• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.881-881
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• 2012

낙동강유역에는 4대강 사업으로 8개의 보가 낙동강 본류에 새롭게 설치되었으며, 따라서 상류로부터 유입되는 유사가 보상류에 퇴적되어 하천제방이나 하천구조물의 안전을 위협할 수 있다. 또한 홍수시에는 농경지의 매몰과 저수지의 퇴적현상이 발생하는 등 유역유사에 의한 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 강우로부터 유출되는 유사는 강우사상에 따라 빠르게 변할 수 있으나 수체에 즉각적인 영향을 유발하지 않을 경우 만성적인 특성으로 인해 침전물을 계속 이동시키며 축적되는 문제가 발생한다. 따라서 이러한 문제를 사전에 예측하고 낙동강유역에 대한 유역유사관리 대책마련을 마련하기 위해 유역유출과 유사의 이송 및 퇴적양상을 분석하여 유역관리를 위한 자료를 구축할 필요가 있다. 이러한 기초자료 분석을 위해 활용되는 유역모형 중 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형은 장기간 유역 유출로 인한 유사 모의를 수행하는데 가장 많이 활용되는 모형이며, 미국 농무성 농업연구소(USDA Agricultural Research Service, ARS)의 Jeff Amold 등에 의해 개발된 모형이다. SWAT 모형은 장기유출 및 유사 발생에 대한 시 공간적 변화를 모의하는 모형으로 넓은 범위의 유역에 대해 일단위 모의 간격으로 최대 100년까지 모의가 가능한 장기유역 모의에 최적화된 모형이다. 본 논문에서는 SWAT 모형을 이용하여 낙동강유역의 장기 유역 유출 및 유사 모의를 수행하기위해 2004년에서 2009년까지의 유출량 자료와 유량-유사량관계곡선 등을 이용하여 본류 및 지류 유출구 주요지점에 대해 검보정을 수행하고자 한다. 모의의 정확도 향상을 위해 안동댐, 임하댐, 영천댐, 합천댐, 남강댐, 밀양댐 및 낙동강 본류 등 총 7개 유역으로 구분하여 SWAT 모형을 구축하였으며, 각 유역별로 유출량과 유사량에 대하여 각각 보정 및 검증을 수행하였다. 낙동강 본류유역 총 7개의 댐 방류량자료와 20개의 대형하수종말처리장 방류량자료를 이용한 낙동강유역의 유출량 보정 및 검증 결과, 모의치가 실측치를 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 또한 총 11개 지점의 수위관측소에 대해 유사량 측정 성과를 이용한 유사량 보정 및 검증 결과, 강우시 유사량 모의값은 유출량-유사량관계곡선 식을 잘 반영하였으나, 비강우시에는 모의값이 관계곡선 식의 결과값보다 대체적으로 높게 나타났다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.4
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• pp.258-270
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• 2016

This study was conducted to test the green-tide mitigation technique in the lower part of the Sook Stream (Chusori) of Daecheong Reservoir from June 27 to August 24, 2014. And the effects were compared with weekly monitoring result of the watching station of the algae alert system (AAS) as well as test beds reach. The green-tide in a test bed was begun from the upstream, and it was gradually transferred and spread toward the downstream by the hydrological factors. The total amount of algae removed by algae removal device during the test period was 33,920 kg, and solids dewatered by natural gravity was 8,480 kg. Also chlorophyll-a content was 2.83 kg, the number of blue-green algae cells was equivalent to $78.6{\times}10^{14}$ cells. Compared with the results of the watching station of AAS, the pre-concentrate removal work in the outbreak waters was able to suggest the possibility of green-tide mitigation. In addition, an effective management of the green-tide was required spatial and temporal occurrence information and practical device technology. Particularly, the optimal timing of algae removal in the river-reservoir hybrid system was recommended at times before the monsoon rainy season and reached the lowest water level.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.4
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• pp.320-333
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• 2016

This study was carried out to elucidate the development of unprecedented water-bloom caused by a single species of colonial green algae Eudorina elegans in the upstream area of the Seungchon weir located in the Yeongsan River from late April to May 2013. The Yeongsan River is typically regulated system and the waterbody is seriously enriched by both external and internal sources of nutrients. Seasonal algal outbreaks were highly probable due to various potential factors, such as the excessive nutrients contained in treated wastewater, slow current, high irradiation and temperature, in diatom (winter), green algae (spring) and bluegreen algae (summer). Spring green-tide was attributed to E. elegans with level up to $1,000mg\;m^{-3}$(>$50{\times}10^4cells\;mL^{-1}$). The bloom was exploded in the initial period of the algal development and after then gradually diminished with transporting to the downstream by the intermittent rainfall, resulting in rapid expansion of the distribution range. Although the pulsed-flows by the weir manipulation was applied to control algal bloom, they were not the countermeasures to solve the underlying problem, but rather there still was a remaining problem related to the impact of pulsed-flows on the downstream. The green-tide of E. elegans in this particular region of the Yeongsan River revealed the blooming characteristics of a colonial motile microalga, and fate of vanishing away by the succeeding episodic events of mesoscale rainfall. We believe that the results of the present study contribute to limno-ecological understanding of the green-tide caused by blue-green algae in the four major rivers, Korea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.70-70
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• 2015

하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90 m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동 모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.580-580
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• 2015

하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성 유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.2B
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• pp.169-175
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• 2008

