• 한국수자원학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.145-159
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• 2014

본 연구에서는 충주댐을 대상으로 유역모델인 SWAT과 저수지모델인 CE-QUAL-W2를 연계 적용하여 기후변화에 따라 저수지로 유입되는 하천의 유량 및 탁수발생량을 모의하고, 저수지내의 탁수변화 및 부영양화 영향평가를 통한 저수지 수환경 변화를 전망하였다. 먼저 SWAT을 적용하여 강우시 저수지 유입하천의 유량 및 수질을 모의하여 모델의 재현성을 검토하였으며, 모형의 보정(2000~2005)과 검증(2006~2010) 결과 모델 예측값과 실측값이 적절하게 일치하는 것으로 나타났다. SWAT의 결과를 CE-QUAL-W2의 하천유량 및 유입수 수질경계조건 입력자료로 활용하고, 보정(2010년)과 검증(2008년)을 통하여 저수지 내 시간에 따른 물수지, 수온 변화, 부유물질(SS), T-N, T-P 및 부영양화(Chl-a) 양상 등을 분석하고 모델의 재현성을 검토하였다. 이후 기후변화 시나리오 적용에 따른 저수지 내수환경변화를 모의하기 위한 기후변화자료로 IPCC AR4 GCM(ECHO-G)을 고해상도지역 기후 시나리오로 개선시킨 RCM(MM5)의 A1B 시나리오를 다시 태풍사상을 고려한 인공신경망 기법에 의해 상세화하여 이용하였다. 기후변화 시나리오에 따른 기온증가의 영향으로 미래로 갈수록 상층수온은 증가하는 반면 심층수온은 감소하는 경향을 보였다. SS 최고유입농도는 평수년에 비해 풍수년에 17%, 갈수년에 0.2% 가량 증가하는 것으로 나타났다. 호소내 SS 10mg/L 이상 점유일수는 평수년에 비해 풍수년이 6일, 갈수년이 17일 증가하였고, 점유율 역시 풍수년에 24%, 갈수년에 26%가량 증가하는 것으로 분석되었다. 미래로 갈수록 기후변화가 충주댐 탁수장기화에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. Chl-a의 최고농도는 평수년에 비해 풍수년에 19%, 갈수년에 3% 가량 조류의 농도가 증가되는 것으로 나타나 조류의 영향이 커지는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권10호
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• pp.865-881
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• 2010

미래기후에 대한 수환경 평가는 기후자료를 입력 값으로 요구하는 강우-유출모형을 이용하거나 유량 이외에 유사, 영양물질과 같은 수질인자를 동시에 모의할 수 있는 유역모형을 이용하여 평가하는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 유역 모형으로 SWAT를 선정하고 낙동강 유역을 대상 유역으로 하여 기후변화로 인한 하천 유량의 영향을 분석하였다. 전지구기후모형(GCM: Global Climate Model)중 비교적 한반도의 기후 특성을 잘 재현하고 있는 호주(CSIRO: Mk3.0, 즉 CSMK) 모형과 캐나다(CCCma: CGCM3-T47, 즉 CT47) 모형의 A2, B1, A1B 시나리오를 SWAT 모형의 입력 자료로 활용하였다. 각 시나리오의 미래의 기온과 강우의 증가율을 분석하고 현재와 미래기후변화 시나리오에 따른 유량과 유량변동성을 연, 계절, 중기간으로 나누어 비교, 분석하였으며, 대부분의 지점에서 기온 및 유량이 증가하였으며 기후변화는 하천 및 호소의 수온상승과 유량변화에 큰 영향을 줄 것으로 예상되기 때문에 향후 본 연구의 결과를 토대로 기후변화에 따른 낙동강 유역의 유출량 증대로 인한 수공 구조물의 치수능력 증대 방안을 세워야 할 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권1호
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• pp.11-19
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• 2023

