• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.185-185
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• 2012

수질관리에 있어서 무엇보다도 중요한 것이 신뢰성 있는 수질자료를 확보하는 것이다. 우리나라는 원수수질관리를 위해 1970년대 후반부터 수질측정망 단위의 정기적 수질측정이 이루어지기 시작하여 2008년에는 1,476개 지점으로 운영되고 있다. 수질모니터링은 조사지점, 수질항목, 측정 주기 등이 매우 중요한 요인이 되며, 이중에서 특히 조사지점은 가장 중요한 사항으로 판단된다. 그러나 지금까지 저수지에서 수질조사를 위한 관측지점은 대부분 정성적 판단에 따라 정해져 왔기 때문에 수질대표성에 문제가 되기도 하였다. 본 논문에서는 이와같은 수질측정망 구축시 문제점을 개선하기 위해 과학적인 통계기법을 적용한 수질측정망 구축방안을 제시하였다. 구축된 수질 측정망 구축시스템은 통계적 분석기법을 기반으로 만들었으며, 이용자의 사용 편의성을 고려하여 간단한 입력으로 측정망을 구축할 수 있는 체계로 구성하였다. 시스템에서는 시계열분석과 유사성 계산을 실시하여 덴드로그램으로 결과를 제시하며, 이용자가 최종 산점도 출력시스템에 원하는 군집의 개수를 입력하면 수질 특성 파악이 가능한 주성분 산점도가 출력되도록 하였고, 군집 내 관측지점의 중심점을 대표지점으로 선정하도록 되어있다. 본 논문에서는 기존에 운영되고 있는 저수지 수질측정지점을 대상으로 분석을 실시하였다. 그러나 기존 측정지점의 개수가 적어 통계분석 결과 적용에 한계가 있어 수질모델링을 통한 수질자료 증폭을 실시하였으며, 이를 바탕으로 다수의 측정지점을 대상으로 수질측정망 평가를 실시하였다. 본 논문에서는 용담댐, 밀양댐, 충주댐, 안동댐 및 남강댐을 대상으로 평가를 실시하였으며, 약간의 지점변동이 필요한 것으로 평가되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1089-1093
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• 2007

서낙동강은 유역면적이 $304.1\;km^2$이고, 유로연장이 18.5 km로서 유역형상이 방사상과 우상의 혼합상으로 비교적 구형을 이루고 있으며, 유역의 평균폭은 동서방향으로 $17{\sim}20\;km$, 남북방향으로는 약 18 km정도이다. 연평균강수량은 1,349 mm이다. 서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형 하천이다. 홍수시 유역의 60% 이상이 침수되는 수해 상습지구에 해당되며, 대저수문과 녹산수문에 의해 조절되고 있어 자연적인 하천흐름이 원활하지 않은 정체수역이다. 따라서 장기간 오염물질이 퇴적되고 있으며, 이로 말미암아 수질오염이 매우 심한 곳이기도 하다. 따라서 수문에 의해 조절되는 하천에서는 적절한 하천유지유량의 확보는 물론이고, 하천의 수질악화를 고려한 하천운영 기법의 도입이 절실히 요구되고 있다. 특히, 최근에 화두가 되고 있는 유역의 수량과 수질의 통합 관리를 실현하기 위해서도 하천의 수질뿐만 아니라 어류의 서식환경까지도 고려한 수문 운영기술의 개발이 요구된다. 서낙동강의 수문 개방시기에 맞춰 수질분석을 한 뒤 개방 전, 후의 수질결과를 비교 분석해야 한다. 이와 함께 낙동강 본류의 수질도 함께 분석하여 서낙동강 수질 개선에 필요한 수문운영 방안을 도출해야한다. 수문운영자와 하천수 이용자들은 갈수기 하천 수질악화, 오염물질 누출사고 등이 발생할 때 하천 수질개선 효과를 극대화하기 위해서는 보다 많은 유입량을 취수하여 서낙동강에 통수해야 하는데, 이는 향후 녹산수문의 배수펌프장을 활용하면 가능할 수 있을 것으로 판단되며, 이를 위해서는 낙동강 하구언의 수량감소 문제와 방류량 증가에 따른 녹산수문 하류측의 외해에 대한 환경영향도 반드시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 서낙동강의 수질관리 방안을 도출하기 위하여 수문 유입량 및 방류량 변화에 따른 하천수질 변화를 측정 자료 분석을 통해 수행하였다. 본 연구결과는 향후 동적 수질모형 연구에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.390-395
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• 2011

