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

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권6호
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• pp.404-410
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• 2009

This study was carried out to develop a self-propelled type explosive subsoiler for improving the root zone soil conditions in orchard and other forest fields. Prototype was designed to be able to inject air and other soil improving material such as lime into soil at the same time, and thus improve the air permeability and drainage of orchard soils to promote the root growth of tree for high quality fruit production. Soil penetration device of explosive subsoiler is composed of air hammer, penetration rob and air injection nozzle. To support the soil penetration device of explosive subsoiler to penetrate vertically, modified Scott-Russel mechanism was used. Timing control device for simultaneous injection of soil improving material with air was attached to the out side wall of air cylinder and as the cylinder move, the soil improving material was injected into soil at the same time. Turning radius of prototype was 2.2-2.3 m with good mobility in sloped land. It took approximately 1 minute for lime injection system to reach the optimum pressure of 9.9 kg/$cm^2$, average 10-20 seconds were required to rupture soil with the depth of 50 cm and 2-3 seconds were required for explosion, so all in all about 1 minute and 20 seconds were required for one cycle of explosion. Maximum soil rupture depth and diameter were 50 cm and 3-4 m respectively depending on the soil type and soil moisture content. For final design of explosive subsoiler inclination angle of lime hopper was increased from 60 degree to 70 degree and the shape of hopper was changed from rectangular cone to circular cone to solve the clogging problem of lime at out let. Agitating system operated by compressed air was attached to the metering device of the prototype, thus more than 90 cc of lime was discharged per cycle from metering device without clogging problems.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.225-231
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• 2009

지표관수와 비교하여 지중관수 및 지중관수 시 공기주입의 효과를 검토하고자 '녹광' 풋고추를 온실 내에서 토양재배(silty loam)하여 관수효율, 토양특성, 과실 생육 및 수량 등을 조사하였다. 관수방법은 관수호스를 이랑당 2열 배열하되 지표관수는 토양표면, 지중관수는 지표 20cm 아래에 설치하였고, 공기주입은 air compressor를 이용하여 낮 동안에 시간당 3분간 주입하였다. 관수는 콘트롤러, 전자식 토양수분장력센서 등을 이용, 토양수분에 기초한 자동관수를 실시하였는데, 관수개시점은 -20kPa, 관수종료점을 -10kPa로 설정하여 관리하였다. 그 결과, 토양수분의 감소속도가 지표 관수에 비해 지중관수와 지중관수 +공기주입이 늦었으며, 관수량도 지중관수가 지표환수에 비해 지표면에서의 증발 감소 등으로 약 30% 적었다. 표토층의 EC 및 무기이온함량은 지표관수에 비해 지중관수나 지중관수 +공기주입이 낮은 수준이었다. 뿌리의 발달은 지표관수에 비해 지중관수+공기주입한 것이 가장 좋았는데, 특히 뿌리가 길고 세근의 발달이 많았다. 이로 인해 풋고추 수량이 지표관수에 비해 지중관수가 22%, 지중관수 +공기주입이 30% 각각 증가되었다.

• 한국작물학회지
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• 제41권6호
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• pp.685-691
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• 1996

답전전환지의 잎담배 품질을 밭담배 수준으로 향상시키기 위한 재배법 개선의 기초자료로 이용 하고자 몇가지 토양개량제를 처리하여 토양의 입단형성량과 안정성등의 물리성 개선효과를 분석하고 잎담배 생육에 미친 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 토양의 내수성 입단형성량은 polyvinylalco-hol(PVA) > perlite > zeolite순으로 많았고 식생에 적당한 크기(0.25～l.0mm)의 입단형성률은 PVA처리구에서 가장 높았다. 2. 내수성 입단형성률은 토양수분 함량이 높을 수록 입단화률도 증가하여 50%구에서 가장 높았으나 형성된 입원은 직경 2mm이상의 큰 입단비률이 높아 식생에 적당한 크기(0.25～l.00mm)의 입단형성량과 실제 농기계의 작업능률등을 고려하면 토양수분은 40%구가 적당할 것으로 판단되었다. 3. 토양립단의 안정성, 통기성 및 투수성은 토양개양제 처리로 무처리에 비해 현저히 증가되고 PVA처리구가 가장 양흐하였으며, 공린률도 무처리에 비해 다소 증가되는 경향이나 개량제종류간에는 대등하게 나타났다. 4. 토양개량제 처리로 토양 3상 비율의 개선효과가 인정되었고, 통기성은 zeolite perlite처리구가, 투수성은 PVA처리구가 높았으며, 무처리구에 비해 전체적으로 보수력이 증대되었다. 5. 연초의 생육량은 전 수량 구성요소에서 개량제처리로 현저히 증가하였고 지상부에 비해 지하부의 생장량 증가가 더 크게 나타났으며, 생장양과 연계한 토양개량제의 물리성 개선효과는 PVA > perlite > zeolite순으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제15권4호
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• pp.213-220
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• 1982

