산사태 및 토석류 등 산지토사재해는 발생 시기, 장소, 규모 등의 3가지 요소를 정확히 예측해야만 피해를 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 산지토사재해의 예측 정확도 향상을 위해 발생 시기, 장소, 규모 등 예측기술의 종합적 개선을 시도하였다. 우선 산사태의 발생 시기 예측에 있어 선행강우의 영향을 고려한 Tank모델을 적용하여 지역별 새로운 산사태 기준을 제시하였다. 산사태 위험장소 예측향상을 위해 항공영상 촬영으로 획득한 최근의 산사태 발생장소 1,900여개소를 이용하여 로지스틱 회귀분석을 통한 산사태 위험지 판정식을 개발하였다. 또한 상대적으로 연구가 미흡하였던 산사태 발생으로 인해 하류에 큰 피해를 미치는 토석류의 피해규모 예측을 위해 RWM(Random Walk Model)을 개발하였으며 모델적용을 위한 유역단위별 최적 매개변수 추정방법을 개발하여 토석류의 피해범위를 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 특히 본 기법들은 어느 특정 유역 및 사면만을 대상으로 하는 것이 아니라 우리나라 전국 규모의 예측에 활용될 수 있다는 점에서 의의가 크다고 할 수 있다. 따라서 소유역 단위의 물리모델에 의한 결과 보다 정확도가 떨어질 수 있다는 지적도 있지만, 대면적을 대상으로 비교적 단순한 모델에 의해 정확도를 확보할 수 있다는 점에서 활용성이 매우 높을 것으로 기대된다.

In this paper, time series of soil moisture were measured for a steep forest hillslope to model and understand distinct hydrological behaviours along two different transects. The transfer function analysis was presented to characterize temporal response patterns of soil moisture for rainfall events. The rainfall is a main driver of soil moisture variation, and its stochastic characteristic was properly treated prior to the transfer function delineation between rainfall and soil moisture measurements. Using field measurements for two transects during the rainy season in 2007 obtained from the Bumrunsa hillslope located in the Sulmachun watershed, a systematic transfer functional modeling was performed to configure the relationships between rainfall and soil moisture responses. The analysis indicated the spatial variation pattern of hillslope hydrological processes, which can be explained by the relative contribution of vertical, lateral and return flows and the impact of transect topography.

We compared equilibrium evaporation(Eequili) eddy-covariance(Eequili) with soil moisture data(ESMseries) which were measured with a 2 hours sampling interval at three points for a humid forest hillslope from May 5th to May 31th in 2009. Accumulations of Eeddy, Eequili for the study period were estimated as 2.52, 3.28 mm and those of ESMseries were ranged from 1.91 to 2.88 mm. It suggested that the eddy-covariance method considering the spatial heterogeneity of soil evaporation is useful to evaluate the soil evaporation. Method A, B and C were proposed using mean meterological data and daily moisture variation and the computations were compared to eddy-covariance method and equilibrium evaporation. The methods using soil moisture data can describe the variations of soil evaporation from eddy-covariance through simple moving average analysis. Method B showed a good matched with eddy-covariance method. This indicated that Dry Surface Layer (DSL) at 14:00 which was used for method B is important variable for the evaluation of soil evaporation. The total equilibrium evaporation was not significantly different to those of the others. However, equilibrium evaporation showed a problem in estimating soil evaporation because the temporal tendency of Eequili was not related with the those of the other methods. The improved understanding of the soil evaporation presented in this study will contribute to the understandings of water cycles in a forest hillslope.

산림사면에서 수문학적 과정을 이해하는데, 증발산 중 토양증발을 구분하여 규명하고 정량화하는 것은 도전적이지만 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 2009년 5월 22일부터 31일까지 총 10일 동안에 습윤한 산림사면에서 세 지점에서 깊이별 토양수분을 집중 측정하고, 분석하여 토양증발과 관련 기작에 대해 연구하였다. 토양증발을 평가하는 방법은 토양수분자료의 물질수지(ESM), Penman식(1948) 그리고 수정된 Penman식(Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발(Eequili))이다. ESM을 계산하기 위해서는 지표면의 에너지 균형식을 이용하여 토양내의 증발깊이(DSL, dry surface layer)를 평가하였다. 그 결과, 각 지점(A, B, C)의 2시간별 10일 동안의 누적 증발량(ESM)은 약 2.09, 1.80 그리고 2.88mm으로 평가되었다. Penman식(1948), Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발(Eequili)의 누적 증발값은 각각 4.91, 8.80, 8.63 그리고 3.28mm으로 ESM보다 높은 값들을 보여주고 있다. 산림 내 토양증발은 직접적인 복사량과 바람의 영향보다는 낙엽층과 DSL으로인해 토양 내의온도상승과 대기와의 상호작용을 통해서 일어난다. 이는 ESM는 복사량의 변화보다 2∼4시간 정도의 시간적 지체(time lag)가 보이기 때문이다. DSL과 지표저항(rs)은 토양수분이 감소함에 따라 선형적으로 증가하였다. 관측된 장력 및 토양수분의 수직적 분포를 분석함으로써 확보되는 DSL 값은 에너지 방정식에 의해서 추정된 값과 유사하게 나타났다.

