워싱턴주 풀먼—환경 과학, 농업 및 지반 공학 분야를 위한 정밀 과학 계측기 및 소프트웨어 솔루션을 제조하는METER Group, Inc.는 올해의 그랜트 A. 해리스 펠로우십 수상자를 발표하게 되어 기쁘게 생각합니다.
METER는 접수된 제안서 중에서 뛰어난 6건을 선정하고, 4건에는 우수상을 수여했습니다. 각 수상자에게는 혁신적인 대학원 수준의 연구를 지원하기 위해 1만 달러 상당의 METER 장비 세트가 제공됩니다.
마흐디 탈레비: 러트거스 대학교 (지반공학) — 수상 HYPROP 토양 수분 방출 곡선 실험 장비와 PARIO 자동 토양 입도 분석기를 수여받았습니다. 마디의 프로젝트는 부분 포화 상태가 시멘트 안정화 지반 재료의 공학적 해석에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있습니다. 마디는 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
미세 입자 퇴적물(FGS)은 대체로 충분히 활용되지 못하고 있는 건설 자재이며, 미국 육군 공병단(U.S. Army Corps of Engineers)은 매년 2억 입방야드 이상의 퇴적물을 준설하고 있다. 그러나 높은 수분 함량과 열악한 기계적 특성으로 인해, FGS는 일반적으로 폐기물로 취급되어 매립지 형태의 시설에 처분된다. 시멘트 안정화 공법은 유용한 재사용을 위한 실행 가능한 방안을 제시하지만, 실험실 결과에 따르면 실제 수분 조건 하에서는 부분 포화와 이에 따른 흡인력이 공학적 거동에 결정적인 영향을 미쳐, 기존의 토질역학 프레임워크를 사용하여 기계적 거동(예: 강도 및 변형)을 해석하는 데 어려움을 초래하며, 이는 FGS의 잠재적 활용을 크게 제한하고 있다. 본 연구는 FGS의 수분 상태, 입도 및 유기물 함량의 함수로 부분 포화도와 흡입력을 명시적으로 정량화하고, 이를 동일한 FGS에 대한 직접 단순 전단 시험을 통해 얻은 기계적 거동과 연계함으로써 이러한 과제를 직접 해결할 것이다.
마디와 그의 이전 작품에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
도르카스 카요데: 테네시 주립대학교 (환경과학) —다음 상을 수상했다 SATURO 듀얼 헤드 침투계와 미니 디스크 침투계를 수여받았습니다. 도르카스의 프로젝트는 장기간 낙엽이 축적된 산림 토양에서 모세관 반발력과 거대공기공 유동을 분리하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 제안서에서 도르카스는 다음과 같이 적었습니다:
산림 생태계에서 낙엽층의 축적은 전통적으로 침투를 촉진하고 침식을 줄이는 메커니즘으로 여겨져 왔다. 그러나 낙엽층이 두꺼워지고 분해되면서, 광물 입자를 코팅할 수 있는 소수성 유기 화합물이 방출되어 토양 발수성(SWR)이 발생하게 된다. 본 연구는 이러한 젖음성 변화로 인한 수문학적 영향을 조사한다. 자동화된 현장 포화 전도도 측정과 장력 침투 측정이라는 독창적인 조합을 활용하여, 우리는 소수성이 어떻게 매트릭스 유동을 감소시켜 물을 빠른 거대공 우회 유동으로 유도하는지 정량화할 것이다. 이 연구는 산림 유역의 유수량 모델을 정교화하는 데 중요한 데이터를 제공할 것이다.
디네시 굴라티: 아이다호 대학교 (수자원학과) — TEROS 토양 수분 프로파일 프로브, TEROS 설치 도구, NDVI 센서, ZL6 데이터 로거, 그리고 ZENTRA Cloud구독권을 수여받았습니다. 디네쉬는 토양 수분 고갈을 검증 지표로 삼아 관개 결정을 위한 증발산(ET) 모델을 평가하고 있습니다. 그는 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
본 프로젝트는 유량 타워를 대상으로 한 검증 방식을 뿌리층 토양 수분 감소로 전환함으로써 증발산(ET) 모델 평가를 한 단계 발전시키고, 개선된 ET 추정치가 관개 의사결정을 실질적으로 향상시키는지 직접 검증합니다. 본 연구에서는 관개 관리를 위한 기존 및 신개발 지상 기반 및 위성 기반 ET 모델의 성능을 평가하기 위한 현장 조사를 제안하며, 특히 아이다호 남부 농업 지대에서 뿌리층 토양 수분 감소를 정확하게 예측하는 능력에 중점을 둡니다. 제안된 연구는 최첨단 ET 모델에 대한 직접적인 검증 대상으로 토양 수분 고갈을 활용하는 방법을 제시한다. 대부분의 ET 모델 평가는 다른 ET 추정치와의 일치도에 초점을 맞추고 있으나, 관개 결정은 ET 그 자체보다는 토양 수분 고갈에 의해 좌우된다. 본 프로젝트는 개선된 ET 추정치가 뿌리층 토양 수분 저장량의 예측 정확도 향상으로 이어지는지 평가함으로써 이러한 괴리를 해소하고자 한다.
