우리나라는 1990년대 이후 겨울에서 봄철로 이어지는 시기에 지역적으로 만성적인 가뭄이 계속되고 있고, 특히 2001년에는 기상관측이래 때 이른 무더위와 극심한 가뭄으로 전국적으로 피해를 입었다. 가뭄에 대한 경제적인 손실은 홍수에 비해서 2~3배정도 달하고 있으며 미국 해양기상청(NOAA)이 선정한 20세기 최대의 자연재해 중 세계 각지에서 발생한 4개의 가뭄이 상위 5위안에 랭크된 바 있고, 미국 국립가뭄경감센터(NDMC)에서 발표한 통계재해 유형별 연평균피해액 중 가뭄피해가 가장 큰 것으로 분석되었다. 국내에도 2001년 봄 가뭄 시 국내총생산 성장률 0.45% 소비자물가 0.31% 상승하는 등 가뭄에 의한 경제적인 손실과 영향력은 막대하였음에도 불구하고 홍수 등에 대비해서는 수해방지종합대책 등 국가차원의 사전대책을 마련하여 시행하고 있는 반면, 가뭄에 대해서는 종합적인 사전예방대책보다는 응급복구 위주로 되어 있고 가뭄상황을 객관적으로 표현할 수 있는 지표도 명확하지 않아 이에 대한 체계적인 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 RCM 강수모의 자료를 이용하여 표준강수지수(SPI)를 산정하여 가뭄의 변동성을 평가하였다. 또한 산정 되어진 표준강수지수를 이용하여 가뭄의 시공간적인 변동성 분석을 실시하여 2015년대, 2045년대 및 2075년대로 나누어 가뭄지수의 주성분 분석을 통하여 현재와의 차이점을 확인하였다.

In this study, Mike11 will be used as the numerical model where a data assimilation method will be applied to it. This paper aims to gain an insight and understanding of data assimilation in flood forecasting models. It will start with a general discussion of data assimilation, followed by a description of the methodology and discussion of the statistical error forecast model used, which in this case is the linear regression. This error forecast model is applied to the water level forecast simulated by MIKE11 to produced improved forecast and validated against real measurements. It is found that there exists a phase error in the improved forecasts. Hence, 2 general formula are used to account for this phase error and they have shown improvement to the accuracy of the forecasts, where one improved the immediate forecast of up to 5 hours while the other improved the estimation of the peak discharge.

인위적, 자연적, 지리적, 시간적 요소 등에 의하여 기후가 변동되는 현상을 '기후변화'라 하며, 이는 수십년 또는 그 이상 지속되는 변동성이 평균적 상태에 대해 통계적으로 중요한 변화라고 정의된다. 이러한 기후변화가 최근 들어 급속하게 진행되어 자연재해가 발생함에 따라 세계는 이 변화의 추이를 예의 주시하고 있다. 특히 수자원 분야의 기후변화에 대한 취약성은 다른 분야에 비해 높을 것으로 평가되며, 이러한 기후변화로 인한 취약성을 예측하고 재해를 방지하는 것은 이 분야에서의 주요 사안이라고 할 수 있겠다. 국내의 수자원 분야 취약성 평가는 아직 미흡하므로, 본 연구에서는 수자원 분야의 전문가들을 대상으로 델파이 기법을 사용하여 우리나라 중소하천의 기후변화 취약성에 대하여 분석하였다. 조사는 총 3차에 걸쳐 실시하였으며 1차에서 총점분석을 이용하여 대리변수를 선정하였고, 1차에서 선택된 대리 변수들은 2 3차에서 항목 별 분석을 하였고, 이를 통하여 전문가 의견을 평가 정리하였다. 전반적으로 전문가 의견은 조사가 진행될수록 편차가 줄어들며 합의가 진전되었다. 추후연구로는 연구대상지역에 대한 직접적인 취약성 평가의 진행이 필요할 것으로 예상된다.

