• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.102-102
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• 2019

토양수분은 수문 및 기상 현상의 주요 요인으로 가뭄, 홍수 및 범람과 같은 자연 재해와 관련이 깊은 인자이다. 이러한 토양수분의 관측 기술 중 위성 데이터를 활용한 원격탐사 기술은 광범위한 지역의 관측이 용이하고 지점이 아닌 공간 데이터를 제공하는 장점을 지니고 있어 토양수분의 관측에 유리하다. 특히 높은 해상도의 위성기반 토양수분 데이터는 토양수분의 변동성이 큰 지역의 수문, 기상학적 현상을 보다 자세히 분석할 수 있게 해주며 가뭄 및 범람과 같은 수자원 관련 재해를 정확하게 분석하는데 요구된다. 이로 인해 최근 Sentinel-1 위성에서 운용중인 Synthetic Aperture Radar(SAR) 데이터를 이용한 매우 높은 공간해상도(10m~1km)를 지니고 있는 토양수분데이터 생산에 관한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나 국내에서는 Sentinel-1 위성을 이용한 토양수분 데이터 복원에 관한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 파주 감악산 설마천 유역에서의 Sentinel-1 위성의 SAR 데이터를 이용한 고해상도 토양수분 데이터를 복원하고자 한다. 파주 설마천 유역은 감악산 일대로 경사가 심하고 식생이 두터운 산악지형이다. SAR를 이용하여 산지에서 신뢰성 있는 토양수분 자료를 복원하기 위해서는 가장 큰 오차의 원인으로 작용하는 경사와 식생을 고려하여야 한다. 먼저 표면 경사의 영향의 경우 SAR 센서의 레이더 입사각과 수치 표고 모델을 이용하여 고려하고자 한다. 다음 과정으로 표면 경사가 고려된 Sentinel-1 데이터의 후방산란계수와 Landsat-8 데이터 및 지점 토양수분 데이터를 이용하여 식생에 따른 후방산란계수의 거동을 Water Cloud Model을 이용하여 분석하였다. Water Cloud Model은 토양위의 식생의 수분이 후방산란계수에 혼동을 주는 구름과 같이 작용한다고 가정하고 식생수분을 후방산란계수와 레이더 입사각 및 식생지수를 통해 계산하는 모델이며 이를 이용하여 토양수분 복원에 있어 식생의 영향을 제거하고자 하였다. 이를 통해 식생과 표면 경사를 고려하여 복원된 토양수분 데이터를 설마천 유역의 지점 데이터와 비교 분석하고 다른 위성기반 토양수분 데이터 및 강우 데이터를 이용하여 평가하였다. 본 연구결과를 통해 한반도 산지에서의 SAR 데이터를 이용한 토양수분 복원 기술의 기초가 마련될 것이며 이를 통해 산지가 대부분인 한반도의 토양수분 거동을 이해하는데 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구 이후에는 연구결과분석을 통한 산지에서의 고해상도 토양수분 복원 알고리즘을 분석, 보완하고 한반도에서의 SAR 기반 토양수분 데이터의 정확도를 높이는 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.269-269
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• 2020

수자원은 유역 내에서 제한적인 범위 내에서 무한하게 순환한다. 이러한 물의 순환의 특성을 지속적으로 파악하는 것은 지속적인 수자원 확보, 자연 환경에 대한 변화를 유연하게 대처할 수 있는 가장 중요한 연구 중 하나이다. 유역 내에 물의 유입은 대표적으로 강우량이 있고 유출로는 하천 및 지하수의 유출량과, 증발산량이 있다. 유입의 형태와 지면의 상태에 의해 다양한 유출 특성이 나타나기 때문에 지면 내에서의 물의 이동 특성을 분석하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 토양수분량을 지속적으로 측정하여 토양내의 물의 저류량을 실증적으로 추정하였으며 초기 토양수분량과 토양 저류량의 관계를 분석하였다. 또한 유역내의 얼마만큼의 강우량이 토양 내에서 저류하고 유출 발생에 기여하는지에 대해 분석하고자 하였다. 이를 위해 토양수분량과 강우량이 안정적으로 측정되고 있는 2018, 2019년 설마천 유역에 적용하였다. 특히 선정된 설마천 유역은 증발산량과 유역 하단부에 유량 관측소가 존재하여 물수지 분석에 유리한 조건을 가지고 있어 유역 내에 물 흐름에 정량적으로 비교 및 파악할 수 있는 지역이다. 사양토 성질을 가진 설마천 유역은 20%때의 습윤 구간에서 중력에 의한 직접유출이 발생하며 이때를 기준으로 초기토양수분과 선행토양수분량의 조건에 따라 토양내의 저류량의 거동의 경향성이 뚜렷하게 나타났다. 향후 본 연구를 통해 각 유역의 토양 성질에 따른 토양 저류량을 파악하고 그에 따라 유출량 자료를 결합한다면 수자원 재해에 대한 예보 및 피해 저감 방안을 마련할 수 있을 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.14-14
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• 2017