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.91-91
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• 2021

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우 증가로 인한 돌발홍수와 강수일수는 감소하고 강수량의 계절적·지역적 편중현상이 심화하여 가뭄의 발생빈도 및 기간이 증가하고 있다. 특히 가뭄에 따른 환경학적 피해로 하천유량의 감소와 더불어 영양물질의 부화로 인해 하천의 수질악화를 야기할 수 있다. 또한 집중호우로 인한 비점오염원 유입이 취약한 유역인 경우 장기적으로 부영양화를 초래하고 지속적인 오염원 축적을 통한 수질오염 특성을 나타낼 수 있다. 따라서 유역별 유량조건에 따른 수질오염원 특성을 파악하고 맞춤형 수질관리를 위한 유역평가방안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 낙동강수계 22개 중권역을 대상으로 요인분석을 실시하여 중권역별 맞춤형 수질관리를 위한 유역진단을 실시하였다. 유역유출모형인 HSPF을 통해 산정된 기준유량을 기준으로 저유량, 고유량 시기를 구분하여 분석하였다. 요인분석 결과값인 각 요인별 수질변동특성을 요인분석 네트워크 그래프를 활용해서 수질변동특성을 분석하고, 유황별 수질환경적 오염원 영향인자들을 파악하였다. 그리고 중권역별 하천 유량조건에 따라 어떠한 오염원에 기인하는지 분류하고 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.962-965
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• 2010

우리나라에서는 막대한 양의 농업용수를 확보하기 위하여 많은 노력을 기울여 왔고, 수많은 수리시설을 확충, 유지 관리 하고 있다. 현재 이러한 농업용수의 공급을 위한 시설로는 저수지, 양수장, 배수장, 양 배수장, 보, 집수암거, 관정 등이 있다. 우리나라의 농업용 용수의 급수원으로서 농업용 저수지는 전체의 58.7%를 제공하고 있어 가장 중요한 농업용수 공급원인 것으로 조사되었다. 이와 같이 농업용 저수지가 전체의 수리 시설에서 차지하는 비율이 58.7%로 높은 것은 우리나라의 강우특성 및 하천형상의 특성이 많이 반영된 것으로 그만큼 저수지 설치 여건이 유리할 뿐만 아니라, 풍부하고도 계획적으로 안정된 수량을 확보할 수 있다는 장점을 가진데서 기인한 것으로 판단된다. 그러나 농업용수 확보를 위한 저수지의 신규 건설에는 앞으로 많은 어려움이 예상된다. 그 이유로는 저수지를 경제적으로 건설할 수 있는 적지가 줄어들고 있고, 저수지의 건설에 필요한 과다한 건설비용과 지역주민의 이주 및 생활을 위한 보상비 증가, 수몰지역 주민들의 반대, 저수지 건설로 인하여 발생되는 환경생태계의 파괴문제 등을 들 수 있다. 따라서 앞으로는 현재 확보되어 있는 저수지를 효율적으로 관리할 수 있는 종합적 대책 마련이 필요하며, 저수지 수원의 수질오염으로 인한 수자원의 불필요한 낭비를 최대한 막을 수 있는 관리노력이 보다 필요할 것으로 사료된다. 특히 농업용 저수지는 대부분 하천의 상류부분에 위치하고 있어 하류의 수질오염에 심각한 영향을 미칠 수 있고, 이는 하류에 위치한 상수원 댐이나 하구언 등의 수질오염을 야기할 수 있으므로 국토전체의 문제로 대두될 수 있다. 본 연구에서는 흥부저수지의 수계환경을 개선하기 위한 수질 및 퇴적물 특성을 파악하고, 이에 따른 수질 및 퇴적물 특성을 조사하였다. 또한 정체성 수역인 저수지의 오염기여도 및 오염부하량을 산출하고 수질개선방안을 제시하며, 저수지의 수질이 퇴적물에 미치는 영향을 파악하고, 흥부저수지의 수질 및 퇴적물 개선 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.9 no.2
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• pp.9-20
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• 2007

The nonpoint pollutants are originated from various land uses. Of the landuses, the development means the changes of the soil cover and the increases of imperviousness rate, which will increase the nonpoint pollutant emissions during a storm. Therefore, the Ministry of Environment in Korea has programed TPLMS(Total Pollution Load Management System) for four major large rivers to improve the water quality in rivers by controling the total pollutant loadings from the watershed area. The study area was forest landuse before resort development, however it is now changing to the resort. Some of the forest areas will be changed to parking lots, roads and buildings, which can be the major pollutant sources in the future. The paved areas are highly polluted landuses because of high pollutant accumulation rate by vehicle activities during dry periods. Therefore, this research is achieved to determine the changes of pollutant loading rate by development plan and to provide the best management practices for controlling nonpoint pollutants. Finally this research will provide the environment-kindly development technology for protecting the water quality.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.3
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• pp.192-199
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• 2013

