• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.321-321
• /
• 2023

가뭄은 수개월 혹은 수년간 지속적이며, 점진적으로 광범위하게 피해를 미치는 자연재해이다. 강수 부족과 같은 비정상적 기상환경으로 인해 발생하는 기상학적 가뭄이 지속되어 토양 수분량 감소 및 식생에 영향을 미치는 농업적 가뭄을 발생시킬 수 있으며, 하천유출량 및 가용수자원이 감소하는 수문학적 가뭄으로까지 진행된다. 이처럼 분야별 가뭄이 장시간 지속됨에 따라 다른 종류의 가뭄을 발생시키는 현상을 가뭄 전이라고 하며, 가뭄이 전이되지 않은 비전이 사상보다 지역에 큰 피해를 야기한다. 최근 우리나라에서도 가뭄 전이와 관련된 연구들이 진행되고 있다. 하지만 기상학적, 농업적 및 수문학적 가뭄에 대한 가뭄 전이를 모두 고려하여 가뭄의 전이 및 비전이사상간의 피해 양상을 비교하는 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전국 단위의 시군구별 SPI(Standardized Precipitation Index), SGI(Standardized Groundwater level Index) 및 PHDI(Palmer Hydrological Drought Index)를 사용하여 각각 기상학적, 농업적 및 수문학적 가뭄을 판단하였다. 각 분야별 가뭄간의 시간적 중복여부를 통해 가뭄의 전이 여부를 판단하고, 가뭄의 전이 특성(풀링, 감쇠, 지체, 연장) 분석을 수행하였다. 또한, 가뭄 전이 사상과 비전이 사상이 발생한 시기의 가뭄 피해 관련 자료를 수집하여, 지역별 가뭄 전이 사상 및 비전이 사상간의 피해 양상을 비교 및 분석하였다. 과거 충청북도 충주시는 2011년의 기상학적 가뭄(비전이 사상) 발생시 피해 인구가 없었으나, 2019년의 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 전이가 발생하여 999명의 피해 인구가 발생하였다. 즉, 동일한 지역에서 다른 시기에 발생한 가뭄 피해 및 동일한 연도에서 인접한 지역의 가뭄 피해를 분석한 결과, 비전이된 가뭄 사상에 비해 전이된 가뭄 사상에서 더욱 큰 피해를 가지는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권6호
• /
• pp.409-416
• /
• 2020

최근 증가하고 있는 이상기후현상으로 인한 사회·경제적 피해를 줄이기 위해 이상기후 감시가 필수적이다. 이 연구의 목적은 Noah 3.3 지면모형으로 추정한 토양수분자료를 활용하여 준실시간 주간 근역층 토양수분지수(Soil Moisture Index, SMI)를 산정하는데 있다. 동아시아영역(15-60°N, 70-150°E)에 대해 Noah 3.3 지면모형의 적용성을 평가하기 위해 양쯔강유역을 선정하였으며, 해당 유역에서 증발산과 현열을 FluxNet, FluxCom, Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM), ERA-5, Generalized Complementary Relationship (GCR)자료를 이용하여 비교·평가하였다. 양쯔강 유역에서 Noah 지면모형으로 추정한 증발산은 FluxNet, FluxCom, GLEAM, ERA-5, GCR에 의한 증발산과 0.96이상의 매우 높은 결정계수의 값을 보였으며, 현열의 경우에는 FluxNet 현열 자료와 0.71의 결정계수로 증발산 보다 다소 낮은 값을 보였다. 주간 근역층 SMI 시계열로부터 2019년 7월부터 10월까지 중국의 동부지역에서 극한가뭄(Extreme drought)이 확장되는 현상이 관측되었다. 월별 극한가뭄 발생일수의 트렌드 분석결과, 우리나라의 경우 봄철에는 극한가뭄이 지난 20년 동안 대체로 감소하는 경향이 나타났으나, 가을철에는 한반도 전역에 걸쳐 증가하는 경향이 나타났다. 이 연구가 가뭄의 시·공간적 지속성 및 확장성과 최근 가뭄발생의 경향성 등을 종합적으로 분석하고 판단하여, 가뭄으로 인한 사회·경제적 피해를 줄이기 위한 적절한 대책 마련에 활용성이 클 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.343-343
• /
• 2021

