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분류방법에 따른 수문학적 토양유형 비교

Comparison of Hydrologic Soil Groups with Classification Method

한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, 2007 May 17, 2007년, pp.97 - 105  

정강호 (농업과학기술원 토양관리과) ,  허승오 (농업과학기술원 토양관리과) ,  손연규 (농업과학기술원 토양관리과) ,  박찬원 (농업과학기술원 토양관리과) ,  하상건 (농업과학기술원 토양관리과) ,  김남원 (한국건설기술연구원)

초록
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수문학적 토양유형은 복잡하게 세분되어 있는 토양의 종류를 수문학적인 목적에 따라 단순화하기 위해 만든 것으로 미농무성 토양보전국에서 고안한 개념이다. 우리나라 토양을 이 방법으로 구분하고자 하는 몇번의 시도가 있으며 그 중 대표적인 것이 정 등(1995)이 분류한 수문학적 토양군이다. 이는 토양의 침투 투수특성에 대한 실측자료가 부족한 우리나라의 실정을 감안하여 토성속(textural family), 배수등급(drainage class), 불투수층(impermeable layer), 투수성(permeability)의 네가지 토양특성을 분류특성으로 하여 각각에 1-4점 범위로 점수를 매긴 후 합산한 점수를 기준으로 수문학적 토양유형을 분류하는 것이다. 최근에는 토양의 한계침투속도에 따라 수문학적 토양유형을 분류하고자 하는 시도가 있으며 본 논문에서는 새로운 방법으로 분류할 때 기존의 방법과 어떠한 차이가 있는지 비교하고자 하였다. 정 등(1995)의 분류방법은 개념상 몇가지 문제점을 안고 있다. 먼저 토양의 수리특성은 같은 토성속이라 하여도 토양생성 과정과 토지이용 방법에 따라 그 차이가 매우 큼에도 불구하고 이에 대해 고려하지 못하였으며 다음으로 지표유거가 많아 배수가 양호한 토양의 강우 유출을 과소평가한다. 또한 얕은 토심에 존재하는 불투수층이 존재하는 경우 토양의 수리특성에 관계없이 적은 양의 강우에도 유출이 발생하므로 별도의 제한인자로 간주하여야 한다. 토양의 한계 침투속도를 이용한 분류방법은 이러한 문제점을 상당 부분 개선할 수 있다. 토양의 한계침투속도를 산정하기 위해 현장에서 지표 한계침투속도와 투수속도를 측정하였으며 이 자료를 확장하여 해석하기 위해 입자특성을 이용한 Pedo Transfer Function을 개발하였다. 토심 50 cm 포화시 토양 투수성을 한계 침투속도로 가정하였으며 50 cm 이내에 암반층과 지하수위가 존재할 경우 투수성에 관계없이 D유형으로 분류하였다. 새로운 방법으로 분류한 결과 기존의 분류와 몇가지 차이점이 발견되었다. 가장 큰 차이는 대부분의 논토양이 느린 한계침투속도의 영향으로 D유형에 속한 것이다. 산림토양과 밭토양은 기존 방법과 마찬가지로 A, B유형이 많았으며 암반층을 고려하기 전에는 기존 분류에 비해 강우 유출 가능성이 적은 쪽으로 평가되었다. 그러나 암반층이 존재하는 토양을 고려한 결과 A 또는 B 유형에 속하던 상당수의 산림토양이 새로운 분류에서 D유형으로 분류되었다. 지표 유거가 많아 배수등급이 매우양호로 분류되던 토양은 정 등(1995)의 분류와 비교하여 대부분 강우 유출 가능성이 큰 쪽으로 조정되었다. 새로운 수문학적 토양유형을 이용할 경우 낮은 토심에서 암반층이 발견되는 산림토양이 분포한 유역이나 산림, 밭 등에 식질 토양이 많이 분포하는 유역에서는 기존의 방법을 이용하는 것보다 강우 유출량이 높게 평가될 것으로 판단된다. 앞으로 강우 유출량 실측자료와의 비교를 통해 지속적인 보정을 하여야 할 것이며 특히 불투수층의 존재시 일괄적으로 D유형으로 분류된 토양의 경우 깊이에 따라 C 또는 D 유형으로 세분하여 조정할 필요가 있다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 농업과학기술원 기본과제인 "유출곡선 지수법의 적용을 위한 수문학적 토양유형 분류”와 한국건설기술연구원의 수자원의 지속적 연구개발사업으로부터 지원받은“지표수의 토양 침투 투수특성 해석” 연구에서 도출된 결과로 집필하였으며 연구비를 지원한 기관에 지면을 빌어감사의 뜻을 밝힙니다.
  • 따라서 우리나라 토양에 대한 수문학적 토양유형을 분류하고자 하는 여러가지 시도가 있어 왔으며 대표적인 시도가 정 등(1995)이분류한 수문학적 토양군이다(선행 연구자가 수문학적 토양군이라는 용어를 사용하였음에도 불구하고 본고에서 굳이 수문학적 토양유형으로 용어를 변경한 것은 토양분류체계 중 대군(great group), 아군(subgreat group)과의 혼동을 피하기 위함임). 이 논문에서는 토양의 침투 투수특성에대한 실측자료가 부족한 우리나라의 실정을 감안하여 토양의 정성적인 특성을 가지고 수문학적토양유형 분류를 시도하였다. 이때 사용된 분류특성은 토성속 (textural family), 배수등급 (drainage class), 불투수층(impermeable layer), 투수성 (permeability)의 네가지로 각각의 분류특성에 점수를 매겨 합산한 점수를 기준으로 수문학적 토양유형을 분류하였다.
  • 이는 토양의 침투 투수 특성에 대한 실측자료가 부족한 우리나라의 실정을 감안하여 토성속(textural family), 배수등급(drainage class), 불투수층(impermeable layer), 투수성 (permeability)의 네가지 토양특성을 분류특성으로 하여 각각에 1-4점 범위로 점수를 매긴 후 합산한 점수를 기준으로 수문학적 토양유형을 분류하는 것이다. 최근에는 토양의 한계침투속도에 따라 수문학적 토양유형을 분류하고자 하는 시도가 있으며 본 논문에서는 새로운 방법으로 분류할 때 기존의 방법과 어떠한 차이가 있는지 비교하고자 하였다. 정 등(1995)의 분류방법은 개념상 몇 가지 문제점을 안고 있다.

