본 연구의 목적은 유역의 토지피복변화에 따라 토양유실량이 어떻게 변화되는지를 평가하는 것이다. 또한 유역전체에서 토양유실이 가장 많이 발생하는 토지피복형태에 대하여 분석하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구대상유역으로는 금강의 제2지류인 무심천 유역으로 하였다. 분석결과 토지피복별 단위면적당 평균 토양유실량은 밭작물 재배지역과 논지역에서 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 토양유실량 산정결과 100년빈도 강우량 자료를 이용한 경우 무심천 유역 전체의 연토양 유실량은 약 14,000ton/yr 정도의 토양유실이 발생하는 것으로 나타났다. 토지피복별 토양유실량은 무심천 유역에서 가장 많은 면적을 차지하는 산림지역(48%)의 경우 약 1,000ton/yr 정도 토양유실이 발생하는 것으로 나타났으며, 밭 지역에서는 1985년도에 4,900ton/yr(34.6%)에서 2000년에 8,100ton/yr(56.1%) 토양유실량이 가장 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 밭작물 재배지역의 토지피복변화가 8%에서 14%정도로 증가한 것이 토양유실량이 크게 증가한 원인으로 판단된다. 연토양유실량이 $200ton/km^2/yr$이상인 지역을 분석한 결과 밭작물 재배지역이 74%에서 96%정도를 차지하고 있는 것으로 분석되었다.
본 연구의 목적은 유역의 토지피복변화에 따라 토양유실량이 어떻게 변화되는지를 평가하는 것이다. 또한 유역전체에서 토양유실이 가장 많이 발생하는 토지피복형태에 대하여 분석하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구대상유역으로는 금강의 제2지류인 무심천 유역으로 하였다. 분석결과 토지피복별 단위면적당 평균 토양유실량은 밭작물 재배지역과 논지역에서 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 토양유실량 산정결과 100년빈도 강우량 자료를 이용한 경우 무심천 유역 전체의 연토양 유실량은 약 14,000ton/yr 정도의 토양유실이 발생하는 것으로 나타났다. 토지피복별 토양유실량은 무심천 유역에서 가장 많은 면적을 차지하는 산림지역(48%)의 경우 약 1,000ton/yr 정도 토양유실이 발생하는 것으로 나타났으며, 밭 지역에서는 1985년도에 4,900ton/yr(34.6%)에서 2000년에 8,100ton/yr(56.1%) 토양유실량이 가장 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 밭작물 재배지역의 토지피복변화가 8%에서 14%정도로 증가한 것이 토양유실량이 크게 증가한 원인으로 판단된다. 연토양유실량이 $200ton/km^2/yr$이상인 지역을 분석한 결과 밭작물 재배지역이 74%에서 96%정도를 차지하고 있는 것으로 분석되었다.
This study estimates how soil loss in a basin has been occurred according to the change of land cover, and analyzes which type of land cover has the largest soil loss by classifying the land-cover type into each area and a whole basin. Musimcheon, the second branch stream of GeumGang, is chosen as a...
This study estimates how soil loss in a basin has been occurred according to the change of land cover, and analyzes which type of land cover has the largest soil loss by classifying the land-cover type into each area and a whole basin. Musimcheon, the second branch stream of GeumGang, is chosen as a research area. The result of analysis shows that the average soil loss occurs most largely in a crop land and a paddy field. The yearly soil loss of watershed estimates approximately 14,000 ton/yr in case of using 100-year-frequency rainfall data. A forest area, which takes the largest area in watershed, shows the soil loss occurs approximately 1,000ton/yr. A crop field shows that soil loss increased most largely 4,900 ton/yr (34.6%) in 1985 to 8,100 ton/yr (56.1%) in 2000. The change of land cover in a crop land increased 8% to 14%, and this change influences on the increase of soil loss. As a result of analyzing the area over $200ton/km^2/yr$, the soil loss in a crop field accounts for 74% to 96%.