기후변동에 따른 식생반응 및 그에 따른 물수지 동역학의 변화를 살펴볼 목적으로 본 연구에서는 식생의 물 이용가능성과 식생 생산량의 지역별 연별 변동성을 분석하였다. 유역의 식생 물이용의 대리변수로서 습윤량에 대한 기화량의 비로 표현되는 Horton 지수의 계산을 통하여 유역에서의 수문 분할과 그에 따른 식생의 물 이용 가능성에 대한 정량화를 시도하였다. 연별 Horton 지수의 추정결과 기후의 변동성과 비교하여 볼 때 상대적으로 일정한 값을 유지하고 있는 것을 살펴볼 수 있다. 이와 더불어 Horton 지수와 식생의 강우이용효율을 비교한 결과, 물 이용가능성에 따른 식생의 물 이용에 대한 흥미로운 패턴이 있음을 살펴볼 수 있었다. 물이 식생 성장에 제한요소가 될 경우 식생의 강우이용효율은 공통적인 최대값으로 수렴한다는 선행연구들의 결과를 본 연구를 통해서도 확인할 수 있다.

만과 외해와의 해수유통은 저서환경에 영양염과 산소 공급, 오염물질 정화 등 생태계를 건강하게 만드는 중요한 요인이며, 만 내 저서환경의 건강성은 해수 교환 특성과 밀접한 관련을 갖는다. 이 연구에서는 서해안 근소만 저서환경의 해수 분포 및 유동 특성을 파악하기 위한 hydro-hypsographic 분석을 통해 수리적 교환시간을 계산함으로써 근소만의 해수유통 특성을 정량적으로 분석하였다. 위성영상 자료를 이용한 수륙경계선 추출방법과 음향측심기에 의해 획득한 조하대 수심자료를 이용하여, 연구지역의 지형고도모델을 작성하였으며, 지리정보시스템의 공간분석 기능을 이용하여 hydro-hypsographic 분석을 실시하였다. 분석결과, 근소만 전체 면적의 95%가 갯벌인 것으로 나타났으며, 수리적 교환시간은 1.03 tidal cycle로서 만의 해수 유통 특성이 우수한 것으로 나타났다. 국내외 타 지역과 비교하였을 때도, 근소만이 상대적으로 저서환경이 차지하는 면적이 넓고 조차도 국외 지역에 비해 커서 해수의 교환이 상대적으로 잘 이루어지고 있는 것으로 분석되었다. 이 연구의 결과는 국내 만들의 해수유통 특성 분석에 의해 각 만들의 건강성을 정량화 할 수 있는 체계 마련 및 만의 저서환경, 생태 등 관리를 위한 기초자료로 활용 가능할 것이다.

본 연구에서는 수문자료와 수문해석과정에 포함되어 있는 불확실성을 고려함으로써 현재 하천 시설물에 적용되고 있는 안전율 혹은 여유고에서 고려하고 있는 불확실성과 비교 검토하였다. 불확실성을 고려하기 위하여 연 최대 강우량자료를 Bootstrap 방법, SIR 알고리즘을 통해 재추출함으로써 불확실성을 고려한 확률강우량을 산정 하였다. 산정된 현재의 확률강우량과 불확실성을 고려한 경우의 확률강우량을 이용하여 HEC-HMS를 통해 홍수량을 산정, HEC-RAS를 통해 지점별 홍수위를 산정 하였다. 예상홍수피해액의 산정은 다차원홍수피해산정방법(MD-FDA)을 이용하였다. 그 결과 SIR 알고리즘을 이용한 경우 예상홍수피해액의 최대값은 현재의 확률강우량을 이용한 경우의 1.22배, Bootstrap 방법에 의한 최대값은 0.92배의 값을 보였다. SIR 알고리즘은 자료의 재추출시 가중치 부여를 위한 우도함수의 영향을 크게 받으며, 이로 인한 불확실성의 구간이 커져 가장 큰 예상홍수 피해액이 도출되었다. 따라서 자료의 적정 위치에 우도를 결정하는 것이 매우 중요하게 작용하는 것을 알 수 있었다.

