• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1207-1216
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• 2018

본 연구는 물리적 수리 수문모형의 적용이 제한적인 감조하천에서의 수위예측을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 한강 잠수교를 대상으로 딥러닝 오픈소스 소프트웨어 라이브러리인 TensorFlow를 활용하여 LSTM 모형을 구성하고 2011년부터 2017년까지의 10분 단위의 잠수교 수위, 팔당댐 방류량과 한강하구 강화대교지점의 예측조위 자료를 이용하여 모형학습(2011~2016) 및 수위예측(2017)을 수행하였다. 모형 매개변수는 민감도 분석을 통해 은닉층의 개수는 6개, 학습속도는 0.01, 학습횟수는 3000번로 결정하였으며, 모형 학습 시 학습정보의 시간적 양을 결정하는 중요한 매개변수인 시퀀스길이는 1시간, 3시간, 6시간으로 변화시키며 모의하였다. 최종적으로 선행시간에 따른 모의 예측능력을 평가하기 위해 LSTM 모형의 예측 선행시간을 6개(1 ~ 24시간)로 구분하여 실측수위와 예측수위와의 비교 분석을 수행한 결과, LSTM 모형의 최적의 성능을 내는 결과는 시퀀스길이를 1시간으로 하였을 때로 분석되었으며, 특히 선행시간 1시간에 대한 예측정확도는 RMSE는 0.065 m, NSE는 0.99로 실측수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한 시퀀스길이에 상관없이 선행시간이 길어질수록 모형의 예측 정확도는 2017년 전기간에 걸쳐 평균적으로 RMSE 0.08 m에서 0.28 m로 오차가 증가하였으며, NSE는 0.99에서 0.74로 감소하였다.

• 지질학회지
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• 제54권5호
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• pp.545-556
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• 2018

본 연구에서는 강원도 양구군 해안면에서 토양수분 관측과 수치 모델링을 이용하여 강우에 따른 잠재 지하수 함양량을 정량적으로 추정하였다. 토양수분 모니터링을 위해 깊이별(30, 60, 90 cm)로 토양수분 센서를 4지점(YHS1-4)에 설치하였으며 YHS3 주변에 자동기상관측 장비도 설치하였다. 토양수분 모니터링 기간은 2017년 3월 25일부터 2018년 3월 25일까지이며 기상관측 기간은 2016년 5월 6일부터 2018년 5월 6일까지이다. HYDRUS 1D 프로그램을 이용하여 우기인 2017년 6월부터 8월까지 수치해석을 수행하였다. 토양수분 모니터링 기간 동안 평균 토양수분함량은 YHS3에서 $0.300-0.334m^3/m^3$로 전반적으로 높았으며 YHS1에서 $0.129-0.265m^3/m^3$의 가장 낮은 수분 함량 범위들을 보였다. 토양수분 이동 모델링 결과 현장 관측 값과 모델링 값은 유사하였으나 피크 값들이 모델링 결과가 큰 것으로 나타났다. 관측 및 모델링 자료의 상관분석 결과 r, $r^2$, RMSE는 각각 0.88, 0.77, 0.0096으로 높은 상관성 및 낮은 오차율을 나타냈다. 모델링 설정기간 동안 500 cm 깊이에서의 총 잠재 지하수 함양량은 744.2 mm로 나타났다. 이는 2017년 강수량(1,214 mm)의 61.3%가 함양된 것으로 나타났다. 연구지역의 잠재 지하수 함양량은 높은 것으로 나타났으며 불포화대를 통한 지하수 함양 추정연구에 유의미한 결과 값을 제공할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국산림과학회지
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• 제107권4호
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• pp.385-392
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• 2018