This study estimates how soil loss in a basin has been occurred according to the change of land cover, and analyzes which type of land cover has the largest soil loss by classifying the land-cover type into each area and a whole basin. Musimcheon, the second branch stream of GeumGang, is chosen as a research area. The result of analysis shows that the average soil loss occurs most largely in a crop land and a paddy field. The yearly soil loss of watershed estimates approximately 14,000 ton/yr in case of using 100-year-frequency rainfall data. A forest area, which takes the largest area in watershed, shows the soil loss occurs approximately 1,000ton/yr. A crop field shows that soil loss increased most largely 4,900 ton/yr (34.6%) in 1985 to 8,100 ton/yr (56.1%) in 2000. The change of land cover in a crop land increased 8% to 14%, and this change influences on the increase of soil loss. As a result of analyzing the area over $200ton/km^2/yr$, the soil loss in a crop field accounts for 74% to 96%.
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문제 정의
것이다. 또한 유역전체에서 토양 유실이 가장 많이 발생하는 토지피복형태에 대하여 분석하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구는 무심천 유역의 DEM 자료와 토양도, WAMIS의 토지피복도 등의 수치 자료를 이용하여 유역의 RUSLE모형의 토지 피복 변화에 따라 유역의 토양유실량이 어떻게 변화되었는지를 평가하고 각 토지피복별 단위면적 당의 토양유실량과 유역전체에서 토양유실이 가장 많이 발생하는 토지피복형태와 토양 유실이 크게 발생하는 토지피복형태 등에 대하여 분석하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 연구에서는 유역 지형특성에 관계되는 인자(LS)는 DEM 자료에 대하여 Remortel 등 (2001)에 의해서 ArcInfo의 AML로 개발된 LS 인자 산정 프로그램을 사용하여 계산하였다.
본 연구의 목적은 유역의 토지 피복 변화에 따라 토양유실량이 어떻게 변화되는지를 평가하는 것이다. 또한 유역전체에서 토양 유실이 가장 많이 발생하는 토지피복형태에 대하여 분석하는 것을 목적으로 하고 있다.
표 4에서 보는 바와 같이 1985년과 2000년의 토지피복변화는 시가지 지역의 경우 전체유역면적의 5%에서 8.62%로 증가하였으나, 그 중간 기간인 1990년은 11.02%, 1995년의 경우에는 10.3%로 증가하였다가 다시 감소하는 등 WAMIS 자료의 정확도에 대한 신뢰성이 많이 떨어지는 것으로 평가되며, 차후 국가기관의 공식적인 자료로 제공될 경우에는 이에 대한 충분한 검토가 실행된 후 공식적인 자료로 제공되어야 할 것으로 사료되며, 본 연구에서는 1985년과 2000년의 장기간의 범위에서의 토지 피복 상태를 주된 토지포복변화로 판단하였으며, 분석결과 역시 두 시기의 토양유실량의 변화를 분석하고자 하였다.
제안 방법
1) RUSLE모형의 입력자료 중 토지피복상태, 토양의 구성, 그리고 지면기복상태 등의 자료는 DEM과 토양도, 토지피복도를 이용하여 분포형으로 5개의 인자에 대하여 GIS 기법을 이용하여 주제도를 작성하였다. 지면 피복과 관련된 주제도 작성을 위해 WAMIS의 1985년부터 2000년까지의 토지 피복도 자료를 이용하였다.
빈도별에 따른 강우-유출 침식성 인자를 산정하기 위해 국립방재연구소에서 개발한 FARD (Frequency Analysis of Rainfall Data)를 人 사용하였고, 입력자료로는 청주기상대의 35년간 (1967 ~2001)의 자료로부터 강우 지속기간 24시간의 연최대강우량을 선정하여 빈도해석을 수행하였다. 확률분포형으로 Gamma-2, Gamma-3, GEV, 등 13개의 확률분포형을 사용하였고, 각 확률분포형에 대한 적합도 검정은 모멘트법, 최 우도법 , 확률가중모멘트법 을 이용하여 X1 2 -검정, Kolmogorov-Smirnov검정, Cramer Von Mises의 검정을 통하여 적합한 Log-Normal-2 확률분포형을 채택하였다.
