| 연구개발개요 |
○ (활용성) 토양수분량은 국가 물 관리에 직접 활용되는 자료 - 물 순환 과정의 규명, 홍수 및 가뭄 예보, 유출 해석 및 모형 개발, 물 수지 분석, 작물의 소비수량 산정, 산사태와 같은 재해, 기상예보 정확도 향상 등○ (법적측면) 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」에 규정된 사항○ (국가계획) 수문조사선전화5개년 계획(2005)○ 국가토양수분량 관측망 구축(25개소) - 한강(8개소), 낙동강(8개소), 금강(5개소), 섬진강(2개소), 영산강(2개소) - 국가토양수분량 관측망은 향후 원격탐사 기법과 연계를 고려하여 구축된 관측망으로서 대상유역의 대표성 등을 종합고려 구축(한국수자원조사기술원)○ (필요성) 토양수분량 조사에 관한 사항은 법적으로 강제된 사항이나 아직까지 토양수분량 계측시스템에 대한 연구개발이 전무하여 전국적으로 확대되지 못하고 있는 실정 - 국가토양수분량 관측망을 기반으로 전국단위 토양수분량 자료 생산이 필요하고, 이를 위한 「토양수분량 계측시스템 설계 기법」에 대한 연구개발 필요
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| 최종목표 |
대상유역의 특성을 대표할 수 있는 「면 단위 개념의 토양수분량 계측시스템 설계 기법」을 개발하여 전국단위 토양수분량자료의 생산 및 활용을 목표로 하고 있다. 토양수분량은 대상유역의 유출기구 특성을 좌우하는 지배인자로서 강우에 의한 유역의 응답으로 발생하는 강우-유출 매커니즘을 규명하는 데도 중요한 역할을 한다. 그렇기 때문에 토양수분량은 대상유역을 대표할 수 있도록 계측되어야 자료의 다목적 활용성을 증대시킬 수 있다. TDR 혹은 FDR과 같은 점 단위 개념의 계측시스템은 한정된 지점에 설치되어 운영되고 있지만, 전 세계적으로 면 단위 개념의 계측시스템에 대한 연구개발 성과는 미진하다. 이와 같은 점을 감안하여 볼 때 Cosmic-Ray와 같은 측정장비를 활용할 수 있는 연구개발이 시급해 보인다. 토양수분량 조사에 대한 연구개발은 향후 지상관측소와 인공위성을 연계하는 방향으로 진행되어야 할 것으로 보인다. 토양수분량은 대상유역의 토양형이나 토지피복, 유효토심, 사면경사 등 여러 인자에 영향을 받아 시공간적으로 매우 상이한 특성을 갖기 때문에 많은 수의 관측소를 설치？운영한다고 하더라도 전국단위를 대표할 수 있는 토양수분량을 생산하는 데는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해서는 지상관측소에서 생산된 자료를 검증자료로 활용하여 인공위성 자료로 산정되는 토양수분량의 신뢰도를 향상시키는 것이다. 최근 인공위성을 활용하여 토양수분량을 산정하는 연구개발은 미국 등 선진외국에서 활발히 진행하고 있다.
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| 연구내용 및 범위 |
우리나라 대상유역의 특성을 대표할 수 있는 면 단위 개념의 토양수분량 계측시스템 설계 기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 현재 국내외적으로 토양수분량을 측정하기 위해 유전율식(TDR, FDR) 장비가 이용되고 있으나, 이는 점(point) 개념의 계측시스템으로 대상유역의 특성을 대표하지 못하여 자료 활용성에 많은 제약을 받고 있다. 대상유역을 대표할 수 있는 토양수분량을 생산하기 위해서는 면(polygon) 개념의 새로운 방식의 계측시스템 개발이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 대표성을 가지를 토양수분량을 측정하기 위해 면 개념의 토양수분량 계측시스템을 개발하고자 함이며, 이를 통해 국가 토양수분량 관측소가 확대될 수 있는 기반을 마련하고자 한다. 현재 면 개념의 토양수분량을 계측할 수 있는 장비에는 Cosmic-Ray가 있으나, 이를 직접 대상유역에 활용하기 위해서는 Cosmic-Ray의 매개변수에 대한 많은 검？보정 작업을 필요로 한다. 본 연구의 목표는 토양수분량의 신뢰도를 좌우하는 Cosmic-Ray의 매개변수를 최적화시키는 연구라 할 수 있다. Cosmic-Ray의 매개변수는 기상상황과 대상유역의 토양특성과 토지피복, 토양의 깊이, 지면경사 등에 영향을 받기 때문에 매개변수 최적화 시에는 이를 고려해야 한다. 본 연구는 점(TDR, TDR)과 면(Cosmic-Ray) 개념의 방식을 연계하는 방식으로 진행하고자 한다. 이를 위해서는 일정기간 동안의 시험유역 운영이 필요하며, 시험유역은 강수량, 유량, 증발산량 관측소가 위치해 있어 물 수지 분석 등 다양한 분석이 가능한 유역에서 선정해야 한다. 본 연구를 통해 도출된 토양수분량 계측시스템은 시험유역을 통해 도출된 결과이기 때문에 본 계측시스템을 그대로 다른 유역에 적용하는 것은 다소의 무리가 있을 것으로 보인다. 향후 다양한 현장조건을 갖는 시험유역을 운영한다면 전 국토에 적용 가능한 토양수분량 계측시스템이 개발될 수 있을 것으로 판단된다. 시험유역에 토양수분량 계측시스템을 구축하는 방법도 아직까지 국내에 적용된 연구사례가 없기 때문에 미국과 호주 등의 적용사례 등을 수집하여 참고자료로 활용할 계획이다. 1) 한국수자원조사기술원 ○ 한국형 토양수분량 계측 기술 및 방법 가이드라인 제시 - 토양수분량 계측시스템 구축을 위한 대표성 분석 가이드라인 제시 - 토양수분량 계측시스템 설계를 위한 기법 제시 - 시험유역 선정 및 운영 기법 제시 - 토양수분량 품질관리 및 관측소 운영 가이드라인 제시 - 토양수분량 자료를 활용한 물 수지 분석 기법 제시 - 국가차원의 토양수분량 자료 활용 방안 제시2) 성균관대학교 ○ Cosmic-Ray를 활용한 지역적 규모의 토양수분 산출 알고리즘 개발 - 시험 유역에서의 Cosmic-Ray 매개변수 교정 및 산정 - Cosmic-Ray 매개변수 최적화 기법 제시 - Cosmic-Ray의 공간 대표성 확인 - Cosmic-Ray 알고리즘 및 관측 시스템 운영의 고도화 ○ 원격탐사기법과 Cosmic-Ray 기법의 연계 방안 제시 - 장기 토양수분량 조사 방안 마련
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