• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권3호
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• pp.50-57
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• 2000

낙동강 하구해역에서의 물질순환과 영양염 flux의 특성을 파악하기 위해 단순박스 모델을 이용하여 담수수지, 염분수지, DIN과 DIP의 물질수지를 산정하였다. 하구와 인근해역의 염분으로 산정한 수지에 의해, 모델영역으로 유입되는 담수의 양은 0.94×10/sup 9/m³/month 였고, 해수에 의한 교환량은 2.7×10/sup 9/m³/month였으며, 담수의 체류시간은 2.03 day으로 나타났다. 영양염의 부하량은 DIN과 DIP가 각각 3.7×10³ton/month, 69.4ton/month로 나타났다. 유입 DIN의 2.6%와 유입 DIP의 8.6%가 식물플랑크톤에 의해 섭취되고 있고, 장림하수처리장에서의 영양염 부하량은 모델영역으로 유입되는 질소부하량의 16%, 인부하량의 10.2%를 차지하고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구에서는 함평만의 육상기인오염 물질의 유입특성을 파악하고, 물질순환을 정량화하기 위해, Simple box model을 적용하였다. 함평만의 하천 유입 오염부하 특성을 보면, BOD, COD, TOC의 평균 유기물질 오염부하가 각각 79.7 kg-BOD/day, 144.06 kg-COD/day, 93.0 kg-TOC/day를 나타내었다. 하천별 유기물 유입 오염부하량은 손불 방조제>주포교>양만단지 순으로 나타났다. 계절별로는 하계 강우시기인 7월에 높은 부하 특성을 보였다. 영양염류의 평균 유입 오염부하는 각각 20.9 kg-DIN/day, 17.1 kg-DIP/day, 148 kg-TN/day, 37.4 kg-TP/day를 나타내었다. 하천별 영양염 유입부하량은 양만단지>백옥교>주포교 순으로 나타났다. 박스모델을 이용한 함평만 물질수지에서 담수체류시간은 52.4일로 해수교환이 낮은 반 폐쇄성 해역의 특성을 나타내었다. 영양염 물질수지에서 용존 무기질소의 경우 ${\Delta}DIN$이 (-)의 탈질상태를 나타내어 유입된 질소보다 광합성에 의한 소비 및 외해 유출이 큰 경향을 보였다. 용존 무기인의 경우 ${\Delta}DIP$가 (+)를 나타내어 유기물 분해에 의한 공급, 퇴적물의 용출부하, 하천 유입부하가 식물플랑크톤에 의한 소비 및 외해 유출보다 큰 것으로 나타나 축적되는 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권2호
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• pp.101-108
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• 2013

경인아라뱃길은 한강하류와 서해를 잇는 국내 첫 인공운하이다. 아라뱃길 내에는 한강갑문으로부터 유입되는 담수와 서해갑문으로부터 유입되는 해수가 혼합됨으로써 염분 분포 및 성층특성이 발달되면서 복잡한 수리동역학적 특성을 나타낼 수 있으며 그에 따라 수질 특성도 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 운하 내의 염분 및 수온을 고려하여 3차원적인 수리동역학적 특성을 예측할 수 있는 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code)모델과 이에 따른 수질현상을 고려할 수 있는 WASP (Water Quality Analysis and Simulation Program)모델을 연계하여 사용함으로써 갑문 운영에 따른 3차원 시공간적 수리 및 수질특성을 예측할 수 있는 시스템을 구축하였다. 해수가 유입되는 서해갑문 측의 수질은 대체적으로 양호한 것으로 나타났으나 한강갑문 방향으로 이동할수록 수질은 점점 악화되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 봄철 및 가을철에 경인아라뱃길 주운수로 내에서는 DO가 2 mg/L 이하로 감소되는 등 빈 산소층이 형성되었으며, 체류시간 증가에 의한 BOD에 의한 DO소모가 가장 큰 원인으로 작용하는 것으로 추정된다. 따라서 운하 내의 빈산소 현상을 제어하기 위해서 자체적으로 BOD 농도를 개선하기 어려운 경우 수체의 체류시간을 단축시켜서 운영하는 방법을 선택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제33권1호
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• pp.1-6
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• 2015