석산개발 지역 퇴적장 석축사면의 사면 조성 및 관리기술 증진을 위하여 현황측량을 실시하고, 대표단면을 선정하여 사면의 안정성 해석을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 사면안정 해석을 위하여 선정한 대표단면의 퇴적장 최하단부 사면(A) 경사는 $59^{\circ}$로서 급경사를 이루고 있으나, 전체 퇴적장 사면(A, B, C, D, E, F)의 평균경사는 $38.5^{\circ}$이었다. 퇴적장 사면의 수평거리는 총 66.2 m, 사면높이는 48.3 m이지만 퇴적장 석축사면의 경사는 비교적 급하며, 시각적으로도 불안정해 보인다. 사면안정 해석에는 건조시와 포화시를 고려하였으며 포화시의 사면안정 해석은 대상사면이 완전히 포화된 상태를 모델링하여 수행하였다. 지반의 강도정수는 석축과 배면지반으로 구분하고 안전성을 검토하였다. 건기시 안전율은 1.850, 우기시 안전율은 1.333으로 나타나 건기시 및 우기시의 안전율 1.5와 1.2를 상회하여 사면의 활동에 대하여 모두 안전한 것으로 나타났다. 그러나 집중호우 시 퇴적장 사면 상부의 풍화된 마사토는 사면침식과 붕괴 위험성이 높아 배수로 설치 등 적절한 유지관리를 통한 안정대책이 필요하다고 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권9호
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• pp.681-692
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• 2021

식생 프로세스는 증발산 제어를 통해 강우 유출 프로세스에 상당한 영향을 미치지만, 개념적인 집중형 수문 모형에서는 거의 고려되지 않는다. 본 연구는 인공위성에서 원격으로 감지된 엽면적지수 자료를 표현하는 생태 모듈을 수문 분할 모듈에 통합하여 합천댐 유역에 대한 모형 성능을 평가하였다. 제안된 생태 수문 모형은 습윤 지역의 생태수문 프로세스를 더 잘 표현하기 위하여 크게 세 가지 주요한 특징을 가진다. 1) 식생의 성장률은 유역의 물 부족 스트레스에 의해 제약을 받는다. 2) 식생의 최대 성장은 유역 기후에 의한 에너지에 의해 제약을 받는다. 3) 식생과 대수층의 상호작용이 반영된다. 제안된 모형은 유역 단위의 수문 성분과 식생 동역학을 동시에 모의한다. SCEM 알고리즘에 의해 추정된 모형 매개변수를 이용한 검증 결과로부터 아래와 같은 발견할 수 있었다. 1) 엽면적지수와 하천유량 자료를 이용하여 생태수문모형의 매개변수를 추정하는 것이 생태 모듈이 없는 수문 모형과 비슷한 정확도 및 견고함으로 하천유량을 예측할 수 있다. 2) 필터링이 안된 원격으로 감지된 엽면적지수를 그대로 입력자료로 이용하는 것은 하천유량 예측에 도움이 안된다. 3) 통합된 생태수문모형은 엽면적지수의 계절적인 변동성에 대한 우수한 추정치를 제공할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.367-378
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• 2021

야적퇴비는 대표적인 축산계 비점오염원으로 강우로 인해 수계로 유입될 경우 야적퇴비에 포함된 인과 질소 등의 영양염류가 하천 수질에 악영향을 미칠 수 있다. 이에 본 논문에서는 무인항공기 영상과 딥러닝 기반의 의미론적 분할 기법을 활용한 야적퇴비 탐지 방법을 제안한다. 연구지역에서 취득한 39개의 정사영상을 토대로 Data Augmentation을 통해 약 30,000개의 데이터를 확보하였다. 취득한 데이터를 U-net을 기반으로 개발된 의미론적 분할 알고리즘에 적용시킨 후 OpenCV의 필터링 기법을 적용하여 정확도를 평가하였다. 정확도 평가 결과 화소정확도는 99.97%, 정밀도는 83.80%, 재현율은 60.95%, F1- Score는 70.57%의 정확도를 보였다. 정밀도에 비해 재현율이 떨어지는 것은 정성적으로 보았을 때 전체 이미지에서 가장자리에 작은 비율로 야적퇴비 픽셀이 존재하는 경우 과소추정되었기 때문이다. 향후 추가적인 데이터셋과 RGB 밴드 이외의 추가 밴드를 조합한다면 모델 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-44
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• 2021

