• 한국습지학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.306-314
• /
• 2023

하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.95-104
• /
• 2013

농업용 저수지의 수질 개선을 위한 효율적 관리 방안은 본 연구에서 제시되었다. 홍동 저수지는 저수지 유역 내에 농경지, 산림지역, 주거지역, 그리고 축산지역 등을 포함하고 있다. 수질 환경을 복원시키기 위해 우선 저수지 내 퇴적물의 오염도를 조사되었고 저수지내 퇴적토의 잠재적인 영양염류인 분석한 결과 총질소(T-N)은 $1.06g/m^2-d{\sim}3.67g/m^2-d$로 분포를 보이고 총인(T-P)는 $0.52 g/m^2-d{\sim}1.12g/m^2-d$로 측정되었다. 또한 퇴적토 준설 시 용출 특성 분석을 위해 72시간동안 20 혐기성 조건으로 시험을 진행되었다. 총인(T-P)와 (인산염인) $PO_4$-P의 농도는 시간에 따라 비교적 일정하게 용출되는 특성이 나타났으며 총질소(T-P)의 경우에 아질산성 질소($NO_2$-N)와 질산성 질소($NO_3$-N)의 탈질산화로 인하여 그농도가 불규칙적으로 용출되는 특성을 보였다. 특히, 암모니아인 경우는 컬럼 내부의 혐기성 조건으로 형성된 낮은 pH로 인하여 질소($N_2$)와 함께 용출 양은 극히 미량으로 측정되었다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.389-395
• /
• 2014

이 단보는 농업기상재해 조기경보시스템을 전국적인 현업서비스로 정착시키기 위한 초기단계 기술구현에 관해 설명한다. 먼저 집수역별 기상특보 서비스는 기상청에서 발표하는 기존 150개 시군단위 특보발생 여부를 공간통계기법에 의해 810개 집수역 단위의 순차적인 위험도로 표현하였다. 두번째로 집수역별 지발성 재해경보 서비스는 76개 정규기상관측소의 일별 자료를 토대로 810개 집수역의 중장기 경과기상을 주단위로 감시하여 같은 기간의 기후학적 평년기상에 대비한 현 시점의 만성적 재해위험을 상대지수로 표현하였다. 마지막으로 조기경보서비스 시범지역인 섬진강 하류유역 내 자원농가에 대해여 재해위험을 필지별로 산출하여 개별적으로 전달하기 위한 기반을 마련하였다. 이들 세 종류의 정보를 국토교통부 공간정보 오픈 플랫폼 배경지도 위에 전국 집수역 및 시범지역 내 농장단위 재해위험 레이어로 중첩시켜 준실시간 지도 서비스를 구축하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.755-763
• /
• 2010

농지 개발로 인한 다량의 세립토사 유입은 타호부호수의 생태계를 악화시키고 있다. 호수 퇴적물의 물리적 특성, $^{137}Cs$, 과 화산재를 이용한 연대측정을 위해 호수 퇴적물 시료 15개를 채취하였다. 타호부호수에서 과거 300년간 토사퇴적속도를 조사한 결과, 유역에서 인위적 개발이 없는 1898년 이전 자연상태에서는 토사퇴적량이 0.1-1.1 mm $year^{-1}$였고, 인위적 개발이 시작된 1898년 이후에는 0.6-12.8 mm $year^{-1}$로 급격하게 증가하였다. 즉, 산림벌채, 하천공사와 농지개발 이후 토사퇴적량은 자연상태보다 6-12배 증가하여 호수의 수심이 얕아지는 현상을 가속시켰다. 1898년부터 1963년 사이의 호수 토사퇴적속도는 개별 소유역으로부터 토사유입 영향에 따라 공간적인 변화가 나타났다. 특히 1898년부터 1963년 사이의 호수 남쪽부분의 토사퇴적량은 산림벌채에 의한 숯 생산과 생산된 숯을 수송하기 위한 운하공사로 인해 호수 중앙과 북쪽부분보다 많았다. 하지만 1963년 이후 남쪽부분의 토사퇴적량이 감소하고 중앙과 북쪽부분에서 토사퇴적량이 증가하여 호수 안에서 토사퇴적의 공간적 변화는 없었다. 왜냐하면 호수 남쪽부분에서 많은 양의 토사퇴적은 호수 수심을 얕게 하여 토사를 침전시키는 능력을 감소시켰기 때문으로 생각되었다. 특히 하천 출구에 위치한 지점의 토사퇴적량은 자연상태에 비해 5-32배 높았다. 그리고 쿠시로강(평상시 타호부호수는 쿠시로강으로 배수)은 홍수시 탁수가 역류하여 호수로 유입하기 때문에 토사 유입 증가에 공헌하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.324-331
• /
• 2007