본 연구는 트랙터 주행노면의 토양 특성이 트랙터 승차진동에 미치는 영향을 분석하는 것을 목표로 하였다. 여러 토양조건에서 실제 트랙터 주행실험을 진행하는 것은 어렵기 때문에, 상용 CAE 프로그램을 이용하여 트랙터를 모델링하고 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 통해 여러 토양조건에 따른 승차진동의 특성을 비교, 분석하였다. 모델의 유의성은 트랙터 아스팔트 주행실험을 통해 진동데이터를 획득하고 실측 진동 데이터와 시뮬레이션을 통해 얻어진 진동 데이터를 분석해 검토하였다. 이 때, 노면 토양의 특성에 따라서 트랙터가 장애물을 만났을 때 순간적인 진동 특성을 분석하기 위해서 트랙터 주행 노면을 사인범퍼(sine-bumper) 노면으로 설정하고 주행실험 및 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서는 강체 노면, Heavy clay, North Gower Clay Loam 토양, Grenvile Loam 토양의 네 가지 노면 조건을 분석하였다. 분석 결과 침하가 발생하지 않는 강체 노면보다 침하가 발생하는 세 가지 토양 조건에서 장애물에 따른 순간적인 진동이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 다만 승차진동이 토양 파라미터와 단순히 선형적인 관계만을 보이는 것은 아니라는 것도 확인할 수 있었다. 이 후, North Gower Clay Loam 토양 조건에서 트랙터 속도에 따른 시뮬레이션 진행 결과를 분석하였을 때, 토양 침하가 발생하는 토양 조건에서도 속도가 증가함에 따라서 진동 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.490-490
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• 2015

산림 사면에서의 토양층 수문반응은 물순환을 이해하는데 중요하다. 본 연구에서는 토양수분자료를 이용하여 토양수분의 계절적, 공간적 변화를 분석하였다. 연구대상지역은 경기도 파주시 적성면 설마리의 설마천 유역 내에 위치한 범륜사사면과 충청북도 음성군의 청미천 유역내의 수레의산사면이다. 정밀측량을 통해 획득한 수치고도모형(Digital Elevation Model, DEM)을 이용하여 관측지점들을 각각 선정하였다. 대상사면에 토양층별 토양수분의 분포변화를 분석하기 위해 각 지점별 10, 30, 60cm에서 토양수분량 측정시스템(Time Domain Reflectometry, TDR)방식의 토양수분측정장비(miniTRASE)를 설치하여 2시간 간격으로 2014년 3월부터 12월까지 토양수분을 측정하였다. 각 지점별 사면에서 획득된 토양수분 시계열자료는 토양수분의 시공간적 분포특성을 파악하기 위해 지점별 토양수분량의 통계분석(평균, 표준편차, 변동계수)를 수행하였다. 설마천유역의 범륜사사면에서는 2014년도에 특히 강우량이 적어 토양수분의 평균과 표준편차의 월별 변화에서는 기저토양수분 값을 주로 유지하고 강우에 대한 변동성이 크지 않은 것으로 나타났고, 청미천유역의 수레의산 사면에서는 시간적 토양수분변화는 계절적 강우분포 패턴에 따라 반응이 나타났다. 청미천유역의 토양수분자료를 이용하여 토양수분의 계절적, 공간적 변화를 분석한 결과 지표근처 토양층(10, 30cm)와 저층(60cm)에서의 공간적 변화특성이 다르게 나타났다. 이는 저층(60cm)에서의 지표하 흐름, 기반암 존재의 영향차이에 의한 것으로 판단되고, 사면의 위치에 따라 토양수분의 안정화 정도가 다른 것을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.414-414
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• 2019

