• 제목/요약/키워드: Soil flux

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갈대 서식 연안습지에서의 순복사와 토양열 플럭스 (Net Radiation and Soil Heat Fluxes Measured on Coastal Wetland Covered with Reeds)

  • 김희종;김동수;윤일희;이동인;권병혁
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.233-239
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    • 2007
  • In the coastal wetland the mud is consist of fine particles, which means that it is characterized by small gap, and heat transfer is obstructed since moisture is found between the gaps. The relationship between net radiation ($R_N$) and soil heat flux($H_G$) shows a counterclockwise hysteresis cycle, which refer to a time lag behind in the maximal soil heat fluxes. The albedo is independent of seasonal variation of the vegetation canopy which plays very important roles to store and control the heat in the atmospheric surface layer.

토양세정기법의 유류 오염토양 적용을 위한 기초 연구

  • 소정현;최상일;조장환
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.283-286
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    • 2002
  • 유류로 오염된 부지에 토양세정기법을 적용하기 위한 전 단계로, 실험실 규모의 컬럼실험을 통하여 pilot 규모 현장 적용을 위한 설계인자 및 최적 운전조건을 규명하고자 적정 세척제 종류와 농도, 배합비 및 세정용액 주입유량을 고찰하였다. 회분식실험 결과 POE$_{14}$와 SDS(1:1)를 1%로 적용한 흔합계면활성제의 효율이 가장 우수하였으나, 예비실험 결과 음이온계 계면활성제인 SDS는 미생물에 독성을 끼치는 경향이 있는 것으로 나타나 같은 농도에서 효율이 거의 유사한 POE$_{5}$와 POE$_{14}$ 혼합계면활성제를 이용하여 실험하였다. 선정된 혼합계면활성제를 적용하여 디젤 오염토양 세척능력을 검토한 결과 세척제 농도 1%까지는 효율이 증가하다가 1% 이상의 농도에서는 다시 감소하는 경향을 나타내었으며, 계면활성제 배합비는 1:1로 혼합하였을 경우 세척효율이 가장 우수하였다. 따라서 POE$_{5}$와 POE$_{14}$ (1:1) 1% 혼합계면활성제를 세척제로 선정하였다. 컬럼실험 결과, 주입 flux가 클수록 세정 제거된 총 유류의 양이 증가하였으며, 같은 pore volume의 세정용액 통과 시에는 flux가 작을수록 제거효율이 좋았다.

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계면활성제를 이용한 원위치 토양세정 기법 적용을 위한 기초 특성 연구 (A Study on the Basic Characteristics of In-situ Soil Flushing Using Surfactant)

  • 최상일;소정현;조장환
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권4호
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    • pp.87-91
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    • 2002
  • 유류로 오염된 부지에 토양세정기법을 적용하기 위하여 실험실 규모의 컬럼실험을 통하여 pilot규모 현장 적용을 위한 설계인자 및 최적 운전조건을 규명하고자 적정 세척제 종류와 농도, 배합비 및 세정용액 주입유량을 고찰하였다. 회분식실험 결과 $POE_{14}$와 SDS(1:1)를 1%로 적용한 혼합계면활성제의 효율이 가장 우수하였다. 그러나 예비실험 결과, 음이온계 계면활성제인 SDS는 생분해능 저해 경향이 다소 있는 것으로 나타나 같은 농도에서 효율이 거의 유사하며, 생분해능이 우수한 $POE_{5}$$POE_{14}$ 혼합계면활성제를 이용하여 실험하였다. 선정된 혼합계면활성제를 적용하여 디젤 오염토양 세척능력에 대하여 검토한 결과 세척제 농도 l%까지는 효율이 증가하다가 1% 이상의 농도에서는 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 계면활성제 배합비를 1:1로 혼합하였을 경우 세척효율이 가장 우수하였다. 따라서 $POE_{5}$$POE_{14}$(1:1) l% 혼합계면활성제를 세척제로 선정하였다. 컬럼실험 결과, 주입 flux가 클수록 세정 제거된 총 유류의 양이 증가하였으며, 같은 pore velum히 세정용액 통과 시에는 flux가 작을수록 제거효율이 우수하였다.