최근 국내외적으로 발생되는 대규모의 가뭄에 대하여 여러 과학자들은 자연적인 현상의 가뭄이 아니라 인간의 영향으로 변형된 유역 상황으로 증발산과 토양수분량 그리고 하천유량 등이 자연적인 상태와 다르게 변화되면서 지속된 가뭄으로 평가하고 있다. 우리나라는 대부분의 지역에서 댐과 저류지를 중심으로 수자원 관리가 이루어지고 있으며, 자연적인 수문과정에 의한 유출에 따른 수문학적 가뭄과는 차이가 존재한다. 사회경제적 인자(인구밀도, 농업 및 산업 경제규모 등)는 댐 및 저수지의 용수사용에 큰 영향을 미치며, 저류지의 저류량을 활용하여 판단한 인위적 용수사용이 고려된 수문학적 가뭄(인위적 수문학적 가뭄)과 자연 상태로의 수문학적 가뭄의 특성은 크게 다를 수 있다. 하지만, 사회경제적 인자들이 수문학적 가뭄에 미치는 영향에 대하여 비교한 연구는 상관성 분석을 토대로한 연구가 대부분이다. 본 연구에서는 인자들이 인위적 수문학적 가뭄에 미치는 정도를 정량적으로 비교하기 위하여 베이지안 네크워크 모형을 활용하여 사회경제적 인자와 인위적 수문학적 가뭄과의 관계를 분석하였다. 해당 관계를 바탕으로 코플라 함수를 활용함으로써 베이지안 네트워크 내의 결합확률을 산정하였다. 다양한 사회경제적 인자들에 중에서 인과지도를 바탕으로 활용 가능한 인자로 농업용수 사용량, 생공용수 사용량 자료를 구축하였으며, 기상학적 가뭄지수를 추가적으로 고려하여 한강유역 충주댐 유역에 적용하였다. 그 결과 기상학적 가뭄과 농업용수 사용량과 생공용수 사용량은 값이 증가함에 따라 인위적 수문학적 가뭄의 발생확률이 증가하였다. 사회경제적 인자 중에서는 생공용수 사용량(0.39~0.49)이 전반적으로 농업용수 사용량(0.36~0.48)보다 인위적 수문학적 가뭄에 보다 큰 영향을 미치고 있으며, 값이 적을수록 생공용수 사용량의 영향이 보다 더 크다는 것이 확인되었다. 이를 바탕으로 인위적 수문학적 가뭄의 대응을 위해서는 농업용수 사용량보다 생공용수 사용량의 감축이 우선적으로 이루어져야 그 효과가 클 것으로 판단된다. 본 연구에서 제시한 모형은 베이지안 네트워크를 기반으로 하므로, 둘 이상의 인자에 대하여 복합적으로 가뭄에 영향을 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 가능하다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권8호
• /
• pp.509-520
• /
• 2023

가뭄은 강수량, 토양수분 그리고 유출량 등 여러 가지 요인으로부터 영향을 받으며, 가뭄의 상황 판단을 위하여 다양한 가뭄지수가 널리 활용되고 있다. 가뭄지수의 산정에 활용되는 수문기상학적 자료와 가뭄지수 산정공식에 따라서 지수값은 달라지며, 가뭄 상황에 대한 판단에도 차이가 발생 할 수 있다. 본 연구에서는 국내외에서 널리 활용되는 표준강수지수(SPI)의 산정과정에서 결정해야 하는 강수량의 자료길이, 누적기간, 확률분포 모형, 매개변수 추정기법 등을 불확실성 영향 요인으로 가정하고, 각각의 조합에 대한 불확실성을 평균제곱근오차와 선형혼합모형(LMM)을 활용하여 평가하였다. 평균제곱오차는 SPI 산정과정에 발생되는 전반적인 오차를 추정하며, LMM은 영향 요인들의 상대적인 불확설성을 평가하는데 활용되었다. 그 결과, SPI 산정에 활용된 자료의 기간과 누적기간이 길어질수록 평균제곱오차가 감소하였다. LMM을 통하여 불확실성 영향요인들의 기여도를 비교한 결과, SPI의 불확실성에는 자료기간의 영향이 가장 크게 나타났다. 또한, 자료기간이 증가하면, 자료기간에 의한 불확실성은 감소하고 누적기간과 매개변수 추정기법에 의한 불확실성이 상대적으로 증가하였다. 본 연구 결과, SPI 산정과정에서 발생되는 불확실성을 줄이기 위해서는 장기간의 자료 확보가 우선이며, 자료의 특성을 적절히 반영하는 확률분포모형과 매개변수 추정기법이 적용되어야 한다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.143-150
• /
• 1993

