• 제목/요약/키워드: 토층 변화

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장기 모니터링을 통한 독도 자연사면의 토층 변화 분석 (Long-Term Monitoring and Analysis of Changes in the Soil Layer on Dokdo)

  • 김경수;송영석;윤대성;방은석
    • 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.

현장 강우계측을 통한 편마암 풍화토층의 침투특성 평가 (Evaluation of Infiltration Characteristics of Rainfall in Gneiss Weathered Soil by a Field Monitoring)

  • 김만일;채병곤;한병원
    • 지질공학
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    • 제18권4호
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    • pp.567-576
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    • 2008
  • 강우에 의한 풍화토층의 침투 특성은 함수비 변화에 따른 침윤선 거동으로부터 파악이 가능하다. 토층내 침투수에 의한 침윤선 형성은 흙매질의 밀도와 입도분포 특성 및 투수계수와도 밀접한 관계를 갖고 있으며, 침윤선의 침투속도는 토층의 투수계수와 거의 동일한 개념으로 볼 수 있다. 이 연구에서는 편마암 분포지역의 산사태 현장모니터링 시스템을 이용하여 표토층을 기준으로 50 cm 및 80 cm 깊이에 대한 토층내 체적함수비 변화로부터 각각의 침투속도를 현장 스케일에서 산정하였으며, 이 지역 토층의 불교란 시료를 채취한 후 실내시험을 통해 구한 투수계수와 비교하였다. 불교란 시료의 투수계수는 $3.15{\times}10^{-3}cm/sec$이며, 체적함수비 변화로 계산된 침투속도는 평균 $1.87{\times}10^{-3}cm/sec$로써 두 배 가량 낮게 나타났다. 그 이유는 현장에서의 침투속도는 매질의 공극과 입도분포에 민감하게 영향을 받기 때문에 실내실험을 통해 산정된 값보다는 다소 낮은 값을 갖기 때문으로 판단된다. 표토층의 체적함수비 및 침투속도에 영향을 미치는 강우강도는 산악 지형을 고려해 볼 때, 일평균 20 mm 이상의 강우가 발생하였을 경우에 토층의 침윤선 범위를 확대시키는 것으로 나타났다.

상이한 삼림생태계에서 강우량에 따른 투수 특성 변화

  • 정덕영;오종민;진연호;손요한;주영특
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.74-78
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    • 1998
  • 경기도 퇴촌에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 굴참나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임반에서 경사도와 년간 강우량 변화에 따른 투수특성을 조사하였다. 3개의 임반의 O, A, B층은 3개 임반 모두 경사도가 낮은 하부사면에서 관찰되었으나 경사도가 높은 산사면이나 수간우가 많은 일부 지역에서는 바로 암반층 또는 풍화층이 나타나는 경향을 보이고 있다. 그러나 잣나무 임반은 유기물 퇴적층과 A층이 낙엽송이나 굴참나무 임반보다 잘 발달되어 O층은 약 5내지 10cm 정도이고 A층 또한 O층 아래로 약 50cm까지 깊게 발달되었다. 낙엽송 임반의 하부사면의 경우 A층의 발달이 약 35cm부터 약60cm 에 이르고 있으나 토성을 구성하는 요소중 직경 2mm 이상의 자갈에 토양입자들이 전체 토양의 40%정도를 차지하고 있다. 이러한 토층분화 특성을 달리하는 임반에서의 투수특성은 표층토에서는 약 5.2cm/hr였고 A층에서는 평균 8.2cm/hr 정도였다. 이는 A층에서의 토성이 주로 자갈로 구성되어 대공극을 이루고 있고 평균 부피수분함량이 약 25%인 점을 감안하면 상대 투수속도에 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 그리고 산지사면의 상부보다 상대투수속도가 증가되는 경향을 볼 수 있는데 이는 상부에서의 토층발달이 제대로 이루어지지 않아 투수속도에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 본 실험의 결과로 추정할 때 지표층에 존재하는 유기물과 토층 분화 정도가 투수에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

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상이한 삼림생태계에서의 토층분화 특성과 변화에 따른 수분 이동 특성