디네쉬와 그의 이전 작업에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
아비나시 곤나바툴라: 텍사스 A&M 대학교 (지반공학) — TEROS 토양 수분 함량 센서, TEROS 토양 수분 잠재력 센서, ZL6 데이터 로거 및 ZENTRA Cloud. 아비나쉬는 교량 교대 접근 슬래브에 대한 계측 기반 성능 평가를 수행하고 있습니다. 그는 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
전국에 있는 60만 개의 교량 중 약 25%는 진입로에서 측정 가능한 침하가 발생하며, 이는 종종 요철 형태로 나타납니다. 교량 요철은 주행 품질, 안전성, 교통 흐름에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 막대한 유지보수 수요와 비용을 초래합니다. 교량 진입로 슬래브의 침하는 주로 지지층인 성토 지반 내 수분 조건의 변화에 기인하는 것으로 알려져 있습니다. 기존의 설계 방법은 주로 경험적이며, 충진재의 수리학적 조건과 슬래브 침하 간의 상관관계를 보여주는 현장 데이터가 부족하여 한계가 있다. 본 연구의 목적은 현장 시범 연구를 통해 수분 함량과 모세관 흡인력 변화가 교량 요철 발생에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 이를 위해 시험 교량을 선정하였으며, METER group 수분 및 모세관 흡인력 센서를 지지 충진재의 여러 깊이에 체계적으로 매설할 METER group . 접근로 슬래브 배충재의 수리역학적 반응을 대조구(구조용 배충재) 및 시멘트 안정화 구간별로 조사할 예정이다. 현장 수분 및 흡인력 센서에서 수집된 데이터는 침하 데이터와 통합되어 교량 접근로 슬래브에 대한 수리역학적 상관관계를 확립할 것이다. 본 연구를 통해 범프 발생 가능성이 높은 조건을 조기에 탐지할 수 있는 센서 기반 지표가 개발되어, 사전 예방 공사를 계획하는 데 기여할 것이다.
아비나쉬와 그의 이전 작업에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
알렉스 크룩샹크스: 컬럼비아 대학교 (생태수문학 및 토양과학) — TEROS 토양 수분 센서, TEROS 토양 수분 잠재력 센서, ZL6 데이터 로거 및 ZENTRA Cloud. 알렉스는 현장 토양 수분 모니터링을 활용하여 북동부 산림의 토양 수리학적 특성에 대한 공간적 변동성을 규명할 계획입니다. 그녀는 연구 제안서에서 다음과 같이 기술했습니다:
토양 매트릭스 전위(Ψ)와 체적 수분 함량(θ)에 대한 현장 측정은 산림 건강 및 토지-대기 상호작용을 실시간으로 평가하는 데 중요하며, 실험실에서 도출된 토양 수분 보유 곡선(예: 히스테리시스, 과부하 압력)보다 자연 현상을 더 잘 설명해 줄 수 있다. 그러나 현장 토양 수분 보유 능력의 평가는 높은 공간적 및 시간적 변동성으로 인해 어렵다. 본 프로젝트는 Ψ 및 θ 센서의 고밀도 네트워크를 통해 토양 수분 보유 능력의 표현과 이해를 향상시키는 것을 목표로 한다. 공간적 변동성 분석과 실험실에서 도출된 토양 수분 보유 곡선과의 비교를 통해, 현장 및 실험실 방법을 모두 활용하여 산림 토양의 수리학적 특성을 규명하는 모범 사례를 제시할 것이다. 마지막으로, 본 프로젝트는 연구자와 지역 사회 구성원이 이용할 수 있는 오픈 액세스 토양 수분 데이터의 기반을 마련할 것이다.
