• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.633-637
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• 2007

하천환경 복원사업이나 자연형하천 정비사업의 근본 목표는 그 하천 고유의 하천경관이나 생태계 등 특성을 회복(Rehabilitation)시키거나 복원(Restoration)하는 것이다. 현재 이 치수기능 확보를 위한 댐 보의 건설, 하천정비 및 골재채취 등 하천의 인공화가 계속되고 있으며, 이에 따른 하천 및 하도의 물리, 화학, 생물에 미치는 영향은 심각한 수준이다. 이러한 하천의 인위적 교란은 요인, 규모, 빈도 및 강도는 다르지만 하천생태 서식처의 물리적, 화학적 특성이 변형, 변질되어 하천생태계가 변화, 단절, 절멸되는 심각한 상태가 빈발하고 있다. 하천교란(River disturbance)은 요인에 따라 유량 및 유사량 변화, 하상변동, 하도준설, 인공호안, 생태통로 차단 등 하천의 물리적 환경 변화를 초래하고, 그에 따른 영향으로 생물종의 감소 및 단순화, 개체수 감소 등과 같이 하천 생태계가 변화하게 된다. 그러나 하천의 교란평가에 대한 연구가 미흡하고, 또한 표준화된 평가체제가 구축되어 있지 않을 뿐 만 아니라 하천환경의 복원에 대한 의식 보급도 부족한 것이 현실이다. 따라서, 본 연구에서는 하천의 교란정도를 파악하기 위한 하천교란평가기법 개발을 위한 전단계로서 일본의 하천수변 국세조사, 영국의 River Habitat Survey, 호주의 River Assessment System, 미국의 Stream Corridor Restoration 등에서 제시하는 하천모니터링 및 평가체제를 비교, 분석하였다. 외국사례 분석 결과를 토대로 하천교란 요인을 하천정비, 댐건설, 골재채취로 유형화하고 교란요인별 조사해야 할 물리적 인자로서 유량, 유사량, 하도 제원, 특징적 내용, 하도형상, 여울과 소, 점사주, 인공구조물, 제방 호안의 재료 및 특징 등으로 선정, 검토하였으며, 생태계 인자로서는 제방 마루의 토지이용 및 식생구조, 하도의 식생유형, 하도주변 토지이용, 하안(bank) 형상 및 구조, 수종 및 구조, 하도 및 하안 특징 및 구조 등으로 선정, 검토하였다. 이상의 하천교란과 관계되는 지표를 선정하여 물리적, 생태적 조사 및 교란평가기법(안)을 개발, 제시하였다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.49 no.1
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• pp.1-10
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• 2016

The increases of industrial and technological development and human activities have disturbed the balance of natural nitrogen (N) circulation. These phenomena have induced that large amounts of N are to be present in excess in air, soil and water environment. We investigated the effects of excess of reactive nitrogen ($N_r$) compounds on soil and water environment ecosystems through literature and case studies, and suggested the strategy of mitigating the acidification in soil and water ecosystems. $N_r$ moves to air, soil and water media, can be converted to different types, and interacts with other chemical compounds. As an efficient N management plan, the evaluation (application of monitoring and safety index) and the chemical restoration (research and development) of the acidification in soil and water environment ecosystems are required to minimize the effects of $N_r$ as well as policies to regulate the various emission sources and amounts of $N_r$.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.28 no.3
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• pp.287-298
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• 2019

This study found that wildlife crossing created through environmental impact assessments didn't reduce the number of wildlife accidents on the road by review of "A Study on the Legal and Institutional Review for Reproving Bio-Mobile in Environmental Impact Assessment(2018)". Specific considerations to be reviewed at each stage of the environmental impact assessment consultation were presented for practical site application. Therefore, in this study, the consultation steps for environmental impact assessment were presented in five stages, including planning, design, construction, monitoring, maintenance and management, and detail of the items to be reviewed by public officer. It will be able to prevent loss of habitats and improve biodiversity by improving the practice and institutional problems that were planned and designed at the time of construction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.458-458
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• 2021