The Tandong-cheon stream is a 7.4 km long small urban stream that passes through Daeduk Science Town in Daejeon Korea. Despite the stream has great potential as an educational and recreational site due to its central location in the science town and science museums nearby, environmental aspect especially for water quality has not been evaluated properly. Through field survey, major pollution sources of the stream were identified and effect of water quality improvement alternatives were evaluated using a QUAL2K water quality model for the stream. The study indicated that controlling major pollution sources of the stream alone may not be sufficient for reaching the water quality target. Therefore, additional pollution control methods are necessary. We applied the developed model to evaluate the effects of a constructed wetland on the terrace land, and analyzed whether the water quality target can be met at the outlet of the stream. It is expected that this study would provide a good reference for environmentally sound management of small urban streams in Korea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1641-1645
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• 2006

수문순환과 수질오염과정의 제반 기작들이 완벽하게 규명되지 않은 상황에서 인위적 또는 자연적 조건에 따른 수질의 평가는 수질모형으로서 추정하는 것이 유일한 대안이며, 다양한 관리대안에 따른 수질환경변화를 예측함으로서 합리적인 관리방안을 도출하는데 유용한 수단이 되고 있다. 현재 시행 중인 수질오염총량관리제에서 또한 수질모형은 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 보다 구체적으로는 단위유역의 목표수질을 결정하는 것에서부터 기본계획 또는 시행계획에 따른 오염부하량 등 환경요인의 변화와 이에 따른 목표수질 설정지점의 수질 변화 등을 모의하는데 이용되고 있다. 그러나 모형에 사용되는 입력 매개변수의 불확실성과 이에 관련된 수질 모형 자체의 불확실성은 수질오염총량관리제와 같이 많은 이해당사자가 관여된 정책의 결정 시에는 공학적으로 많은 부담으로 작용하고 있는 것 또한 현실이다. 실제로 미국의 오염총량관리제의 경우를 살펴보면 모형의 불확실성 분석이 전체 과정의 진행에서 가장 핵심적인 지위를 차지하고 있다고 볼 수 있다. 많은 연구들이 수질모형에 있어서의 불확실성을 정량화하기 위하여 수행되어 왔으며, 특히 미국의 오염총량관리계획의 수립 시에는 이러한 불확실성 분석을 토대로 하여 안전율을 산정하도록 되어있다. 그러나 이러한 연구들의 대부분은 수질모형의 매개변수 중 수질기작에 관련된 매개변수들(예를 들어, DO, BOD, N, P 등에 대한 반응계수)에 대한 연구에 집중되어 있다. 하천의 수질을 적절하게 모델링하기 위해서는 이러한 수질에 직접적으로 관련한 매개변수들 이외에 하천의 수리특성에 관한 올바른 이해를 바탕으로 그와 관련된 수리학적 매개변수들에 대한 연구가 뒷받침되어야 한다. 그동안 수행되어온 수질 모델링의 적용 사례를 살펴본 바에 따르면 하천을 모델링하기 위해서는 현장 특성 자료의 중요성, 특히 하천수리특성에 관련된 기초 자료의 가용성 여부가 모형의 성패에 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 이는 유량, 유속 및 폭과 깊이로 대변되는 하천 지형은 물질 이송에 대한 주요 외력 함수이며, 다른 모든 예측치들은 이들에 의존적일 수밖에 없기 때문이다. 따라서 이들의 정확한 표현은 올바른 수질 예측에 있어서 필수적일 수밖에 없다. 많은 모형매개변수들이 유속과 깊이에 의존적이나, 이들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1317-1321
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• 2007