단감과원의 경사방향(傾斜方向)에 따른 토양특성(土壤特性)을 비교(比較), 분석(分析)하여 경사지 과원(果園)의 합리적 토양관리(土壤管理) 방안(方案)을 제시(提示)코자 반암(斑岩)에서 유래(由來)한 구릉지(丘陵地) 토양에 대해 경사방향별 토양발달(土壤發達) 및 토양수분(土壤水分) 변화양상(變化樣相) 등을 조사(調査)한 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 조사토양의 토성은 미사질양토 내지 양토이었고 북사면(北斜面) 토양이 타(他) 경사면(傾斜面)에 비해 토양발달 정도가 양호하였으며 유효토심은 북>남>동>서향의 순으로 깊었음. 2. pH와 칼리를 제외한 치환성 양이온은 전반적으로 낮았으며 토양유기물함량은 정상부(頂上部)와 남향(南向)에서 낮았고 층위별(層位別) 산화철(酸化鐵)과 가용성(可容性)Al 함량은 표토(表土)에 비해 심토(心土)에서 높은 경향이었음. 3. B층발달의 상대적(相對的) 지표(指標)인 Fe, Al, Clay 지수(指數)는 산정(山頂)이 산복(山腹)에 비해 낮았고 서, 북사면이 동, 남사면에 비해 높은 경향이었으며 진토층(眞土層)/B층(層)의 비(比)는 B층 발달이 미약(微弱)한 산정(山頂)과 서향(西向)에서 높았음. 4. 경사방향별 가뭄때의 포장수분은 북, 서향에서 높았고 강우직후(降雨直後)의 포장 수분함량과 가뭄때의 수분함량 차이도 서(西), 북사면(北斜面)의 토양에서 낮아 년중(年中) 변화폭(變化幅)이 적으며 간주(幹周)도 큰 편이였음. 5. 따라서 침식(浸蝕)을 덜받아 B층(層)이 깊은 북사면(北斜面)에 비하여 침식이 심한 정상부(頂上部), 동(東), 남향(南向)은 보다 적극적(積極的)인 침식방지책(浸蝕防止策)이 요구(要求)되며 가뭄시 경사지(傾斜地) 과원(果園)에 대한 토양수분 관리방법(管理方法)도 경사방향(傾斜方向)에 따라 달라져야 할 것으로 보였음.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.657-679
• /
• 2010

