• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권4호
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• pp.76-90
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• 2000

물질수송 해석을 위한 박스모델 형태의 물질수지모델을 이용하여, 주변의 많은 환경적 변화 요인을 내재하고 있는 금강하구를 대상으로 계절별 영양염 물질순환 특성을 평가하였다. 담수 유입 및 유출은 계절에 따라 약 4～14배의 큰 차이를 나타내었다. 물수지에 의한 담수유 출량은 1.014×10/sup 8/～12.566×10/sup 8/m³/month로 나타났으며, 담수유출량의 99.7%가 하천수의 유출에 의한 것으로 나타났다. 염분수지에 의해 계산된 담수존재량은 0.339×10/sup 8/～0.652×10/sup 8/m³이었고, 평균체류시간은 1.6～10.0일, 해수교환시간은 2.2～11.9일로 계산되었다. 평균체류시간은 계절별로 큰 차이를 보였는데 강우집중시기인 하계 풍수기에는 1.6일의 짧은 체류시간을 보인 반면 동계 갈수기에는 10.0일의 평균체류시간을 나타내었다. 영양염 수지로 계산된 DIP의 유입flux의 범위는 5.57～32.68ton/month이었고, DIN 유입flux는 234.93～2,373.39ton/month로 계산되었다. 영양염의 체류시간을 보면, DIP의 경우 1.1～6.4일의 범위를, DIN의 경우 1.8～10.9일의 범위를 보였고, 담수체류시간과 비교하면, DIP는 0.39～2.31배, DIN은 0.83～l.13배를 나타내었다. DIP의 경우 하계를 제외한 전 계절에서 담수 체류시간보다 짧아 DIP가 빠르게 순환되었으나, DIN의 경우 하계와 동계에 담수체류시간보다 긴 순환비를 보여 영양염이 축적됨을 알 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권4호
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• pp.248-254
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• 2009

영산강 하구해역에서 계절별로 물질순환과 영양염 플럭스 특성을 파악하기 위해 단순 박스모델을 이용하여 담수수지, 염분수지, 영양염 물질수지를 산정하였다. 외해, 시스템영역으로 유입되는 계절적 평균담수의 양은 $36.481{\times}10^6{\sim}663.634{\times}10^6m^3/month$로 나타났다. 염분수지에 의해 계산된 담수존재량은 $2.515{\times}10^6{\sim}5.812{\times}10^6m^3$이었고 평균 체류시간은 0.26~2.03일로 계산되었다. 평균체류시간은 계절별로 큰 차이를 보였는데 강우가 집중된 하계 풍수기에는 0.26일의 짧은 체류시간을 보인 반면 추계 갈수기에는 2.03일의 평균체류시간을 나타내었다. 해수교환량은 $1,248{\times}10^6{\sim}9,489{\times}10^6m^3/month$으로 하계 풍수기에 해수교환량이 가장 크게 나타났다. 영양염의 부하량은 DIP과 DIN가 각각 2.9~61.22 ton/month, 76.63~1,149.91 ton/month로 계산되었다. 영양염의 체류시간은 DIP의 경우 0.45~1.10일의 범위를, DIN의 경우 0.28~1.92일의 범위를 보였고, 담수체류시간과 비교하면 DIP과 DIN는 하계를 제외한 전 계절에서 담수 체류시간 보다 짧은 체류시간을 보여 영양염이 빠르게 순환되는 것을 알 수 있었다. 특히 DIP는 동계에 외해에서 상대적으로 높은 농도를 보이고 같은 시기에 해수교환에 의한 플럭스가 시스템 영역내로 유입되는 결과를 보여 외부 유입원 존재를 추정하게 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.339-343
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• 2011

본 연구에서는 EFDC모델과 입자추적모델을 이용하여 마산만의 담수유입에 의한 폐쇄성 내만의 물질체류시간을 산정하였다. 마산만의 해수유동을 재현하고 이를 바탕으로 평균체류시간을 계산하였다. 마산만의 조석에 의한 평균물질체류시간은 만 북측과 돝섬 부근까지가 약 110일이내, 모도 주변 해역이 약 40일, 부도에서 외해까지 약 20일 정도로 산정되었다. 담수유입에 따른 마산만의 4개 소해역별 평균물질체류시간은 I과 II영역에서 약 81일로 감소하였으나, 마산만의 외해측에 위치한 III과 IV영역은 각각 58일과 17일로 증가하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권3호
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• pp.170-177
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• 1991