하천의 환경기능과 생태에 관한 관심이 증가하며 생태를 고려한 하천 유지 유량의 산정이 필요하다. 수문 특성의 물리적 서식처에 관한 연구는 PHABSIM, River2D 등의 소프트웨어 적용을 통한 유지유량증분법(IFIM), 수문 인자별 서식처적합도지수(HSI)를 기반으로 연구되고 있지만, 하천의 수질을 고려한 서식처 연구는 각 수질 인자별 서식처적합도지수 자료의 부족으로 하천유지유량 산정에 반영이 어려운 실정이다. 본 연구는 국내 하천의 수질·생태 모니터링 자료를 바탕으로 수온, DO 등의 수질 인자에 대한 피라미의 서식처적합도지수를 권역 단위로 산정했다. 수질 및 어류조사 자료는 물환경정보시스템의 최근 10년 수질측정망, 생물측정망 조사자료를 이용해 구축하였다. 피라미의 수질별 서식 적합도는 일반화가법모형(GAM)을 적용하여 수질 인자별 어류 개체 밀도 분포의 상관관계를 분석하여 지수화하였다. 특히, 어류의 서식 특성은 수계별로 상이할 수 있어 가용 데이터의 범위를 고려하여 권역별 수질 인자에 따른 피라미의 서식 특성을 분석하였다. 본 연구로 제시된 권역단위 피라미의 수질 서식처 적합도 지수는 생태를 고려한 하천사업의 계획, 평가의 기초자료를 제시할 수 있을 것이다. 또한, 피라미 외 각 하천의 주요 생태 어종 평가를 위한 수질 서식처 적합도지수 산정의 자동화를 위한 알고리즘 개발에 적용가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.53-53
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• 2022

본 연구는 낙동강 상류에 위치한 안동댐 하류(4,565.7 km²)를 대상으로 1차원 물리적 서식처모형인 PHABSIM(Physical Habitat Simulation System)과 2차원 물리적 서식처 모형인 River2D를 이용하여 대표어종인 피라미에 대해 환경생태유량과 어류서식처 면적을 산정하였다. 두 모형의 구축을 위해 낙동강 하천기본계획보고서(2009)를 수집하여 하천단면과 수리학적 자료를 두 서식처모형에 적용하였다. 유속과 수위자료의 경우, 낙동강수문조사연보와 검보정된 HEC-RAS를 활용하여 갈수량 Q355(10.95 m³/sec)와 평수량 Q185(41.72 m³/sec)에서의 유속과 수위를 생성하여 적용하였다. 대표어종 선정을 위해 총 4회에 걸쳐 현장조사를 진행하였으며, 수집한 어종들에 대해 상대풍부도와 출현 개체수 분석결과 54.2%의 상대풍부도와 총 110개의 개체수를 나타낸 피라미(Z acco platypus)를 대표어종으로 선정하였다. 서식처 적합도 지수 HSI(Habitat Suitability Index)는 피라미 출현시기의 수심(Depth), 유속(Velocity) 그리고 하상재료(Substrate)를 조사하여 적립하였으며 수심은 0.4~0.6 m, 유속은 0.3~0.5 m/s, 하상재료는 모래(2.0 mm)~잔자갈(16.0 mm)일 때 HSI가 가장 적합한 것으로 분석되었다. PHABSIM을 이용하여 피라미에 대해 최적 환경생태유량 산정결과 20.0 m³/sec로 산정되었고, 모의한 30개 유량에 대해 평균 어류서식처 면적은31,905.3 m²/1,000m로 산정되었다. PHABSIM으로 산정된 환경생태유량과 River2D를 이용하여 하천유량이 Q355와 환경생태유량일 때의 공간분석을 실시하였다. Q355와 비교하여 환경생태유량일 때 유속과 수심 HSI에 대한 공간분포와 어류서식처 면적 또한 더 큰 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.137-137
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• 2023

