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설마천 소유역 내 사면에서의 토양수분의 시계열 관측연구
Soil Moisture Monitoring at a Hillslope located Sulmachun Watershed 원문보기

한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집, 2008 May 22, 2008년, pp.593 - 597  

주승효 ,  김상현 ,  곽용석 ,  이진원 ,  정성원

초록
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유역에서의 강우사상에 따른 일련의 수문학적 과정의 규명과 수자원의 효율적 관리를 위한 토양함수량을 산정하는데 토양수분의 시공간적 분포특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 연구유역은 경기도 파주시 적성면 설마리의 설마천 유역 내에 위치한 소유역이다. 대상유역의 정밀측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 획득 하였다. 이 수치고도모형에 사용하여 수치지형분석을 통해 총 21지점을 선정하였다. 토양수분의 연직방향 변화를 알아보기 위해 각 지점의 10, 30, 60cm 깊이에 센서를 설치하여 토양수분을 측정하는 TDR (Time Domain Reflectometry)방식인 MiniTRASE를 이용하여 총 50채널을 통해 매 2시간 간격으로 토양수분의 변동을 관측하였다. 토양수분의 시공간적 분포특성을 분석하기 위해 획득된 자료를 바탕으로 시계열공간 분석 및 통계분석을 수행하였다. 토양수분 시계열에 대한 공간분석은 토양수분의 사면에서의 공간적인 분포가 사면의 지형적인 형상에 의해서 영향을 받는다는 것을 보여주고 있다. 그리고 통계분석을 통해 평균치의 표준편차가 대상 기간 동안 일정한 것으로 나타났고, 이는 대상사면에서의 토양수분 분포 특성이 기후나 식생의 변동성에 영향을 받지 않고, 지형이나 토질 같은 정적인 인자에 주로 영향을 받는다는 가설을 뒷받침한다. 이 결과는 토양수분의 시공간적 분포양상의 파악과 국내 사면에서의 수문기작들을 규명하는데 기여를 할 것으로 판단된다.

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문제 정의

  • 토양수분은 식생의 상호작용으로 인하여 토양수의 균형과 생태수문학(ecohydrology)의 가장 중요한 인자임으로 (Rodriguez-Iturbe 2000), 토양수분의 공간적인 구조와 이의 시간에 대한 변동양상은 식생의 원인과 결과를 동시에 제공하고 있으며, 이는 대기와의 상호작용으로 인하여 관련된 총체적인 물 수지와 직접적인 연관을 가지고 있다(Porporato Rodriguez-Iturbe, 2002). 유역 지형이 70% 이상 산지로 이루어져 있어서 지형의 변화가 토양수분의 공간적 분포에 상당한 영향을 줄 것으로 예상되는 국내 유역의 특성을 고려하여, 본 연구에서는 산지사면의 토양수분을 체계적으로 측정하는데 필요한 시스템의 구축을 위한 기초조사, 사전 분석 및 시스템의 설치와 운영에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 우수한 토양 수분 측정 장비인 TDR 장비 매설에 앞서 경기도 파주시 적성면 설마리의 설마천 유역내 감악산 범륜사 우측 산지 사면을 측정대상 사면으로 선정하였다.
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