가설 설정

  • 배수등급에 영향을 주는 인자는 지표유거, 침투, 지하수위 등이며 불량, 약간불량, 약간양호, 양호, 매우양호의 5등급으로 구분된다. 세 번째로 불투수층은 지하수위, 암반, 점토반층 등의 이유로 물이 투수되지 못하는 층위를 뜻하며 네 번째로 투수성은 토양에서 물이 아래로 이동하는 속도로서 물로포화된 상태를 가정한다. 투수성 등급은 매우느림에서 매우빠름까지 7등급으로 구분된다.
  • 미국에서는 토심이 1D cm 미만을 매우얕음 (Very shallow), 10-30 cm 를 얕음 (Shallow), 30-50 cm 를 약간깊음 (Moderately deep)이라고 보며 우리나라에서는 20 cm 미만을 매우얕음, 20-50 cm를 얕음으로 본다. 이러한 기준으로 볼 때 5Dcm 토심까지 포화된 조건의 한계침투속도를 수문학적 토양유형 분류를 위한 분류특성으로 가정하는 것이 합당하다고 가정하였다. 토양통 설명서의 토양층위별 입도분포 및 유기물함량을 이용하여 50 cm까지의 투수성을 산정하였다.
  • 토양의 한계침투속도를 산정하기 위해 현장에서 지표 한계침투속도와 투수속도를 측정하였으며 이 자료를 확장하여 해석하기 위해 입자특성을 이용한 Pedo Transfer Function을 개발하였다. 토심 50 cm 포화시 토양 투수성을 한계 침투속도로 가정하였으며 50 cm 이내에 암반층과 지하수위가 존재할 경우 투수성에 관계없이D유형으로 분류하였다. 새로운 방법으로 분류한 결과 기존의 분류와 몇가지 차이점이 발견되었다.
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