전세계적으로 외래생물의 침입이 생물다양성을 위협하는 것으로 보고되며, 국내외로 외래생물의 유입에 대한 관심이 증가하고 있다. 우리나라 환경부에서는 유입주의 생물 지정을 통해 국내에 유입되었을 때 생태계 피해가 유발될 수 있는 잠재적 외래생물을 관리하고 있다. 본 연구에서는 유입주의 생물로 지정된 포식성 어류인 북방민물꼬치고기 (Esox lucius)와 호주민물대구 (Maccullochella peelii)의 잠재 서식처를 전국 단위로 예측하였다. 서식처 적합도 평가를 위해 EHSM (Ecological Habitat Suitability Model)을 사용하였고, 수온 자료를 입력하여 생리적 서식처 적합도 지수 (Physiological Habitat Suitability; PHS)를 산출하였다. 예측 결과, 두 어류의 PHS는 고온 또는 저온 스트레스의 영향을 크게 받았으며, 이로 인해 서식처 적합도의 지역적 편향이 나타났다. 북방민물꼬치고기는 위도가 높은 한강과 금강 유역을 선호할 것으로 예측되었고, 호주민물대구는 대도시 지역을 선호하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 외래어류의 침입 양상이 온도에 대한 선호도의 차이로 인해 상이할 것으로 예상할 수 있다. 향후, 모델의 예측력 향상을 위해 후속 연구가 필요하고, 지속가능한 대책 수립을 위해 기후변화 시나리오를 적용한 미래 예측 연구가 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제24권1호
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• pp.25-37
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• 2022

기후변화는 예측할 수 없는 변동성이 매우 커지고 있다. 이로인해 생태계, 인류의 생활, 수문학적 순환 등 다양한 시스템에 변화를 가져오고 있다. 특히 최근 예측할 수 없는 기후변화로 인해 극한가뭄 및 집중호우가 자주 발생하며 그로 인해 1차적 재해가 아닌 침수, 퇴사로 인한 수질오염을 유발하는 복합적인 수자원재해가 발생하고 있다. 유역모델로 SWAT를 이용하여 장래 유출량 및 오염부하량을 분석하고 기후시나리오는 기상청 표준 시나리오(HadGEM3-RA)의 RCP4.5 기후시나리오를 정상성 분위사상법을 적용하여 분석하였다. 기후시나리오와 유역모델의 연계모의로 유출량 및 오염부하량 분석을 수행하였고 연계모형의 적용 및 검증과 기후변화에 따른 미래 수질 변화 분석 결과를 최종적으로 제시하였다. 본 연구에서는 인공신경망을 이용하여 기후변화 시나리오를 모의하여 저수지 수질모형인 W2모델을 통한 댐 저수지의 변화와 인공신경망에서의 수온과 탁도의 결과를 비교하였다. 본 연구의 결과로 신경망모형의 장점인 비선형성 및 간편성을 기후변화를 적용한 합천댐 저수지에서의 수온과 탁도 예측에 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.155-165
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• 2014

본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 물리, 화학, 생물학적의 복합적인 평가요소를 이용하여 수생태 관련 기후변화 취약구간을 선정하였다. 먼저 SWAT 모형을 이용하여 A1B 기후변화 시나리오에 따라 각 소유역별로 유출량, 유사량, 갈수량 변화를 모의하였다. 또한 환경부의 수질 측정망과 수생태 건강성 측정 지점이 서로 일치하는 48개 지점을 대상으로, BOD 및 TP 등의 수질 데이터와 IBI, KSI의 수생물 데이터를 평가에 반영하였다. 한편, 미래 기온 상승에 따른 낙동강 유역 하천에서의 수온 상승 폭을 예측하였고, 이로 인한 수생물 서식처 영향을 분석하여 평가에 반영하였다. 각 평가요소를 종합하여 가장 취약한 상위 10개 지점을 제시하였다. 본 연구는 하천 생태복원을 위한 취약구간 평가 및 종합적인 평가 결과를 토대로 각 하천 특성에 맞는 하천 관리 계획을 수립하는데 있어 효과적일 것으로 사료된다.

