• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1679-1683
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• 2008

낙동강 하류지점인 물금은 2003년${\sim}$2005년의 대부분이 부영양화의 기준을 넘고 있다. 하구둑 건설이후, 담수화 된 하구둑 상부에서는 부영양화가 가속화되었다. 수질의 악화는 물론 강 생태계의 구조와 기능의 변화까지 초래되었다. 지난 $7{\sim}8$년 간 낙동강 하류 지역은 갈수기 식물성 플랑크톤 군집의 대거 번성으로 인한 부영양화로 연중 심각한 수질 오염문제를 야기하고 있다. 본 연구는 WASP 7.2 모형과 예측된 동물성플랑크톤을 이용하여 낙동강 유역의 하류 지역인 물금의 부영양화를 예측하는 것이다. 2005년의 관측값을 초기조건으로 고정하고 DO, $NO_3$-N, $PO_4$-P, 기상청에서 예보되는 기온을 사용하여 동물성 플랑크톤을 신경망 모형으로 예측한 뒤, 수온 대신 기상청의 기온을 입력하여 $1{\sim}3$일 후의 단기 수질을 예측하였다. 부영양화 예측결과와 2005년의 월별 수질 관측값을 통계량을 이용하여 분석하였다. $1{\sim}3$일 후의 예측결과 수질항목 중 부영양화의 기준이 되는 클로로필-a, 총 질소, 총 인의 경우는 예측기간 모두 관측값에 적합하게 모의되었다. WASP 7.2 모형의 수질항목 관측자료를 초기값으로 입력하고, 예측된 동물성 플랑크톤의 개체수와 기상청에서 예보되는 기온을 사용한 수질모의는 낙동강의 단기 수질예측에 유의한 의미가 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.30 no.4
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• pp.429-440
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• 2014

This study was conducted to investigate the main cause of water quality deterioration during the spring season in the transition zone between the South Han River and the river-reservoir Paldang. A water quality model modified from QUAL2E (U.S.EPA) was used, and the model showed that eutrophication and algal production in the low flow season affected about 60% of the organic pollution at the downstream of the South Han River. This result means that phosphorus control is prior to external organic material management to ameliorate the deterioration of water quality in the water body.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.22 no.7
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• pp.854-862
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• 2016

In summer 2010, we measured the concentration of dissolved oxygen (DO) and nutrients in the water collected at the bottom of Cheonsu Bay, off the west coast of Korea. We also measured nutrient fluxes across the sediment-water interface by deploying a fully-automated benthic lander, which collected time-series water samples inside a benthic chamber. We confirmed on-going hypoxia in the northern parts of the bay where polluted lake water was discharged. DO content in the water at the bottom was 2 mg/l, compared to 5 mg/l at the mouth of the bay in the south. Nutrient concentrations showed a trend that was opposite to that of DO. The variation of N/P ratios implies phosphate desorption and a release of nutrients caused by hypoxia. The organic carbon oxidation rate and oxygen consumption rate in the northern parts of the bay were about twice as fast as those at the mouth of the bay. Benthic fluxes of nutrients in the northern part of the bay were 4 to 6 times higher than those at the mouth. Our results imply that it is important to understand the role of hypoxia events to make an accurate estimation of material fluxes across the sediment-water interface.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.89-89
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• 2021

부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 발생하는 녹조의 과도한 발생은 하천 생태계 훼손, 동식물의 건강, 담수의 오염 등 환경 사회 경제적으로 큰 피해를 준다. 현재 수질 측정망은 정해진 지점에서 Chlorophyll-a(Chl-a), Phycocyanin(PC)을 대표농도로 산정하고 조류경보에 활용하고 있으나, 일주일에 한번씩 샘플링을 통해 Chl-a 및 PC를 측정하여 시공간적인 신뢰성의 문제가 제기될 수 있다. 본 연구에서는 기존 점단위 조류 모니터링의 한계점을 개선하기 위해 초분광영상 자료를 머신러닝 기법에 적용하여 Chl-a 및 PC 산정 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 Chl-a와 PC의 최대 흡수, 반사 파장대, 주요 물 흡수 파장대 자료를 조합하여 9개의 파장비를 구축하였으며, 기존 연구에서 활용한 머신러닝 기법인 Partial Least Square, Random Forest, Gradient Boosting, Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, Artificial Neural Network를 검토하여 최적 모델을 선정하였다. 학습된 머신러닝의 성능을 R², NSE, RMSE 목적함수를 이용해 평가하였으며, 그 결과 ANN이 각각 PC 0.801, 0.755, 11.774 mg/m³, Chl-a 0.733, 0.622, 8.736 mg/m³로 가장 우수한 성능을 보였다. 최적화 된 ANN 모델을 백제보 상류 2016-2017년 항공 초분광영상에 적용하여 시공간에 따른 조류 분포변화를 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.125-125
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• 2016

