• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1361-1365
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• 2004

오염물질의 유입 유형은 일정한 농도를 가진 오염물질이 일정한 비율로 연속적으로 유입되는 경우와 순간적으로 특정한 농도를 가진 오염물질이 하천으로 유입되는 경우로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 오염물질에 대해 댐 방류량을 일시적으로 증가시켜서 희석 및 세척시키는 플러싱(flushing) 효과에 관하여 연구하였다. 실측한 수리인자를 이용하여 적용성이 크다고 발표된 경험식에 의하여 확산계수를 결정하였다. 플러싱에 의한 오염물질의 희석정도 및 확산특성을 파악하기 위해서 RMA-4 모형을 잠실수중보$\~$신곡수중보 구간에 적용하였다. 정체되어있는 경우와 순간적으로 유입되는 경우, 성산대교 부근에서 농도가 1ppm이하로 감소하는 시간을 각 유량별로 분석하였다. 댐 방류량에 의한 플러싱을 시도한 경우에 본류의 오염물질이 지류로 역류하는 범위를 파악할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.20-20
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• 2020

신곡수중보는 한강종합개발사업(1982년~1986년) 중 하도정비로 인하여 상시 수위가 저하됨으로써 조수의 과도한 역류 등으로 발생하는 이수상의 문제점을 해결하고 상류에 설치된 잠실수중 보 사이의 수위유지 및 하천 공간 이용의 극대화, 연안 농경지의 용수공급 및 하천환경 보전을 목적으로 건설되어, 「잠실 및 신곡수중보 관리규정(1986)」 및 「신곡수중보 운영 매뉴얼」에 의해 관리·운영되고 있다. 신곡수중보는 준공된 이래로 한강하류의 흐름 해석에 있어 중요한 기준과 경계로서 이와 관련한 다양한 연구가 진행되었다. 신곡수중보로 인한 흐름의 변화가 하상과 생태에 미치는 영향에 관한 연구와 하구역에서의 조위 및 흐름특성과 밀도류의 거동에 관한 1, 2차원 수치해석연구가 활발히 진행되었다. 본 연구에서는 그동안 1, 2차원 수치해석연구로 한정되었던 신곡수중보 흐름특성에 관련하여 실제 수문 운영 방식을 반영한 3차원 수치해석을 수행하여 구조물의 상·하류에서 발생하는 와류 및 이차류와 같은 3차원적 흐름 구조와 이에 따른 지형의 침식·퇴적 및 구조물에 미치는 영향 등을 구체적으로 분석하였다. 우선, 신곡수중보 운영 매뉴얼과 실제 가동보 운영시스템을 비교하여 수문개방 시기, 유량 기준의 수문 운영 방법, 수위 변화에 따른 수문 운영 방법, 수문개방 순서를 분석하고 신곡수중보 주변 흐름에 대한 3차원 수치해석모형 구축을 위한 경계조건을 산정하였다. 수치해석에는 상용프로그램인 FLOW-3D를 사용하였으며, 경계처리기법 및 난류해석을 위해 FAVOR 기법과 RNG k-ε 모델을 적용하였다. 수문 동시개방 개수, 수문 개방 위치 및 순서, 개방 높이에 대한 조건을 변화시켜 구성한 시나리오에 대해 수치해석 후, 유속, 난류에너지, 이차류 등의 흐름특성을 분석하고 상·하류 수위차에 따른 방류량을 산정하여 시설물의 관리안을 도출하고 운영 매뉴얼의 개정안을 제시하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-35
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• 2003