• 물과 미래
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• 제15권3호
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• pp.23-36
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• 1982

The stochastic variations and structures of time series data on water quality were examined by employing the techniques of autocorrelation function, variance spectrum, Fourier series, autoregressive model and ARIMA model. These time series included hourly and daily observation on DO, turbidity, conductivity pH and water temperature. The measurement was made by automatic recording instrument at Noryangjin and Dook-do located in the downstream part of Han River during 1975 and 1976. Hourly water quality time series varied with the dominant 24-hour periodicity, and the 12-hour periodicity was also observed. An important factor affecting 24-hour periodic variation of DO is believed to be photosynthesis by algae. These phenomena might be attributable to periodic discharges of municipal sewage. Noryangjin site showed the more distinct 12-hour periodicity than Dook-do site did, and tidal effect might be responsible for the difference. The water quality, as measured by DO and turbidity, was better in the afternoon compared with the quality in the morning. This change can be explained by the periodic variation of DO, temperature and the amount of municipal wewage discharge. It was also observed that the water temperature at Noryangjin was higher than the temperature at Dook-do. This difference might have been caused by the pollutants that were added to the section between two sites. The correlation coefficients between some of the variables were fairly high. For example, the coefficient was -0.88 between DO and water temperature, 0.75 between turbidity and river flow, and 0.957 between water temperature and air temperature. The lag time of heat transfer from the air to the water was estimated as 24 days. The first order auto-regressive model was appropriate for explaning standardized hourly DO time series. The ARIMA model of (1, 0, 0) type provided relatively satisfactory results for daily DO time series after the removal of significant harmonic value.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.159-171
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• 1990

본 연구의 목적은 담수호에 적합한 Multiple Box모형을 개발, 적용하여 장기 수질예측을 할 수 있도록 하므로써 담수호에서의 수질관리 방안을 제시하는데 있다. 모형은 수문 부모형과 수질 부모형으로 구성되어 있으며, 수질 부모형에서 고려한 수질항목은 수온, Chlorophyll-a, BOD, DO, N과 P 등이었다. 본 모형의 적용은 아산호를 대상으로 시행하였으며, 호의 수문환경조건을 고려하여 호를 상층은 2개의 Box, 하층은 1개의 Box 등 총 3개의 box로 분할하였다. 수질예측모형을 아산호에 적용한 결과 대체로 장기적 수질변화추세를 잘 나타내고 있는 것으로 평가되었다. 개발된 수질모형의 미래의 오염부하량을 입력하여 수질개선 방안들을 비교한 결과, Chlorophyll-a의 경우 무린세제의 도입이, BOD와 T-N의 경우 고도하수처리시, T-P의 경우 축산폐수의 저감시 각각 효과가 큰 것으로 평가되었다.

• 물과 미래
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• 제5권2호
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• pp.6-16
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• 1972

It has been well studied and known that the yields from the rice fields irrigated by the cold water such as the water directly flowing in from mountain valleies, underground water and subground water are largely influenced by the water temperature. However, the best method of raising water temperature has not yet been established. This is because there are some essentially difficult problems associated. When we examine the effects of $1^{\circ}C$ rise in the water temperature under natural condition on rice growing, the necessity of this line of study is verified. The results of Mihara's study show that rice bears its fruits at the water temperature above $19^{\circ}C$ and the difference of $1^{\circ}C$ in the range of $19^{\circ}C$ to $22^{\circ}C$ can produce the 20% of difference in yields. Because of these facts, most farmers have made use of water temperature raising ponds, zigzag waterways and shelter belts. But the most important factor in raising water temperature has been found to be the heat loss due to evaporation. Recently, a good deal of experiment on raising water temperature and soil temperature by reducing the evaporation are being carried out all over the world. The reduction of evaporation does not only reduce heat loss, from the surface but also reduce the loss of water. Present study is aimed to determine the efficiency of different chemicals by which monomolecular films are formed over different surfaces such as water surface, soil surface and the surface of plant leaves with a purpose of preventing the transpiration, and aimed to observe the effects of the temperature rise and its influence on growing state as well as the durability of the plants under drought condition.