남강 권역은 5개의 단위유역으로 구성되어 있으며, 남강A, 남강B, 남강C, 남강D와 남강E로 명명되고 1단계 수질오염총량관리제도 시행 이후 유역 내 개발 등으로 인한 오염원이 증가하고 장기간 퇴적된 저니층으로부터 오염물질이 용출되는 등 수질의 자정능력보다 더 많은 오염물질이 수체내로 유입됨으로써 수질이 악화되자 수량확보 뿐만 아니라 남강의 수질관리에 대해서 관심을 가지기 시작하였다(GNDI, 2010). 남강 하류수계는 하상구배가 매우 완만하며 유속이 느리다. 따라서 물의 체류시간이 호수와 비슷한 양상을 보이고 있다. 더욱이 남강 하류수계는 주변의 도시와 농경지로부터 물의 소모량이 크기 때문에 하류수계의 물의 흐름이 더욱 완만해지고 이로 인하여 수질 악화가 가속화되고 수역의 영양단계가 점점 증가하는 부영양화현상이 발생되고 있다. 남강하류수계와 같이 부영양화 된 수계내의 미처리 된 영양염을 이용한 식물플랑크톤의 생산에 의해 자생BOD가 공급된다. 따라서 남강댐 하류지역과 같은 수리 수문학적 특징을 가진 유역은 수질관리를 위해서 특정 수역에 유입 BOD와 자생 BOD가 어느 정도 기여하는가를 정량적으로 파악한 후, 기여도에 따라 오염원인 물질을 줄이기 위한 수질관리 방안이 설정되어야 한다. 본 연구에서는 남강유역의 오염원의 기여율 분석을 위해 하천수질모델인 QUALKO2를 사용하였으며, 점오염원 뿐만 아니라 수질에 상당한 영향을 끼치는 비점오염원의 영향을 통합적으로 고려하기 위하여 유역 모델인 SWAT과의 연계방안을 제시하였다. 또한 모델의 연계 적용을 통해 산정된 내부오염원과 내부오염원의 기여율과 수질측정결과를 활용하여 분석한 기여도와의 비교를 수행하여 신뢰성을 확보하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.1-1
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• 2017

녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 최근에는 이러한 녹조 현상이 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 빈번히 발생되고 있다. 녹조현상은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다. 또한 조류는 식수에서 맛과 냄새를 유발할 뿐 아니라 Microcystin-LR과 같은 유해한 독소를 배출하여 공중 보건을 위협한다. 이에 식수원으로 사용되는 하천의 조류 번식에 따른 대응방안 마련이 절실히 요구된다. 유입되는 조류로 부터의 정수처리 설비의 처리 부하를 줄이기 위해서는 취수시스템과 연계한 고속 전처리 조류 제거 시스템을 개발이 필요하다. 기존의 전기응집부상공정(Electro-Coagulation and Flotation, ECF)은 화학 약품(응집제) 투여량이 적은 이점이 있지만 비교적 긴 전기 분해 시간이 필요하여 기존 정수처리 시스템과 연계성에 있어 한계가 있다. 이에 본 연구는 전기 분해 시간을 줄여 유입된 조류를 수 초 내에 응집하여 1분 이내에 조류를 분리하는 초고속 조류 전처리 기술을 개발하였다. 개발된 기술의 현장적용 및 실험 결과, 응집과정이 없이도 Chlo-a는 약 45 %의 제거 효율을 나타났다. 또한 응집제의 투입 및 전극에 의한 부상시스템에 의해 Chlo-a가 약 80 %로 제거되는 것으로 나타나 빈번하게 발생되는 조류로부터 안정적인 물 공급을 위한 전처리 공정으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.12 no.4
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• pp.380-389
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• 2007

Stable carbon and nitrogen isotopes were analyzed in suspended particulate organic matter, macroalgae and macrobenthic invertebrates in order to determine the importance of primary organic matter sources in supporting food webs of rocky subtidal and intertidal macroalgal beds in the Korean coasts. Investigations were conducted at the inter tidal sites within Gwangyang bay, a semi-enclosed and eutrophicated bay, and the subtidal sites of the east coast, a relatively oligotrophic and open environment, in May and June 2005. Water-column suspension feeders showed more negative $\delta^{13}C$ values than those of the other feeding guilds, indicating trophic linkage with phytoplankton and thereby association with pelagic food chains. In contrast, animals of the other feeding guilds, including interface suspension feeders, herbivores, deposit feeders, omnivores and predators, displayed relatively less negative $\delta^{13}C$ values than those of the water-column suspension feeders and similar with that of macroalgae, indicating exclusive use of macroalgae-derived organic matter and association with benthic food chains. Most the macrobenthic species were considered to form strong trophic links with benthic food chains. In addition, the distribution of higher $\delta^{15}N$ values in macrobenthic consumers and macroalgae at the intertidal sites of Gwangyang Bay than those at the subtidal sites of the east coast suggests that anthropogenic nutrients may enhance the macroalgal production at the intertidal sites and in turn be incorporated into the particular littoral food web in Gwangyag Bay. These results confirm the dominant role of macroalgae in supporting rocky subtidal and intertidal food webs in the Korean coasts.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.9 no.4
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• pp.179-195
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• 2004