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 환경친화적이고 높은 하수처리효율을 유지하면서 하수처리장의 장기간 사용을 위한 최적의 여재를 선정하기 위하여 자연정화공법을 이용한 소형하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 하수처리량 및 여재 입경별 수처리 효율을 조사하였고, 호기성조와 혐기성조에서 여재 입경별 하수의 투수속도를 조사한 결과는 다음과 같다. 호기성조 처리수 및 방류수중의 pH 및 EC는 여재입경에 따라서 별 차이가 없었고, 용존산소는 호기성조를 통과한 호기성조 처리수의 용존산소는 큰 폭으로 증가하였으나 혐기성조를 통과한 방류수의 용존산소는 호기성조 처리수에 비해 약간 감소하여 여재입경 및 하수처리량에 따라서 별 차이가 없이 약 $2.4{\sim}5.1\;mg/L$정도이었다. BOD, COD 및 탁도 처리율은 여재 대($4{\sim}10\;mm$)를 사용했을 경우에도 호기성조 처리 수에서 BOD 처리율은 약 91%이상 COD 처리율은 73%이상, 탁도 처리율은 83%이상이었으며, 이들 처리율은 여재입경이 작을수록 증가하였고, 모든 조건에서 방류수중의 BOD 처리율은 98%이상, COD 처리율은 91%이상, 탁도 처리율은 98%이상이었다. 여재입경별 총 질소 및 총 인 처리율은 여재입경이 작을수록 약간 증가하였고, 모든 조건에서 방류수중의 총 질소 처리율은 약 $45{\sim}59%$, 총 인 처리율은 약 $80{\sim}96%$ 정도이었다. 하수 처리율 및 투수속도를 고려해 볼 때 하수처리장 호기성조의 최적입경은 $2{\sim}4\;mm$정도, 혐기성조의 최적입경은 $0.1{\sim}4\;mm$정도가 적절한 것으로 사료되었다. 따라서 이러한 조건을 자연정화공법을 이용한 하수처리장에 적용하면 높은 하수처리효율을 유지하면서 하수처리장의 공극폐쇄현상이 일어나지 않아 장기간 운전할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.482-489
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• 2012

어류는 수체 내에 서식하기 때문에 시각적으로 행동이나 이동을 연구하는 데에는 어려움이 있다. 원격측정방식 중 하나인 수중음향측정 방식(acoustic telemetry)은 수생 생물 특히, 어류에 효과적으로 적용되는 방식으로 이동경로 및 거리, 패턴의 분석에 효과적이다. 본 연구에서는 국내에 서식하는 잉어과 어류인 눈불개를 대상으로 하여 수중음향측정방식을 적용, 서식처범위(home range)와 이동패턴에 대한 모니터링을 시행하였다. 연구는 금강 하구둑부터 백제보까지의 약 70 km 구간을 대상으로 총 9 개체의 눈불개를 하구둑(Sc1-3)과 백제보(Sc4-9)에서 각각 방류하여 모니터링을 진행하였다. 하구둑에서 방류한 개체들은 방류지점으로부터 12.7 km 상류지점까지를 서식처 범위로 하여 이동하는 패턴을 나타냈고, 백제보에서 방류한 개체들은 가장 하류까지 이동한 Sc6 (방류지점에서 직선거리로 53.4 km 하류까지 이동)을 제외하고 대부분 방류지점에서 7.2 km 하류 지역을 서식처 범위로 이용하고 있었다. 상대적으로 크기가 작은 Sc7, 8, 9 개체는 큰 이동을 보이지 않았다. 눈불개의 총 이동거리는 개체의 체장의 크기와 관련이 있는 것으로 나타났고($r_s$=0.715, p=0.03), 또한 이동 개체와 이동하지 않은 개체 비교 시 이동 개체들의 체장이 통계적으로 유의하게 큰 것으로 확인되었다(Mann-Whitney U test, p=0.024). 따라서 눈불개의 이동 범위는 크기와 관련이 있고, 체장이 커질수록 총 이동거리가 늘어나는 것으로 나타났다. 비록 모니터링 개체수가 많지 않았지만 대상종의 이동과 관련된 의미 있는 자료들의 수집이 가능하였으며, 연구방식이 전반적으로 국내의 다양한 어류에 안정적으로 적용이 가능하기 때문에 향후 어류의 이동을 모니터링을 하는데 있어서 활용가치가 높을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.218-218
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• 2023