• 물과 미래
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• 제24권2호
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• pp.71-79
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• 1991

한 시험하천에서 평균유속, 수면경사, 통수단면, 수온 등 수리량과 부유사 농도, 부유사 및 하상도의 입경분포 등 유사량을 측정하였다. 측정 대상하천은 남한강의 제1지류인 청미천으로, 경기도 한평교 지점과 장호원의 원부교 지점을 택하였다. 청미천은 그 하상이 완전히 모래로 구성된 하천으로 전형적인 충적하천으로 간주된다. 본 연구에서 측정된 자료의 주요 분석결과는 다음과 같다: 1)시험하천의 경우, 홍수시에만 실질적인 유사이동이 있다; 2)수위-유량관계는 특히 저수시에 자주 변한다; 3)유량의 증가에 따라 하천의 마찰 역시 증가한다; 4) 평수나 저수시에는 부유사중에 이토나 점토가 지배적이나, 홍수시에는 모래가 지배적이다; 5) 유속및 부유사 농도의 연직분포는 각각 Prandt1-von Karman의 대수분포식과 Rouse의 지수분포식으로 표시될 수 있다. 이상의 결과들은 청미천에서의 측정결과에 의한 것이나, 이는 청미천에 국한되지 않고 하상이 모래로 구성된 충적하천의 경우 일반적으로 적용될 것으로 유추된다.

• 한국해양학회지
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• 제27권4호
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• pp.332-341
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• 1992

한반도 주변의 정규적인 해양관측 효시는 1910년대로부터 시작된다. 1915년 6월부 터 원산, 부산 등 12개 항구의 중앙부에서 10일 간격으로 해양관측이 시작되었으며, 1916년 7월부터는 거문도 해야 어청도 등 10개 등대관측소에서 연안정지관측을 역일로 시작했고, 1917년 5월부터 정선해양관측이 이루어 졌는데 이들은 총독부 수산과에서 수산시험조사사업의 일환으로 수행되었고 1921년부터 총독부수산 시험장에서 이들을 더욱 발전다. 1930년대에는 정선해양관측이 매월 초순 각 도별로 수항되어 가장 훌륭 한 관측결과가 생산되었다. 1961년부터는 항구관측을 폐지하고 연안정지관측과 정선해 양관측만 이루어 지고 있으며 해양조사선을 20여개로 수정하여 2개월마다 조사에 임하 고 있다. 이들은 기본적으로 해양생물자원의 경제적 획득에 목적을 두고 있으나 자료 를 널리 공개하여 전세계의 어느 해양연구자들도 이용할 수 있도록 하고 있다. 1960년 부터는 우리 나라 연안의 조석관측도 연속적으로 수행되고 있다. 1990년 현재 21개 정 선해양관측자료와 42개의 연안정지관측자료, 매일의 표면수온분포도 21개의 평균해면 자료가 공개적으로 이용가능하다. 앞으로 유명한 연구소일수록 해양관측자료를 공개하 여 공동이용할 수 있어야 하며 해양관측의 활성화를 위해 첫째 해양관측기구를 소모품 으로 취급할 것이 요구되고, 둘째 관측선 요원의 정당한 처우가 이루어져야 하며, 셋 째 세계적인 해양조사 사업은 국가기관에서 더욱 성실히 수행될 수 있도록 여건을 조 성할 필요가 있다. 과거에는 어업활동을 위해 해양조사가 현재에는 기후변동연구에 중 요한 자료로도 이용되고 있으므로 우리는 우리주변의 해양관측을 미래학문의 기초자료 로 끊임없이 수행해야 할 중차대한 임무를 지니고 있다.는 대체로 Weddell Sea쪽에서 남동쪽으로 가면서 증가하며, 영 양염 농도가 낮은 얼음 녹은 물의 유입이 얼룩소 a의 농도를 감소시키는 것으로 사료 된다.되어, 경기만에서 출현하는 식물플랑크톤이 서해 중동부 연안수역에서 출현하는 식물 플랑크톤보다 상대적으로 낮은 광에 적응되어 있었다. the most important in the global optimum analysis because small variation of it results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수 있으며, 이를 위해서 본 논문에서는 Gauss-Newton 방법을 이용한 Bard 알고리즘을 사용하였다. 서울 구로구 시흥동 산사태 발생 지역의 산사면에 대하여 개발된 모델을 적용하여 예제 해석을 수행함으로써, 지하수 흐름 모델이 산사태 발생 예측을 위하여 이용할 수 있음을 입증하였다.