우리나라 중부지역에 입지하는 3개 하천(안양천, 갑천, 섬강)을 대상으로 식생형에 따른 조류의 서식 유형을 파악하였다. 식생 유형은 교목형, 관목형, 장경-습생초지형, 단경-건생초지형, 기타 경작지형 등 5가지 유형이었다. 식생형과 출현 조류는 상관성이 높았는데, 교목형에서는 멧비둘기(Streptopelia orientalis) 및 직박구리(Hypsipetes amaurotis) 등의 종이, 관목형에서는 붉은머리오목눈이(Paradoxornis webbiana), 딱새(Phoenicurus auroreus) 등이, 장경 및 습생초지에서는 덤불해오라기(Ixobrychus sinensis), 개개비(Acrocephalus arundinaceus)등이, 단경초지에서는 꿩(Phasianus colchicus), 황조롱이(Falco tinnunculus) 등의 종이, 경작지에서는 중대백로(Egretta alba modesta), 흰뺨검둥오리(Anas poecilorhyncha) 및 밭종다리(Anthus spinoletta) 등의 종이 각각 번식 및 채식지로 이용하였다. 현존식생 및 입지유형에 따라서 조류의 종별 분포유형이 뚜렷이 구분되었다.

본 연구의 목적은 수제설치로 변화되는 수제역 주변의 흐름을 3D 수치해석으로 분석하여 수제역의 흐름과 유사거동에 관한 환경적 효과(수중생물의 서식처 등)에 대한 기초자료를 제공하는데 있다. 비월류 수제군(non-submerged groynes)의 흐름 특성은 대체로 2차원류(주 수직와류 : mainly horizontal eddies)이고 와류는 수제의 말단에서 발생하여 유로를 따라 이동한다. 이러한 동적 움직임은 큰 격자와 큰 시간차 그리고 난류 모델링의 부적합성 즉 k-${\varepsilon}$ 모델을 이용한 수제 주변에서의 흐름패턴 모의 등은 그 해석이 매우 어려운 문제이다. 따라서 본 연구는 WL/Delft Hydraulics의 DELFT3D 소프트웨어 패키지의 한 부분인 DELFT-3D-MOR 프로그램을 이용하여 준 2차원 난류와 3차원 난류로 시뮬레이션을 실시하고 2차원 수심평균 모델을 적용하여 수평대와류모의(horizontal large eddy simulation, HLES)를 실시하였다. 그 결과 HLES를 이용하여 하상변화를 예측할 경우 실제 관측한 하상과 유사한 것으로 나타났다. 그러나 HLES를 이용하지 않은 평균 유속 모델을 사용하는 경우에 하상형태는 현실성이 떨어지고 하상형상학적 변화시간이 길어짐을 확인 할 수 있었다. 이러한 현상은 시간적으로 변화하는 와류(eddy)의 형상과 관련된 강력한 유속변화를 무시한 결과로 추정되었다.

