[논문]RUSLE 기법을 이용한 경주지역의 토양침식 위험도 평가

오정학; 유주한; 김경태; 이우성

doi:10.14249/eia.2011.20.3.313

RUSLE 기법을 이용한 경주지역의 토양침식 위험도 평가
Risk Assessment of Soil Erosion in Gyeongju Using RUSLE Method 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.20 no.3, 2011년, pp.313 - 324

오정학 (국립산림과학원 산림생태연구과) , 유주한 (동국대학교 조경학과) , 김경태 (경북대학교 조경학과) , 이우성 (경북대학교 조경학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to present the raw data for establishing the plan of top soil conservation in soil environment and preventing the soil loss by establishing the potential amount of soil loss using RUSLE. The results are as follows. To apply the RUSLE model, we calculated the potential amount of soil loss by using 5 factors; rainfall erosion factor(R), topographical factor(LS), soil erosion factor(K), land cover factor(C) and erosion control factor(P). The assessment map of soil loss was drawn up by classifying 5 grades. According to the soil loss estimation by the RUSLE, it showed that approximately 83.9% of the study area had relatively lower possibility of soil loss which was the 1 ton/ha in annual soil loss. Whereas, the 7.0% of the study area was defined as high risk area which was the 10 ton/ha in annual. Therefore, this area was needed that there was environment-friendly construction of farm land, improvement of cultivation environment and so forth. In future, if we will analyze the amount of soil loss of Gyeongju national park and Hyeongsan river watershed, we will offer the help to establishing the conservation plan of soil environment in Gyeongsangbuk-do.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 경주시 전체를 대상으로 GIS를 활용하여 토양유실량 분석에 필요한 주제도를 구축한 후 RUSLE 기법을 이용하여 잠재적 토양유실량 및 침식위험도를 예측함으로서 토양유실방지와 토양환경에서 중요한 표토보전 방안 수립을 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다.
본 연구는 경상북도 동남부에 위치한 경주시를 대상으로 토양침식 위험도를 산정하기 위해 RUSLE 기법을 적용하여 토양환경 보전 대책 수립을 위한 기초 자료 제공에 그 목적이 있다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

RUSLE 기법 적용을 위해 강우침식인자(R), 지형인자(LS), 토양침식인자(K), 토지피복인자(C), 침식조절인자(P) 등 5개 인자를 활용하여 잠재적 토양 유실량을 산정하였다.
강우침식인자(R)는 1990년부터 2001년까지 기상청 및 한국수자원공사의 기상관측소에서 측정한 각 연도별 월평균 강우량을 취득한 후 한국수자원공사에서 제작한 경주시의 Thiessen망도에 관측지점의 월평균 강우량을 회귀식에 적용하여 최종적인 강우침식인자를 추출하였다. 지형인자(LS)의 경우 LS값이 10 이하인 지역이 전체 면적의 75.
경주시의 토양유실량 산정에 필요한 RUSLE를 적용하기 위해 강우침식인자(R), 지형인자(LS), 토양침식인자(K), 토지피복인자(C), 침식조절인자(P) 등 5개 인자를 이용하여 Figure 7과 같이 잠재적 토양유실량을 도출하였다.
강우침식인자를 계산하기 위해 먼저 1990년부터 2001년까지 기상청 및 한국수자원공사의 기상관측소에서 측정한 각 연도별 월평균 강우량을 취득하였다. 다음으로, 한국수자원공사에서 제작한 경주시의 Thiessen망도에 관측지점의 월평균 강우량을 정필균 등(1983)이 제안한 회귀식을 적용하여 최종적인 강우침식인자를 추출하였다(Figure 2).
토지피복인자 주제도는 경작지 및 식생유형에 따른 영향을 반영하기 위하여 환경부에서 제작한 중분류 토지피복도를 사용하였으며, 관련문헌을 토대로 토지피복별 C값을 부여하여 Figure 5를 생성하였다.