버섯발생과 환경요인(강수량, 토양수분량, 온도, 식생)과의 관계를 이해하기 위하여 2003년부터 2008년까지 6년 동안 매년 6월~10월에 속리산 국립공원 내 소나무 우점림과 참나무 우점림에서 버섯 발생종을 조사하고 분석하였다. 버섯 발생종은 연간 94종~167종으로 연간 변이가 있었으며 그 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 주로 외생균근성버섯으로 송이과(Tricholomataceae), 광대버섯과(Amanitaceae), 무당버섯과(Russulaceae), 끈적버섯과(Cortinariaceae), 그물버섯과(Boletaceae)의 종이었으며, 가장 많이 발생한 시기는 7월부터 8월에 13~90종이었다. 버섯발생종수는 6월~10월의 강수량과 r=0.897의 정의 상관관계가 있었고, 장기적으로는 파머가뭄지수와 단기적으로는 표준강수지수와도 관련이 있었다. 또한 토양수분량에 따라 버섯발생종과 수가 달랐다. 토양수분량이 20% 이상인 시기에 버섯발생종수는 50여종이었으나, 10%이하 에서는 5~20종이었다. 노란젖버섯(Lactarius chrysorrheus), 기와버섯(Russula virescens) 등은 토양수분량이 20% 이상일 때 발생하였다. 발생버섯의 종수는 대기온도와 r=0.77의 상관관계가 있었으며, $21^{\circ}C{\sim}25^{\circ}C$에서 많았다. 대기온도가 $25^{\circ}C$이상에서 주로 발생하는 종은 금버섯(Tricholoma flayayirens), 구근광대버섯(Amanita gymnopus), 굴털이젖버섯(Lactarius piperatus), 삿갓땀버섯(Inocybe asteropora), 마른산그물버섯(Xerocomus chrysenteron) 등이었고, 온도변화에 큰 영향을 받지 않고 장기간 발생하는 버섯은 졸각버섯(Laccaria laccata), 독우산 광대버섯(Amanita virosa), 수원무당버섯(Russula mariae) 등이었다. 식생에 따라 발생버섯종이 달랐는데, 소나무 우점림에서만 발생한 종은 황소비단그물버섯(Suillus bovinus), 흰굴뚝버섯 (Boletopsis leucomelas) 등 38종이었다. 굴참나무 우점림에서만 발생한 종은 좀벌집버섯(Polyporus arcularius), 노루궁뎅이(Hericium erinaceum)등 42종이었다. 그리고 졸각버섯(Laccaria laccata), 말불버섯(Lycoperdon perlatum) 등 50종은 두 식생림에서 모두 발생하였다. 결론적으로 버섯 발생종과 종수는 강수량, 토양수분, 온도 그리고 우점 기주수종에 따라 크게 달라졌다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권7호
• /
• pp.581-593
• /
• 2015

본 연구에서는 ESP (Ensemble Streamflow Prediction)기법을 활용한 가뭄전망 체계를 구축하고 가뭄예보에 있어 활용성을 평가하였다. 과거 관측 수문기상 및 지형정보를 이용하여 우리나라 전역에 지면모델(Land Surface Model, LSM)을 구축하고 유출량(Historical Runoff, HR)을 생산하였다. 또한, 모의기간 동안 과거 30개 기상자료와 초기 토양수분량을 이용하여 선행시간별(1, 2, 3개월) 전망된 유출량(Predicted Runoff, PR)을 생산하였다. 평가결과 여름 및 가을철 보다 봄철 및 겨울철에 정확도가 높았으며, 1개월 전망 이후로는 정확도가 낮게 나타났다. 가뭄지수는 국내 가뭄해석에 있어 검증된 표준유출지수(Standardized Runoff Index, SRI)를 활용하였으며, PR_SRI을 산정 및 평가하였다. 1, 2개월 전망에서는 과거 HR이 고려되어 ESP HR에 비해 정확도가 크게 개선됨을 알 수 있었다. 선행시간별 상관계수는 평균 0.71, 0.48, 0.00, 평균제곱근오차는 0.46, 0.76, 1.01로 나타났으며, 건조기에 정확도가 높게 나타나 1, 2개월 전망까지는 ESP를 활용한 국내 가뭄예보의 활용성이 높다고 판단된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제48권6호
• /
• pp.3-13
• /
• 2006

Although the drought impacts are comparably not catastrophic, the results from the drought are fatal in various social and economical aspects. Different from other natural hazards including floods, drought advances slowly and spreads widely, so that the preparedness is quite important and effective to mitigate the impacts from drought. Soil moisture depletion directly resulted from rainfall shortage is highly related with drought, especially for crops and vegetations, therefore a drought can be evaluated using soil moisture conditions. In this study, SMI (Soil Moisture Index) was developed to measure a drought condition using soil moisture model and frequency analysis for return periods. Runs theory was applied to quantify the soil moisture depletions for the drought condition in terms of severity, magnitude and duration. In 1994, 1995, 2000, and 2001, Korea had experienced several severe droughts, so the SMI developed was applied to evaluate applicability in the mid-range hydrologic unit watershed scale. From the results, SMI demonstrated the drought conditions with a quite sensitive manner and can be used as an indicator to measure a drought condition.