• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.25-31
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• 2023

대표적인 비탈면 배수공법인 수평배수공은 비탈면 내 간극수압을 감소시키기 위해 국내외에서 다수 활용하고 있다. 이에 따라 다양한 연구들이 선행되어 왔으나, 수평배수공의 수량을 산정하기 위한 명확한 설계기준이 없어 획일적으로 시공되고 있다. 따라서 본 논문에서는 다양한 수평배수공의 배수성능과 영향인자에 대한 메커니즘을 규명하고자 현장토를 이용하여 모형토조실험을 수행하였다. 또한, 배수재 형상이나 크기에 따른 배수성능을 비교하고자 입도분포가 다른 시료에서의 유출량 결과를 비교 및 검토하였다. 정상류 상태에서 배수실험을 확인하기 위해 유출량을 측정한 결과, 모든 시료에서 최소 3분에서 최대 15분 뒤 일정한 속도로 배수되는 것을 확인하였다. 조립질 지반에서 단일 시간당 유출되는 양(단위 유출량)으로 비교한 경우, 배수재 형상과 크기에 따른 배수효과가 상이하여 배수성능에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 향후 세립질 지반에서의 배수 성능실험과 수량을 결정하기 위한 기초자료로 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.251-267
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• 2021

원격 탐사 기반의 식생지수들은 광합성을 조절하는 식물생리적 특성과 경험적 상관관계를 보이며, 여러공간 규모에서의 총일차생산량(GPP) 추정에 활용되고 있다. 하지만 시간 해상도가 높아질수록 식생지수를 이용한 GPP 추정의 불확실성이 커지는 한계가 존재한다. 또한 식생지수 관련 분석에 주로 사용되는 에디공분산법을 이용하여 추정한 GPP 역시 실제 측정한 순생태계교환량(NEE)을 GPP와 생태계 호흡(RE)으로 배분하는 데 사용하는 방법에 따라 추정값이 달라지는 불확실성이 존재한다. 본 연구에서는 플럭스 타워가 설치된 네 곳의 농림생태계를 대상으로 근지표에서 관측한 식생의 분광 특성을 이용한 다양한 식생지수를 계산하였고, 이를 다양한 시간 해상도에서 GPP 추정에 적용가능한 지를 분석하였다. 동시에 이를 이용하여 NEE 배분 방법의 불확실성을 평가하였다. 비교에 사용한 정규식생지수, 개량식생지수, 적외반사식생지수(NIRv)에 비해 적외반사식생지수와 광합성유효광(PAR)을 결합한 NIRvP이 식생 및 지형 조건에 의한 공간 이질성으로 인해 관측지에 따라 약간의 차이가 나타났지만, 농경지와 산림에서 모두 30분과 일 단위 시간 해상도에서 GPP와 높은 상관성(r² = 0.63, 0.68)을 보였다. 또한 기존 KoFlux 표준 NEE 배분방법에 비해 기계학습 기반의 NEE 배분 방법을 적용할 경우, 산림에서 30분 단위의 GPP와 NIRvP 사이의 상관성이 향상되었지만, 일 단위에는 그 차이가 크지 않았다. 하지만 광조건 이외에 다른 요인에 의해 광합성이 제한되는 경우 NIRvP와 GPP 간의 상관성이 떨어져 NIRvP를 이용해 실제 배분 결과를 직접 평가하긴 어려웠으며, 주로 광 조건에 의해 광합성이 제한되는 흐린 날의 경우 NEE 배분 정확도를 평가할 수 있는 가능성이 존재하였다. 그러나 높은 시간해상도의 Vis 기반의 GPP 추정이 의미를 가지려면, VIs와 GPP간의 경험적 관계를 넘어서는 시스템 사고 및 자기-조직화와 관련된 복잡계 기반의 분석 방법이 요구된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권1호
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• pp.25-34
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• 2015