This study was conducted to evaluate the influence of pollutant loads on the water quality in the Goseong reservoir from May 2005 to October 2006. Annual total runoff at the Goseong-cheon watershed was 968.0 mm in 2005, 382.6 mm in 2006, respectively. The mean concentration of BOD, COD and SS in the stream were 2.28, 6.03, 46.97 mg/L in rainy seasons and 0.95, 2.14, 6.05 mg/L in dry seasons at SWT C sub-watershed. Total-N concentrations ranged from 2.60 to 3.18 mg/L at SWT C sub-watershed, which was generally higher than the quality standard of agricultural water (1.0 mg/L). Total-P concentrations ranged from 0.044 to 0.130 mg/L at SWT C sub-watershed. Measured pollutant loads in the SWT C sub-watershed were 36.7 kg/day of BOD, 72.3 kg/day of T-N and 2.3 kg/day of T-P in 2005 at SWT C sub-watershed, 63.9 kg/day of BOD, 82.8 kg/day of T-N and 1.1 kg/day of T-P in 2006 at SWT C sub-watershed, respectively. In the analysis of the effluent characteristics for NPS pollutants, it appeared that the loading rates of effluent from SWT C watershed were, respectively, BOD 62.3%, T-N 69.6%, T-P 71.1%, SS 70.1% during the rainy season in 2006. The calculated T-N daily pollutant loadings by the unit loading factor method from each sub-watershed were much greater than observed, but the calculated T-P daily pollutant loadings much lesser than observed.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제36권6호
• /
• pp.1069-1082
• /
• 2003

청도천의 건천화 구간에 내하여 원인을 분석하였다. 분석 방법으로서 이수시설물의 현장조사를 수행하였고, 유량측정 결과와 유역 유출 연속모의 결과를 비교하였다. 여러 건천구간을 쉽게 구분하기 위한 시도로서 위성영상도 이용하였다. 농업용 저수지는 평상시 유출을 차단하고 있다. 그리고 용수로에 물을 공급하여 하천수량을 감소시킨다. 보를 이용한 하천수 취수도 건천화의 원인이다. 특히 까막촌 집수암거는 수백 m의 하천구간을 완전히 마르게 하는 원인이다. 측정된 유량은, 수문순환의 변형이 없는 것으로 가정한 연속모의 결과보다 작았고 이로부터 건천화가 진행되었음을 추측할 수 있었다. 해상도 6.6 m의 KOMPSAT 영상으로 여러 곳의 건천화 의심구간을 실내 작업으로 구분할 수 있었다. 현장답사를 통해 확인한 결과 이들 구간에는 모두 집수암거가 설치되어 있었다. 연구결과는 전원하천의 건천화 원인분석 사례로 참고될 수 있다. 가격이 저렴한 KOMPSAT 영상은 건천화 의심구간 파악을 위한 사전정보로 이용될 수 있다.

• 농약과학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.230-237
• /
• 2007

남한강 지류인 복포천 하천수와 토양을 대상으로 3년간 잔류농약을 분석한 결과 하천수에서 벼농사용 농약인 butachlor, carbofuran, diazinot fenitrothion, fenobucarb, ipobenfos, isorothiolane, molinate, tricyclazole 등 9종이 $0.1{\sim}22.7\;ppb$ 수준으로 검출되었는데, 이는 전국 하천수를 대상으로 한 농업과학기술원의 농약잔류량 조사결과(1998년)와 비슷한 수준으로 나타났고, 농약사용기인 5, 6, 7, 8월에만 농약이 검출되었으며, 검출수준은 우리나라 먹는 물의 수질기준보다는 낮은 수준이었고, 이지역의 관정수에서는 농약이 전혀 검출되지 않았다. 논 토양에서는 butachlor, diazinon, dimeperate, dimethometryn, fenitrothion, iprobenfos, isoprothiolane, molinate, parathion, piperophos, thiobencarb 등 11종의 농약이 $0.002{\sim}0.55\;ppm$의 낮은 수준으로 검출되었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제54권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2012

