• Title/Summary/Keyword: soil model

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Climate Change Impacts on Watershed Scale Drought Using Soil Moisture Index (토양수분가뭄지수를 이용한 기후변화에 따른 유역단위 가뭄 영향평가)

  • Yoo, Seung-Hwan;Choi, Jin-Yong;Nam, Won-Ho;Kim, Tae-Gon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.446-446
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    • 2012
  • 농업은 다른 산업과 달리 원천적으로 기후 조건과 변화에 크게 좌우되는 분야로, 기후변화로 인한 영향에 가장 민감한 분야라고 할 수 있다. 안정적이고 지속적인 작물 생산을 위해서는 기후변화가 농업수자원에 미치는 영향에 대하여 정확히 파악하고, 이로 인해 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 특히 기온 상승, 강수량 및 강우강도 변화, 증발산량 및 일조시간 변화 등의 기후변화는 우리나라의 가뭄 발생의 양상에도 변화를 야기하게 될 것이다. 따라서 현 상황을 바탕으로 미래에 발생할 가뭄에 대하여 예측하고, 그 취약성을 줄이기 위한 합리적인 계획이 필요하다. 즉 기후변화에 대처하기 위해서는 향후 발생할 수 있는 가뭄의 특성을 파악하여 미래 수자원 관리에 활용하기 위한 가뭄특성 분석이 필요하다. 가뭄은 기상학적 가뭄, 기후학적 가뭄, 농업적 가뭄, 대기학적 가뭄, 수문학적 가뭄, 사회경제적 가뭄 등으로 구분할 수 있는데, 일반적으로 강우량 등의 기상조건을 분석하는 방법에서부터 저수량과 유역 유출량, 그리고 토양수분 등의 수문학적 조건들로 가뭄을 분석하는 방법들까지 매우 다양하다. 가뭄의 정량화는 가뭄을 표현하는 대상의 특성에 따라 평가방법이 달라질 수 있다. 가뭄의 경향이나 그 정도를 파악하기 위해서는 하나의 가뭄 지수가 아닌 다양한 항목을 바탕으로 평가가 이루어져 한다. 현재 기후변화와 관련한 가뭄 연구에 있어서 기상학적 가뭄지수인 SPI (Standardized Precipitation Index) 중심으로 많은 연구 이루어졌을 뿐, 농업적 가뭄지수를 바탕으로 한 연구는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화에 따른 우리나라의 농업가뭄 특성을 분석하기 위하여 토양수분지수 (Soil Moisture Index)를 이용하여 중권역별 가뭄 평가하고 그 변화를 분석하였다. 본 연구를 위하여 이를 위하여 CGCM3.1 (Coupled Global Climate Model Ver. 3.1) 및 LARS-WG (Long Ashton Research Station Weather Generator)를 이용하여 2011년부터 2100년까지의 A1B, A2 및 B1 시나리오별로 기상자료를 생성하고, 이를 바탕으로 SMI 지수를 산정하여 유역별 가뭄 발생 빈도 및 심도를 시나리오별로 분석하였다. 본 연구 결과는 향후 기후변화로 인한 농업가뭄 발생의 양상 및 특성을 파악하고 전망함으로써, 추후 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 대응 전략 및 농업수자원 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Construction and Monitoring of Test bed in Urban Sediment Disaster Prevention Technology (도심지 토사재해 방어기술 테스트베드 구축 및 모니터링 연구)

  • Lee, Jung-min;Kim, Hyo-Jin;Lee, Yoon-Sang;Jin, Kyu-Nam
    • Land and Housing Review
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    • v.8 no.3
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    • pp.161-169
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    • 2017
  • In this study, sediment transfer and precipitation analysis of the test bed watershed was conducted through the model for the application and practical use of the urban sediment disaster prevention technology, and used this as an aid to design to secure reliability. In addition, conducted the test bed monitoring with the defense technology, analyzed the effect, and established the maintenance plan. Analyzed the change of soil deposition volume through arbitrary slope adjustment for the currently installed stormwater conduit of the test bed watershed. As a result, it is important to reduce the total sedimentation amount in the adjustment of the slope of the entire pipeline, but it is important that the sedimentation depth of each sediment does not rise to such a degree as to threaten the performance of the pipeline. Considering these matters, it is necessary to design the pipeline to prevent the clogging of the soil from the viewpoint of the reliability of the entire pipeline. The sediment disaster defense technology test bed is divided into a new city and an old city, and old city test bed is under construction. The result obtained through the monitoring of the test bed in the new city, sediment disasters such as debris can delay the time to reach the downtown area, and it is possible to secure the golden time, such as evacuation and rescue through the warning system. Also, the maintenance of the test bed application was suggested. Continuous and systematic monitoring is required for securing the reliability of element technology and successful commercialization.