수영만으로 유입되는 수영강수에 의한 하구의 물리적인 특성을 밝히기 위하여 1989년 5월부터 1990년 4월까지 월별로 관측된 염분 자료와 Officer(1977)가 제안한 식을 이용하여 담수량 및 그 체류 시간을 계산하였다. 그 결과, 수평적으로는 수영만의 동백섬을 기준으로 수영강과 접하고 있는 만 안쪽으로 저염화가 강하게 나타나고 연직적으로는 강 혼합과 부분 혼합의 특징이 나타났다. 그리고 수영강을 중심으로 광안리 쪽이 해운대쪽보다 높은 담수율을 나타내었다. 그리고 거리에 따른 담수율의 분포 특성을 알아보기 위하여 수영강에서 외해쪽으로 6개 정점에서 각각 계산한 담수율을 각각의 최대치로 나누어 계절별로 정규화한 결과 담수율이 지수함수적으로 감소하였다. 추계에는 정점C3를 기준으로 감소율이 다른 계절에 비해 현저히 떨어졌는데, 이것은 성층에 기인한 것으로 보인다. 그리고 앞에서 구한 담수율을 이용하여 수영강에서 유입되는 담수의 체류시간을 계산한 결과, 약 1.3일인 하계를 제외하고 나머지 계절은 약 10~15일 정도임이 밝혀져 하계가 다른 계절이 비하여 담수의 순환이 빠름을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.246-253
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• 2011

농업용수를 확보하기 위하여 조성한 호소에 장기간 물을 담수함에 따라 수질오염으로 이용가치 저하와 하류 하천이 건천화 되어 하천의 기능을 상실하는 등 유역내 잘못된 물 관리체계로 여러 가지 문제점이 발생하고 있다. 충남 대전지역을 중심으로 농업용 호소의 운영현황을 조사한 결과 대부분 호소수의 체류시간은 8개월 이상을 유지하여 그 기간 동안 하류하천의 건천화가 나타났고, 호소수의 수질은 생활계 및 축산계 오염물질의 유입과 강수량에 따른 물 순환특성과 상당히 밀접한 것으로 분석되었다. 따라서 호소 유역내수질오염물질 저감과 함께 하류하천이 건천화가 되지 않도록 담수량과 담수시기를 조절하고, 호소수 체류 시간은 가급적 짧게 유지하는 등 유역내 물 순환체계를 개선할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.67-67
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• 2021

하구에서의 흐름은 하천의 담수와 바다에서부터 유입되는 염수, 조석, 파랑 등으로 인해 복잡한 흐름구조와 혼합 양상을 보인다. 특히 만 내에 하천이 있을 경우 만의 해류특성은 하구에서의 혼합과 이송에 지배적인 영향을 미치며, 하천에서부터 방류되는 입자들은 만의 해류특성 따라 만에서의 체류시간과 이송이 결정된다. 잔차류 특성에 의한 순 물질 플럭스의 방향과 조석비대칭에 따른 하구에서의 퇴적 형태들이 결정되며, 이로 인해 하구에서의 퇴적물 퇴적 및 물질의 집적 위치, 하구 인근과 만에서의 환경변화에 영향을 줄 수 있다. 따라서 만 내에서의 혼합과 입자의 이송확산, 하천 담수의 영향역 등과 같은 만과 하천의 흐름 특성을 이해하는 것은 연안 및 하구의 환경 및 관리에 중요하다. 본 연구에서는 영일만과 형산강을 대상으로 계절변화에 따른 영일만 내 흐름과 형산강 하구에서의 퇴적양상에 대해 수치모의를 통해 수행하였다. 수치모델로는 천수방정식으로 준 3차원 유동해석을 하는 Delft-3D Flow와 파랑모형인 SWAN 모델을 결합하여 형산강 하구와 영일만의 유동을 해석하였다. 상류개방경계는 형산강하구 9 km, 하류개방경계는 영일만 외해 50 km로 설정하였고, 경계조건은 대상지역의 관측소 자료와 전지구 모형자료를 결합하여 구성하였다. 또한, 라그랑쥬 입자추적모델을 통해 형산강 상류에서 유입한 입자들의 영일만 내 체류 시간과 집적 위치를 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.231-231
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• 2022