이 기본 GIS 자료로부터 지형경사와 관계되는 경사면특성 인자의 침식 경사면의 길이와 침식 경사면의 경사값을 계산하는데 환경부의 DEM 자료를 이용하였고, 토양 침식성인 자는 정밀 토양도를 이용하여 계산하였고, 식생 피복과 토양보존인자는 1985~2000까지 토지 피복 변화를 고려하여 산정하였다. 이들 각각의 기본도는 그림 2와 같다.
이 분석된 토지피복별 단위면적당 평균토양 유실량과 1985년부터 2000년까지의 토지 피복 변화 자료를 이용하여 무심천 유역의 토지피복별 토양유실량을 표 6과 같이 산정하였다. 산정결과 무심천 유역 전체의 연 토양 유실량은 1990년도의 9, 000ton/yr를 제외하고 약 14, 000ton/yr 정도의 토양유실이 발생하는 것으로 나타났다.
대상 데이터
이용하여 피복분류된 자료이다. 각 연도별 토지피복에 사용된 센서는 1975년, 1980 년은 MSS, 1985년, 1990년, 1995년은 TM, 2000년은 ETM 센서의 위성영상을 이용하여 구축된 자료이다(http://www.wamis.go.kr).
본 연구에서는 1985년부터 2000년까지의 토지 피복 변화를 고려하여 산정하였다. 이 기간 동안의 토지피복변화는 표 4와 같고 주요 토지 피복에 대한 변화는 그림 3과 같다.
자료를 필요로 한다. 본 연구에서는 DEM 자료는 환경부의 자료를 이용하였고, 토양 도는 농업과학기술원의 정밀토양도(1: 25,000), 그리고 토지피복도 자료는 건설교통부의 국가 수자원 관리 종합정 보시스템 (WAMIS)의 토지 피 복도자료를 이용하였다.
연구대상유역으로는 금강의 저〕2지류인 무심천 유역으로 하였다. 무심천은 청원군에서 발원해 남서쪽으로 흐르다가 남일면 상대리에서 북쪽으로 방향을 바꾸어 청주시내 한가운데를 가로질러 미호천에 합류하는 전체 길이 34.
이 인자는 경작지 형태와 더불어 경사에도 영향을 받게 되며, 토지피복형태별에 따른 P값을 Dawen 등(2003)이 제시한 자료를 이용하였다.
지면 피복과 관련된 주제도 작성을 위해 WAMIS의 1985년부터 2000년까지의 토지 피복도 자료를 이용하였다.
토양침식 성 인자는 농업과학기술원의 1: 25, 000의 정밀토양도를 이용하였고, 김주훈 등 (2003)의 연구자료를 적용하였다.
이론/모형
강우에 따른 R 값을 산정하기 위해서는 30분 최대 강우강도에 따른 R값을 계산하여야 한다. 이를 위해서 본연구에서는 Huff의 강우시간 분포 방법을 적용하였다.
확률분포형으로 Gamma-2, Gamma-3, GEV, 등 13개의 확률분포형을 사용하였고, 각 확률분포형에 대한 적합도 검정은 모멘트법, 최 우도법 , 확률가중모멘트법 을 이용하여 X1 2 -검정, Kolmogorov-Smirnov검정, Cramer Von Mises의 검정을 통하여 적합한 Log-Normal-2 확률분포형을 채택하였다. 강우에 따른 R 값을 산정하기 위해서는 30분 최대 강우강도에 따른 R값을 계산하여야 한다.
성능/효과
2) WAMIS의 토지피복 변화 분석 결과 1985 년과 2000년을 비교했을 때 시가화 지역은 9.59州(5%)에서 16.57州(8.62%)로 증가하였고, 논지역이 62.89州(32%)에서 43.81州(22.23%) 로 감소하였고, 밭작물 재배지역은 15.72W (7.98%)에서 26.43州(13.76%)로 증가하였다.