Effect of Rock Mass Condition on the Earth Pressure Against an Excavation Wall in Rock Mass: Numerical Investigation (암반지층 굴착벽체 작용토압에 대한 암반조건의 영향: 수치해석적 조사)

  • Son, Moorak;Adedokun, Solomon
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.33 no.11
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    • pp.83-95
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    • 2017
  • This study examined the magnitude and distribution of earth pressure on the excavation wall in jointed rock mass by considering different groundwater conditions under various rock types, joint inclination angles, and earth pressure coefficients. Based on a physical model test (Son and Park, 2014), extended studies were conducted considering rock-structure interactions based on the discrete element method, which can consider the joints characteristics of rock mass. The results showed that the earth pressure was highly influenced by the groundwater condition as well as the rock type, joint inclination angle, and earth pressure coefficient. The results were also compared with Peck's earth pressure for soil ground, and clearly showed that the earth pressure in jointed rock mass can be greatly different from that in soil ground.

Analysis of Forest Cover Information Extracted by Spectral Mixture Analysis (분광혼합분석 기법에 의한 산림피복 정보의 특성 분석)

  • 이지민;이규성
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.19 no.6
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    • pp.411-419
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    • 2003
  • An area corresponding to the spatial resolution of optical remote sensor imagery often includes more than one pure surface material. In such case, a pixel value represents a mixture of spectral reflectance of several materials within it. This study attempts to apply the spectral mixture analysis on forest and to evaluate the information content of endmember fractions resulted from the spectral unmixing. Landsat-7 ETM+ image obtained over the study area in the Kwangneung Experimental Forest was initially geo-referenced and radiometrically corrected to reduce the atmospheric and topographic attenuations. Linear mixture model was applied to separate each pixel by the fraction of six endmember: deciduous, coniferous, soil, built-up, shadow, and rice/grass. The fractional values of six endmember could be used to separate forest cover in more detailed spatial scale. In addition, the soil fraction can be further used to extract the information related to the canopy closure. We also found that the shadow effect is more distinctive at coniferous stands.

Extraction of the Talus Distribution Potential Area Using the Spatial Statistical Techniques - Focusing on the Weight of Evidence Model - (공간통계기법을 이용한 애추 분포 가능지역 추출 - Weight of evidence 기법을 중심으로 -)

  • Yu, Jaejin;JANG, Dong-Ho
    • Journal of The Geomorphological Association of Korea
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    • v.21 no.4
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    • pp.133-147
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    • 2014
  • Reducing the range of target landform, is required to save the time and cost before real field survey in the case of inaccessible landform such as talus. In this study, Weight of Evidence modeling, which is a Target-driven spatial analysis statistics methods, has been applied to reduce the field survey range of target landform. In order to apply the Weight of Evidence analysis, a likelihood ratio was calculated on the basis of the result of correlation analysis between geomorphic factors and GIS information after selection of geomorphic factors regarding talus. A best combination, which has the biggest possibility for Talus Potential Index, was found by using SRC and AUC methods after calculating the number of cases for each thematic maps. This combination which includes aspect, geology, slope, land-cover, soil depth and soil drainage factors, showed quite high accuracy by 74.47% indicating the ratio of real existent talus to potential talus distribution.