본 연구는 최상위 포식자로 멸종위기종인 황새의 서식처 복원지역에 필요한 소택지 조성을 위해 선행연구의 적지선정모형과 습지평가기준을 근거해 소택지 적지선정 평가항목을 설정하고 이를 적용하여 적지선정을 수행하였다. 연구대상지는 황새공원이 포함되는 예산군 대리의 입구로부터 수치표고모델(DEM)을 이용한 유역분석을 실시하여 $5,884,800m^2$의 범위를 설정하였다. 수체, 토양, 경사, 토지이용, 인간간섭, 야생동물통로, 수자원종류 등 평가항목별로 GIS 프로그램을 이용하여 주제도를 작성하였다. 작성된 7항목의 주제도를 중첩하여 평가결과가 높게 나타난 지점을 중심으로 복원적지를 선정하였다. 도면중첩을 실시한 결과 21점 만점에 19~20점 지역은 면적이 작아 조성적지를 18점 이상의 지점으로 확대하여 총 8개 조성적지를 선정하였다. 선정된 대상지는 대부분 점토질로 이루어져 표토를 활용 할 수 있을 것으로 판단되며, 지표수와 연결성 또한 높게 평가되어 용수 공급의 문제는 없을 것으로 판단하였다. 양호한 토지이용과 완만한 경사를 보여 조성이 용이할 것으로 판단되며, 주위 생태계와의 연결성 또한 양호하여 야생동물의 이동이 용이 할 것으로 사료된다. 습지의 이용 가능한 수원을 파악하고 개선방안을 도출하고자 수질분석을 실시한 결과 살목지 및 보강지로 유입되어 흘러가는 수체의 수질환경이 대체로 양호하지만, 지하수 용출 후 체류된 수체의 수질이 좋지 않아 향후 습지의 수문이 정체되지 않도록 인근 지표수의 연결이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구의 한계로는 연구대상지의 물리환경을 중심으로 분석한 결과를 가지고 소택지의 조성 적지를 선정한 것으로, 향후 생물환경의 조사를 추가하여 생물다양성의 증진효과를 규명할 필요가 있다고 판단된다.

최근 몇 년간 기후변화에 의해 기상이변이 발생하고 있으며 이에 따른 집중호우로 인한 홍수피해가 심각하게 증가하고 있다. 이러한 피해를 저감하기 위한 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 이에 본 연구에서는 레이더강우 격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였으며, 가-분포 강우-유출 모형인 ModClark 모형을 이용하여 강원도 인제군의 내린천 유역을 대상으로 광덕산 레이더자료를 이용하였다. ModClark 모형 구성을 위한 GIS 지형공간 자료는 30m, 150m, 250m, 350m 격자크기의 DEM을 사용하였으며, 2006년 7월 14일부터 7월 17일까지의 관측레이더 강우자료를 500m, 1km, 2km, 5km, 10km 사용하여 유출모의를 실시하고, 각각의 격자해상도에 따른 모의 결과를 비교하기 위해 유출 수문곡선을 작성하고 유출량 변화를 모의하였다. 분석 결과 첨두유량 및 유출체적에 대해서는 DEM 30m~150m, 레이더강우 500m~2km 크기의 격자일 때 가장 최적의 유출 모의를 한 것으로 분석되었으며, 통계적 분석에 의한 분석결과에서는 모든 DEM 격자는 레이더강우 격자가 500m인 경우, 모든 레이더강우 격자는 DEM 30m인 경우에 모형의 적합성이 높은 것으로 나타났고, 민감도 산정 결과 지수 등급이 높은 DEM이 분포형 모형의 결과 값에 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 최근 집중형 모형에서 분포형 모형을 이용한 강우-유출해석이 이루어지고 있기에 모델링 구성을 위한 효율적인 의사결정의 기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구의 목적은 하수처리장의 공간적 그리고 운전인자에 따른 테트라싸이클린 내성균(TRB) 및 테트라싸이클린 내성 유전자(TRG)들의 거동을 파악하는데 있다. 이를 위한 노력으로, 세 개의 실제 다른 하수처리장내에서 7개월 이상 각각의 반응조별로 시료를 채취하여 TRB 및 TRG가 분석되었다. 통계 기법은 주성분분석(PCA)을 통해 이들 간에 어떠한 일반적 관계식이 성립하는지 알아보려 노력하였다. 통계 분석결과, 활성슬러지내에 TRB 농도는 1차 침전 유입수에 있는 TRB 농도에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 연구를 통해 TRB와 TRG의 내거동이 하수처리장 SRT 조건에 많이 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