전세계적으로 2000년대 이후로 남조류에 의한 녹조의 발생이 증가하고 있으며, 이와 관련된 환경 문제가 공중건강을 위협하고 인간 활동을 제한하고 있다. 1970년대 캐나다의 호수를 중심으로 수행된 다년간의 현장 연구를 통하여, 녹조발생의 핵심적인 영양 제한인자로 인이 제시되었고, 인 저감에 대한 수계 관리가 진행되었다. 그러나 2000년대 이후, 대형 담수수계에서 특히 Microcystis에 의한 녹조 현상에서는 인뿐만 아니라 질소가 남조류 녹조 발생에 미치는 영향이 부각되고 있다. 한국의 담수 수계에서도 이와 비슷한 남조류에 의한 위해성 녹조 번성 특징을 갖고 있으므로, 이러한 패러다임의 변화는 국내 담수수계의 영양염류 관리에서 중요한 의미를 갖는다. 최근 국제적인 관련 연구를 통하여, 위해성 남조류 번성을 막기 위해 제안된 방법은 다음과 같다. 1) 질소와 인을 함께 관리하는 전략, 2) 폐수의 수집 및 처리, 3) 호소 유입수의 사전처리, 4) 저니의 준설, 5) 체류시간의 단축, 6) 조류의 효율적 회수법, 7) 조류의 침강 및 응집 등이 제시되고 있다. 추가적으로 남조류의 생태학적 특성에 기반한 지속가능하고 통합적인 담수수계의 녹조 관리기법이 수립되어야 한다. 녹조를 유발하는 남조류는 척결되어야 할 생물체가 아니라, 담수 수계에 필수적인 미생물 구성원이기 때문이다.

• 한국수산과학회지
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• 제18권2호
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• pp.101-108
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• 1985

거제만의 물질수지와 굴양식장관리를 위한 해양환경개선 및 해양공학적 기초자료를 마련코저, 1984년 8월의 대조기 23시간 및 소조기 13시간 동안 거제만입구의 단면에서 연속측류와 측심 및 채수를 실시하였다. 거제만의 해수교환과 그 기구에 관한 결과는 다음과 같다. 1. 거제만입구의 해수류출입현상은 만의 중앙부 및 육구단측이 만의 서부인 아지랑측보다 담수유출이 많은 우기에 유출이 우세하고 건기에는 상층에서 유출되나 저층에서는 유입이 우세하였다. 2. 해수교환율은 대조기 $26\%$, 소조기 $5{\sim}15\%$ 범위이다. tidal prism에 의한 체류시간은 대조기 약 48시간, 소조기 약 81시간으로 나타났다. 그러나, 해수교환정도는 교환개념과 수문기상학적 요소 및 계절에 따라 변동된다. 3. 협수도에 접한 거제만은 지형과 조류의 영향으로 와류현상이 활발하다. 따라서, 거제만은 지형성 와류가 해수교환에 미치는 영향이 클 것으로 추정된다.

• 한국수산과학회지
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• 제54권4호
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• pp.480-488
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• 2021

The term residence time is defined as the time taken for substances in a system to leave the system and is a useful concept to explain the physical environment characteristics of a coastal area. It is important to know the spatial characteristics of the residence time to understand the behavioral properties of pollutants generated in a marine system. In this study, the spatial distribution of average residence time was calculated for Gangjin Bay, Korea, using a hydrodynamic model including a particle tracking module. The results showed that the average residence time was about 10 days at the surface layer and about 20 days at the bottom layer. Spatially, this was the longest residence time in the southwestern sea. There was no significant difference in average residence time at the surface layer due to freshwater discharge, but spatial variation at the bottom layer was larger. The average residence time at the bottom layer decreased in the southwestern area due to freshwater discharge and increased in the northern area. This result suggests that the residence time of anthropogenic pollutants may have a large spatial difference depending on the freshwater discharge, and thus the time taken to influence cultured organisms may also vary.