본 연구는 제지 플라이애시 지반안정재를 활용하여 개량토 토사 비탈면의 현장 적용을 통한 안정화 방법을 연구하였다. 개량토에 요구되는 목표강도는 500kPa이며 토사 비탈면을 개량후 식생이 발아하기 위한 압축강도는 1,000kPa 이하이다. 이 조건을 만족하기 위해 현장에서 반입된 시료를 가지고 표층개량의 주원료인 지반안정재와 혼합하여 배합설계를 거처 강도시험 및 투수시험 그리고 식생 발아시험 등 다양한 시험을 실시 하였다. 그리고 개량토로 시공된 비탈면에 대한 기존 압축시험 결과를 분석한 후 개량토의 지반정수를 제안하였다. 또한 개량토의 비탈면 현장 적용성을 평가하기 위하여 붕괴된 비탈면에 대하여 현장 시공을 실시하여 개량토의 표층부 보강평가를 실시하였다. 그 결과 보강 전에는 안정성을 확보하지 못했지만 개량토로 보강한 이후 안전율은 강우 지속시간 48시간까지 최소 안전율을 확보하는 것으로 나타났다. 그리고 현장 개량토의 압축강도는 설계치인 점착력 200kPa 이상을 확보하고 토양경도계 시험 결과도 규정 값인 18~23mm 이내로 확인되어 개량토 비탈면의 경우 강우에 저항성이 증대되고 표층부의 식물생육이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제30권8호
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• pp.659-671
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• 2021

The physicochemical properties of soil and the yield and quality of rice (Oryza sativa L. cv. Sailmi) were assessed using Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam. cv. Kowinearly)-rice double cropping systems in the paddy fields at Goseong and Miryang in southern Korea. The average temperatures during the ripening period were approximately 1 ℃ higher than the optimal temperature for rice ripening and the sunshine duration was reduced by frequent rainfall. Consequently, it was slightly below the optimal conditions required for rice ripening. In the soil at Goseong, winter Italian ryegrass cropping increased the pH, electrical conductivity, and the contents of organic matter, total nitrogen (T-N), available P₂O₅, K, Ca, and Mg than winter fallowing. Particularly, the contents of T-N and available P₂O₅increased significantly. In the soil at Miryang, Italian ryegrass slightly increased the electrical conductivity and the T-N, Mg, and Na contents. Therefore, winter Italian ryegrass cropping improved the physicochemical properties of paddy soils; however, Italian ryegrass-rice double cropping slightly reduced the culm length at both Goseong and Miryang, without markedly changing the panicle length or number compared to fallow-rice cropping. Furthermore, at Goseong, Italian ryegrass-rice double cropping slightly decreased the spikelet number and milled rice yield, and increased the ripened grain rate; however, at Miryang, contrasting results were observed. In addition, fallow-rice cropping revealed no differences in the head rice or opaque rice rates. The protein content was slightly increased in Italian ryegrass-rice double cropping, without significant changes in the amylose content or Toyo value, compared to that in fallow-rice cropping. The peak and breakdown viscosities were slightly decreased. These results indicate that winter Italian ryegrass cropping might alter rice taste but may not exhibit remarkable negative effects on rice cultivation. Therefore, Italian ryegrass-rice double cropping system is recommended for paddy fields in southern Korea. Nevertheless, to increase the rice yield and quality, fertilization standards for rice cropping that consider the changes in the T-N and organic matter contents in paddy fields caused by winter Italian ryegrass cropping need to be established.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.675-686
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• 2021