The clear-water scour experiments were conducted to shed light on the unsteadiness of the horseshoe vortex around a bridge pier since the fluctuations of velocity components and unsteadiness of the horseshoe vortex can be considered as one of the main factors on local scour. The characteristics of the flow speed and turbulence around a bridge pier was examined using an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) and the flow visualization with kaolin clay particles upstream of a bridge pier. The outcomes of this study on the turbulence characteristics related with scour mechanism were presented with the quadrant analysis, the integral time scales, and the bed shear stresses before and after scouring, respectively. The bed shear stress before scouring was approximately quadruple times higher than that of the equilibriums state. It implies that the unsteadiness of the horseshoe vortex would play a significant role in the initial development of scour depth. Therefore, the bimodal distribution of flow velocity was identified as one of the mechanical properties of the horseshoe vortex and the unsteadiness of horseshoe vortex can be one of the major characteristics to understand the flow sturucture and local pier scour.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.7
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• pp.495-503
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• 2012

The water quality of Gul-po Stream, the subject of this study, has been deteriorating because of the inflow of domestic sewage and the industrial wastewater due to industrialization and the problems relating to the structure of river including slow flow rate and the covering of river. In particular, the domestic sewage from small-medium sized factories by the river and large-scale industrial complex by the upper and middle streams of the river, and the domestic sewage from increasing population due to the regional development are the main pollution sources. Thus, this study aims to survey the water quality and the sediment affecting Gul-po Stream; monitor the state of pollution in water body; assess the yield of sediment and investigate the water quality of river and the problems arising from sediment; and then suggest reasonable ways to improve the situation. The findings from surveying pollution load shows the discharge increases up to average 72.8 times from the upper stream to the downstream of Gul-po Stream, and pollution load increases up to: SS 111 times, BOD 150 times, COD 145 times, the nutrient T-N 222 times and T-P 312 times on an average basis. As for the pollution concentration range, ignition loss is 1.29~12.43%; COD is 4,015~37,547 kg/day; T-N and T-P 94.8~352.5 kg/day and 81.8~372.3 kg/day, respectively. As for the releasing rate of sediment, T-N is -14.46~$156.61mg/m^2/day$; T-P is -11.53~$26.10mg/m^2/day$, indicating the likelihood of internal contamination due to the elution of sediment. This study is expected to be used as basic data to manage Gul-po Stream basin.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.4
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• pp.289-299
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• 2011

We studied the characteristics of pollutant concentrations in 9 streams that flow into Shihwa Lake in order to provide the scientific data for effective implementation of total pollution loads management system (TPLMS) of the Lake. Suspended solid (SS), chemical oxygen demand (COD), dissolved nutrients ($NO_2$, $NO_3$, $NH_4$, $PO_4$ and $SiO_2$), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN) in stream water from industrial complexes, urban and agricultural regions were determined. Pollutant concentrations in December were higher than that in other sampling periods. COD concentration from industrial complex region with average of 12.6 mg/L was 2 times higher those from urban region (6.6 mg/L) and agricultural region (5.9 mg/L). TP concentration from industrial region also showed higher concentration than other regions. TN concentration in stream water was 5.89 mg/L for industrial region, 3.02 mg/L for urban region and 5.27 mg/L for agricultural region, respectively, suggesting inflow of TN due to fertilizer usage in agricultural field. Relative percentage of nitrogen compounds in TN follows the sequence: $NH_4$ (35.1%) > $NO_2$ (20.0%) > DON (22.8%) > PON (8.9%) > $NO_2$ (3.2%). Concentrations of dissolved nutrients, TP and TN in stream water were 3.2~37.2 times higher than that in Shihwa Lake seawater, therefore large amount of pollutants may be directly entered into Shihwa Lake without any treatment. For Gunja stream of industrial region, pollutants at midstream showed relatively higher concentration compared to upstream and downstream. It is necessary to manage the illegal discharging of sewage and waste water. Our results provide valuable informations on the estimation and reduction of total pollutant loads in the process of establishing adequately strategic and implemental plan of Shihwa Lake TPLMS.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.50 no.1
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• pp.1-15
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• 2017

Daecheong Reservoir was made by the construction of a large dam (>15 m in height) on the middle to downstream of the Geum River and the discharge systems have the watergate-spillway (WS), a hydropower penstock (HPP), and two intake towers. The purpose of this study was to investigate the limnological anomalies of turbid water reduction, green algae phenomenon, and oligotrophic state in the lower part of reservoir dam site, and compared with hydro-meteorological factors. Field surveys were conducted in two stations of near dam and the outlet of HPP with one week intervals from January to December 2000. Rainfall was closely related to the fluctuations of inflow, outflow and water level. The rainfall pattern was depended on the storm of monsoon and typhoon, and the increase of discharge and turbidity responded more strongly to the intensity than the frequency. Water temperature and DO fluctuations within the reservoir water layer were influenced by meteorological and hydrological events, and these were mainly caused by water level fluctuation based on temperature stratification, density current and discharge types. The discharges of WS and HPP induced to the flow of water bodies and the outflows of turbid water and nutrients such as nitrogen and phosphorus, respectively. Especially, when hypoxic or low-oxygen condition was present in the bottom water, the discharge through HPP has contributed significantly to the outflow of phosphorus released from the sediment into the downstream of dam. In addition, HPP effluent which be continuously operated throughout the year, was the main factor that could change to a low trophic level in the downreservoir (lacustrine zone). And water-bloom (green-tide) occurring in the lower part of reservoir was the result that the water body of upreservoir being transported and diffused toward the downreseroir, when discharging through the WS. Finally, the hydropower effluent was included the importance and dynamics that could have a temporal and spatial impacts on the physical, chemical and biological factors of the reservoir ecosystem.