농업으로부터의 비점오염은 지표수와 지하수 모두의 수질에 영향을 미친다. 특히, 비료, 퇴비, 농약 등의 인공적 질소가 살포된 토양은 강우시 화학 침출로 인한 수질오염이 발생되고 있다. 강우시 강우유출수와 함께 지표 수역으로 흘러들어오는 영양물질(질소, 인)은 저수지로 유입되어 침수시 작물이 죽게 되어 저수지의 부영양화 등의 수질 오염문제를 야기시킨다. 국내에서는 홍수조절용지에서의 영농활동의 전면 금지하고 있는 실정이지만, 불법적으로 경작활동이 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 다목적댐 홍수조절지 내 경작지 토양 및 양분 특성 평가를 수행하였다. 홍수조절지 내 경작지 토양 특성 및 양분 조사를 위하여 경작이 집중적으로 이루어지고 있는 대청호 지역을 모니터링 지점으로 선정하였다. 모니터링은 경작지 내 토양 시료 및 주변 토양을 채취하여 분석을 수행하였다. 채취한 토양은 토양표준분석법(농촌진흥청, 2012) 및 농업토양분석방법(국립산림과학원, 2014) 기준을 바탕으로 물리 화학적 분석을 수행하였다. 모니터링은 2018년 5월부터 수행되었으며 현재까지 월 1회씩 모니터링을 진행하고 있다. 연구 결과, 밭 경작지 토양은 논에 비해 실트질 함량이 절반으로 침투성이 높은 토양으로 분석되었으며, 영양염류의 침투를 통한 이동 가능(기저유출)이 높게 나타나는 것으로 조사되었다. 이는 중간유출 및 기저유출 저감방안 도입이 필요한 것으로 평가되었다. 작물별 토양 양분분석 결과 고추, 마늘, 담배 경작지에서 화학비료사용량이 타 작물에 비해 높은 것을 분석되었으며, 경작지에 화학비료 및 퇴비의 과다 사용으로 염류농도가 증가할 경우 전기전도도가 높아지며 토양의 삼투압을 증가시켜 물의 흡수와 각종 양분 흡수를 방해하는 것으로 평가되었다. 인의 존재 형태별 비교시 대부분의 경작지에서 높은 값을 보였으며, 특히 경작지 토양의 Residual-P의 농도가 원지반 보다 2~5배 정도 높게 나타났다. 이러한 원인은 퇴비의 사용으로 인한 Residual-P의 누적으로 평가되며, 환경변화에 따라 수층으로 인의 용출이 쉽게 발생하므로 향후 수질에 미치는 영향이 더 클 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.120-120
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• 2017

최근 국내 소비자들의 안전한 음식과 환경문제에 대한 관심이 높아지면서 재배작물과 경작지 토양의 물리 화학적 특성 등에 맞추어 적정 시비 및 재배관리를 적용하는 정밀농업이 시도되고 있다. 정밀농업은 농약 및 비료 등의 양을 적절하게 사용하여 생산 비용을 절감할 수 있으며, 과다사용을 막아 환경오염을 줄일 수 있다. 현재 토양의 수분, EC, pH등과 같은 항목은 신속하고 간단하게 분석이 가능하지만 토양의 필수 원소인 N, P, K 성분을 분석하는 제품은 상용화 되지 않았거나 가격이 비싸 일반 농가에서는 사용이 어렵다. 특히, 토양의 인을 현장에서 분석하기 위한 연구가 많이 수행되고 있으나 실제로 현장에서 사용되는 경우 또한 없는 상황이다. 일반적으로 토양에 포함되어 있는 인을 측정하기 위해서 많은 실험실에서는 이화학적 분석법을 사용하고 있다. 하지만 이 분석법은 오랜 시간과 전문적인 인력이 필요하며 주변 환경변화에 민감하여 실시간으로 분석하기에는 어렵다고 한다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 실시간으로 토양의 인을 분석하기 위해 반자동 분석시스템을 제작하고 이를 검증하고자 하였다. 이전 연구에서 현장 토양을 이용한 신속측정법의 가능성($R^2>0.7$)을 확인하여 이 분석법을 바탕으로 반자동 분석시스템을 제작하였고 표준결과 값의 약 70% 이상의 수준을 목표로 하였다. 진주 지역의 현장 토양 20개 샘플과 반자동 침출 장치, 여과 장치, 발색 장치 그리고 통합 반자동 시스템을 이용하여 분석한 후 표준 분석 결과와 비교하였을 때 $R^2$ 값이 각각 0.985, 0.817, 0.893, 0.837로 약 70% 이상의 수준을 달성하였다. 추후, 반자동 토양 인 신속측정시스템을 완전 자동화 시스템으로 개발하고 주행 장치를 부착시켜 현장에서 실시간으로 원하는 위치의 인을 측정 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Turfgrass Society of Korea Conference
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• 2011.02a
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• pp.11-21
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• 2011