• 한국해양학회지:바다
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• 제21권3호
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• pp.91-102
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• 2016

낙동강 하구역의 메탄 분포에 영향을 미치는 요인들을 알아보기 위하여, 2014년 1월, 9월, 11월 낙동강 하구에서 수층 메탄 농도의 시공간 분포를 살펴보고, 하구 내 메탄의 유입과 유출을 정량화하였다. 수층 메탄 농도는 21~874 nM의 범위를 보였으며, 수온과 유량의 영향으로 인해 겨울보다 여름에 더 높은 값을 보였다. 메탄은 주로 육상으로부터 강물을 통해 하구로 유입되기 때문에 상류에서 바다로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며, 조간대나 둑 인근의 유기물이 풍부한 퇴적물 등 또 다른 메탄 유입원이 국지적으로 영향을 미친 결과, 계절에 따라 공간 분포 패턴이 다르게 나타났다. 다른 연안 지역과 비교하였을 때 낙동강 하구 수층 메탄 농도는 높은 편이었다. 이는 유역에 발달한 호소 환경과 둑의 정체 효과로 인해 강물 메탄 유입이 많기 때문으로 판단된다. 하굿둑 외측에서 메탄의 거동을 정량화한 결과 메탄은 주로 담수를 통해 유입되며 대기를 통해 유출되는 것으로 추정되었다. 낙동강 하구가 면적 당 높은 대기 방출을 보이는 이유는 울타리 섬이나 하굿둑 등에 의해 체류시간이 길어져 수층 메탄이 대기로 방출될 시간이 많아진 결과로 추정된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제22권1호
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• pp.1-17
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• 2017

본 연구는 소하천 하구의 영양염 분포를 조절하는 요인에 대해 알아보기 위하여 수행되었다. 남해안 당항포에 위치한 세 하천(닫힌 하구: 고성천, 열린 하구: 구만천, 마암천)에서 2010-12년까지 계절별로 영양염(질산염, 암모늄, 인산염) 농도를 측정하였다. 고성천의 댐은 담수의 희석을 막고 체류시간을 증가시켜 높은 영양염 농도의 원인이 되어 인위적인 요인이 소하천 하구의 영양염 분포에 중요함을 나타내었다. 그 외에 물리, 기후, 생지화학적 요인이 세 하천 영양염 분포에 영향을 주었다. 세 하천 모두에서 질산염은 상류에서 높고 하류로 갈수록 감소하였다. 이것은 상류 집수역에서 공급이 많고, 하류로 갈수록 희석 및 하구 내 생지화학적 과정에 의한 제거가 활발하기 때문으로 여겨진다. 특히 탈질소화 등 대표적인 생지화학적 질소영양염 제거과정은 상류에서 하류로 갈수록 감소하는 경향이 뚜렷하였다. 그러나 암모늄과 인산염은 하천에서 유입되는 농도가 높은 경우에만 상류에서 하류로 갈수록 농도가 낮아지는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 영양염 농도의 계절 분포는 여름철에 낮고, 겨울철에 높은 경향을 보였다. 여름철 유량으로 인해 체류시간이 감소하였고, 희석 증가로 하천 내 영양염 농도를 감소시켰으며, 높은 수온으로 인한 생물 생산에 의한 영양염 제거 역시 낮은 영양염 농도에 영향을 주었다. 소하천 하구는 높은 질소제거율(-k) 을 가지는 등 대형하구와는 구별되는 영양염 거동을 보이며 향후 소하천 하구 관리를 위해서는 이러한 특성을 파악하는 것이 필수적이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.519-519
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• 2015