일차생산은 화학합성 또는 광합성에 의하여 무기탄소가 유기물질로 전환되는 것을 의미한다. 한강은 하류로 갈수록 유속이 느리지만 수심이 깊어져 부착조류가 서식하기 쉽지 않은 환경이기에 대부분의 일차생산자는 식물플랑크톤이다. 선행연구와 비교 결과, 한강 본류의 부영양화가 여름철에 발생하고 있으며 팔당댐 방류량과 지류의 유입에 의한 유기물 증가로 하천 내 1차 생산의 기여도가 증가하고 있고, 이는 유기물 근원을 판정하여 수질오염에 대한 처리대책을 위해 지속적으로 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 한강본류에서 식물플랑크톤의 일차생산력을 조사하고, 유기물의 분해속도를 측정하여 당해 유역의 유기물 수지를 추정하여 한강 고유의 특성과 지류에서 기인할 수 있는 부영양화 기여도를 파악하여 부영양화에 의한 유기물 증가로 발생할 수 있는 수질오염을 예측하고자 한다. 조사유역은 한강의 팔당댐 방류구로부터 신곡수중보까지 전 구역 중 총 12개의 지점을 선정하였다. 기간은 2021년 5월부터 2022년 3월까지 계절별 2회로 총 8회 조사를 실시하였으며, 한강본류에서는 식물플랑크톤의 산소소비법을 통해 일차생산력과 유기물 분해속도를 조사하여 내부기원 유기물을 측정하였고, 한강본류로 유입되는 4개의 유입하천에서는 COD를 조사하여 외부기원 유기물을 측정하여 한강에서 발생하는 총유기물량을 산정하였다. 연구 결과, 하류 지점으로 갈수록 일차생산량이 점차 중가하였으며 지천이 유입되는 안양천, 탄천지점에서 유기물분해 속도가 빠르게 나타났다. 이는 수온 상승으로 인한 미생물 활성도가 높아져 식물플랑크톤의 일차생산량이 증가한 것으로 사료된다. 또한 여름 조사 전 강우에 의한 팔당댐 방류량 증가로 인해 식물플랑크톤 현존량이 다른계절에 비해 비교적 낮았지만, 호수의 부영양호 기준보다 높게 나타나 부영양한 수체로 판단하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권1호
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• pp.35-44
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• 2000

1999년 2월에 관측한 수온 및 염분도 분포로부터 마산ㆍ창원 하수종말처리장의 해양 수중방류수에 대한 동계의 근역희석률을 산정하였다. 소조기의 약한 주변유속과 수온약층에 의해 하수플륨이 포착되어 희석률이 30～40정도로 저조했던 하계의 경우와는 달리 동계 소조기의 경우에는 주변해수의 수직적 등밀도혼합이 전 층에서 형성되어 하수플륨이 수표면까지 상승하며 희석률도 90～130정도로 훨씬 큰 것으로 나타났다. CORMIX2 모형의 모의결과에서도 소조기의 약한 유속(Ua=6.0cm/s)의 경우 동계 희석률이 하계 희석률보다 약 3배 정도 증가하였으며 대조기의 강한 유속(Ua=15.5cm/s)의 경우에는 두 계절의 희석률 차이가 30%정도로 미미하였다. 이는 수중방류 하수의 근역희석 및 혼합과정이 주변해수의 밀도성층 효과보다는 유동성분에 더 큰 영향을 받기 때문인 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.403-411
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• 2012

수중음향측정 방식은 어류이동에 대한 연속적인 자료를 확보하기 위해 사용되는 방식으로, 대형하천이나 하구에서 이동하는 어류의 이동에 용이하게 활용된다. 낙동강은 남한에서 가장 긴 하천으로 연속적인 보의 설치로 인하여 하천의 변형이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내에 서식하는 잉어과 어류인 강준치를 대상으로 하여 수중음향측정방식을 적용, 서식처범위(home range)와 이동거리, 이동패턴에 대한 모니터링을 시행하였다. 연구는 낙동강 하구둑부터 창녕함안보까지의 약 80 km 구간을 대상으로 총 14개체의 강준치를 3지점에 방류하여 모니터링을 수행하였다. 하구둑(N02)에서 방류한 8개체들은 방류지점으로부터 15.9 km 상류지점까지를 서식처 범위로 하여 이동하였고, 삼랑진(N07)에서 방류한 4개체들은 신호가 사라진 E12개체를 제외하고 하류로 이동하였으며, 9.7 km 구간을 서식처 범위로 활용하였다. 2개체가 방류된 창녕함안보(N10)에는 모두가 하류로 이동 하였으며, 이 중 E14개체는 32일 동안 가장 긴 누적감지거리(36.7 km)를 이동하였다. 강준치의 체장과 누적감지거리, 서식처 범위와는 상관성이 없는 것으로 확인되었다(Spearman rank correlation, p>0.05). 비록 본 연구 방식이 담수어류의 이동에 유용하지만 좀 더 자세한 결과를 확보하기 위해서는 수신기의 수와 적용하는 발신기의 수를 증가시킬 필요성이 있다.

