• 자원환경지질
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• 제38권1호
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• pp.67-78
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• 2005

선진국에서 강변여과수 개발은 150년 정도의 역사를 가지고 있다. 우리나라에서는 90년대에 강변여과수에 대한 조 사가 한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강 유역을 중심으로 시작되었다. 낙동강 하류는 지리적으로 상수원수인 표류수 의 수질이 상류지역보다 상대적으로 좋지 않은 지역이다. 본 연구에서는 낙동강 하류 창원시 대산면 낙동강 본류 하 안의 강변여과수 취수장 주변지역의 물수지분석과 지하수 모델링을 하였다. 물수지분석 결과, 강수량 1,251.32 mm에 대하여, 지표유출량은 153.49 mm, 증발산량은 723.95 mm, 기저유출량은 127.63 mm(강수량의 10.20%), 지하수 함양 량 245.26 mm(강수량의 19.68%)이다. 지하수모델링에 의하면, 강변여과수 취수시에 낙동강으로부터의 유입량은 취수 량의 65%, 배후지의 지하수 유입량은 13%, 낙동강에 평행하게 강변대수층의 동측과 서측으로부터 유입량은 22%이 다. 입자 추적 모델링에 의하면, 취수정을 중심으로 낙동강쪽으로부터 입자의 이동은 50일 만에 약 100 m이고, 배후 지로부터는 100일 만에 약 100 m인 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.55-63
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• 2001

일리노이 옥수수 포장에서 질소비료의 적정 시용량 결정에는 작물 수량의 극대화와 더불어 질소 손실의 최소화가 고려 되어야 하는데 이를 위하여 질소 전문가체계(NES)가 개발되었다. NES는 전문가의 지식과 사고의 결정과정을 컴퓨터체계로 전환하는 Smart Element program에 의해 만들어졌다. NES는 현재 일리노이 옥수수포장에서 사용중인 생산성지수 (PI)와 토양중 유기물함량 (SOM) 및 시비전 질산태질소 함량 (PSNT)의 요인을 고려하여 시비수준을 결정하였는데 각각의 수준에 따라 49개의 rule 등을 사용하였다. NES는 시스템상에서 성공적으로 작동되었으며 3개의 토양특성 (PI, SOM, PSNT)를 입력하여 적정 시비량을 결정하였다. NES는 다른 시비량 결정 방법에 비해 환경에 대해 질소의 유입을 현저히 줄일 수 있었으며 모델에 대한 검증이 계속될 것이다. 그러나 이에 따른 수량의 감소를 보여, 질소 비료의 적정 시비량은 수량과 더불어 질소유실에 따른 환경 영향평가와 기타 다른 경제적 또는 토양의 물리화학적 요인이 고려되어야 하며 이 요인을 추가한 NES의 검증 및 개선방향이 모색되어야 할 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권3호
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• pp.41-57
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• 2021

본 연구는 대청호 상류에 있는 서화천 유역을 대상으로 SWAT(Soil and Watershed Assessment Tool) 모형을 이용한 수질 관리 대책 적용 및 부하지속곡선(LDC, Load Duration Curve)을 이용한 대책의 효율을 평가하였다. 수질 관리 대책으로는 인공습지, 방치 축분 저감, 비닐하우스 유출량 저감, 생태하천 복원, LID(Low Impact Development) 기술 적용, 점오염원 관리를 적용하였다. 적용된 기술은 부하지속곡선을 통해 유황별 목표 수질 초과율 및 부하량 저감 정도를 이용하여 수질 개선대책의 효율을 평가하였다. 부하지속곡선은 SWAT를 이용하여 장기 유량지속곡선(FDC, Flow Duration Curve)을 만들고 목표 수질을 곱하여 작성하였으며 목표 수질은 서화천 하류에 있는 옥천천 수질 관측지점의 10년간 자료를 사용하여 60분위에 해당하는 값을 목표 수질로 설정하였다. 본 연구를 통하여 여러 가지 수질 대책을 SWAT 모형을 통해 적용 가능성을 확인할 수 있으며 부하지속곡선을 통하여 유황에 따른 시기별 적용 가능성을 검토할 수 있었다.

