APEX를 활용한 해안면 유역의 다양한 토양유실량 산정 공식 분석

국문 초록 (Abstract)

지구의 표면을 덮고 있는 토양은 식량 및 유기물의 생산, 수자원 함양 및 보전, 생태계 건전성 및 생물 다양성 유지, 환경오염 물질 정화 작용 등 다양한 생태 서비스를 제공해주고 있다. 그러나 이러한 토양이 유실된다면, 상수원과 수생태계에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 수계를 오염시키는 대표적인 오염원이 되어버린다(Choi et al., 2012). 더군다나 유실된 토양이 30cm 재생하기 위해서는 1,000~10,000년이 걸릴 정도로 토양의 재생속도는 매우 느리다(KGES, 2001). 이처럼 토양유실은 해결해야 할 가장 중요한 문제 중 하나이다. 토양유실에 대한 문제를 해결하기 위해서는 무엇보다 토양유실 발생 현황을 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해 토양유실 발생 현황을 파악할 수 있는 SWAT, SATEEC, APEX 등의 다양한 모델들이 개발되어 왔다. 그러나 각모델에서 어떠한 토양유실 산정 공식을 사용하였는지에 따라 모의 결과에서 다소 차이를 보이게 된다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 필지나 유역을 대상으로 토양유실량을 산정함에 있어어떠한 공식이 토양유실에 미치는 영향인자를 가장 잘 모의하는지 분석하여 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 유역이 분지의 특성을 지니는 동시에 경작지가 집약적으로 모여 있어 토양유실문제가 심각한 양구군 해안면 유역을 대상으로 시범 적용하였다. 토양유실량을 모의하기 위한 모델은 USLE, AOF, RUSLE, MUSLE, MUST, MUSS, MUSI의 7가지 공식으로 적용 가능한 APEX모델을 선정하였다(식 1). 또한, 양구군 해안면의 실측 유량자료를 기반으로 각 공식에 따른 토양유실량에 대해 검정 작업을 진행하였으며, 이를 양구군 해안면의 토양유실량에 대한 실측값과 비교 분석하여 해안면 유역에서 토양유실에 미치는 영향인자를 가장 잘 반영할 수 있는 공식이 무엇인지 확인하였다. 여기서 Y는 토양유실량(t/ha), EK는 토양 침식성 인자, CVF는 작물 관리 인자, PE는 침식 제어 인자, SL은 경사장 및 경사도 인자, ROKF는 조립 암석 조각 인자, Q는 유출량(mm), qp는 첨두 유출률(mm/h), WSA는 유역 면적 (ha)이다. 본 연구결과를 통해 양구군 해안면 유역에서 발생하는 토양유실량을 예측할 수 있는 최적의 공식을 확인함으로써 토양유실 관련 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 본 연구에서는 양구군 해안면 유역을 대상으로 최적의 토양유실 산정공식을 찾았지만, 타 유역의 토양유실량을 평가하기에는 한계가 있다. 따라서 APEX를 이용한 전국단위 토양유실량 평가를 통해 범용화 할 수 있는 공식을 찾는 추가적인 연구를 진행한다면 보다 정밀한 토양유실량의 산정이 가능하여 향후 우리나라 토양유실 관련 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.