KORSLE
한국형 표토침식 예측모델 개발
기관별 주요 연구 내용
범용토양유실공식의 각 인자를 최근, 한국의 자료로 구축하였음
- 월강우량에 의한 월별/지역별 강우침식능인자 산정 방법 제시
유기물함량은 계절에 따라 변화함
- 유기물함량을 고려한 월별/지역별 토양침식성인자 제시
자료의 해상도에 따라 결과는 상이할 수 있음
- 경사장·경사도인자인자 산정을 위한 활용도 높은 해상도 제시
연중 작물의 생장에 따라 지표피복상태는 변화함
- 월별/지역별 지표피복인자 제시
동일경사라도 작물이 다를 수 있음
- 지역별/경사별 경작방법인자 제시
- R: 일단위 강우량자료로 인자 산정 가능하도록 함
- K: 유기물 함량은 계절에 따라 변화, 이를 반영하고자 함
- LS: 수치표고모형의 적당한 해상도 결정 시도
- C: 작물의 생장에 따라 지표 피복 상태 변화 반영
- P: 지역에 따라 경사도에 근거하여 재배되는 작물 현황을 반영
금강, 낙동강, 한강, 섬진강, 영산강 유역에 대해 시범 적용
당해 연도에 해당하는 연구 내용의 미계측 지역 조사 확대 필요
1. 연구수행내용
기존 Lysimeter Data 검토 및 운영 개선사항 제안
- - 국내 Lysimeter 운영 기관 및 운영 현황/방법 파악
- - 문헌 연구 및 자료협조를 통한 Lysimeter Data 구축 현황 파악
- - 한국형 표토침식 예측모델 입력자료 구축을 위한 Lysimeter 운영 개선사항 도출
전국 강우자료를 이용한 한국형 강우인자(R) 확립
- - '표토 침식 조사 및 보전 종합대책 마련 연구'에서 제시한 전국 강우인자(R)은 일부 지역의 강우인자가 제시되어 있지 않은 문제점이 있음
- - 기상청에서 운영하고 있는 지상기상관측망 강우 관측 자료를 검토하여 강우인자(R) 제시
기상을 고려한 토양인자(K) 개선
- - 기물의 분해속도는 기후에 의해 영향을 받기 때문에, 기상변화에 따른 회귀식을 산정하여 유기물함량의 변화를 고려할 수 있도록 토양인자(K) 개선
식생피복인자(C)/Time-variant C 산정
- - 기문헌연구를 통한 국내/외 식생피복인자(C) 분석
- - '표토침식조사 및 보전 종합대책 마련 연구'에 제시되어 있는 대표토지이용에 따른 식생피복인자를 확장하여 대표작물의 식생피복인자(C) 제시
- - 국내 주요 작물/식생 성장을 고려한 Time-variant 식생피복인자 제시
지형인자(LS) 적용방안 수립 등
- - 수치지도를 활용해 구축된 DEM 해상도에 따른 LS 인자 산정 범위 비교
- - 행정구역별/소유역별 등 평균 LS인자 비교
- - 기존 LS 산정 방법의 최대 경사장 (400ft) 국내 적용성 검토
- - 3차년도에 DEM 해상도별 전국 표토침식 예측 결과 비교
시범적용을 통한 기존 모델과의 비교/분석
- - '표토 침식 조사 및 보전 종합대책 마련 연구'에서 제시된 표토유실량 산정 인자와 과업을 통해 개선된 표토유실 산정 인자 비교
- - 시험적용 대상지역 선정을 통해 적용 결과 비교
- - 문제점 도출 및 개선 방안 분석
2. 기대효과 (환경적, 사회적, 기술적)
(1) 기술적 측면
- - 현재 상용되고 있는 ULSE 모델은 국외의 데이터 기반으로 구축되어 한국의 지리적ㆍ공간적 특성을 고려하지 못하지만 본 연구에서 개발할 한국형 표토침식예측 모델은 국내 환경여건에 맞게 수정ㆍ보완하여 한국형 표토침식을 예측할 수 있음
- - 한국형 표토 침식모델이 개발 및 검증이 되면 한국의 지리적ㆍ공간적 특성을 고려한 D/B를 구축하고, 표토 침식현황을 파악하여 표토침식 취약지역을 선정할 수 있을 것으로 기대됨
- - 또한, 선정된 침식취약 지역의 특성인자를 고려한 침식방지 기법을 비교 및 분석하여 침식방지기법을 제시함으로써 표토자원의 보전, 제도 및 정책 반영 안을 제시할 수 있을 거라 판단됨
(2) 환경적 측면
- - 본 연구의 성과물인 한국형 표토침식 예측 모델은 전국 표토침식도를 작성하고, 이를 통해 국내의 표토침식량의 현황을 파악하는데 매우 유용할 것이며, 표토침식 취약지역 설정이 가능해 사후관리가 아니 사전예방 차원의 적절한 표토침식 방지대책을 수립이 가능할 것임
- - 이를 통해 표토침식에 의해 유발되는 다양한 환경적 피해를 최소화할 수 있을 것이며, 특히 표토 보전 뿐만 아니라 토양유실에 의해 발생되는 수질오염을 예방하여 하천 및 호수의 건전성을 유지할 수 있을 것임