본 연구는 폐석적치장 하부 경사지에서 발생하고 있는 지반변위를 조사하고 산사태에 의한 재해 가능성에 대해 검토하였다. 이를 위하여 먼저 무인 항공기 사진측량을 실시하여 지반변위의 크기와 범위를 조사하였다. 2019년 4월부터 2020년 7월까지 5회의 무인 항공기 측량의 평균 오차율은 0.011 - 0.034 m이었으며, 토층의 이동으로 2.97 m의 표고 변화가 발생하였다. 급경사지 중 일부 구역만 표고 변화를 보이며 이것은 상부의 폐석 하중의 영향보다는 강우 시 발생한 지하수에 의한 땅밀림에 의한 것으로 판단된다. LS-RAPID 시뮬레이션을 위한 민감도 분석을 실시하였으며, 지형자료로서 DEM과 DSM을 각각 10 m, 5 m, 4 m 격자로 적용하여 시뮬레이션 결과를 비교, 분석하였다. 공간 해상도가 높은 자료를 이용하면 DEM에서는 산사태 물질의 퇴적 범위가 지나치게 확대되는 경향을 보인 반면, 지형을 세밀하게 반영한 DSM을 적용한 결과에서는 공간 해상도 변하여도 확산범위는 크게 영향을 받지 않으며 하천형상에 따른 퇴적 거동을 정밀하게 표현할 수 있었다. 결과적으로 DEM보다 DSM을 적용하는 것이 퇴적범위가 크게 확대되지 않으며, 현장상황을 잘 반영한 결과가 얻어지는 것으로 평가되었다.

• 한국작물학회지
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• 제67권2호
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• pp.77-84
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• 2022

일품등 9품종을 대상으로 경북 남부 평야지역 봄 가뭄 대응 벼 품종별 재배안정성을 평가하기 위해 분얼초기 인위적으로 수분 부족 스트레스를 유도한 결과는 다음과 같다. 1. 일품등 9품종 대상으로 수분 부족 스트레스에 따른 결과는 평균적으로 관행대비 출수기는 약10일 빠르고 쌀수량은 약 18.6% 감소, 담백질 함량은 20.2% 증가, 식미치는 8.3% 감소하였다. 2. 본 연구에서 수량에 가장 영향을 미치는 인자는 2차 지경 분화기에 가장 영향을 받는 영화수와 천립중으로 나타났다. 3. 잎마름이 50%에 도달할때까지 소요일수가 가장 긴 품종은 새누리, 가장 짧은 품종은 대보였다. 4. 재관개 후에도 대보와 삼광은 수량감소가 가장 컸을뿐 아니라 F_V/F_M 관행 초기값으로 회복하지 못하여 가뭄의 광생리학적 지표의 가능성을 확인하였다. 따라서 경북 남부 평야지역에서는 봄 가뭄 대응 내건성 벼 품종은 새누리와 하이아미가 가장 적합하고 내건성이 약한 품종들은 재관개 후에도 광합성 효율이 낮아 수량감소로 이어져 이러한 결과에 따라 관행대비 쌀 수량감소율과 단백질 함량이 낮고 식미치가 높은 품종으로 새누리, 하이아미가 내건성 적합품종으로 선발되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.111-120
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• 2022

물의 흐름을 제어하는 토양의 기능을 정량적으로 계산하기 위한 방법인 토양수분 메모리(soil moisture memory)는 토양에 도달한 강수가 저장되고 배출되기까지 평균적으로 체류하는 시간을 평가한다. 본 연구에서는 2019, 2020년 한반도 지역에서 강수와 토양수분 위성 기반 모델 산출물을 활용하여 표층(0~5 cm)토양에서의 토양수분 메모리를 산출하고 이를 활용하여 연구지역 내 토양수분 메모리의 시공간적인 분포를 지표면의 경사 및 토양의 특성과 함께 평가하였다. 토양수분 메모리를 특성분석을 위해 강수 사건에 따라 토양수분의 증가를 추적하여 저장 강수율(F_p(f))이라는 새로운 측정 지표를 활용하였다. 강수 발생 초기(3시간 후)에는 산맥을 기준으로 토양 내 저장 강수율이 우선적으로 감소하여 토양수분 메모리의 공간적인 편차가 컸으며 24시간 이후 전반적으로 편차가 감소하였다. 토양 내 저장 강수율은 경사가 증가할수록 감소하는 형태가 뚜렷하게 나타났으며 토양 입자 크기의 구성 비율에 따른 토양 내 수분의 배수 활동에 의한 영향을 확인할 수 있었다. 또한 수리전도도 증감에 기여하는 평균토양수분이 저장 강수율에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과는 강수가 지면에 체류하는 시간에 대한 척도인 토양수분 메모리가 지표의 경사와 토양 특성과 갖는 관계를 규명하고 토양수분의 시공간적 변동성을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.