2007년 발간된 IPCC의 4차 평가보고서에서 자연재해, 환경, 해양, 농업, 생태계, 보건 등 다양한 부분에 미치는 기후변화의 영향에 대한 과학적 근거들이 제시되면서 기후변화는 현세기 범지구적인 화두로 대두되고 있다. 또한, 기후변화에 의한 지구 온난화는 대규모의 수문순환 과정에서의 변화들과 연관되어 담수자원은 기후변화에 대단히 취약하며 미래로 갈수록 악영향을 받을 것으로 6차 기술보고서에서 제시하고 있다. 특히 우리나라는 지구온난화가 전 지구적인 평균보다 급속하게 진행될 가능성이 높기 때문에 기후변화에 대한 담수자원 취약성이 더욱 클 것으로 예상된다. 따라서 지표수에 용수의존도가 높은 우리나라의 댐 저수지를 대상으로 기후변화에 따른 수환경 변화의 정확한 분석과 취약성 평가는 필수적이다. 본 연구에서는 SRES A1B 시나리오를 적용하여 기후변화가 주암호 저수지의 수환경 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 지역스케일의 미래 기후시나리오 생산을 위해 인공신경망(Artificial Neural Network.,ANN)기법을 적용하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고온도, 최저온도)에 대해 강우-유출모형에 적용이 가능한 지역스케일로 통계적 상세화를 수행하였으며, 이를 유역모델에 적용하여 저수지 유입부의 유출량 및 부하량을 예측하였다. 유역 모델의 결과를 토대로 저수지 운영모델에 저수지 유입부의 유출량을 적용하여 미래 기간의 방류량을 산정하였으며, 최종적으로 저수지 모델에 유입량, 유입부하량 및 방류량을 적용하여 저수지 내 오염 및 영양물질 순환 및 분포 예측을 통해서 기후변화가 저수지 수환경에 미치는 영향을 평가하였다. 기후변화 시나리오에 따른 상세기 후전망을 위해서 기후인자의 미래분석 기간은 (I)단계 구간(2011~2040년), (II)단계 구간(2041~2070년), (III) 단계 구간(2071~2100년)의 3개 구간으로 설정하여 수행하였으며, Baseline인 1991~2010년까지의 실측값과 모의 값을 비교하여 검증하였다. 강우량의 경우 Baseline 대비 미래로 갈수록 증가하는 것으로 전망되었으며, 2011년 대비 2100년에서 연강수량 6.4% 증가한 반면, 일최대강수량이 7.0% 증가하는 것으로 나타나 미래로 갈수록 집중호우의 발생가능성이 커질 것으로 예측되었다. 유역의 수문 수질변화 전망도 강수량 증가의 영향으로 주암댐으로 유입하는 총 유량이 Baseline 대비 증가 하였으며, 유사량 및 오염부하량도 증가하는 것으로 나타났다. 저수지 수환경 변화 예측결과 유입량이 증가함에 따라서 연평균 체류시간이 감소하였으며, 기온 및 유입수온 상승의 영향으로 (I)단계 구간대비 미래로 갈수록 상층 및 심층의 수온이 상승하는 것으로 나타났다. 연중 수온성층기간 역시 증가하는 것으로 나타났으며, 남조류는 (I)단계 구간 대비 (III)단계 구간으로 갈수록 출현시기가 빨라지며 농도 역시 증가하였다. 또한 풍수년, 평수년에 비해 갈수년에 남조류의 연평균농도 상승폭과 최고농도가 크게 나타나 미래로 갈수록 댐 유입량이 적은 해에 남조류로 인한 피해 발생 가능성이 높아질 것으로 예상된다.

• 한국습지학회지
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• 제18권1호
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• pp.58-67
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• 2016

본 연구에서는 낙동강 하구 인근의 장기 수질 및 저서 생태변화를 파악하였고, 동시에 하굿둑이 수질 및 저서생태계에 미친 영향을 알아보았다. 수질 자료는 2013년과 2014년에 현장 조사를 통해 획득한 실측자료와 수질 측정망 자료(환경부, 1989~2013)를 취합하여 해석하였다. 대형저서동물 자료는 2014년 현장 조사 자료와 문헌자료(1985~2013년) 분석을 통해 장기 변화를 파악하였다. 낙동강 하구 장기 수질변화는 전반적으로 유량 감소시 영양염이 증가하는 경향이 보였으나, 하굿둑 건설로 인한 급격한 변화는 관찰되지 않았다. 하지만 낙동강 하굿둑 내측의 수질은 하굿둑에 의해 해수와 담수간의 혼합이 제한되어 내측의 영양염 및 유기물의 농도가 외측보다 뚜렷하게 높게 나타났다. 특히 겨울철 유량감소로 인해 체류시간이 증가한 시기에는 하굿둑의 효과가 나타나 하류로 갈수록 클로로필 증가가 뚜렷하였다. 즉, 하굿둑으로 인한 정체효과는 갈수기에 수질악화로 나타났다. 저서생태계는 하굿둑 완공 이후 내측은 기수역 소실로 인해 재첩 등의 연체동물과 기수 갑각류들이 사라졌으며 종 다양성이 매우 낮은 환경이 조성되었다. 하굿둑 외측은 유기물 유입에 영향을 받는 소형 오염지시종(Prionospio membranacea, Pseudopolydora kempi, Sinocorophium sinensis)이 높은 밀도로 출현하여 저서환경의 악화를 나타내었으며, 이것은 하굿둑 건설과 건설 이후 명지대교, 신공항 건설 및 공단조성 등과 같은 다양한 공사로 인해 서식환경이 악화되었기 때문으로 판단된다.