하구에서의 흐름은 하천의 담수와 바다에서부터 유입되는 염수, 조석, 파랑 등으로 인해 복잡한 흐름구조와 혼합 양상을 보인다. 특히 만 내에 하천이 있을 경우 만의 해류특성은 하구에서의 혼합과 이송에 지배적인 영향을 미치며, 하천에서부터 방류되는 입자들은 만의 해류특성 따라 만에서의 체류시간과 이송이 결정된다. 잔차류 특성에 의한 순 물질 플럭스의 방향과 조석비대칭에 따른 하구에서의 퇴적 형태들이 결정되며, 이로 인해 하구에서의 퇴적물 퇴적 및 물질의 집적 위치, 하구 인근과 만에서의 환경변화에 영향을 줄 수 있다. 따라서 만 내에서의 혼합과 입자의 이송확산, 하천 담수의 영향역 등과 같은 만과 하천의 흐름 특성을 이해하는 것은 연안 및 하구의 환경 및 관리에 중요하다. 본 연구에서는 영일만과 형산강을 대상으로 계절변화에 따른 영일만 내 흐름과 형산강 하구에서의 퇴적양상에 대해 수치모의를 통해 수행하였다. 수치모델로는 천수방정식으로 준 3차원 유동해석을 하는 Delft-3D Flow와 파랑모형인 SWAN 모델을 결합하여 형산강하구와 영일만의 유동을 해석하였다. 상류개방경계는 형산강하구 9 km, 하류개방경계는 영일만 외해 50 km로 설정하였고, 경계조건은 대상지역의 관측소 자료와 전지구 모형자료를 결합하여 구성하였다. 또한, 라그랑쥬 입자추적모델을 통해 형산강 상류에서 유입한 입자들의 영일만 내 체류시간과 집적 위치를 평가하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.257-263
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• 2011

SBM을 이용하여 2006년 가막만의 담수, 염분, 영양염 등 물질 수지를 산정하였다. 담수유출량은 $-174.2{\sim}72.5{\times}10^3m^3/day$로 나타났으며 개방경계에서의 해수 교환에 의한 mixing volume은 $-2.4{\times}10^7\sim4.9{\times}10^7m^3/day$로 만 내외의 염분차이에 의해 크게 좌우 받았다. 육상기인 DIP와 DIN의 유입 flux의 범위는 397.0~1158 mole/day 및 1750~8328 mole/day의 범위로 다른 지역에 비해 낮았다. DIP의 소실 또는 생성은 물수지의 변동에 의해 크게 좌우 되는 특징을 보였으며, 또한, 물질체류시간에 의해 물질수지가 크게 좌우되어 NEM도 크게 달라지는 결과를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1453-1463
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• 1994

항만의 단기 관측자료에 의한 해수의 수송은 조석잔차류와 바람응벽 등으로 해수의 평형상태를 유지하기 어렵다. 이로 인해 순 용적수송량이 만외로 유출되어야 함에도 불구하고 짧은 주기동안 만내로 유입됨으로써 담수 교체시간을 계산할 수 없었다. 본 연구는 1 조석 주기의 단기관측과 유역의 강우량 자료로부터 SCS의 유효강수량을 계산함으로써 담수 교체시간의 추정가능성을 검토하였다. 완전혼합을 가정하여, 여름철 마산만에 적용된 담수 교체시간은 외해수의 염분변화에 따라 10.9~15.3일로 분포하였다. 이는 여름철 마산만에서 순 용적 수송량(NVT)에 의한 평균 체류시간 13.9일에 상당히 근접된 값이다. 강한 성층을 이룬 홍수기의 경우 2층모델에 적용하면, 만구에서 교체시간은 1.2일로 추정되어 완전혼합모델에서 얻은 2.1일보다 작은 값이다. 이것은 홍수기에 유입된 담수가 대부분 상층을 통하여 만외로 유출되기 때문이다. 또 마산만에서 얻은 담수 유입량 $Q_r$과 교체시간 t와의 상관관계식을 완전혼합과 2층 모델의 2가지 조건으로 나타내었고, 이들이 비선형적 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이런 관계는 보스톤 내만에서 직접 하천 유입량을 조사한 결과와 근접된 형태를 보였다. 따라서 이 식들은 만의 흐름구조와 농도의 성층정도에 따라 달리 적용할 수 있고, 담수유입량의 변동에 의한 담수 교체시간의 예측을 가능케 한다. 그러므로 순 용적 수송량의 계산으로 구할 수 없는 단기관측자료는 SCS 유출곡선지수법에 의해 담수 교체시간의 추정이 가능할 것이다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 1994년도 제14회춘계학술대회 학술발표요지집
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• pp.51-53
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• 1994