농업기상 관측자료의 QC는 원자료의 튀는 값을 의심자료로 분류하거나 제거하는 사후 성격의 작업이다. 본 연구에서는 수원기상대의 2012, 2013년 농업기상 관측요소에 대하여 처음으로 QC를 시행하고, 관련 절차를 문서화하였다. QC 방법은 기상청의 실시간 품질관리 시스템을 참고하였고, 토양수분은 국제 토양수분관측망 QC 모듈을 참고하였으며, 그 외의 경우는 경험에 근거하여 자체적으로 고안한 기준을 적용하였다. 농업기상 관측자료에 이상의 품질검사 알고리즘들을 적용한 결과, 튀는 값과 비정상적인 값들이 사라지고, 보다 신뢰할 수 있는 시계열 자료가 확보되었으며, 보다 정확한 통계값이 산출되었다. 연직 기온, 토양온도 등의 온도 요소는 품질관리가 상대적으로 용이하게 이루어졌다. 그러나 토양온도의 튀는 값이 여름철에 집중된 것으로 볼 때, 강우에 따른 대비와 관측 장비의 철저한 관리가 필요하다고 사료된다. 한편, 온도 요소를 제외한 나머지 요소에는 각각의 자료 특성에 맞는 품질관리 방법의 개발이 시급하다. 특히 토양수분은 연직으로 깊이 들어가더라도 그 정도에 차이가 있을 뿐 강수량의 영향을 받음에도 불구하고, 앞에 제시한 일부 QC 방법은 0.10m 토양수분에 한정되어 있는 점이 한계로 작용하였다. 수원기상대에서 나타나는 토양수분의 겨울철 이상 변동은 ISMN 방식의 QC 모듈로도 걸러지지 않았으므로, 이에 대한 원인 분석이 이루어져야 할 것이다. 또한, 토양수분 QC에서 플래그가 부여된 의심자료들을 오류값으로 분류하기 위해서는 더욱 확실한 근거가 필요하다. 예를 들어 수원기상대의 경우, 여러 해 동안 측정된 토양수분 관측자료를 종합적으로 분석하여 수원기상대에서의 토양수분의 변화 양상이 매년 어떻게 반복되고 있는지 파악하는 것이 중요하다. 향후 단기적으로는 이번 QC 연구에서 자료의 신뢰도가 낮아 제외되었던 복사 변수와 지면온도 변수에 대한 QC가 이루어져야 하며, 수원 이외의 다른 농관 지점의 관측자료에 대해서도 QC가 속히 실시되어야 할 것이다. 중기적으로는 QC된 자료를 바탕으로 농업기상 정기보고서 작성 및 배포가 가능하다. 장기적으로는 기상청 및 KoFlux의 자동화 QC 프로그램, 수치모형을 이용한 비선형 변분 QC(예로, Lee et al., 2011) 등을 기반으로 농업기상 관측요소별 QC 수행의 고도화 및 자동화가 필요하다. 이러한 체계적인 개선을 통해 농업기상 관측자료의 품질경영이 한층 더 성취되면, 지상기상 관측자료에 버금가는 고품질의 농업기상 관측자료가 생산되어, 국내 유관기관, 학술 연구자, 농림업 현장 종사자 등 많은 이용자들에게 제공 및 활용될 것으로 기대된다. 이 연구에서 사용된 원자료 및 품질관리 결과 자료는 국가농림기상센터의 웹사이트(http://ncam.kr/page/req/agri_weather.php)에서 소정의 절차를 거쳐 이용할 수 있다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권2호
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• pp.89-96
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• 2000

Slug시험은 수리전도도 예측에 가장 널리 쓰이는 편리한 대수층 실험법이다. Slug시험 중인 관측정 수위 변동은 관측정 반경, 스크린 길이, 다공 매질의 수리전도도와 비저유계수에 영향을 받는다. 이 연구에서는 유한요소기법을 이용한 새 slug시험 모델을 개발하고 그 유용성을 시험하였다. 모델에서 관측정의 수위변동과 다공매질내 지하수유동을 반복기법(iteration technique)을 적용하여, 스크린상의 유동량 측정으로 연결하였다. 이 모델의 수치적 정확도는 Cooper et al. (1967)의 분석해에 대해 검증되었다, 본 방법은 주변 모니터링이 가능한 slug시험의 시뮬레이션, 부분관통과 비저유 계수의 반영 등의 장점이 있다. Slug시험을 통한 다공매질 반영 범위는 비저유계수에 민감하다. 작은 비저유계수일수록 수두압 변화 전파범위가 커져 그 반영률이 증가한다. 관측정의 표준곡선 비교를 통해 비저유계수 예측이 어려우므로, 다공매질 내에서 관측된 수두변화의 표준곡선 활용이 유용할 것이다. 지하수유동의 수직 성분이 커질수록 관측정 수위 회복에 대한 비저유계수의 영향은 더 감소한다. 실제 관측정 주변의 수평-수직한 지하수 유동 해석시, 비저유계수의 무시와 관측데이터의 적용구간 선택에 의한 수리전도도 예측 편차는 거의 무시할 만하며, 수평유동의 경우 분석방법상 편차가 약간 발생한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권2호
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• pp.173-181
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• 2015