알렉스와 그녀의 이전 작품에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
체이엔 콜린스: 켄터키 대학교 (법의인류학) — TEROS 토양 수분 센서, ATMOS 올인원 기상 관측소, ZL6 데이터 로거, 그리고 ZENTRA Cloud 구독권을 지원받았다. 체이엔은 장기간에 걸쳐 모의 비밀 매장지를 탐지하기 위해 다양한 지구물리학적 기술을 평가하고 있다. 그녀는 제안서에서 다음과 같이 기술했다:
이 다학제적 프로젝트는 점토 함량이 높은 토양에서 시뮬레이션된 무덤을 장기간에 걸쳐 가장 신뢰성 있게 탐지할 수 있는 지구물리학적 도구 또는 그 조합을 평가합니다. 지반 투과 레이더(GPR)가 무덤 탐지에 널리 사용되고 있지만, 수분 함량이 높은 점토 환경에서는 그 효과가 종종 제한적이기 때문에 고정 프로브 저항률(FPR) 및 전기 저항 단층 촬영(ERT)과 같은 대체 또는 보완적 방법에 대한 평가가 필요합니다. 본 프로젝트는 GPR, FPR, ERT를 활용하여 12개월에 걸쳐 14개의 모의 무덤을 지구물리학적으로 모니터링하는 것을 포함한다. 실험용 무덤에는 인골의 대용물로 돼지(Sus scrofa) 사체가 포함될 것이다. 평가될 변수에는 매장 깊이, 시신 크기, 타포린 포장 여부, 계절성, 토양 수분, GPR 안테나 주파수 등이 포함된다. 이 프로젝트의 연구 결과는 은밀한 매장지의 법의학적 탐지 능력을 크게 향상시키고, 장기간에 걸친 매장지 식별을 위한 고고학적 방법을 정교하게 다듬는 데 기여할 것이다.
샤이엔과 그녀의 이전 작품에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
도미닉 그로만: 버지니아 공과대학교 (포도 재배학) — TEROS 토양 수분 센서, ATMOS 올인원 기상 관측소, ZL6 데이터 로거 및 ZENTRA Cloud. 도미닉은 토양 매트릭스 잠재력의 변화가 포도나무 밑의 피복 작물에 대한 포도나무의 반응을 설명할 수 있는지 조사하고 있습니다. 그는 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
포도나무 밑 덮개작물(UCC)은 포도밭에서 제초제 사용에 대한 지속 가능한 대안이지만, 미국 남동부의 따뜻하고 습한 기후 조건에서 토양 수분 및 포도나무 생육에 미치는 영향은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구는 TEROS 센서를 활용하여 일년생 및 다년생 UCC가 토양 매트릭스 잠재력에 미치는 영향을 추적하고, 이를 통해 포도나무의 영양 상태, 수확량 및 과실 품질에 미치는 영향을 분석할 것이다. 미국 남동부 지역의 강수량 변동성이 점차 커지는 상황에서 UCC가 토양 수분 역학에 미치는 영향을 조사함으로써, 본 연구는 상업용 와인 포도 재배자들에게 기후 변화에 적응한 피복작물 재배 방안을 제시할 것이다.
빅토리아 워잔: 콜로라도 주립대학교 (생태수문학) — SOLYX 14 토양 수분 센서, ZL6 데이터 로거 및 ZENTRA Cloud. 빅토리아는 통합된 수목-토양 센서 네트워크를 통해 산림 수분 역학을 모니터링하고 있습니다. 그녀는 연구 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
이 프로젝트는 콜로라도 북부의 눈이 많이 내리는 산림에서 폰데로사 소나무의 일일 및 계절별 수분 역학을 조사할 것입니다. 2026년 봄부터, 체적 수분 함량의 제어된 구배 조건 하에서 TEROS 센서에 대한 실험실 교정을 거친 후, 인접한 4그루의 나무에 TEROS 줄기 수분 센서, 수액 유량 센서 및 수목 성장 측정기를 설치할 예정입니다. 주요 대상 나무에는 3가지 다른 높이에 영구적인 줄기 전기저항 단층촬영(ERT) 어레이가 설치되며, 지표면 ERT 어레이를 통해 토양 수분 분포를 촬영할 예정이다. 교정된 줄기 측정값은 ERT 신호의 해석을 제한하고, 수분에 의한 전기적 반응과 유체 전도도에 의한 전기적 반응을 구별하는 데 활용될 것이다. 연구 결과는 내부 수분 저장 역학을 정량화하고, 가중되는 가뭄 스트레스 하에서 나무의 수분 조절 메커니즘에 대한 이해를 높일 것이다.