• 한국경제지리학회지
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• 제21권4호
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• pp.321-334
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• 2018

국가 내 지역불균형 발전의 원인 중 하나는 지역 내 생산액 또는 지역의 부가 지역 외로 유출되는 것이다. 본 연구는 우리나라 시군구의 지역내총생산(GRDP)과 지역총소득(GRNI)을 비교하여 지역의 생산액 유출 현상을 분석하고자 하는 것을 목적으로 한다. 시군구 단위의 지역총소득은 지방소득세 자료를 이용하여 추정하였으며 이를 지역내총생산과 비교하여 시군구 단위의 생산액 유출을 분석하였다. 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 지역내총생산 보다 지역총소득의 지역적 집중 현상이 뚜렷함을 알 수 있었다. Moran / 분석과 Local Moran / 분석을 통해 지역내총생산 보다 지역총소득 데이터에서 공간적 자기상관이 뚜렷하고, 공간적 클러스터가 두드러짐을 알 수 있었다. 둘째, 소수의 지역으로 지역내총생산의 유출이 집중됨을 알 수 있었다. 약 80%의 시군구에서 순유출이 발생하였고, 순유출이 큰 지역은 제조업이 발달한 도시였으며, 군지역이 대부분인 순유출 비율 상위 20위 지역에서는 지역내총생산의 70-80%의 생산액이 유출되었다. 순유입이 큰 지역은 기업의 본사가 위치한 서울을 비롯한 대도시 일부 지역이었으며, 서울의 서초구, 용산구, 강남구 등은 순유입의 규모가 지역내총생산액의 90% 이상일 정도로 순유입 비율이 높았다.

• 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.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.148-159
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• 2021

해수의 유동 및 염분 변화에 대한 재현성이 검증된 3차원 수치모델을 활용하여 한강 유량에 따른 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위를 모의하였다. 염하수로 상류의 입구를 기준으로, 표층에서 28 psu의 염분이 나타나는 지점까지의 거리를 담수가 확산되는 거리로 정의하였으며, 한강으로부터 유출되는 담수 유량을 총 10가지(200~10,000 m³/s)로 구분하여 실험을 구성하였다. 수치모델 결과를 바탕으로, 비선형 회귀분석을 수행하여 유량과 담수 확산 거리에 대한 관계식을 산정하였다. 경기만 염하수로에서의 담수 영향범위는 한강 유량이 증가함에 따라 최소 강화도 남부 해역부터 최대 영흥도 북부 해역까지 확장된다. 유량과 담수 확산 거리는 비례하는 관계로 산정되었으며, 유량이 증가함에 따라 담수 확산 거리의 증가율은 점차적으로 감소하였다. 본 연구에서 산정한 관계식을 바탕으로 특정시기의 월 평균 한강 유량을 이용하여 염하수로에서의 담수 확산 거리를 추정할 수 있다. 이를 통해, 급격한 담수유출에 의한 수질 및 생태학적인 피해와 관련된 문제에 대응 및 예측할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.291-300
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• 2022

산지의 인위적인 교란은 양토 비율이 적은 심토를 지표에 노출시켜 침식의 민감도를 증가시킨다. 본 연구는 강우유입 면상흐름에 의해 발생하는 세류간 침식에 있어서 사질토(sand)와 양질사토(loamy sand)의 침식성(erodibility)을 평가하고자 강우모의 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 사질토와 양질사토의 평균입경은 각각 0.936 mm와 0.611 mm이고, 유기물함량은 각각 2.0%와 4.2%이었다. 실험 플롯에서 지표흐름의 유출계수는 양질사토가 사질토보다 1.16 배 증가하였다. 면상침식에 의한 양질사토와 사질토의 평균 토사유출량은 각각 3.71kg/m²/hr와 1.13kg/m²/hr 이었다. 강우침식능인자에 대한 토사유출량의 비인 침식성은 양질사토가 사질토보다 평균 3.65 배 컸다. 급경사면의 경사도가 24°에서 28°로 증가함에 따라 두 토양에 대한 유사농도와 침식성은 약 20%정도 증가하였다. 소규모 플롯에 대한 사질토양의 침식성인자 K 는 실측 침식성에 비해 과대 산정되었다. 이 결과는 RUSLE가 사질토양에서 면상침식에 의해 발생하는 토사유출량을 과대평가할 수 있음을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.105-109
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• 2009