배추 밭에서의 N2O, CH4, CO2 토양배출량 측정 및 특성 연구: 주요온실가스 배출량 측정 및 지표생태변화에 따른 특성 연구 (Soil Emission Measurements of N2O, CH4 and CO2 from Intensively Managed Upland Cabbage Field)

  • 김득수;나운성
    • 한국대기환경학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.313-325
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    • 2011
  • From October 2009 to June 2010, major greenhouse gases (GHG: $N_2O$, $CH_4$, $CO_2$) soil emission were measured from upland cabbage field at Kunsan ($35^{\circ}$56'23"N, $126^{\circ}$43'14"E), Korea by using closed static chamber method. The measurements were conducted mostly from 10:00 to 18:00LST during field experiment days (total 28 days). After analyzing GHG concentrations inside of flux chamber by using a GC equipped with a methanizer (Varian CP3800), the GHG fluxes were calculated from a linear regression of the changes in the concentrations with time. Soil parameters (e.g. soil moisture, temperature, pH, organic C, soil N) were also measured at the sampling site. The average soil pH and soil moisture were ~pH $5.42{\pm}0.03$ and $70.0{\pm}1.8$ %WFPS (water filled pore space), respectively. The ranges of GHG flux during the experimental period were $0.08\sim8.40\;mg/m^2{\cdot}hr$ for $N_2O$, $-92.96\sim139.38mg/m^2{\cdot}hr$ for $CO_2$, and $-0.09\sim0.05mg/m^2{\cdot}hr$ for $CH_4$, respectively. It revealed that monthly means of $CO_2$ and $CH_4$ flux during October (fall) were positive and significantly higher than those (negative value) during January (winter) when subsoil have low temperature and relatively high moisture due to snow during the winter measurement period. Soil mean temperature and moisture during these months were $17.5{\pm}1.2^{\circ}C$, $45.7{\pm}8.2$%WFPS for October; and $1.4{\pm}1.3^{\circ}C$, $89.9{\pm}8.8$ %WFPS for January. It may indicate that soil temperature and moisture have significant role in determining whether the $CO_2$ and $CH_4$ emission or uptake take place. Low temperature and high moisture above a certain optimum level during winter could weaken microbial activity and the gas diffusion in soil matrix, and then make soil GHG emission to the atmosphere decrease. Other soil parameters were also discussed with respect to GHG emissions. Both positive and negative gas fluxes in $CH_4$ and $CO_2$ were observed during these measurements, but not for $N_2O$. It is likely that $CH_4$ and $CO_2$ gases emanated from soil surface or up taken by the soil depending on other factors such as background concentrations and physicochemical soil conditions.

다중분광광학센서를 활용한 농업가뭄의 토양수분-식생-이산화탄소 플럭스 관계 분석 (Assessment of soil moisture-vegetation-carbon flux relationship for agricultural drought using optical multispectral sensor)

  • 서찬양;남원호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권11호
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    • pp.721-728
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    • 2023
  • 농업적 가뭄이 발생하면 토양의 수분이 감소하여 식생의 광합성 및 성장을 저해한다. 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소가 흡수되며 산소 생산량이 증가하는데, 이러한 광합성에 부정적인 영향이 생긴다면 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가한다. 본 연구에서는 다중분광광학센서인 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 토양수분, 식생 활력 및 대기 중의 이산화탄소 농도 간의 관계를 분석하였다. 토양수분의 경우, 기존의 마이크로웨이브 센서는 낮은 공간 해상도로 제공되는 특징으로 인해 소규모 연구 지역 분석에 한계가 있어서 상대적으로 고해상도인 광학센서를 이용한 토양수분 산정 방법을 적용하였다. 또한, MODIS 총일차생산량(Gross Primary Productivity, GPP) 산출물을 이용하여 식생의 호흡과의 관계식을 이용하여 이산화탄소 플럭스를 계산하였다. 원격탐사 기반의 토양수분, 식생지수와 이산화탄소 플럭스를 국내의 극한 가뭄 발생시기인 2014년과 2015년도에 대하여 지점 관측 자료인 플럭스타워 값과 비교 분석하였다. 분석한 결과 토양수분과 식생지수 사이에는 한 달의 지체시간, 식생지수와 이산화탄소 플럭스 사이에는 2주 지체시간이 발생했을 때, 상관성이 높게 나타났다.