본 연구는 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계에 설치한 개방형 $CO_2$ 플럭스시스템과 자동개폐식 챔버형 $CH_4$ 측정시스템에서 관측된 탄소관련 온실가스 자료와 작물 생장량자료를 활용하여 논 생태계의 연간(2012.10.20~2013.10.21) 탄소수지를 분석하였다. 결론적으로 농작물의 생육인자와 환경인자는 $CO_2$의 순 생태계교환량(NEE)에 영향을 주는 것으로 분석되었고, $CH_4$ 배출량은 영농활동(특히 물관리)에 따라 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 2012~2013년 벼-보리 이모작 작부체계의 논 생태계에서 보리 재배기간에는 단위면적($m^2$)당 100.2g의 탄소를 흡수하고 벼 재배기간에는 $m^2$당 374.1g의 탄소를 흡수하였지만, 휴경기간에는 토양호흡의 형태로 $m^2$당 41.2g의 탄소를 배출하여 연간 총 $433.1g\;m^{-2}$의 탄소를 흡수하는 것으로 분석되었다. 여기에 농작물의 수확에 따른 논 생태계의 탄소 배출량과 $CH_4$ 형태로배출되는 탄소량을 포함한 연간 순생물상생산량(NBP)은 $184.7g\;C\;m^{-2}$으로 추정되어, 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계는 탄소 발원인 것으로 평가되었다.

• 보존과학회지
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• 제33권2호
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• pp.75-83
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• 2017

본 연구는 고대 제철로 재현실험의 제련 슬래그를 대상으로 성분을 분석하고, 기존의 연구방법 대신 슬래그의 주성분에 대한 다른 성분들의 상대적인 비율을 활용한 해석 방법을 제시하여 슬래그 간의 경향성을 파악함으로써 노(爐)내에서 슬래그가 기인된 성분 출처를 연구하고자 하였다. 분석 데이터를 이변량 및 삼각좌표 비교 분석 그래프로 작성한 결과 기준시료의 주요 성분에 따라 일정한 경향성을 띠며 그룹을 형성하는 것이 확인되었다. 기준시료인 광석을 중심으로 형성된 광석 슬래그군은 CaO와 $TiO_2$함량이 높았고, 점토와 마사토를 중심으로 형성된 점토 슬래그군은 $Al_2O_3$와 $SiO_2$함량이 높았다. 또한 그래프 상에서 군집에 속하지 못하는 경우 어느 군집에 더 근접한가에 따라 슬래그가 기인한 성분의 추정이 가능한 것으로 판단하였다. 실험에 사용된 광석 및 점토, 첨가제와 제련 슬래그에서 공통적으로 $TiO_2$함량이 1.6% 이상으로 비교적 높게 나타났고, 모든 슬래그 분석 결과에서 $CaO/SiO_2$값이 0.4 이하로 분석되었다. 복원실험이 철광석 제련이었다는 점과 조업 시 조재제를 첨가하지 않았다는 것을 고려했을 때, 슬래그를 해석하는데 있어 단순 함량보다 성분 간 비율을 종합적으로 파악하는 방법이 더욱 정확한 해석 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.5-17
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• 2013

순간변위시험(slug test)은 현장의 지반 상태를 반영할 수 있어 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수를 결정하는데 적용할 수 있다. 본 논문에서는 연직차수벽과 주변 지반 사이에 형성되는 벤토나이트 케익을 고려하여 순간변위시험을 모사할 수 있는 3차원 모델이 개발되었다. 연직차수벽의 폭(즉, 경계 조건과의 근접 정도), 우물의 편심, 우물에 지하수가 유입되는 수직 위치, 뒷채움재의 압축성 등의 영향변수들이 모델에 고려되었다. 수치해석 결과를 이용하여 연직차수벽 시공 중에 존재할 수 있는 벤토나이트 케익이 순간변위시험 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 통해, 수정 Line-fitting법은 벤토나이트 케익을 고려한 연직차수벽의 순간변위시험 해석에서 다른 경계조건에 대해 제시된 보정계수 없이 직접 적용될 수 있음을 밝혔다. 본 논문에서는 기존의 현장 사례를 벤토나이트 케익을 고려하여 재분석하여 벤토나이트 케익이 존재하지 않는 경우(일정 수두 경계 조건)와 보수적인 경계조건(불투수 경계 조건)으로 가정했던 기존의 사례분석 결과들과 비교하였다. 결론적으로 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수 평가시 벤토나이트 케익의 영향 및 수정 Line-fitting법의 유효성을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권1호
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• pp.6-11
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• 2010