강우유출수의 기저유출(base flow)이 지표수 수질에 영향을 미치는 것은 잘 알려져 있다. 이 논문에서는 기저유출로 발생하는 질산성 질소가 수질에 미치는 영향을 USGS의 PULSE 소프트웨어를 사용하여 월별 지하수 유출량을 수문 분리하였다. 2005년도 금강유역의 갑천2 지점의 지표수 수질 및 유량자료를 사용하였으며, 지하수 수질자료는 정부기관 측정자료를 사용 하였다. 갑천2 지점의 상류는 농지 및 임야가 대부분이다. 수문분리 결과, 봄과 가을에는 하천유량의 85~95%가 기저유출 기여량이며 여름과 겨울에는 25~38%가 기저유출 기여량으로 나타났다. 갑천2 지점에서 질산성 질소의 월별 기저유출 부하량은 유역내 지하수의 평균 질산성질소 농도를 이용하여 산정하였다. 갑천2 지점에서 기저유출되는 질산성질소 부하량은 5.4 ton of $NO_{3}{^-}-N/km^{2}$로 추정되었는데, 이는 갑천2 지점의 지표수 질산성 질소 부하량인 9.2 ton of $NO_{3}{^-}-N/km^{2}$의 59%에 해당하는 값이다. 기저유출되는 질산성질소의 계절변화는 월별 질산성질소 부하량을 월별기저유출량으로 나누어 구하였는데, 우기시 질산성 질소의 기저유출농도가 높은 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 지하수 수질 모니터링이 지표수 수질 관리에 필요함을 알 수 있다.

• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권2호
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• pp.137-145
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• 2012

간척 농경지에 밭작물을 도입하려는 노력은 쌀 과잉 생산문제와 더불어 작물 다양화를 통한 농가소득 증진을 위해 오랫동안 관심의 정책지원 대상이었다. 본 연구에서는 장래 간척 농경지 전작의 도입에 따른 수질환경 영향을 평가하기 위해 청보리를 대상 작물로 비료 종류에 따른 경지 내 비료성분 물질수지를 분석 비교하였다. 비종처리는 화학비료, 축분퇴비, 무시비 세 수준에 대해, 지표수, 토양수, 토양, 작물체 영양물질을 조사하여, 포장단위 물질수지 분석을 수행하였다. 동계 청보리 재배로 강우 유출 사상이 적어 지표 유출을 통한 비료성분 유출은 미미하였다. 토양수의 질소와 인산 농도는 각각 축분퇴비와 화학비료 시비구 표층에서 높게 나타났지만, 토심이 깊어짐에 따라 그 농도가 낮아져 70cm 깊이에서는 무처리구와 유사하여 지하침투가 크지 않은 것으로 사료된다. 축분퇴비를 시비한 경우 토양유기물 농도가 다른 처리구에 비해 증가하였고, 인산농도 또한 증가하였다. 이는 축분퇴비의 높은 유기물 함량이 토양 인산보유능력의 향상에 일부 기여하기 때문으로 사료된다. 청보리 수확량은 축분퇴비구가 10.6 t/ha로 화학처리구에 비해 약 3.7 t/ha 컸고, 질소 이용율도 52%로 화학비료 처리구 48%보다 높게 나타났다. 동계 청보리 재배에 따른 영양물질의 포장 물질수지 분석 결과 지표 유출이나 지하침투에 의한 손실은 미미하였고, 작물 흡수와 토양 축적이 주요 유출 경로이었다. 다만, 표층 토양 및 토양수의 영양물질 축적은 하계 집중 호우 시 지표나 지하로 손실될수 있어 적절한 영농관리가 필요하다. 또한 인산의 경우 질소에 비해 작물 흡수율이 낮아 토양 축적 가능성이 크고, 특히, 질소 대비 인산의 함량이 높은 축산퇴비 시용 시 토양 인산축적을 고려한 시비량 결정이 필요할 것으로 판단된다.