 추정한 Richards 방정식의 해인 토양수분 수직 단면은 지표 10 cm를 제외하고는 중성자 산란법에 의해 측정한 결과와 잘 일치하였다.
본 연구는 남한강 상류의 소지류인 쌍천 유역에 발달한 하성단구의 퇴적물을 모재로 발달한 토양 특성을 조사.분석하였다. 중위 단구의 A1층은 갈색(10YR 4/3)의 미사질토양이고 발달도가 낮은 입상구조이며 B1층은 황갈색(10YR 5/8)의 사질식양토로 아각괴상구조이다. 고위단구의 A1층은 옅은 적갈색(5YR 4/3)의 미사질양토 내지 황갈색(10YR 5/8)의 미사질식토로 발달도가 낮은 아각괴상구조이다. B1층은 적색(2.5YR 3/6)의 사질식토 내지 밝은 적갈색(2.5YR 4/6)의 식양토로 발달도가 양호한 아각괴상구조이다. 고위단구 퇴적층을 모재로 발달한 토양의 구조는 중정도의아각괴상구조이고 조직이 치밀하다. 토양은 A1층, B1층,B2층으로 되어 있으며 또한 B층은 점토가 집적되어 있고 점토 피막이 나타난다. 쌍천의 중위단구상에 발달한 토양은 황갈색토이고 고위 단구상의 토양은 적색토이다. 고위단구 퇴적물을 모재로 발달한 본 적색토는 생성시가가 민델-리스 간빙기의 이전에 생성된 것으로 현재보다 온난한 생물-기후 조건하에서 탈규산화를 동반하는 적색토화작용에 의해 형성된 것으로 추정된다. 고위단구에 발달한 적색토는 토양단면의 형태적 및 물리 화학적인 특성등으로 보아 고적색토로 분류된다.
진천분지 하안단구면 상부에 퇴적되어 있는 뢰스-고토양 연속층인 진천단면을 대상으로 형성시기 및 입도조성과 기후변화 등 퇴적환경을 밝혔다. 진천단면은 상부에서 하부로 표층, 뢰스-고토양 연속층, 점이층 I, 점이층 II 그리고 하안단구 자갈층으로 이루어져 있다. OSL 연대측정 결과 뢰스-고토양 연속층은 MIS 6~4에 퇴적된 것으로 판단된다. 연속층은 대자율 변화에 기초하여 4개의 층준으로 구분된다. 입도분석 결과, 진천단면 뢰스-고토양 연속층은 지금까지 한국에서 보고된 뢰스 퇴적층과 입도조성이 유사하다. 특히 Y값은 중국 뢰스고원의 뢰스 및 고토양 층준보다는 작고, Red Clay 또는 양쯔강 하류의 Xiashu 뢰스와 유사하다. 이는 원거리 기원 또는 퇴적 이후 한반도에서 강한 풍화작용을 경험한데 기인한 것으로 생각된다.
본 연구에서는 과거 주요소로 사용되었던 유류오염 현장에서 BTEX의 오염 현황과 자연저감기법을 통해 저감되는 BTEX 양을 계산하였다. 일정 시간 간격으로 시료를 채취, 분석한 결과, 2곳에서 NAPL이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. 조사 지역은 지하수 흐름방향에 따라 3개의 단면으로 나눈 후 각각의 단면을 통과하는 mass flux를 계산하였다. 약 40일정도 지난 후 BTEX 양은 각각 20.2%, 33.5%, 그리고 25.4% 감소되는 것으로 나타났다.
본 연구는 울릉도 성인봉 주변에 생육하고 있는 너도밤나무군락의 섬조릿대하위군락, 전형하위군락, 일색고사리하위군락에 대한 토양단면 및 토양의 이화학적 특성을 조사하여 울릉도 산림토양의 기초자료를 제공하고, 하위군락별 토양특성의 차이를 조사하기 위해 실시되었다. 하위군락별 토양단면의 형태는 하위군락간에 큰 차이를 보이지 않았다. 하위군락간 토양의 이화학적 요인분석에 있어서 0-10cm 토양 깊이에서 Ca함량에서만 유의적인 차이가 나타났을 뿐, 다른 요인들은 하위군락 간에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 울릉도 성인봉 주변의 토양특성 중 유기물함량은 0-10cm 토양 깊이에서 평균 21.6%로 매우 높게 나타났으며, 전질소함량도 0-10cm 토양 깊이에서 평균 0.74%로 높게 나타났다. 가비중은 0.43g/cm로 매우 낮게 나타났으며, pH는 평균 4.4로 강한 산성토양의 특성을 나타내어 우리나라의 일반 산림 토양과는 매우 다른 특성을 가지고 있는 것으로 나타났다.
광주광역시 향등지역에서 화강암의 풍화에 따른 토양단면의 지화학적 특성을 파악하기 위하여 11개의 시료를 화학분석 하였다. 모암에서부터 풍화암까지 주성분원소 중 Si, Ca, Na, Mg, P, Mn은 감소하고 Ti, Fe, K는 증가하는 경향을 보인다. 미량성분원소의 경우 Rb, Sr, Pb, Ba은 증가하는 경향을 보이며, As, Co늘 감소하는 경향을 보인다. 또한 Zn, Cr, Ni등은 부분적으로 집적된 경향을 보이나 전체적으로는 모암과 풍화토에서 거의 비슷한 함량을 갖는다. 희토류원소는 전체적으로 상부로 갈수록 증가하는데 경희토류원소(LREE)는 풍화초기에 기반암에서 용탈되어 풍화암(saprock)에서 집적되지만, 중희토류원소(HREE)의 경우는 상대적으로 집적되지 못하여 풍화초기에 약간 감소하는 경향을 나타낸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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