3) 단위면적당 토지피복별 토양유실량은 밭작물 재배지역, 논지역, 초지의 순서로 크게 발생하는 것으로 분석되었다.
4) 유역 전체의 100년빈도의 연토양유실량은약 14, 000ton/yr 정도의 토양유실이 발생하는 것으로 나타났다.
5) 토지피복별 토양유실량 분석에서 밭작물 재배지역이 1985년도에 4, 900ton/yr(34.6%) 에서 2000년에 8, 100ton/yr(56.1%) 토양 유실량이 가장 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이는 토지피복변화가 밭작물 재배지역이 8%에서 14%정도로 증가한 것이 토양 유실량이 크게 증가한 원인으로 판단된다.
6) 연토양유실량이 200ton/km7yr이상인 지역을 분석한 결과 밭작물 재배지역이 74%에서 96%정도를 차지하고 있는 것으로 분석되었다.
7) 분석결과에서 유역의 토양유실은 밭작물 재배지역에서 56%이상이 발생되고 있으며, 다량의 토양유실이 발생하는 지역도 밭작물 재배지역으로 유역의 토양유실 관리를 위한 대책수립은 밭작물 재배지역을 집중적으로 관리하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
RUSLE를 이용한 토지피복별 단위면적당 평균 토양유실량 분석에서 식생 피복인자(C) 와토 양 보존 인자(P)만을 고려했을 때 나지, 밭작물 재배지역, 초지, 논지역 순으로 토양 유실이 많이 발생하지만 지표면의 지형학적 특성(L, S)과 토양침식성 인자(K) 등을 고려하여 산정한 결과는 표 5에서와 같이 밭작물 재배지역, 논지역, 초지의 순서로 크게 발생하는 것으로 분석되었고, 산림지역이 단위면적당 가장 작은 평균 토양 유실이 발생되는 것으로 분석되었다.
또한 표 7 및 8과 같이 연토양유실량이 200ton/km7yr이상인 지역을 분석한 결과 밭작물 재배지역이 74%에서 96%정도를 차지하고 있는 것으로 분석되었다.
산정하였다. 산정결과 무심천 유역 전체의 연 토양 유실량은 1990년도의 9, 000ton/yr를 제외하고 약 14, 000ton/yr 정도의 토양유실이 발생하는 것으로 나타났다.
총 호우를 이용하였을 때, 저〕2구간에서 최대강우 강도가 발생할 확률이 31.6%로 가장 크게 나타나 제2구간 호우의 무차원 누가곡선 중 50%에 대하여 6차 다항회귀식을 유도하였다 (표1). 이 식을 이용하여 24시간 Huff의 강우량 비를 산정하였다.
토지피복별 토양유실량은 무심천 유역에서 가장 많은 면적(48%)을 차지하는 산림지역의 경우 약 1,000ton/yr 정도 토양유실이 발생하는 것으로 나타났으며, 밭작물 재배지역에서는 1985년도에 4, 900ton/yr(34.6%)에서 2000년에 8, 100ton/yr(56.1%) 토양유실량이 가장 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 논지역의 경우 1985년도에 7, 500ton/yr(52.8%)에서 2000년도에 3, 700ton/yr(25.7%)로 감소하는 것으로 분석되었다. 이는 토지피복변화가 논지역의 경우 전체 면적이 32%에서 22%로 감소하였고, 밭작물 재배지역은 8%에서 14%정도로 증가한 것이 토양유실량이 크게 증가한 원인으로 판단된다.
후속연구
분석결과에서 나타낸 바와 같이 본 무심천유역의 토양유실은 밭작물 재배지역에서 56%이상이 발생되고 있으며, 200ton/km7yr이 발생하는 지역도 밭작물 재배지역으로 유역의 토양 유실량 관리를 위한 대책수립은 밭작물 재배지역을 집중적으로 관리하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
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