담수는 인간의 생존에 필수적인 요소이다. 우리는 매일 일정량의 물을 섭취하고 있으며, 일상에서 직접, 간접적으로 물과 관련되지 않고서는 생활할 수 없다. 지구 표면의 약 70%가 물로서 덮여 있다고는 하지만 인간의 생활에 직접적인 이용가치가 있는 담수(지표수)는 전체 물의 용적의 2%에 지나지 않는다. 한국의 연평균 강수량은 1,274mm로서 세계 연평균 강수량인 970mm보다 많은 편이나 인구 1인당 연간 강수량은 약 3,000m3으로서 세계 평균인 34,000m3의 11분의 1에 지나지 않는다. 수자원총량중 지하침투와 증발에 의해 손실되는 양을 제외한 하천유출량은 전체의 55%인 697억m3으로서 이것이 곧 가용수자원량이다. 그러나 하절기 강우집중도가 높은 우리나라 실정에서는 가용수자뭔량중 수자원총량의 37%가 홍수시 유출되고 실제 이용량은 수자원총량의 18%인 230억m3에 불과하여 인구증가와 함께 수자원의 가치가 더욱 증대하고 있는 실정이다. 더우기 지하수 이용량은 19억m3에 불과함에 따라 우리나라는 실제 이응수자 원량의 90% 이상을 지표수에 의존하고 있으며, 그 중 약 40%가 호소수로 구성되어 있다. 이러한 수자원 이용효율의 취약성으로 인해 제한된 수자원 용량과 생활 및 농공용수의 과수요에 따른 불균형으로 근래 많은 하천이 갈수기나 평수기시 친천화되어 가고 있어 수중생태계에 큰 위협을 주고 있다. 또한 이에 더하여 산업발달과 함께 수질오염원은 양적으로는 물론 질적으로도 증가일로에 있어 기존의 유기 및 중금속 오염물질을 포함해 수많은 신생 유기화합물질이 수계에 유출되고 있으며, 이에 더해 질소 및 인으로 대표되는 영양물질의 유입과다로 국내 대다수의 호수가 부영양화의 새로운 위협에 직 면해 있다. 우리나라에는 적은 유입유량에 큰 저수용량 및 긴 체류시간으로 대표되는 대규모 자연호는 없으며, 대부분이 매단위 강을 막아 형성된 체류시간 1년 이하의 인공호로서 그 중 안동호, 충주호, 대청호 등은 비교적 체류시간이 긴 호소형 인공호로, 팔당호나 기타 대부분의 호수는 체류시간이 짧은 하천형 인공호로 대별된다(Table 1). 이처럼 국내 호소는 국외의 자연 호와는 다른 구조적 특성을 가짐에 따라 부영양화 특성 역시 매우 상이하고, 호소형 인공호와 하천형 인공호간의 차이 역시 현저하여 일률적인 관리대책을 설정하기가 어려운 실정에 있다. 또한 각 호수의 유역특성이 상이함에 따라 호수별로 유역 오염원의 오염부하율이 현저히 달라(Table 2) 호수에 따른 특성적인 유역관리(Lake-specific management)가 요구되고 있다 정상상태(Steady state)가 아닌 국내 호소에 대해 국외 자연호의 인단순모델 (Simple phosphorus budget model)을 그대로 적용하는 것에 다소 무리한 점이 따르나, 평균적인 개념으로 OECD의 유역부하량 및 호소특성에 따른 부영양화 판정모델을 적용한다면, 국내 주요 호수는 모두 부영양 수준에 있다. 또 각 호수별로 부영양화 제어를 위해 요구되는 인의 삭감부하량은 상당량이 되어 현실적으로 관리가 이미 어려운 실정에 와 있다. 호수의 부영양화는 조류 발생으로 이어지며, 그에 따른 폐해는 각종 형태로 나타나는데 대표적으로 이취미 발생이나 유해조류에 의한 독성물질의 배출, 정수처리 과정의 THM 발생등이 주로 문제가 되고 있다. 따라서 국내 호수의 구조적 특성별 부영양화 실태를 파악하고 그에 따른 영향 및 관리방안에 관한 종합적 고찰이 차후 수질관리를 위해 요구되고 있으며, 특히 납조류로 대표되는 유해조류의 독성영향에 관한 연구는 시급한 실정에 있다.