This study was investigated agricultural water supply system of major agricultural waterway for Gimje canal, Jeongeup canal, Dongjin river conduit of Dongjin river basin. Furthermore, this result will be used for water resources and agricultural demand in Saemangeum reclaimed arable land. Annual precipitation for 5 years in Dongjin river basin was 1,311.7mm. The average discharges in Dongjin river basin was $1,390{\times}10^6\;m^3$ and $1,516{\times}10^6\;m^3$ and $744{\times}10^6\;m^3$ for 2,007 and 2008, respectively. Also, annual average amount of water resources was 1,861${\times}10^6\;m^3$ and $2,279{\times}10^6\;m^3$ and $1,227{\times}10^6\;m^3$ for 2,007 and 2008, respectively. Dongjin river basin water system for the analysis of agricultural water in water resources, runoff, agricultural water demand and usage surveys were analyzed, resulting in the total amount of water due to precipitation of the watershed of the $12.3{\times}10^9\;m^3$ ~$22.8{\times}10^9\;m^3$ and Dongjin River basin in waters flowing discharge is $7.4{\times}10^9\;m^3$~$16.1{\times}10^9\;m^3$, agricultural water demand and usage of each of $6.8{\times}10^9\;m^3$~$6.9{\times}10^9\;m^3$ and $4.9{\times}10^9\;m^3$~$7.1{\times}10^9\;m^3$ compared to the agricultural water demand was more likely. Agricultural water supply system in Dongjin river basin is complex because of devided branches to the main canal and branch canal. In this process, accurately assessment of water usage is very difficult. Therefore, systematic management of water resources and supply of agricultural water supply system to use the terms of the complexity and diversity by considering the appropriate level of agricultural water management systems will be needed. As a result of this study, it can be used water resources assessment in quantity, rational usefulness and basic planning of water resources development for water distribution.

• 생태와환경
• /
• 제36권1호통권102호
• /
• pp.48-56
• /
• 2003

경북 경산시에서 농업용수로 이용되는 남매지의 3개 정점을 선정하여 2000년 3월부터 2001년 2월까하였다. 다양한 이화학적 환경요인과 식물플랑크톤의 엽록소 a, b, a 농도 및 현존지 매월1회 조사량의 상호관계를 통해 남매지 생태계의 계절적 변화를 파악하였다. 엽록소 a, b와 c의 농도가 6월에 정점 1에서 각각 최고치 (295nlg/1, 9.Smg/1, 48mg/1)를 나타냈고, 식물플랑크톤은 현존량이 정점 3에서 여름에 가장 높았다(7월: $1.7{\time}10^5$scells/1). 수온 분포는 $7{\sim}37.4^{\circ}C$ 범위 이었다. 수소이온 농도는 8월에 $9.9{\sim}10.1$ 범위로 최고치를 나타냈고, 최저는 7로서 9월이었다. SS저는의 최대 및 최 정점 1에서 6월과 11월에 각각 308 mg/1, 4 mg/1이었다. COD와 DOC는 동일한 정점에서 6월에 각각 33mg/1와 16mg/1로 높았다. 식물플랑크톤의 남조류 Microcystis aeruginosa는 7${\sim}$8월에, 녹조류 Scenedesmus acutus는 3${\sim}$5월과 11l${\sim}$1월에, 규조류 Cyclotella orientalis는 10월에 각각가장 우점종하였고, 인산이온과 규산이온의 농도는 여름에 비교적 높은 반면에 가을과 겨울에 전반적으로 낮았다. TSI는 16.6${\sim}$86.4범위로서 전 정점이 부영양화 혹은 과영양화 상태이었고, 유역관리가 선행된 지속적인연구의 필요성이 요구되었다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.245-250
• /
• 2004

강원도 고령지 밭작물 재배지역에서는 2-4년 주기로 대량의 모재성토를 시용하고 있으나 모재성토의 질과 이들이 토양환경과 수질에 미치는 악영향에 관한 연구는 매우 부족한 상황이다. 따라서 모재성토의 물리 화학적질 및 생물학적 질을 평가하고. 모재성토의 시용현황을 조사하고 이들이 토양환경에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 수행하였다 모재성토 자체의 화학성은 매우 낮았으며, 특히 유효인산과 유기물 함량은 작물이 생육하기에 매우 부족한 값을 나타냈다. 토양의 생물학적 질 지표의 하나인 토양효소 활성 값에 있어서도 모재성토는 매우 낮은 값을 보였는데, phosphatase 활성의 경우 우리나라 밭토양 평균치의 1/3 정도의 값을 나타냈다. 자운리 지역의 토양 미생물 조사 결과 세균 사상균, 방선균의 개체수는 모재성토의 경우 밭토양에 비해 각각세균은 6-10배. 사상균은 3-4배, 방선균은 11-13배 정도 적은 미생물상을 나타냈다. 홍천군 자운리 지역의 영농활동 및 토양조사를 실시한 결과, 이 지역의 43%에 해당하는 농경지에 모재성토가 행해졌으며, 토양침식한계허용치인 $11.2MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$을 초과하는 농경지는 40%에 달하는 것으로 조사되었다. 침사지를 설치하여 침사지의 토양 유실 방지 효과 및 토양 유실량을 측정한 결과 모재성토를 시용한 농경지에 설치한 침사지에서의 토양유실은 모재성토를 시용하지 않은 농경지에 비해 6배 이상의 토양유실이 발생한 것으로 나타났다. 침사지 유역에서의 토양 유실발생량을 조사한 바에 의하면 동일한 밭일지라도 경사도, 경운방법, 토성 및 강우강도 등의 영향인자에 따라 변화가 매우 큰 것으로 나타났다.