구조토양에서의 침출수와 잔존수농도의 파과곡선에 관한 비교연구 (COMPARISON OF FLUX AND RESIDENT CONCENTRATION BREAKTHROUGH CURVES IN STRUCTURED SOIL COLUMNS)

  • Kim, Dong-Ju
    • 한국토양환경학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.81-94
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    • 1997
  • 오염물질 이동현상 연구에서는 침출수 혹은 잔존수농도 형태가 사용되는데 이의 선택은 모니터링 방법에 의존하게 된다. 파과곡선 실험에서 모니터링 농도 형태에 관한 선택은 임의적이며, 각 농도 형태에서 얻어진 운송 파라미터들은 동등하며 다공성매질의 수리적 특성을 각각 대표하는 것으로 알려져왔다. 그러나, 현장상태의 구조적 발달을 보이는 토양에서는 농도 형태별 운송계수의 동등성이 의문시 된다. 본 연 구에서는 불교란 현장시료(직경 20cm, 높이 20cm)에 대하여 두가지 농도 형태에 의한 파과곡선 실험을 시행하므로써 모니터링 방법에 따른 농도 형태와 그에 따른 운송 파라미터들을 비교분석 하였다. 침출수 농도와 잔존수 농도는 토양상부에서 20cm와 loom 떨어진 지점에서 EC-meter와 TDR 을 이용하여 각각 측정하였다. 연구결과, 침출수 농도는 잔존수 농도보다 첨두농도가 훨씬 높게 그리고 첨두농도의 운송시간이 짧게 나타났음을 알 수 있었다. 따라서 침출수농도곡선으로부터 추정된 운송파 라미터들은 잔존수농도곡선으로부터 추정된 수치들과 상당한 차이를 보였으며 그 차이는 CLT 모델보다 CDE 모델에서 더 크게 나타났다. 특히 CDE 모델에서는 침출수곡선으로부터 도출된 계수값들이 잔존수곡선으로부터 도출된 계수값들보다 훨씬 크게 나타났다. 이는 구조토양내에 존재하고 있는 대공극을 통한 오염물질 우회통과와 평형조건에서의 CDE 모델이 연구대상토양에서의 오염물질 이동현상을 표현하는데 부적합하였기 때문인 것으로 사료된다. 분자 분산에 대한 동수리학적 확산의 비와 Peclet number와의 상관관계를 나타내는 도표영역에서 두가지 농도는 모두 역학적 확산이 오염물질 운송을 좌우하는 영역에 속하였다. 그러나 분자분산은 토양내 대공극부분보다 matrix 부분에서의 오염물질 확산에 더 많은 기여를 하는 것으로 나타났으며 이는 공극유속과 확산계수사이에 존재하는 비선형성에 기인하기 때문인 것으로 사료된다.

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온실기체 (CH4, CO2, N2O)의 하구언갯벌 배출량과 배출특성연구 (Greenhouse Gas (CH4, CO2, N2O) Emissions from Estuarine Tidal and Wetland and Their Characteristics)

  • 김득수
    • 한국대기환경학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.225-241
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    • 2007
  • A closed flux chamber system was used for measuring major greenhouse gas (GHG) emission from tideland and/or wetland soils in estuarine area at Saemankum, Kunsan in southwestern Korea during from months of February to June 2006. Hourly averaged GHG soil emissions were measured two to three times a day during the ebb tide hours only. Site soils were analyzed for soil parameters (temperature, pH, total organic contents, N and C contents in soil) in the laboratory. Soil GHG fluxes were calculated based on the GHG concentration rate of change measured inside a closed chamber The analysis of GHG was conducted by using a Gas Chromatography (equipped with ECD/FID) at laboratory. Changes of daily, monthly GHGs' fluxes were examined. The relationships between the GHG emissions and soil chemical contents were also scrutinized with respect to gas production and consumption mechanism in the soil. Soil pH was pH $7.47{\pm}0.49$ in average over the experimental period. Organic matter contents in sample soil was $6.64{\pm}4.98\;g/kg$, and it shows relatively lower contents than those in agricultural soils in Kunsan area. Resulting from the soil chemistry data, soil nitrogen contents seem to affect GHG emission from the tidal land surface. The tidal soil was found to be either source or sink for the major GHG during the experimental periods. The annual average of $CH_{4}\;and\;CO_{2}$ fluxes were $0.13{\pm}0.86\;mg\;m^{-2}h^{-1}\;and\;5.83{\pm}138.73\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, respectively, which will be as a source of these gases. However, $N_{2}O$ emission showed in negative flux, and the value was $-0.02{\pm}0.66\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, and it implies tidal land surface act as a sink of $N_{2}O$. Over the experimental period, the absolute values of gas fluxes increased with soil temperature in general. Averages of the ambient gas concentration were $86.8{\pm}6.\;ppm$ in $CO_{2},\;1.63{\pm}0.34\;ppm\;in\;CH_{4},\;and\;0.59{\pm}0.15\;ppm\;in\;N_{2}O$, respectively. Generally, under the presence of gas emission from agricultural soils, decrease of gas emission will be observed as increase in ambient gas concentration. We, however, could not found significant correlation between the ambient concentrations and their emissions over the experimental period. There was no GHG compensation points existed in tide flat soil.