해양쓰레기는 해안의 심미적 가치 저하뿐만 아니라 생태계 파괴, 유령 어업에 따른 수산업 피해 등의 사회적·환경적 문제를 발생시키며, 그중 70% 이상은 육상 기인으로 플라스틱 및 기타 쓰레기가 주를 이루는 해외와 달리 국내의 경우 다량의 초목류를 포함하고 있다. 다양한 부유쓰레기에 대한 기존의 해양쓰레기량 추정의 한계와 하천·하구 쓰레기 수거의 효율화를 위해 해양으로 유입되는 부유쓰레기 방지를 위한 실효성 있는 대책 수립이 필요한 실정이다. 본 연구는 해양 유입 전 하천의 차단시설에 차집된 부유쓰레기의 수거 효율화 및 지속가능한 해양쓰레기 데이터 구축을 위해 AI기반의 기술을 통해 부유쓰레기 성상 분석 기법(Object Detection)과 차집량 분석 기법(Semantic Segmentation)을 활용하였다. 실제와 유사한 데이터 수집을 위해 다양한 하천 환경(정수조, 소하천, 급경사수로)에 대해 탁도(녹조, 유사), 광량, 쓰레기형상, 초목류 함량, 날씨(소하천), 유속(급경사수로) 등의 실험조건에 대하여 해양쓰레기 분류 기준 및 통계를 바탕으로 부유쓰레기 종류 선정하여 학습을 위한 데이터를 수집하였다. 학습 목적에 따라 구분하여 라벨링(Bounding box, Polygon)을 수행하고, 각 분석 기법별 전이학습을 통해 Phase 1(정수조), Phase 2(소하천), Phase 3(급경사수로) 순서로 모델을 고도화하였다. 성상 분석을 위해 YOLO v4를 활용하여 Train, Test DataSet(9:1)을 구성하고 학습 및 평가는 Iteration마다의 mAP, loss 값을 통해 비교하였으며, 학습 Phase에 따라 모델 고도화로 Test Set의 mAP 값이 성상별로 높아짐을 확인하였으며, 차집량 분석을 위해 Unet을 활용하여 Train, Test, Validation DataSet(8.5:1:0.5)을 구성하고 epoch별 IoU(intersection over Union), F1-score, loss 값을 비교하여 정성적, 정량적 평가 모두 Phase 3에서 가장 높은 성능을 확인하였다. 향후 하천 환경에서의 다양한 영양인자별 분석을 통해 주요 영향인자 도출 및 Hyper Parameter 최적화를 통한 모델 고도화로 인해 활용성이 높아질 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.47 no.1
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• pp.76-87
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• 2019

The purpose of this study was to evaluate the performance of and to derive future maintenance-management measures of the constructed alternative habitat for the Kaloula borealis at the University of Seoul, examining the period between 2015-2017. The research was constructed in 2014 and in a $191m^2$ area. The performance evaluation was divided into maintaining the habitat of the target species, maintaining the population and reproduction rates of the target species, maintaining the habitat of the wild species, the resilience of natural ecosystems, and the harmony with the surrounding environment. In terms of maintaining the habitat of the target species, soil collected from the existing habitat of the Kaloula borealis and was the depth was increased to 30cm in the alternative habitat. An artificial water supply was required every year during the supporting the spawning and hatching of other amphibians along with the Kaloula borealis. The sources of water of the alternative habitat were both rain and tap water, as it cannot be maintained naturally. Additionally, the Kaloula borealis thrived because it inhabited the research site and the average temperature was $26.2^{\circ}C$ from April-June, which is when the Kaloula borealis spawns. In terms of maintaining the population and reproduction rates of the Kaloula borealis, they were evaluated to have stable rates of reproduction. In terms of maintaining the habitat of the wild species, studies on vegetation and the structure of the characteristics of prey or predators will be needed. Also, alien species, such as Humulus japonicus and Bidens frondosa needed to be removed to maintain the wetland ecosystem of the wild species. In the assessment of the resilience of the natural ecosystems, the mud was monitored, noting the changes in the depth of water, with steps taken to reduce the leakage of water. The mud collected from the Haneul Pond wetland, which is located around the research site was piled up. Also, partial mowing management and the inducement of a natural vegetation colony was required for vegetation management. It was also necessary to create porous spaces, such as old trees and tree branches to create a habitat with hiding places and feeding and spawning places for small organisms. In terms of the harmony with the surrounding environment, the following threat factors needed to be managed: amphibian roadkill by vehicles and pedestrians and artificial draining due to nearby user access. Based on the monitoring results, alternative habitat management measures presented the promoting various waterside structures, in which amphibians can spawn and hide in, managing the water environment consistently, managing the vegetation, focused on the habitat of the wild species, and managing the surrounding environment for the habitat. The creation of an alternative habitat should be managed through monitoring, reflecting the characteristics of the changes in the site. Also continuing efforts are also needed to improve the habitat of the target species.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.40 no.1
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• pp.130-142
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• 2007