  • 정덕영;오종민;진연호;손요한;주영특
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.69-73
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    • 1998
  • 경기도 퇴촌에 위치한 경희대학교 연습림내의 경사도와 수종을 달리하는 3개의 서로 다른 임반에서 등고선을 따라 지표면의 토층분화를 조사하였고 이에 따른 수분침투특성을 조사하였다. 3개의 임반은 낙엽송, 잣나무 및 굴참나무의 천연활엽수로 구성되었고 이에 구성 수종에 따라 지표면에 퇴적되는 O, A, B층의 깊이를 달리한다. 토층분화 길이는 3개 임반 모두 경사도가 낮은 하부사면에서 양호하게 발달하였으며 경사도가 높은 산사면이나 수간우가 많은 일부 지역에서는 유거수에 의해 유기물이나 표층토가 유실되어 바로 암반층 또는 풍화층이 나타나는 경향을 보이고 있다. 그러나 잣나무 임반의 경우 밀식 수간에 의해 유기물퇴적층과 A층의 발달이 다른 낙엽송이나 굴참나무 임반보다 토층 발달 깊이가 약 2배 이상으로 깊게 발달되었다. 그리고 조사된 임반의 하부사면의 경우 A층의 발달이 약 35cm부터 약 60cm에 이르고 있으나 토성을 구성하는 요소 중 직경 2mm 이상의 자갈에 토양입자들이 전체 토양의 40%정도를 차지하고 있다. 이러한 토층분화 특성을 달리하는 임반에서의 수분 이동특성은 퇴적된 유기물의 두께가 깊으면 깊을수록 수분침투율은 낮아지는 반면 포면 유거수량은 증가하는 경향을 보여주고 있다. 그리고 지표면, 유기물 퇴적층 아래, 지표면으로부터 30cm 아래에 설치된 Lysimeter를 이용하여 조사된 침출수의 분포는 전체를 100으로 환산시 지표면은 약 55%, 유기물퇴적층 아래는 30%, 그라고 30cm의 위치에서는 나머지 15%정도의 침출수가 포집되었다. 따라서 본 실험의 결과를 살펴보았을 때 지표 층에 존재하는 유기물이 전체 수분이동에 영향을 미치는 것으로 조사되었다.양 실험 결과, 서식지에서 조사된 결과인 잎과 줄기에서 Pb$\alpha$ 추정시에는 SeaWiFS 위성과 관련된 global algorithms 중에서 490nm와 555nm의 복합밴드를 포함하는 OC2 알고리즘(ocean color chlorophyll 2 algorithm)을 사용하는 것이 OC2 series 및 OC4 알고리즘보다 좋은 추정 값을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.환경에서는 5일에서 7월에 주로 이 충체의 유충이 발육되고 전파되는 것으로 추측되었다.러 가지 방법들을 적극 적용하여 금후 검토해볼 필요가 있을 것이다.잡은 전혀 삭과가 형성되지 않았다. 이 결과는 종간 교잡종을 자방친으로 하고 그 자방친의 화분친을 사용할 때만 교잡이 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 따라서 여교잡을 통한 종간잡종 품종육성 활용방안을 금후 적극 확대 검토해야 할 것이다하였다.함을 보이고 있다.X> , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은

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토층 사면에서의 침윤선 분포 특성 파악을 위한 실험 연구 (Primary study on evaluation of wetting front distribution for weathered soil)

  • 김만일;채병곤;서용석;김현
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.1395-1399
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    • 2008
  • 국내 토층 사면을 대상으로 강우에 의해 발생되는 침투수 거동 특성을 분석함으로써 지속적인 토층의 물성 변화 계측을 통해 산사태 예 경보시스템을 구축이 가능하다. 본 연구에서는 산사태 예 경보시스템 구축의 사전 단계로써, 국내 대표적인 지질 매질인 화강암 풍화토, 편마암 풍화토와 주문진 표준사에 대해 공극률과 체적함수비 등의 토질 물성 변화를 고려한 실내 보정실험을 수행하였다. 실험조건은 공극률, 체적함수비 변화에 대한 측정센서의 측정 정밀도 향상과 이를 통해 국내 현장토에 대한 고유 보정기법을 제시하기 위함이다. 측정센서는 각 실험 조건별 물성 변화에 따라 전압을 측정함으로써 현장토에 대한 물성치와 상호 분석이 가능하도록 하였다. 주문진 표준사 뿐만 아니라 국내 현장토인 화강암 풍화토와 편마암 풍화토에 대한 체적함수비에 대한 보정식도 함께 제시하였다.