• 생태와환경
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• 제49권3호
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• pp.187-196
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• 2016

본 연구는 감조하천과 연결된 하수처리장 방류구에서 발생하는 거품의 형성기작 해석과 저감기술의 실험적용을 위하여 2015년 3월부터 2016년 7월까지 수행하였다. 거품은 방류구와 하천 수면 사이의 낙차에 의한 공기연행과 거품확산방지막에 의한 내부축적이 원인이었다. 특히 썰물 때와 방류량이 많을 때에 거품성장이 가장 활발하였다. 이를 해결하기 위하여 방류수로와 방류구에 각각 미세스크린 망과 수중방류 인공수로장치를 각각 설치한 후 실험하였다. 거품 저감효과는 각각 약 85.0~92.0%, 70.7~85.6% 범위였다. 또한, 거품뿐만 아니라 소음 등 부가적인 문제점도 해결할 수 있었고, 무엇보다도 민원예방에 기여할 것으로 본다. 본 연구는 단일 하수처리장을 대상으로 하였으나, 국내 다른 하수처리장의 유사한 사례에도 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.43-50
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• 2004

본 연구에서는 갈수시 하천에 순간적으로 유입되는 오염물질에 대해 댐방류량 변화에 따른 플러싱 효과를 분석하였다. 한강하류부(잠실수중보${\sim}$신곡수중보)에 RMA-2 및 RMA-4 모형을 적용하였으며, 유로특성을 반영할 수 있도록 종확산계수는 $50m^2/s$을 사용하였다. 댐방류량은 1시간동안 $500m^3/s,\;1000m^3/s,\;1500m^3/s,\;2000m^3/s$로 변화시켰으며, 갈수시 유량은 $200m^3/s$로 고정하였다. 정체되어 있는 경우와 순간적으로 유입되는 경우, 성산대교 부근에서 농도가 1ppm 이하로 떨어지는 시간을 각 유량별로 분석하였다. 댐방류량이 증가할수록 희석시간이 단축되는 것을 알 수 있었고, 댐방류량과 희석시간이 선형관계가 있는 것으로 나타났다. 순간적으로 유입된 오염물질이 정체된 오염물질의 경우보다 댐방류량에 민감하게 영향을 받으며, 댐방류량에 의한 플러싱을 시도할 경우에는 본류의 오염물질이 지류로 역류하는 범위를 파악할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.218-218
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• 2020

우리나라의 하천은 홍수방어와 토지이용을 목적으로 제방을 설치하고 하도를 직강화화 시켰으며, 저수로와 홍수터를 분리하는 단면의 조성 그리고 하천의 홍수터를 농경지나 공원 및·주차장 등으로 활용하는 등 홍수터를 인위적으로 고착화시켜왔다. 더욱이, 상류의 댐 및 저수지에서 방류량을 조절함으로써 중소규모의 홍수가 줄어드는 등 하천 흐름의 변화를 나타내는 유황이 단순해져 하상변화가 감소되고 건조화됨으로 인하여, 식생침입 등에 따른 하천 수림화가 진행되고 이로 인하여 하천이 습지라고 볼 수 없는 육역화 현상이 심화되고 있는 현실이다. 따라서 자연과 인간이 공존하기 위한 올바른 하천환경 관리를 위하여 해당하천에 대한 육역화의 원인규명 및 대책수립이 필요하다. 본 연구에서는 1986년에 신곡 수중보가 건설되었고 이로인하여 하류의 수리적 환경 등의 여건변화로 사주의 변화가 급격히 진행된 한강의 장항습지를 대상으로 하천 육역화 현황 분석 및 외국의 하천 육역화 복원사례를 통하여 장항습지에서의 복원방안을 제안하였다. 장항습지는 한강하구를 향하여 우안으로 가늘고 길게 형성된 사주로서, 본 연구에서는 종단길이 약 7.5km(신곡수중보~일산대교)를 대상으로 하였으며, 조사구간 내 사주의 폭은 최장 약 500m, 최단 약 60m 정도이다. 장항습지의 경년별 면적비교 결과, 장항습지는 1985년대비 현재 약 11.7배로 확대되었으며, 특히 2016년도에 급격히 증가된 것으로 분석되었다.