대상 데이터

01)을 사용하였다. 강우침식인자를 계산하기 위해 먼저 1990년부터 2001년까지 기상청 및 한국수자원공사의 기상관측소에서 측정한 각 연도별 월평균 강우량을 취득하였다. 다음으로, 한국수자원공사에서 제작한 경주시의 Thiessen망도에 관측지점의 월평균 강우량을 정필균 등(1983)이 제안한 회귀식을 적용하여 최종적인 강우침식인자를 추출하였다(Figure 2).
그러나 USLE보다 요구되는 자료가 세밀하다는 어려움이 있으며(최윤영 · 최정우, 2010), 경주시와 같은 중소도시에는 이러한 자료구축이 미흡한 상태이기 때문에 기본 자료를 활용하였다.

이론/모형

본 연구에서는 지형인자 중 경사인자를 자동적으로 계산하기 위하여 ArcGIS Workstation의 AML(Arc Macro Language) 기능을 활용하였으며, van Remotel et al.(2001; 2003)에 의해 개발된 코드를 적용하여 분석하였다.
세부적인 형태를 살펴보면, 밭과 과수원은 등고선 경작, 경지정리 답은 테라스 경작, 미경지정리 답은 등고선 대상경작으로 나눌 수 있으며, 상향 경사의 토양유실량을 1로 고정했을 때 토양보전농업을 적용하여 감소되는 토양유실량의 비율을 의미한다(박경훈, 2003). 최종적으로 경주시의 토양유실량 산정은 GRID 모듈의 중첩기법을 활용하였으며, 인자별 주제도 작성, 분석, RUSLE 적용 등은 ArcGIS 9.3을 이용하였다.

성능/효과

RUSLE 모델을 적용한 결과, Class I의 경우 유실량이 1ton/㏊/yr 이하로 가장 낮은 지역이며, 전체 면적의 약 83.9%에 해당되는 1,110.0km²를 나타내었다. Class II는 유실량이 1~10ton/㏊/yr로 전체 면적의 약 9.
경사방향 분석결과, 가장 넓은 면적을 차지하는 향은 동향으로써 전체면적의 14.7%인 194km²를 차지하였다. 불국동과 외동읍에 넓게 분포하고 있는 남서향은 166.
금곡산, 토함산, 단석산 등 35°이상의 급경사지를 형성하고 있는 지역은 전체면적의 3.2%인 42km2를 차지하는 것으로 나타났다.
7%인 194km²를 차지하였다. 불국동과 외동읍에 넓게 분포하고 있는 남서향은 166.3km²로서 전체면적의 12.5%를 차지하고 있으며, 안강읍과 양북면 등에 주로 분포하고 있는 남동향도 전체면적의 12.5%를 차지하는 것으로 분석되었다. 한편, 평탄지는 15.
3m로 해발 100m 이하의 저지대와 100~200m의 구릉성 산지가 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 안강읍, 강동면을 비롯하여 기성시가지가 위치하고 있는 황성동, 동천동 등은 100m 이하의 해발고도를 보이는 것으로 나타났으며, 이들 지역과 인접하여 100~200m 사이의 구릉성 산지를 형성하고 있는 지역은 전체면적의 28.1%인 374.9km²를 차지하는 것으로 분석되었다. 500m 이상의 고지대는 66.