기상자료(氣象資料)와 토양수분조건에 의하여 작물(作物)의 증발산량(蒸發散量)을 산정(算定)할 수 있는 방법(方法)을 모색(模索)하기 위하여 유효토심과 토성(土性)이 상이(相異)한 Lysimeter내(內)에서 콩-보리를 재배(栽培)하면서 1977년(年)부터 1980년(年)까지 토양수분함량(土壤水分含量)의 변화양상을 조사(調査)하였다. 증발산량(蒸發散量)은 깊이별(別) 토양수분함량(土壞水分含量) 증성자(中性子) 수분측정기(水分測定器)(Neutron moisture depth gauge)로 조사(調査)하여 물수지식에 의거(依據) 계산(計算)하였으며, 대기(大氣)의 증발요구도(蒸發要求度)는 대형(大型)팬 증발량(蒸發量)을 직접(直接) 이용(利用)하였고, 열(熱)-물 수지를 계산(計算)하는데 강우량(降雨量) 일사량(日射量) 풍속(風速)을 활용(活用)하였다. 작물(作物)의 1일(日) 증발산량(蒸發散量)은 산출기간(算出値間)에 변이(變異)가 컸으나 평균(平均)해서 보면 콩에 있어서는 파종기(播種期)에 1.6mm/일(日)에서 개화기(開花期)에 6.5mm/일(日)에서 범위(範圍)이었고, 보리에 있어서는 월동직후(越冬直後)에 0.5mm/일(日)에서 출수기(出穗期)에 4.6mm/일(日)의 범위(範圍)에 있었다. 대형(大型)팬 증발량(蒸發量)에 대한 증발산량(蒸發散量)의 비(比)(ET/Eo)는 콩에서는 0.5~1.1, 보리에서는 0.4~1.2범위이었다. ET/Eo는 토양증발인자(土壤蒸發因子)(Ke)와 작물증산인자(作物蒸散因子)(Kt)로 구분 평가하였는데 Ke는 0.02~0.60, Kt는 0~1.2 범위(範圍)로 밝혀졌다. Ke는 토양수분(土壤水分)이 낮을수록 작물피복도(作物被覆度)가 클수록 감소(減少)되는 양상(樣相)을 보였으며 Kt는 근권(根圈)의 유효수분률(有效水分率)(f)이 임계치(臨界値) 이상(以上)에서는 일정(一定)값을 보이나 그이하(以下)에서는 f에 따라 직선적(直線的)으로 감소(減少)되는데 그 변화양상(變化樣相)은 작물(作物)과 대기(大氣)의 증발요구도(蒸發要求度)에 따라 다르게 나타났다. Kt가 직선적(直線約)으로 감소(減少)되는 임계(臨界) f치(値)는 Eo가 클 경우에는 0.90~0.95, 보통일 때는 0.7정도, 낮을 때는 0.4~0.5이었다. 이상에서 밝혀진 Eo, Ke, Kt 및 f를 이용(利用)하여 콩-보리 작부(作付)에서 증발산량(蒸發散量)을 산출(算出)할 수 있도록 수식화하였다.