본 연구의 목적은 미량오염물질인 클린다마이신(Clindamycin) 항생제의 생분해성을 질산화 슬러지내 에서 평가하는 것이다. 우선 단기간 배치 실험(Batch)을 통한 10ppb의 클린다마이신 생분해 실험결과, 클린다마이신이 반으로 줄어드는 시간 ($t_{0.5}$)은 질산화 슬러지내에서는 9.1시간으로 측정되었으나, 질산화가 저해된 슬러지내에서는 $t_{0.5}$ 시간이 26.1시간으로 증가하였다. 본 실험을 통해, 클린다마이신 분해산물이 질산화 슬러지내에서 발견되었고 이는 clindamycin-sulfoxide (m/z 441)인 것으로 추정되었다. 이 분해산물은 항생 능력이 있는 것으로 판단되었다. 이 클린다마이신 분해산물은 장기간 배치실험을 통해서도 줄어들지 않는 것으로 관찰되었다. 따라서, 활성슬러지를 통한 클린다마이신의 완전 생분해는 쉽지 않은 것으로 판단되었다.

거미의 웹 건축 행동은 먹이 사냥을 위한 투자 행동이며, 적극적인 포식 전략의 반영이다. 성공적인 포식전략 수립을 위해서 개체는 먹이 동물로부터 오는 감각 정보를 반영해야 할 것이다. 본 연구는 우리나라에 널리 분포하는 대표적 논거미인 긴호랑거미(Argiope bruennichi)의 건축 행동이 피식자인 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)에 의해 제공되는 감각 정보를 바탕으로 수정되는가를 알아보기 위해 수행되었다. 웹의 물리적 구조가 수정되는 양상을 보기 위해 감각 자극 전과 후에 건축된 웹의 구조를 정량적으로 측정하고 대조군과 비교 분석하였다. 먹이가 공급되지 않는 상황에서 웹 건축 행동을 보인 개체의 수는 대조군(자극 없음)과 실험군(자극 공급)에서 모두 감소하는 경향을 보였다. 대조군과 실험군에서 나타난 증감 양상이 뚜렷한 차이를 드러내 않았다. 왕귀뚜라미에 의한 자극 공급 1일째에 해당하는 날에 실험군 웹 건축 행동은 전일 대비 3.7% 감소한대 반해 대조군은 11.8% 감소하는 차이를 나타냈다. 흰띠줄 건축 행동 역시 전반적으로 감소하는 경향이 나타났다. 대조군에서 흰띠줄을 건축한 개체수가 자극 1일에 14.7% 감소한데 비해, 실험군에서는 7.4%로 두 배 가량 감소 경향이 낮게 나타났다. 본 실험 디자인에 의한 연구 결과는 개체가 감각 정보에 따라 웹의 높이와 넓이를 수정하지 않는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 생물서식처에 적합한 조건을 가진 하천 구간을 선정 및 분석하기 위해 홍천강을 대상으로 생물 서식처 적합도 지수를 산정 하였다. 서식처 적합도 지수의 산정을 위해 수리특성으로 유속과 수심, 수질특성으로 수온, BOD, DO, TN. TP 총 7가지 항목에 대해 산정 하였고, 고려된 대상 생물상은 어류이다. 이를 위해 1차원 수리 모형(HEC-RAS), 2차원 하천 수리모형(RMA-2), 수질모형(QUAL2E), GIS를 이용하였다. 수리모형 입력 자료의 정확성을 높이기 위해 BASIN의 Delineation 기능을 적용해 대상유역을 분할한 후 비유량법으로 유량을 산정 하였으며, 산정된 유량을 입력하여 모형을 구축하고 검 보정 하였다. 산정결과 Reach 27에서 통합 서식처 적합도 지수의 평균이 0.782로 가장 높게 산정 되었고, 각 변수들의 평균은 유속 0.122 m/s, 수심 0.782 m, 수온 $14.3^{\circ}C$, BOD 0.68 mg/${\ell}$, DO 10.3 mg/${\ell}$, TN 2.4 mg/${\ell}$, TP 0.0121 mg/${\ell}$로 분석되었다.