지하의 빈 공간에 의한 지자기의 자속밀도분포 (Effects of Underground Empty Spaces on the Geomagnetic Flux Density Distribution)

  • 이문호
    • 한국자기학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.67-73
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    • 2009
  • 지하에 존재하는 빈 공간이 지상에서의 자속밀도 변화에 미치는 영향을 땅의 밀도와 측정높이에 따른 변화의 차이로 분석하였다. 밀도가 다른 지표면과 함몰지 및 지하터널이 있는 지표면에 대한 지자기의 자속밀도 분포를 플럭스게이트형 마그네토미터를 사용하여 조사하였다. 지하의 밀도가 감소하거나 빈 공간이 존재하면 지상에서의 자속밀도가 감소하는데, 경계에서부터 서서히 감소하여 중심부에서 가장 낮은 자속밀도를 나타낸다. 빈 공간에 의한 자속밀도의 감소는 지하 80m에 위치한 터널에 의해서도 관찰된다. 이러한 자속밀도 감소현상을 이용하면 지하의 천부에 존재하는 빈 공간, 저밀도 지역, 파쇄대 및 함몰지를 탐사할 수 있을 것으로 보인다.

접지층에서 대기난류의 역할과 에너지 평형 (Role of Atmospheric Turbulences and Energy Balances in the Atmospheric Surface Layer)

  • 권병혁;김근희;김광호;강동환
    • 한국습지학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.105-113
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    • 2009
  • 연안습지 생태계에서 열에너지 교환 과정은 매우 중요하다. 지표 열에너지 평형을 이루는 요소인 순복사플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 그리고 토양열 플럭스를 전라남도 고흥에 위치한 수평적으로 균질하다고 판단되는 지역인 고흥만 간척지에서 관측하고 분석하였다. 열의 수송을 평가하기 위해서 5회의 집중관측 기간에 대기 난류를 측정하였고, 특히 갈대로 덮여있는 간척지에서 지표층 열에너지 수지를 분석하기 위해서는 물과 매우 미세한 입자로 구성된 토양 그리고 계절에 따라 색깔과 밀도가 변하는 식생캐노피를 고려하였다. 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스, 토양열 플럭스를 기존의 에너지 수지방정식에 적용하여 식생과 토양과 같은 지표면 특성에 따른 열 플럭스의 특징을 조사하여 습지의 기온조절 효과에 대해 알아보았다. 에너지 수지비로 식생 성장기에는 주로 잠열 플럭스에 의해 열이 대기로 전달되는 것을 알 수 있었다. 또한 식생층은 열을 저장하여 기온의 일교차를 줄이는 역할을 한다. 여름철에 집중관측지의 기온이 주변 지역의 기온보다 보다 낮고 겨울철에는 다소높게 나타난 결과는 식생층을 포함하는 연안습지가 열환경을 조절함을 보여주었다.

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갯벌, 논 및 산림 부지에서 지표와 대기 사이의 이산화탄소 플럭스 계절/공간 변동 분석 (Seasonal and Spatial Variations of CO2 Fluxes Between Surface and Atmosphere in Foreshore, Paddy Field and Woods Sites)

  • 강동환;권병혁;유훈선;김박사;김광호
    • 한국환경과학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.963-975
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    • 2011
  • For this research, they were monitored $CO_2$ flux and environmental factors ($CO_2$ concentration, soil temperature, soil moisture, soil organic carbon, soil pH, soil Eh) in foreshore, paddy field and woods sites at the winter season (January 2009) and the summer season (September 2009). Seasonal and spatial variations for monitored data were analyzed, and linear regression functions of $CO_2$ flux as environmental factors were estimated. $CO_2$ fluxes averaged between surface and atmosphere monitored in foreshore and paddy field at the winter season were shown $-8\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ and $-25\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$, respectively. $CO_2$ fluxes averaged between surface and atmosphere monitored in foreshore and paddy field at the summer season were shown $47\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ and $117\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$, respectively. Thus, $CO_2$ was sunk from atmosphere to surface at the winter season and it was emitted from surface to atmosphere at the summer season. $CO_2$ fluxes in woods site were emitted $145\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ at the winter season and $279\;mgCO_2m^{-2}hr^{-1}$ at the summer season.