경기도 여주군의 R골프장에서 페어웨이 건설 시 토양조사 및 적절한 토양개량이 실시되지 않아 배수불량지역의 발생한 것으로 한 것으로 분석되었다. 원인 분석결과 토양 경화로 인한 토양 물리성이 악화되어 있어, 투수에 의한 토양 하부층으로의 배수능력이 저조하여 배수 불량의 직접 원인이 되었다. 또 재배 지역의 토양과 이식 지역의 토성이 달라 이식 후 토양에 이질층이 형성되어 수분의 하층 이동이 원활하지 못해 배수 불량의 원인되고 잔디의 생육이 나빠지게 되었다. 배수불량의 결과로 인해 토양 내 산소가 부족하게 되어 토양이 환원 상태가 되면서 혐기성 미생물의 생육이 증가하고, 메탄가스가 축적되고 악취를 유발시키며 토양의 공기순환이 자유롭지 못해 식재된 잔디의 뿌리 생장에 악영향을 주어 결과적으로 잔디 생육이 불량하게 되는 연쇄적인 문제가 발생하였다. 골프장 운영 중 잔디 지반의 문제로 잔디 생육 불량을 초래 할 수 있는 여러 가지 요인들을 제거하기 위해 골프코스 건설시 모재 토양의 사전 조사 및 잔디 지반으로서의 적합성에 대하여 반드시 실험 분석하여야 하며, 건설 후 지반의 배수불량을 개선하기 위해서 배수구 설치, Sand capping, 잔디 보식, 토양개량재의 사용, 배토 등 경종적 관리 등의 방법을 이용하여 배수불량지역의 개선과 잔디생육 정상화를 시행하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.674-677
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• 2006

토양수분은 토양입자나 공극에 포함되어 있는 물을 의미하는 것으로서 여러 수문현상을 연계하는 주요변수이며, 올바른 물순환 체계를 이해하기 위해서는 토양수분에 대한 활발한 관측과 연구가 수반되어야 한다. 하지만, 우리나라의 토양수분 자료는 지상관측 자료로서 관측기간이 짧고 결측치가 많아 장기 추세나 공간변화도를 분석하기엔 미흡할 뿐만 아니라 2차원 토양수분 자료는 보유하고 있지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 이를 보완하기 위해 우리나라와 위도가 비슷한 지역인 미국 Illinois 지역의 토양수분자료와 정규식생지수의 상관관계를 이용하여 우리나라의 2차원 토양수분을 산출하였으며, 산출된 장기 토양수분 자료를 이용한 시 공간 변화도 분석을 수행하였다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.25 no.1
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• pp.41-50
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• 2016

Environmental impact assessment has been implemented for more than 30 years in Korea. During that period, various amendments were carried out about target plan and assessment factors. However, in current environmental impact assessment act, only a few factors has been considered for soil environment assessment. This study analyzes the national and foreign environmental impact assessment guidelines on soil related factors and figures out the problems and implications of Korean environmental impact assessment. In Korea, water quality, topography and geology, hydraulics and hydrology, and soil contamination were analyzed as a soil related factors. The main assessment targets were pollution related factors such as soil pollution levels, amount of rainfall runoff, and non-point sources. However, in the case of foreign guidelines, soil compaction, soil sealing, and soil salinization is being analyzed for evaluating function and quality of soil environment. The revision of soil-related factors are needed for sustainable development of Korea.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2006.04a
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• pp.387-390
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• 2006

매립장주변의 대수층 특성과 수리지화학적 특성과의 상관관계 분석은 매립장 환경 위해 요인을 평가하는데 중요한 역할을 하며 이를 위해 생활쓰레기 매립장인 금산 매립장을 대상으로 연구를 수행하였다. 대수층 매질 특성을 파악하기 위해 토양시료를 채취하여 중금속 성분 및 pH, 전기전도도, 용존유기탄소, 양이온교환능력, 유기물함량, 토양 입도분석을 수행하였고, 수리지화학적 특성 파악을 위해 수질검층 및 지하수 시료를 분석하여 매립지역의 수직 및 수평적인 분포 특성을 파악하였다. 대수층의 토양특성과 지하수 수질특성의 비교분석 결과 침출수 집수정을 기점으로 침출수의 영향을 받은 관측정의 전기전도도(EC) 측정값이 배경 지하수에 비해 상대적으로 높은 값을 보여 주었다. 입도분석 결과 상부 표토에 가까운 50cm 이내의 토양은 농경의 영향으로 심부보다 상대적으로 실트질 토양이 많고 이보다. 심부의 토양은 사질 토양으로 되어 있었다. 이러한 투수성이 좋은 사질 토양은 지하수의 이동을 비교적 쉽게 유도하기 때문에 매립장으로부터 침출수가 누출되었을 때 지하수 흐름을 따라 빠르게 이동할 수 있는 통로로 작용될 것으로 판단된다.