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산불 영향에 따른 토층의 광물학적 특성 변화에 관한 연구 (Analysis of the Effect of Forest Fires on the Mineralogical Characteristics of Soil)

  • 김만일;추창오
    • 지질공학
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    • 제33권1호
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    • pp.69-83
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    • 2023
  • 산불 피해지는 수목 및 식생 전소, 산지토양 황폐화 등으로 인해 산사태주의보 기준에 미치지 못하는 강우조건에서도 토사 세굴 및 유출로 인한 산사태와 토석류 등의 2차 피해 위험을 증가시킨다. 산불은 지표 식생과 토양 특성의 변화를 발생시켜 산불 피해지 내에서 유출량 변화에 큰 영향을 주기 때문이다. 즉, 산불은 토양의 중요한 물리, 화학적 특성 변화로 인해 토양조성 변화, 구성광물의 변화, 토양수의 반발성, 토양 덩어리의 안정성이나 토양 조직의 변화를 발생시킨다. 특히, 산불 발생 및 확산 과정에서는 토층의 유기물과 수목의 연소 외에도 지표면 또는 지표면 아래까지 열기가 전파되어 토층을 구성하고 있는 토양 광물에 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 산불 발생지와 미발생지에서 채취된 토양시료(Topsoil, Subsoil)에 대해 XRD 회절분석 및 토양 물성분석을 통해 토양 내 점토광물의 분포와 함양 특성을 파악하였다. 그 결과, 산불 발생지의 토양시료에서 뮬라이트, 아날사이트, 적철석 등이 소량 산출되었으며, 버미큘라이트, 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조광물(I/V)은 특히 표토에서 특징적으로 산출되었다. 특히, 산불 발생지에서는 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조 광물(I/V)이 특징적으로 확인되었으나, 산불 미발생지에서는 일라이트/버미큘라이트(I/S) 혼합층상 구조 광물은 산출되지 않아 산불 발생지의 토양과는 큰 차이를 보인다. 이와 같이 점토광물의 생성은 외적요인인 산불의 영향으로 인해 토양 내 광물 조성의 변화를 파악할 수 있었다. 팽창성 점토광물은 우기 시에 토층 내에서 흙의 체적을 팽창시키기 때문에 장기적으로 사면 지반의 구조적 안정성에 영향을 줄 수 있어, 산불 발생지의 토층에서 점토광물의 생성은 장기적으로 산지사면 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

집중호우시 사면 붕괴의 특성 및 토층 심도와 지하수변동에 따른 사면 안정성 해석 (Characteristics of Slope Failure Due to Local Downpour and Slope Stability Analysis with Changing Soil Depth and Groundwater Level)

  • 백용;권오일;김승현;구호본
    • 지질공학
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    • 제15권1호
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    • pp.57-66
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    • 2005
  • 국내에서는 매년 집중호우에 의하여 사면 붕괴 및 산사태가 발생하고 있다. 특히, 최근의 집중강우는 국지성 및 게릴라성 강우가 대부분이다. 본 연구에서는 집중호우에 의하여 붕괴된 현장의 특성을 분석하고, 토층의 심도와 지하수면의 변화에 따른 사면의 안정성을 해석한다. 본 연구에 사용된 자료는 집중호우시 붕괴된 절토사면 조사 자료와 일반 국도변 1,372개의 현장 조사자료이다. 토층의 붕괴 심도와 지하수 변동이 사면의 안정성에 미치는 영향에 대해서는 FLAC-SLOPE(ITASCA사)을 이용하여 분석을 실시하였다. 연구결과에 의하면 국내 사면붕괴의 주요 형태는 표층유실 및 표층붕괴 등 천부 파괴가 주를 이루고 있으며, 지하수면과 토층 심도 변화에 따라 사면의 안정성이 변화하는 것으로 나타났다.

모형토조실험을 이용한 강우시 토층의 포화속도 산정 (Estimation of Saturation Velocity in Soils During Rainfall using Soil Box Test)