시설 내 PPFD는 오전에는 남북동이, 오후에는 동서동이 높았다. 일평균 PPFD는 동서동이 높았는데, 이는 태양광의 입사각이 작아질 때 동서동의 수광면적이 증가되기 때문인 것으로 조사되었다. 고랑위 60cm 높이의 PPFD는 전 고랑에서 남북동이 동서동보다 높았으나 수량과는 관련이 없었다. 평균 기온은 동서동이 높았으나 2월중순 이후로는 태양고도가 높아짐에 따라 차이가 없었다. 지온은 동서동이 다소 높았고 이랑 간에 차이가 없었다. 과실수량은 동서동이 8% 많았는데, 이는 남쪽이랑의 과실이 수확기가 빨라서 초기수량이 많았기 때문이다. 동계 단동형 비닐하우스를 이용한 토마토 촉성재배는 반촉성재배와는 달리, 동서동 시설을 이용하는 것이 유리하였다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.261-266
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• 2001

이산화탄소 농도가 증가할 때에 북구 이탄 습지에서 나타나는 생지화학적 변화과정을 살펴보았다. 표면 식생을 포함한 온전한 코어를 북웨일스의 이탄습지로부터 채취하여, 높은 이산화탄소농도(700ppm)와 자연상태 (350ppm)환경에서 4개월간 배양하였다. 배양 후, 화학적인 저해제를 이용하여 습지 토양에서 미량기체의 생성과 소비를 측정하였다. 메탄의 경우, 불화메탄($CH_3F$)를 이용하여 메탄 산화율을 결정하였고, 질산화와 탈질작용을 측정하기위해 아세틸렌($C_2H_2$)저해 방법을 적용하였다. 이를 위해, 먼저 각 측정 방법을 습지 시료에 적합하도록 최적화 시켰고, 둘째로 두 수준의 이산화탄소에서 배양한 시료에 이 방법들을 적용하였다. 높은 이산화탄소 농도는 메탄의 생성량을 증가 시켰으나(210대 $100\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$), 메탄 산화의 양도 증가시켜서 (128대 $15\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$) 결국에는 순메탄 방출량에는 변화가 없었다. 아산화질소의 경우에는 증가된 발생량이 탈질 보다는 질산화 과정에서 생성된 것으로 사료된다. 이러한 변화들은 높은 이산화탄소 하에서 조류의 성장이 증가되어 야기된 것으로 추측된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권3호
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• pp.189-198
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• 2018

기후 변화는 21세기에 인류가 맞이한 가장 중요한 문제 중에 하나이다. 탄소 배출은 이러한 기후 변화의 가장 핵심 원인으로 지목 된다. 토양은 관리 방법에 따라서 탄소의 저장원이 되기도 하지만 큰 배출원이 될 수도 있다. 기온의 변화는 농경지 토양에서 배출되는 온실가스의 양을 크게 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 작물의 생산량을 위한 농법 변화에도 영향을 미치기 때문에 기후 변화에 따른 온실가스 배출 변화는 두 가지 요인의 상호작용을 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 남한의 논에서의 온실가스 배출은 2011년부터 2100년까지 RCP 8.5 시나리오의 기상 변화에 따라서 모의하였다. 농법의 변화로는 다양한 논의 담수 기법이 적용되었다. 기존의 담수 기법으로는 기후변화가 진행됨에 따라서 온실가스 배출이 급격하게 상승하는 것을 확인할 수 있었고, 간단관수가 이러한 온실가스 배출을 크게 감소시킴을 확인하였다. 미래의 농법이 작물의 생산량을 최대화시키는 방향으로 변화한다고 가정하였을 때 기후 변화에 따라서 많은 농지가 관행 농법 보다 간단관수가 시행되었을 때 수확량이 상승하게 되었고, 이러한 기후변화의 적응을 고려하였을 때는 기후 변화에 따라서 온실가스 배출이 감소함을 확인하였다.