Runoff Analysis Evaluation Using Harmonized World Soil Database(HWSD) (HWSD를 이용한 유출해석 평가)

  • Choi, Yun Seok;Kim, Joo Hun;Kim, Kyung Tak
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.570-570
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    • 2016
  • 홍수해석을 위해서는 DEM, 토지피복도, 토양도 등을 이용해서 대상 유역의 수문지형학적 매개변수를 도출해야 한다. 이때 북한과 같은 비접근 지역이나, 지상 관측에 의한 자료가 부족한 해외 지역에 대한 유출해석을 위해서는 대상 지역에 대한 상세한 자료를 얻기 어려우므로, 위성영상이나 전지구 데이터베이스 등과 같은 글로벌 자료를 이용하는 것이 대안이 될 수 있다. 글로벌 지형공간 자료로는 ASTER GDEM과 같은 DEM, Global Map과 같은 토지피복도, HWSD(Harmonized World Soil Database)와 같은 토양도를 이용할 수 있다. 본 연구에서는 이 중 HWSD의 적용성을 평가하였다. HWSD는 UN FAO(Food and Agriculture Organization of the United Nations)의 토지이용변경 프로그램에 따른 지도와 지역 및 국가 토양데이터베이스를 조합해서 만들어 졌으며, 30 arc-second(약 1km)의 해상도를 가진다. 유출해석은 물리적 분포형 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)을 이용하였으며, 낙동강 수계의 향석 수위관측소 유역을 대상으로 2008년과 2009년에 발생한 2개의 수문사상을 이용하여 연구를 진행하였다. 토양도를 제외한 자료(DEM, 토지피복도 등)는 모두 국내에서 구축된 자료를 이용하였다. 우리나라의 정밀토양도를 이용해서 보정된 모형(매개변수)에 HWSD 자료를 적용한 유출해석 결과, 두 사상에서 모두 유량이 크게 모의되었다. 이는 HWSD에서는 유역 전체가 양토(수리전도도 0.34cm/h)로 정밀토양도(향석 유역 평균 수리전도도 1.07cm/h)에 비해 약 1/3의 수리전도도 값을 가지고, 정밀토양도를 적용한 경우의 평균 토양심은 70cm이지만 HWSD에서는 37cm로 상대적으로 작기 때문에 토양 침투량은 작아지고, 유출량이 크게 계산되는 것으로 판단된다. HWSD를 이용한 모형 보정에서는 토양 수리전도도와 토양심 매개변수를 중심으로 보정하였으며, 그 결과 관측 유량을 잘 재현할 수 있었다. 위성영상을 이용해서 구축되는 토지피복도와는 달리, 토양정보는 원시 자료가 구축된 지역에 따라서 구축방법, 정확도 등에서 크게 차이가 날 수 있다. 그러므로 글로벌 자료를 이용한 유출해석에서는 토양 자료의 적용 및 이와 관련된 매개변수의 주의가 필요할 것으로 판단된다.

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A Study on Estimation of Soil Moisture Multiple Linear Regression Model Using Conditional Merging and MODIS Land Surface Temperature Data (조건부 합성기법과 MODIS LST를 활용한 토양수분 다중선형 회귀모형 산정 연구)

  • Jung, Chung Gil;Lee, Ji Wan;Kim, Da Rae;Kim, Se Hun;Kim, Seong Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.103-104
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    • 2017
  • 본 연구에서는 다중회귀분석모형(MLRM)과 MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) LST (Land Surface Temperature) 자료를 이용하여 전국 공간토양수분을 산정하였다. 공간토양수분을 산정하기 위한 과정은 크게 두가지로 구분된다. 첫 번째로 기존의 MODIS LST 자료를 조건부 합성 보정기법을 적용하여 실측 LST 자료와 비교하여 위성 LST 자료가 갖고 있는 오차를 보정하였다. 그 결과, 조건부 합성 보정기법을 적용하기전 전국 71개 지상 관측지점에서 관측한 실측 LST와 MODIS LST의 R2는 전체 평균 0.70으로 어는정도 유의성 있는 상관관계를 나타냈으나 조건부 합성 보정기법을 적용한 후 실측 LST와 MODIS LST의 R2는 전체 평균 0.92로 상당히 크게 향상됨을 알 수 있었다. 두 번째로 보정된 MODIS LST를 이용하여 다중회귀분석 모형을 개발하고 토양수분을 예측하는 단계로 입력자료로 위성영상 자료와 관측자료를 융합하여 사용하였다. 위성영상 자료로는 보정된 MODIS LST와 MODIS NDV를 구축하였고 일단위 강수량 및 일조시간의 기상자료는 기상청으로부터 전국 68개 지점에 대해 구축하여 IDW 공간보간기법을 이용한 공간자료로 구축하였다. 토양수분 결과를 비교하기 위한 관측 토양수분은 자동농업기상관측(Automated Agriculture Observing System, AAOS)지점에서 2013년 1월부터 2015년 12월까지의 실측 일단위 토양수분 자료를 구축하여 사용하였다. 다중회귀분석 모형은 각각의 입력자료를 독립인자로서 조합하여 12개의 시나리오를 만들었다. 시공간적 경향을 고려하기 위하여 계절별, 토양 토성(soil texture)를 구분하여 회귀분석을 실시하였다. 관측 토양수분과 모의 토양수분을 비교한 결과 $R^2$가 0.80 (철원), 0.90 (춘천), 0.80 (수원), 0.63 (서산), 0.77 (청주), 0.82 (전주), 0.52 (순천), 0.63 (진주), 0.99 (보성)로 높은 상관성을 보였다. 본 연구에서는 토양수분을 예측하기 위한 인자 중 가장 민간함 LST를 보정하지 않는 토양수분 예측 방법은 상당한 오차를 포함하게 되어 실측 토양수분 결과와 크게 차이가 나타남을 보여주었다.