  • 김철민;송영석;김학준
    • 지질공학
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    • 제25권3호
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    • pp.377-385
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    • 2015
  • 본 연구에서는 강우강도에 따른 토층내 포화속도를 산정하기 위하여 모형실험장치를 개발하고 일련의 모형실험을 수행하였다. 모형실험장치는 모형토조, 강우재현장치 및 계측장치로 구성되어 있다. 모형지반(60 cm × 50 cm × 15 cm)은 상대밀도 75%의 주문진 표준사로 조성하였으며, 강우재현장치는 강우강도의 조절이 가능하도록 하였다. 그리고 토층내 강우침투시 깊이별 체적함수비 및 모관흡수력의 변화를 측정하기 위하여 TDR과 Tensiometer를 설치하였다. 모형실험결과 토층의 입도가 균등하고 투수계수가 상대적으로 크므로 강우시 지표면에서 습윤전선이 형성되어 하강하는 것이 아니라 하부 바닥면에서부터 지하수위가 형성되어 상승하면서 포화가 진행되었다. 강우시 토층내 흡입응력의 변화를 살펴본 결과 토층 내에서 체적함수비가 증가함에 따라 흡입응력은 감소하며, 체적함수비가 20-30% 사이에서 흡입응력은 비교적 빠르게 감소하였다. 강우강도와 토층의 평균포화속도를 회귀분석한 결과 강우강도에 따른 평균포화속도는 Vsavg (cm/sec) = 0.068IR (mm/hr)와 같이 제안할 수 있다.

유구 보존방법론 중 토층전사에 관한 고찰 (A Investigation on the Soil-Peel Methods in Conservation Method of Historical Site)

  • 위광철;서정호
    • 보존과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.341-348
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    • 2010
  • 발굴 작업이 종료된 후 중요한 의미를 지닌 유구는 여러 가지 방법으로 보존된다. 보존 유형에 따라 원형 보존과 이전 복원 방법으로 대별되며 이중에서 이전 복원 방법은 주거지, 야철지, 가마터, 고분 등의 유구 전체를 원 상태로 이전한 후, 복원하는 유구이전방법, 유구 전체를 이전하기 어려운 경우 유구의 형태만을 합성수지를 이용하여 전사하여 복원하는 유구전사 방법으로 대별되며, 고분의 단면, 건물지의 판축, 퇴적층, 패총 등의 토층 단면을 전사하여 보존하는 토층전사 방법이 있다. 토층 전사는 그 당시의 환경에 따른 변화 즉 홍수로 인한 범람 흔적, 화재로 인한 흔적, 조개를 먹고 버린 껍데기와 생활 쓰레기가 쌓여 당시의 생활상을 확인할 수 있는 패총 등으로, 중요한 역사적 자료가 된다. 특히 점토와 마사토 등의 성분이 다른 흙을 교대로 다져가며 판축을 한 토층의 경우, 그 시대의 판축 기술을 판단할 수 있는 중요한 자료가 된다. 이러한 역사적 자료를 토층전사 방법을 통해 보존함으로써 전문가뿐만 아니라 일반인도 공유할 수 있는 역사적 자료와 교육, 전시, 홍보용으로 활용하는데 중요한 자료 보존 방법이라 할 수 있다. 본 논문에서는 유구 보존 방법 중 현재 발굴 과정에서 노출되는 토양의 층위에 대한 해석으로 많이 이용되는 토층전사의 방법에 대한 정의 및 사용되는 재료의 물성적인 특징을 통해 토층 전사에 대한 정확한 지표를 제시하고자 한다.

강우 및 식생에 의한 토질특성 변화 분석 (Analyzed Change of Soil Characteristics by Rainfall and Vegetation)

  • 이문세;김경수;송영석;류제천
    • 지질공학
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    • 제19권1호
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    • pp.33-41
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    • 2009
  • 이 연구는 산사태와 같은 지반재해를 초래하는 여름철의 집중호우가 실제 토층지반의 토질특성에 어떤 영향을 미치는 지를 분석하였다. 이를 위해 표토에 도달되는 강우량이 식생조건에 따라 어떻게 다른지를 조사하였으며, 토층에 침투한 강우로 인해 토질특성이 어떻게 변화되는지를 분석하였다. 연구지역은 식생조건이 다르나 동일한 지질 및 토질조건의 토층지반이 분포한 대덕연구단지내 자연사면이고 연구지역에서 발생한 2006년과 2007년 여름철의 집중호우를 대상으로 하였다. 강우자료는 연구지역에 인근한 대전지방기상청의 관측치를 기초로 하였으며, 식생조건별 강우량은 직접 제작한 강우량측정기를 이용하여 측정하였다. 또한, 집중호우 전 후에 채취한 토층시료를 대상으로 실내 토질시험을 실시하여 강우와 식생조건에 의한 토질특성 변화를 분석하였다. 연구결과 식생밀도는 실제 표토에 도달한 빗물의 양에 영향을 미치며 그 영향정도는 강우강도 및 지속시간에 따라 감소되는 경향성을 보였다. 또한, 집중호우의 영향으로 토층의 포화도, 함수비, 유동성 및 전단강도가 직접적으로 변화되는 것으로 나타났다.