• 한국농공학회지
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• 제8권1호
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• pp.1055-1063
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• 1966

Ground water hydrology may be defined as the science of the occnrrence, distribution, and movement of water below the surface of the earth. Geohydrology has an identical connotation, and hydrogeology differs only by its greater emphasis on geology. Ground water referred to with out further specification is commonly understood to mean water occupying all the voids with in a geologic stratum. This saturated zone is tobe distinguished from an unsaturated, or aeration zone where voids are filled \yith water and air. Water contained in saturate:! zones is important for engineering works, geologic studies, and water supply developements Conseqently, the occurrence of water in these zones will be emphasized here. Un-saturated zones are usualiy found above saturated zones and extending upward to the ground surface. Because this water includes soil moisture with in the root zone, it is a major concern of agricultlre, botmy and soil science. No rigid demarcation of waters, between the two zones is possible, for they possess an iriterdependent boundary and water can move from zone to zone in either science, including eology, hydrology, meteorology, and oceanography are concerned with earths water, but ground water hydrology may be regarded as a specialized science combining elements of geology, hydrology, and fluid mechanics. Geology governs the occurrence and distribution of ground water, hydrology determines the supply of water to the ground, and fluid mechanics explains its movement. To provide maximum development of grofnd water resources. for benefical use requires thinking in terms of an entire ground water basin. In order to inorease the natural supply of ground water, man has attempted to artifially recharge ground water basins. Coastal aquifers come in contact with the ocean at seawater of the coastline. Fresh ground water is discharged in to the ocean. the seaward flow of ground water has been decreased or even reversed, Sea water penettating in land in aquifer.

• Applied Biological Chemistry
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• 제43권2호
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• pp.116-123
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• 2000

작물이 자라는 토양에서 점적 관개에 의해 일어나는 토양 수분의 분포와 이동을 3차원 직교 좌표계로 예측할 수 있는 수학적 모델을 개발하였다. 모델은 지면 증발과 증산을 고려하였으며, 이들의 계절적 현화와 하루 중의 시간변화 뿐 아니라 작물 뿌리의 성장 및 뿌리의 토양 중 분포형태도 고려하였다. 모델의 해는 block centered grid system등을 적용하여 Crank-Nicolson법과 Gauss-Seidel 반복법을 사용하여 구하였다. 모델은 실험을 통해 검증하였으며, 점적 관개의 특성을 알기 위하여 모델을 이용한 컴퓨터 모사를 실시하였고, 본 연구의 조건으로부터 다음의 결과를 얻었다. (1) 관수된 물은 점적기에서 멀어짐에 따라 그 유속이 크게 감소하였고, 관수 시간이 증가함에 따라 습윤구역의 크기가 증가하는 속도도 급격히 감소하였다. (2) 1점 관수의 경우 습윤구역은 수평 방향보다는 수직 방향으로 더 깊이까지 도달하였다. (3) 본 연구조건에서 물이용 효율은 지하 25cm지점의 4점 관수가 가장 좋았으며, 지표면 1점 관수보다 증산량은 10% 증가, 지면 증발량은 20% 감소하였다. (4) disk tension infiltrometer에 의한 토양의 수분보유도 함수는 토양수분 압출에 의한 젖음 곡선과는 상당한 차이를 나타내는 것도 알 수 있었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.227-234
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• 2018

The smart irrigation system using ICT technology is crucial for stable production of upland crops. The objective of this study was to develop a smart irrigation system that can control soil water, depending on irrigation methods, in order to improve crop production. In surface irrigation, three irrigation methods (sprinkler irrigation (SI), surface drip irrigation (SDI), and fountain irrigation (FI)) were installed on a crop field. The soil water contents were measured at 10, 20, 30, and 40 cm depth, and an automatic irrigation system controls a valve to maintain the soil water content at 10 cm to be 30%. In subsurface drip irrigation (SSDI), the drip lines were installed at a depth of 20 cm. Controlled drainage system (CDS) was managed with two ground water level (30 cm and 60 cm). The seasonal irrigation amounts were 96.4 ton/10a (SDI), 119.5 ton/10a (FI), and 113 ton/10a (SI), respectively. Since SDI system supplied water near the root zone of plants, the water was saved by 23.9% and 17.3%, compared with FI and SI, respectively. In SSDI, the mean soil water content was 38.8%, which was 10.8% higher than the value at the control treatment. In CDS, the water contents were greatly affected by the ground water level; the water contents at the surface zone with 30 cm ground water level was 9.4% higher than the values with 60 cm ground water level. In conclusion, this smart irrigation system can reduce production costs of upland crops.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.24-24
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• 2015