이 연구에서는 산지사면에서 측정된 토양수분의 상관관계 분석을 수행하고, 이를 통하여 사면에서 발생되는 수문과정의 이해를 도모하였다. 토양수분을 변화시키는 공통된 주요 수문기상인자인 강우의 추계학적인 특성을 토양수분의 시계열로부터 제거하고, 상관성 분석을 수행하였다. 경기도 파주 설마천 범륜사에 위치하고 있는 사면에서 2007년 8월 1일에서 27일 사이의 기간과 동년 9월 18일에서 10월 8일간의 기간에 토양수분 자료를 사용하여 분석을 수행하였고, 수

유역에서 물의 평균체류시간은 강우에 의해 토양에 강우 등으로 인해 수분이 침투하여 유출되기까지 소요되는 평균 시간이며, 침식, 식생분포, 유출기작 등을 지배하는 수문학적 과정을 이해하는데 중요한 요소이다. 물의 평균체류 시간을 산정하는 대표적인 방법인 방사성 동위원소에 의한 추적자법은 계산과정이 복잡하고 많은 비용이 들면서도 간접적인 방법임으로, 본 연구에서는 토양수분의 거동을 관측해 산지사면에서 물의 평균체류시간을 산정하는 보다 직접적인 방법을 고안하

토양수분의 거동을 파악하기 위해서 설마천 유역의 범륜사 사변에 TDR(Time Domain Reflectometry)을 설치하여 시공간적, 계절적 특성을 파악하였다. 대상유역을 정밀 측량하여 수치지형 모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 이를 흐름분배 알고리즘에 적용하여 흐름범위 안에서 역측량을 통해서 측정지점을 선정하여 모니터링 시스템 을 구축하였다. 2003년 11월에 380시간, 2004년 5월 6월에 1037시간 동안의 장

국내 산지사면에서의 토양수분의 시공간적 분포를 파악하기 위한 동축 다중체계의 TDR (Time Domain Reflectometry)을 설마천 유역의 범륜사 사면에 구축하고 토양수분 집중 모니터링을 실시하였다. 대상사면을 정밀 측량하여 정밀 수치지형모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 흐름분배알고리즘에 적용하여 측정지점을 선정하였고 역 측량을 통한 효율적인 측정 체계를 구축하였다. 2003년 11월중의 380시간 동안의 집중 모니

국내산지사면의 토양수분 시공간적 분포상황을 파악하기 위한 토양수분 측정법이 개발되었다. 대상유역을 정밀측정하여 수치고도모형을 구성한 다음 흐름분배 알고리즘을 적용하고 공간적 변화의 대표성을 최대화하기 위한 측정체계를 구축하였다. 토양수분이 강우-유출형성과정에 기여하는 기작을 표현하는 유도과정도 전개되었다. 측정은 설마천 유역의 법륜사 우측사면에서 수행되었다. 다중 측정망의 운영을 통하여 시공간적으로 변화하는 토양수분 자료를 획득하였다. 습한 조건에서 토

TOPMODEL의 지하수면길이 분포에 대한 예측능력을 평가하기 위해 2개 기본가정과 지하수면깊이에 대한 지배방정식을 검증하였다. 검증에는 토양두께가 얇은 급경사 사면의 수문관측과 토양조사 자료를 이용하였다. 조사사면에서 지하수면반응과 토양의 수리적 특성은 지형경사와 평행하는 수리경사, 지하수면깊이에 지수함수적으로 감소하는 투수량계수 등과 같은 TOPMODEL의 기본가정과 일치하였다 토양의 투수량계수감소율(f)과 토성은 지표부터 깊이 0.3m까지 사면전체

급사면에 관측정, 텐시오메타, 트렌치 등의 시설을 설치하고 포화대의 형성 과정과 중간류의 유출특성을 관측하여 분석하였다. 사면의 토양이 건조한 때에 내린 강우(총강우량 103mm)에 의해 포화대는 사면 상부 관측정부터 형성되기 시작하여 강우 종료 수 시간 후에 사면 전체에 발달하였다. 이 포화대는 포화대 형성에 필요한 것보다 적은 양의 강우에 의해 형성되었고, 포화대내의 일부 깊이의 토양 수분이 불포화 상태이었기 때문에 포화대는 침투수가 일부 토양만을