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Modeling of the Nitrate Adsorption Kinetics onto $ZnCl_2$ Treated Granular Activated Carbon (염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착속도의 모델링 연구)

  • Ji, Min-Kyu;Jung, Woo-Sik;Bhatnagar, Amit;Jeon, Byong-Hun
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.13 no.3
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    • pp.21-26
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    • 2008
  • Nitrate adsorption from aqueous solutions onto zinc chloride ($ZnCl_2$) treated coconut Granular Activated Carbon (GAC) was studied in a batch mode at two different initial nitrate concentrations (25 and 50 mg/L). The rate of nitrate uptake on prepared media was fast in the beginning, and 50% of adsorption was occurred within 10 min. The adsorption equilibrium was achieved within one hour. The mechanism of adsorption of nitrate on $ZnCl_2$ treated coconut GAC was investigated using four simplified kinetic models : the rate parameters were calculated for each model. The kinetic analysis indicated that pseudo-second-order kinetic with pore-diffusion-controlled was the best correlation of the experimental kinetic data in the present adsorption study.

Estimation of Daytime Net Radiation above Corn Canopy (옥수수 군낙초관부(群落草冠部) 위에서의 주간순복사량(晝間純輻射量) 추정(推定))

  • Lee, Yang-Soo;Jeong, Young-Sang
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.21 no.1
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    • pp.11-14
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    • 1988
  • Field study was conducted to evaluate the relationship between daytime net radiation (Drn) and global solar radiation (Rs) and to develop the empirical equation predicting daytime net radiation above corn canopy from observations of Rs and Ta (mean daily air temperature). The relationship between Drn and Rs under the cloudless day was Drn = 0.6659Rs and that under the cloudy (> 35% of possible sunshine) Drn = 0.729Rs. Thus, Drn/Rs Ratio under cloudless day was found to be lower than that under the cloudy day. Rs and Ta were used in the radiation balance equation to estimate Drn and the empirical model could be expressed as $Drn=[0.9Rs-(352-227{\times}10^{-10}{\times}Ta^4)]$ [1.11Rs/Rso - 0.05].

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Research on the Surface Improvement of High Soft Ground Using Calibration Chamber Test (모형토조실험에 의한 초연약지반의 표층개량에 관한 연구)

  • Bang, Seongtaek;Yeon, Yongheum
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.20 no.5
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    • pp.39-46
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    • 2019
  • Most of the soil used for reclamation is marine clay generated from dredging construction.The soft ground made of dredged clay has high water content and high compressibility, so the bearing capacity of the ground is very weak and it is difficult to enter the ground improvement equipment. Therefore, surface hardening treatment method is used to enter equipment prior to full-scale civil engineering work, and stabilizer is mainly used for cement series. Cement-based stabilizers have the advantage of improving the ground in a short period of time and have excellent economic efficiency, but they are disadvantageous in that they cause environmental problems due to leaching of heavy metals such as hexavalent chromium. In this study, environmental effects evaluation of dredged clay mixed with normal portland cement and environmentally friendly stabilizer was evaluated, and uniaxial compressive strength test and indoor model test were conducted to confirm the bearing capacity characteristics of the solidified layer.