The trophic state of the coastal waters of the southern part of Korea was assessed using biogeochemical data obtained from the National Marine Environmental Monitoring Program conducted by the National Fisheries Research and Development Institute for six years. The trophic state of different areas, analyzed by non-metric multi-dimensional scaling (MDS) analysis, could divide the areas into three groups. Masan Bay, with suboxic water masses and/or the highest concentrations of dissolved inorganic nitrogen and phosphorus occurred, was assessed as being in a hypertrophic state. Ulsan Bay, Onsan Bay, Busan and Jinhae Bay, located near strong point sources, were in a eutrophic state. Other areas, including Tongyong, Yosu, Mokpo and Jeju island, were evaluated as being in a mesotrophic state. During 1997 to 2002, the average values of excess nitrogen, which is the difference between the measured dissolved inorganic nitrogen (DIN) and the corrected DIN using the Redfield ratio, were positive at Ulsan, Onsan, and Busan, where there were inflows from polluted rivers. In contrast, those were negative values in Haengam Bay, Gwangyang Bay and nearby Yosu. This suggests that the limiting element for phytoplankton growth differed among sites. The time series data of excess nitrogen showed gradual decrease over time in the hypertrophic waters, but the opposite trend in the mesotrophic waters. This indicated that the ratio of nitrogen to phosphate varied according to the trophic state of the coastal waters. The enrichment of organic matter in sediment in eutrophic waters would disturb the normal pattern of biogeochemical cycling of nitrogen and phosphate. In order to assess the condition of the coastal environment, the benthic boundary layer should be considered.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.4
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• pp.413-424
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• 2013

The TMDL, the watershed-oriented water quality management policy, was introduced to inhibit the total amount of pollutant loading generation, and to develop the region environmentally friendly. However, despite the implementation of TMDL, the water quality of Nam river downstream has worsened continuously since 2005. Diverse pollution sources such as cities and industrial zone are scattered around the Nam river. Eutrophication are caused due to deterioration of water quality by low velocity. BOD concentrations in the eutrophic waters affected by the incoming BOD and the autochthonous BOD by the production of phytoplankton. In this study, the quantitative relation of incoming BOD and autochthonous BOD was analyzed for water quality management. The influence of autochthonous BOD was analyzed using QUALKO2 and QUAL2E. Considering the effects of Chl.a, BOD concentration from QUALKO2 model simulations is higher than BOD concentration from QUAL2E model. The results of QUALKO2 showed higher correlation with the measured data. Autochthonous BOD needs to be managed to solve the water pollution problem of Nam river downstream, which is looking for ways to reduce Chl.a by using the increase of the dam outflow and the improvement of the water quality from WWTP.

• Korean Journal of Ichthyology
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• v.25 no.2
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• pp.106-118
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• 2013

Monthly variation in species composition of shallow water fish in Cheonsu Bay were determined using samples collected by a beach seine in the shallow water at Namdang beach from April 2010 to March 2011. The species composition were compared to the data obtained in 1885~86 and in 1993, and factors affecting the long-term change in species composition were analyzed. Fish collected during the study were 25 species, 2,194 individuals and 16,762 g. Chelon haematocheilus were predominated in abundance, accounting 68.5% in the number of individuals. A few number of fish were collected during the cold months from November to April. Abundance was high from July to September by a large catch of juveniles of pelagic fish. Species composition in 1993 did not differ significantly from that in 1985~86 although Fabonigobius gymnauchen living in the fine sediments were increased in abundance. Abundance increase of this gobiid fish was considered to be related to the sedimentation of fine particles due to weakened water circulation after dike construction. The number of species and catch amount in 2010~11 were significantly decreased comparing to those of the former periods; especially in pelagic fish and benthic fish, but C. haematocheilus were greatly increased in abundance. C. haematocheilus is an estuarine fish being able to survive in relatively poor quality of water. This increase seems to be related to fish larvae from the culture net cages recently installed in the inner bay. Recent decrease in abundance of shallow water fish suggested that water quality has been gradually getting poor and recently attained over a critical level for the nursery function of fish.