빅토리아와 그녀의 이전 작품에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
케이티 얀젠: 캔자스 주립대학교 (농학) — 다음 상을 수상했다 ACCUPAR LP-80를 수여받았으며, 이 장비는 수관 광 포집률과 leaf area index 측정합니다. 케이티는 통합된 수목-토양 센서 네트워크를 통해 산림 수분 역학을 모니터링하고 있습니다. 그녀는 연구 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
가을 군대벌레(FAW; Spodoptera frugiperda)는 2021년부터 캔자스주의 사료 작물 재배 시스템에서 반복적으로 발생하며 경제적 피해를 입히는 해충으로 부상했습니다. 서리가 늦게 내리고 서늘하고 습한 날씨가 이어지는 등 변화하는 기상 패턴은 캔자스주에서 가을 군대벌레의 번식을 촉진하고 수명을 연장시킬 수 있습니다. 2022년, 캔자스 중부 및 동부 면적의 약 35%는 목초지 또는 사료작물 재배지로 분류되었는데, 이 지역은 경작지에 비해 투입 자원이 제한적이고 관리 강도가 낮아 FAW에 대한 취약성이 더 컸다. 2025년, 이 지역의 생산자들은 8월의 무더운 날씨에 늦은 수확이나 과도한 방목이 이어진 후, FAW로 인해 냉대성 다년생 사료작물이 황변하고 죽을 위험이 있다고 보고했다. 본 프로젝트는 (1) 기상 패턴, (2) 토양 특성(질감 및 영양분), (3) 화학 약제 살포가 캔자스 사료 작물지의 FAW 피해 심각도와 변동성에 미치는 영향을 평가함으로써, 생산자의 경제적 위험을 줄이기 위해 이러한 요인들을 규명하고자 한다. FAW는 매년 6월 중순부터 텍사스 남부에서 캔자스로 이동하며, 첫 서리가 내릴 때까지 개체 수가 증가한다. 캔자스 중부 및 동부 지역의 30년 평균 첫 서리 날짜인 10월 12일과 비교했을 때, 2024년과 2025년에는 평균 첫 서리 날짜가 3~13일 늦어져 캔자스 내 FAW의 생존 기간이 연장되었습니다. 본 프로젝트의 결과는 캔자스 중부 및 동부 지역의 사료 작물 생산자들의 경제적 위험을 줄이기 위한 지침으로 활용될 것입니다.
사친 카니야: 워싱턴 주립대학교 (토양 물리학) — TEROS 실험실용 토양 수분 센서, SO-431 토양 산소 센서, 그리고 HYPROP 토양 수분 방출 곡선 실험용 기기, ZL6 데이터 로거, ZSC 센서 인터페이스, 그리고 ZENTRA Cloud구독권을 수여받았습니다. 사친은 달과 화성의 레골리스에서 수리학적 특성과 뿌리층 산소 역학을 연구하고 있습니다. 그는 제안서에서 다음과 같이 적었습니다:
달과 화성에의 인간 진출은 우주 탐사의 중요한 이정표로 여겨집니다. 달과 화성에 인간이 거주하기 위한 필수 조건은 식량 공급을 뒷받침할 수 있도록 작물을 재배할 수 있어야 한다는 점입니다. 그러나 달과 화성의 레골리스는 모두 작물 재배에 적합하지 않습니다. 달과 화성의 레골리스는 영양분이 부족하고 주로 1차 광물로 구성되어 있으며, 점토 성분이 현저히 부족합니다. 따라서 달과 화성에서 작물 재배를 성공적으로 수행하려면 식물의 생장에 적합하도록 레골리스를 개량해야 합니다. 본 프로젝트의 목표는 우주 탐사 임무 중 밀 생장을 지원하기 위해, 영양분을 보강한 달 및 화성 레골리스 모사체의 수분 보유력, 수리학적 특성, 산소 공급 상태를 규명하는 것입니다. 레골리스에는 무기질 비료, 퇴비, 바이오숯을 첨가할 예정입니다. 표준 화분용 배양토를 사용하여 레골리스 배지와의 비교를 진행할 예정이다. 수분 보유 특성은 증발법(HYPROP)과 이슬점법(WP4)을 통해 측정할 것이다. 별도의 컬럼에는 센서를 장착하여 수분 잠재력(TEROS )과 산소 함량(SO-411)을 모니터링함으로써 뿌리 영역 통기에 대한 최적 조건을 파악할 것이다. 이러한 데이터를 바탕으로, 목표 수분 잠재력인 −50 및 −500 kPa(전자는 밀 생장에 최적이며, 후자는 뿌리 영역 병원균 억제에 최적임)에서 적절한 뿌리 영역 산소 공급을 확보할 수 있는 최적의 배지를 설계할 것이다. 본 프로젝트의 결과는 개량된 달 및 화성 레골리스의 수분 보유량과 산소 공급 간의 관계를 제시하여, 지구 외 탐사 임무를 위한 우주 농업에 유용한 정보를 제공할 것이다.
사친과 그의 이전 작품에 대해 더 알아보려면 다음을 참조하세요:
그랜트 A. 해리스 펠로우십은 농업, 환경 또는 지반 공학 분야의 모든 영역에서 탁월한 기여를 하고 있는 대학원생들을 선정하여, 혁신과 사상적 리더십, 그리고 최첨단 과학 연구를 장려합니다.
그랜트 A. 해리스 펠로우십에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하십시오.
METER Group 환경 데이터 수집을 간소화하는 혁신적인 생물물리 측정 도구를 개발함으로써 인류에 기여하고, 지속 가능성, 안전 및 생태계 보전 분야에서 의미 있는 발견이 이루어지도록 지원하고자 합니다.
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풀먼, WA 99163
전화 +1.509.332.2756
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