최근 원격탐사기법을 이용한 많은 가뭄평가기법들이 개발되었으나 산림과 함께 산악지형이 우세한 우리나라의 경우 지형특성으로 인하여 가뭄평가시 불확실성이 증가하게 된다. 특히, 농업가뭄은 기후와 지표특성에 큰 영향을 받기 때문에 기후특성만을 고려한 가뭄지수는 실제 필요한 농업가뭄의 특성을 반영하는데 있어서 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 기후와 지표특성을 함께 고려할 수 있는 토양수분을 이용한 가뭄평가기법(Drought Assessment Scheme)을 개발하였다. 가뭄평가기법을 위하여 역추적기법(Inverse Modeling-IM) 기반의 자료동화기법(Data Assimilation, DA)을 이용하였다. 자료동화기법은 1-Dimensional (1-D) 기반의 토양의 물리적 특성을 고려하는 SWMI_ST 모형과 최적화 알고리즘(유전자 알고리즘, Genetic Algorithm-GA)을 연계하여 실측 및 위성기반의 토양수분자료로부터 토양의 수리학적 매개변수(${\alpha}$, n, ${\Theta}_{res}$, ${\Theta}_{sat}$, $K_{sat}$)를 추출한다. 본 연구에서는 LANDSAT(30 m X 30 m) 및 MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS, 500 m X 500 m) 이미지자료를 이용하여 시 공간적으로 분포되어 있는 토양수분을 산정하였으며, 이후 자료동화기법을 이용하여 LANDSAT/MODIS 토양수분자료로 부터 공간적으로 분포되어 있는 토양의 매개변수를 추출하였다. 추출된 매개변수, GIS 기반의 지표피복 및 기상자료를 이용하여 장기간의 토양수분을 산정 및 예측 할 수 있다. 고해상도의 이미지 자료를 사용하는 가뭄평가기법은 필지~시 군 단위까지 실제 우리나라 지형특성을 고려하여 효율적으로 가뭄을 모니터링 및 예측 할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.180-180
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• 2021

가로수는 「도로법」 제11조에 따른 도로(고속국도를 제외한다)와 보행자전용도로 및 자전거전용도로 등 대통령령으로 정하는 도로의 도로구역 안 또는 그 주변지역에 심는 수목을 말하며, 도시의 가로수는 기후조절효과 및 대기오염 정화효과 등을 가질 뿐 아니라 도심지 내에 녹색을 도입하고 도시경관을 구성하는 주요 요소이다. 전국 각 시도에서는 가로수 조성사업을 지속적으로 추진하고 있다. 하지만 몇몇 도시에서는 적절하지 않은 가로수 관리로 인해 가로수가 말라죽는 현상이 증가하고 있다. 이에 가로수 고사 현상을 감소시키기 위하여 토양수분과 토양온도를 측정하여 가로수 피해와 연관성을 조사할 필요성이 있다고 판단하였다. 본 연구는 춘천시에서 진행하였으며, 일반 가로수와 현재 가로수 고사로 문제가 되고 있는 3 모니터링 지점을 선정하고, 토양수분 센서를 5, 15, 40 cm 깊이에 설치하였다. 센서를 이용하여 토양수분과 지온, EC 모니터링을 실시하였다. 토양수분 모니터링 자료를 활용하여 토층별 토양수분 소비량 산정을 하고, 현장 토양시료를 채취하여 물리·화학적 특성을 분석하였다. 또한 가로수 증발산량 산정 및 토층별 토양수분 소비량과 소비패턴을 비교하였다. 본 연구 결과를 향후 RZWQM(Root Zone Water Quality Model) 모델의 기초자료 및 시나리오 구성에 활용될 수 있으며, 모니터링 및 모델링 결과를 활용하여 가로수 및 도시 표토 기능 위협 요인을 분석에 활용 될 수 있다.