후속연구

52km²의 면적을 가지는 것으로 분석되었다. 따라서 LS값이 높은 지역은 경사도와 경사길이가 다른 지역에 비해 크기 때문에 각종 개발사업 시 토양보전대책 수립과 환경영향평가에 의한 토양 및 표토유실 저감 방안이 논의되어야 할 것이다.
따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 현재 밀생된 침엽수림의 임분을 적절하게 관리할 필요성이 있는데 리기다소나무림의 경우 간벌, 가지치기와 같은 산림시업이 행해진 지역은 미시행 지역보다 토양환경 개선에 유리하다(박재현, 2004)고 보고하였다. 따라서 경주시의 토양유실 방지를 위해서는 기존의 침엽수림을 방치하기보다 적절한 환경 개선을 통해 하층 식생의 발달을 도모하고 생태적 천이가 발생되도록 산림정책이 병행된다면 건전한 산림생태계가 유지될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 경주시 전체를 대상으로 토양유실량 산정을 실시하였기에 광역적인 결과만을 제시하는 한계점을 가지고 있다. 따라서, 향후 경주국립공원, 형산강 유역 등 세부적이고 미시적인 분석을 통해 토양유실량을 분석한다면 경주시와 더불어 경상북도 동남부의 토양유실에 대한 저감대책과 토양환경 보전대책을 수립하는데 유리할 것으로 생각된다. 또한 RUSLE와 USLE간의 결과 비교 및 RUSLE와 기타 예측방법과 상호 비교 연구가 이루어진다면 보다 정확하고 우수한 예측모형이 개발될 수 있을 것으로 기대된다.
따라서, 향후 경주국립공원, 형산강 유역 등 세부적이고 미시적인 분석을 통해 토양유실량을 분석한다면 경주시와 더불어 경상북도 동남부의 토양유실에 대한 저감대책과 토양환경 보전대책을 수립하는데 유리할 것으로 생각된다. 또한 RUSLE와 USLE간의 결과 비교 및 RUSLE와 기타 예측방법과 상호 비교 연구가 이루어진다면 보다 정확하고 우수한 예측모형이 개발될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 경주시 전체를 대상으로 토양유실량 산정을 실시하였기에 광역적인 결과만을 제시하는 한계점을 가지고 있다. 따라서, 향후 경주국립공원, 형산강 유역 등 세부적이고 미시적인 분석을 통해 토양유실량을 분석한다면 경주시와 더불어 경상북도 동남부의 토양유실에 대한 저감대책과 토양환경 보전대책을 수립하는데 유리할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	토양유실량 산정 기법 중 하나인 USLE은 무엇인가?	토양유실량 산정 기법 중 하나인 USLE(Universal Soil Loss Equation)는 1960년대 농경유역의 토양 유실 예측을 위해 미국에서 개발된 것으로 범용적 활용이 가능하며, 기후, 토양 토지피복, 토지이용 등의 변수를 이용하여 토양유실량을 추정하는 공식으로서 이를 개선한 것이 RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)이다(노진욱, 2008). 이는 USLE가 농경지 중심의 토양유실량 분석기법인 것에 비해 RUSLE는 유역차원에서 분석이 가능하며, USLE보다 많은 현장자료를 추가하여 보완된 기법이기 때문에 범용성이 USLE보다 우수하다(최윤영·최정우, 2010; 이근상 등, 2011).
	RUSLE은 USLE과 비교하여 어떤 단점이 있는가?	RUSLE은 미국농무부에서 개발된 공식으로 USLE와 기본 공식은 같으나 인자별 환경에 맞게 보완된 것이며, 토양 유실량의 오차가 작다는 장점이 있다(임현수, 2005). 그러나 USLE보다 요구되는 자료가 세밀하다는 어려움이 있으며(최윤영·최정우, 2010), 경주시와 같은 중소도시에는 이러한 자료구축이 미흡한 상태이기 때문에 기본 자료를 활용하였다. 본 연구에서 토양유실량(ton/㏊/yr)을 예측하기 위한 RUSLE 공식은 다음 식 1과 같다.
	토양침식은 무엇의 원인이 되는가?	토양침식은 유역에서의 침전물 증가와 같은 물리적 현상뿐만 아니라 토사와 함께 인, 질소 및 농약과 같은 오염물질이 수계로 유입되어 부영영화와 같은 수질오염의 원인이 된다(고지연 등, 2006). 또한 토지의 생산성을 감소시키며, 부착된 퇴적물과 영양퇴적물은 조류(藻類)와 같은 수생생물의 성장과 확산을 증가시킨다(이길하 등, 2008).

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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