This study was to examine impacts of turbid water on fish community in the downstream of Yongdam Dam during the period from June to October 2006. For the research, we selected six sampling sites in the field: two sites were controls with no influences of turbid water from the dam and other remaining four sites were the stations for an assessment of potential turbid effects. We evaluated integrative health conditions throughout applications of various models such as necropsy-based fish health assessment model (FHA), Index of Biological Integrity (IBI) using fish assemblages, and Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI). Laboratory tests on fish exposure under 400 NTU were performed to find out impact of turbid water using scanning electron microscope (SEM). Results showed that fine solid particles were clogging in the gill in the treatments, while particles were not found in the control. This results indicate that when inorganic turbidity increases abruptedly, fish may have a mechanical abrasion or respiratory blocking. The stream health condition, based on the IBI values, ranged between 38 and 48 (average: 42), indicating a "excellent" or "good" condition after the criteria of US EPA (1993). In the mean time, physical habitat condition, based on the QHEI, ranged 97 to 187 (average 154), indicating a "suboptimal condition". These biological outcomes were compared with chemical dataset: IBI values were more correlated (r=0.526, p<0.05, n=18) with QHEI rather than chemical water quality, based on turbidity (r=0.260, p>0.05, n=18). Analysis of the FHA showed that the individual health indicated "excellent condition", while QHEI showed no habitat disturbances (especially bottom substrate and embeddeness), food-web, and spawning place. Consequently, we concluded that the ecological health in downstream of Yongdam Dam was not impacted by the turbid water.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.29 no.2
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• pp.144-155
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• 2020

This research developed an approach to identify ecologically important areas at local scales and explained how the results of this approach could contribute to extend the protected areas in the Republic of Korea (ROK). While most developed countries have considered various biotic and abiotic factors, ecological processes, migration routes, habitat connectivity, ecosystem services, and etc. to determine the protected areas, ROK has considered a few factors focusing on biodiversity, landscape, and the habitats of endangered organisms. However, for sustainable management of our nature, we need comprehensive understanding of various ecosystem factors and interactions among them at local scales in designating protected areas. Forthis, we developed a conceptual model based on the ecological engineering approach and then explained how the results of this approach could contribute to extend the protected areas. In particular, we considered future land-use and climate change in determining the priority areas for novel protected areas. Our research suggested an effective methodology 1) to include various ecosystem factors and 2) to consider future environmental changes as well as current environmental conditions in finding the ecologically important areas and prioritizing these areas. However, our approach has limitations on the real-world applications due to the lack of fundamental information and data on our ecosystems. To improve the effectiveness of our approach in the real-world applications, we need various long-term ecological research results, environmental and ecological monitoring data, and both current and future spatial environmental data.

• Journal of Practical Agriculture & Fisheries Research
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• v.23 no.1
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• pp.13-26
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• 2021

This study was conducted to identify various types of activities of payment contract for ecosystem services. As supporting services, 12 types of activities were derived: fallow, eco-friendly crop cultivation, shelter creation management, etc. As regulating services, 5 types of activities were derived: stream environment purification, creation and management of riparian vegetation, creation and management of forests for responding to climate change, etc. As cultural services, five types of activities were derived: creation and management of landscape forests, creation and management of ecological trails, managing ecosystem conservation, etc.