(3) 경제적ㆍ산업적 측면
- - 환경부는 한국의 표토가 약 26.4조원으로서의 가치를 가지고 있는 것으로 평가하였으며 표토를 보다 체계적으로 관리해야 한다고 지적함. 본 연구에서 개발할 한국형 표토침식예측 모델을 활용하여 표토침식 취약지역 선정하고 침식방지 기법을 제시되면 방지대책을 수립하기 위한 사업들이 진행되어 표토침식 방지 사업이 활성화 시킬 수 있음
- - 또한, 표토 침식방지 사업이 활성화됨에 따라 표토침식 취약지역의 표토유실을 사전에 차단함으로써 표토 활용분야에서의 경제손실을 방지할 수 있음
(4) 일자리창출 측면
- 본 연구는 GIS의 전문적인 활용과 분석 능력 그리고 표토침식 관련 주요 인자에 대한 이해 등 다양한 분야의 전문 인력이 필요함
- - 또한 연구를 통해 구축되는 방대한 양의 표토침식 DB 구축의 지속적인 수정/보완/관리를 위해서는 장기적인 전문 인력 양성이 필요할 것으로 판단됨
- - 그리고 표토침식 방지를 위해 표토침식 발생 특성 이해와 공간적 조건에 적절한 방지대책 수립/적용/관리를 위한 산/학/연 전문 인력 양성이 필요하며 이에 따른 일자리 창출 효과가 클 것으로 판단됨
3. 표토보전 종합계획 중점추진과제(11개)별 활용방안
- 현행 환경부 고시에서는 USLE모델을 기준으로 표토침식량을 산정하고 있으며, USLE의 일부 인자값들은 외국의 데이터를 기반으로 구축되어 있어 국내 환경여건을 정확히 반영하지 못하므로 제한점을 갖음
- 그러므로 본 연구를 통해 개선 및 보완될 USLE 인자 값들은 향후 한국을 대상으로 한 표토침식량 산정 연구에 기반이 되는 데이터로 활용이 가능하며, 국내 표토침식 우심지역 선정에 기초자료로 활용될 수 있음
- 그리고 한국형 표토침식 모델의 검증 및 평가를 통한 데이터베이스 구축은 현재 국내에서 연구가 미비함으로 본 과업에서 제시하게 될 데이터베이스는 국내 표토침식산정 연구에 초석이 될 수 있음
- 또한 본 연구에서 수행할 표토 침식현황 파악 결과 Map은 국가단위의 표토침식 취약지역 파악을 용이하게 하며, Map은 효율적 표토침식 관리지역 설정 방안 제시에 활용될 수 있음
- 따라서 국가정책 수립 시 국내 실정을 반영한 표토침식평가가 가능함에 따라 기존의 정책보다 정확하고 효율적인 정책 수립에 기여할 수 있을 것이라 판단되며, 표토침식 취약지역 관리방안은 자원으로써의 표토보전 및 침식방지에 활용될 수 있음
4. 세부과제별 연계 방안
- 본 과업의 목표는 국내에서 중·장기적인 표토침식을 예측할 수 있는 기법을 개발하는 것으로 "표토침식 조사 및 보전 종합대책 마련 연구"에서 제안하고 "표토의 침식 현황 조사에 관한 고시"의 "표토의 침식량 산정 방법"에서 제시한 표토침식 예측모형의 각 인자를 수정 및 보완하는 것임
- 토양유실 예측 기법인 범용토양유실공식(Universal Soil Loss Equation; USLE)은 강우침식능인자, 토양침식성인자, 경사장·경사도인자(지형인자), 지표피복인자, 경작방법인자와 같은 5개 인자를 필요로 함
- 본 과업을 통해 개발된 지표피복인자와 토양침식성인자는 총괄에서 개발하고 있는 MUSLE를 이용한 Web-GIS 표토 침식 예측 시스템에 단기 토양유실 예측을 위한 입력자료로 바로 활용 될 수 있음
- 또한 5가지 인자를 통해 Web-GIS 표토 침식 예측 시스템에 중·장기적인 표토 침식 예측 메뉴로 추가 구성되어 일반 국민들에게 서비스 할 수 있을 것임
5. 사업화 방안 및 후속 기술개발 계획
- ArcGIS에 대한 기본적인 지식이나 경험을 가진 지자체 공무원이 표토침식에 취약한 지역을 선별할 수 있는 툴을 개발할 수 있으며, 이는 토양유실 대책 관련 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대됨
- 표토 침식 예측 시스템 개발을 통해 토양침식 우려가 있는 지역에서 작물재배전환에 따른 토양침식저감 효과 분석이 가능하기 때문에, 토양보존에 대한 지역 주민의 의식 전환 유도와 침식방지를 위한 사전대책 마련 가능
- 토양침식 저감대책을 통해 농경지에서 배출되는 비점오염물질의 저감대책 제시가 가능하며, 더 나아가 Web 시스템을 통해 국민들의 알권리를 보장함으로써 대국민 서비스가 가능할 것으로 보여짐