대표적인 하천수질모형으로는 정상상태 모형인 QUAL2E와 비정상상태 모형인 CE-QUAL-RIV1이 있다. 정상 및 비정상상태 수질모형의 용도는 QUAL2E가 월별 및 순별 장기수질예측에 매우 활용도가 높다고 하면 CE-QUAL-RIV1는 갑작스런 수질사고와 같은 단기수질모의 즉, 댐방류 플러싱효과를 분석하는 효과에 매우 최적화된 모형이라 할 수 있다. 대부분의 하천 수질 예측모델이 비정상상태 흐름이 아닌 정상상태 흐름만을 고려하여 개발되었기 때문에 댐이나 수문에 의해 차단된 조절하천에서 부정류 흐름상태를 고려한 수질예측 모델이 필요하다. 본 연구의 대상 유역인 서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형 하천으로 자연적인 하천흐름이 원활하지 않은 정체수역이다. 따라서 장기간 오염물질이 퇴적되고 있으며, 이로 말미암아 수질오염이 매우 심한 곳이기도 하다. 서낙동강은 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량에 따른 하천수질의 영향이 크며, 개발욕구가 강한 경상남도 김해시와 부산광역시 강서구가 위치한 수계로서 현재 발생부하량 뿐만 아니라 장래에 예상되는 발생부하량도 매우 큰 하천이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 가장 근원적인 방안은 적절한 수문운영을 통하여 수역 내의 유속을 적절히 조절하고, 이를 통하여 수질개선 효과를 확보하는 것이다. 본 연구에서는 정체수역인 서낙동강의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량을 수문운영에 따라 하천유량을 통하여 실측하고, 이로 인한 수질 변화를 체계적으로 조사함으로써 다수의 수문운영 조건에 따른 비정상상태에서의 서낙동강 본류의 수질을 실측하여, 수질이 좋은 낙동강 본류 원수의 유입에 따른 수질개선 효과와 녹산수문 방류에 의한 플러싱 효과를 정량적으로 평가해보고자 하였다. 본 연구에서 실측된 수문 유입량 및 방류량 증가에 따른 하천수질변화 결과를 비정상 하천수질모형을 통해 검증하고, 이를 활용하여 서낙동강의 수질 개선을 위한 적절한 유량 및 운영방안을 구축할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.822-822
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• 2012

본 연구는 상류의 개발행위와 더불어 현재 수질관리의 기준이 되는 오염총량관리제를 대상으로 '규모의 경제'의 논리를 따른다는 가정 하에, 지자체간에 협조를 통해 비용을 절감하여 서로 혜택을 볼 수 있도록 상 하류 지자체와 중앙정부 등 관련 당사자들 간의 비용배분 방안을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해서 광주광역시에 위치한 평동산업단지와 영본B, 영본C를 대상으로 광주, 전남, 중앙정부를 이해당사자로 하여 협조적 상황 하에서 대상 비용배분 문제를 정의하였고, 협조적 게임이론에 근거한 SCRB법 및 샤플리법을 적용하여 비용배분 결과를 제시하였다. 우선 광주와 전남이 각각 삭감해야 할 오염량을 산정하고, 해당 삭감량 만큼 처리하기 위한 하수처리시설의 규모를 설정하였다. 또한 하수처리시설의 건설비와 하수관거 공사비, 유지관리비를 산정하였으며, 하수처리시설의 내용연수인 20년간의 총비용을 2010년 현재가치 기준으로 산정하였다. 상 하류 지자체가 공동으로 대처할 경우 20년간 총비용은 416,311.8 백만원, 개별로 대처할 경우 464,439.6 백만원이며, 공동 대처가 42,359.3 백만원이 절감되므로 양 지자체 모두 협조적 게임에 응할 기본배경은 성립되었다. SCRB법에 의한 지자체별 비용배분율을 산정 결과, 광주 74.24%, 전남 25.76%로 산정되었으며, 2001～2010년 하수도 세입현황을 기준으로 중앙정부의 지원 비율은 10년간 최소 23.98%, 평균 29.22%, 최대 34.17%로, 각각의 비율별로 중앙정부, 광주, 전남의 비용분담액을 도출하였다. 본 논문에서는 개략적으로 비용을 산정하였으나 오염총량관리 사업은 막대한 예산을 필요로 하기 때문에 실제로 두 지자체가 협조하여 비용배분을 하게 된다면 하수처리시설의 수질개선효과, 하수처리시설 위치선정, 사업비용 등을 세밀하게 분석해야 할 것이다. 본 논문은 오염총량관리제에서 제시하는 목표수질을 대상으로 하였으나, 지자체의 정책에 따라 친수활동 증대와 생태 자연환경 개선 등과 같은 수질개선에 따른 간접적인 효과를 고려하여 오염 총량관리제의 목표수질보다 더 나은 수질을 원할 수도 있을 것이다. 협조적 게임의 상황을 복잡하게 하여 해결 가능성이 낮아질 수 있으나, 수질개선에 의한 다양한 효과를 편익으로 산정할 수 있다면 이를 협조적 게임에 적용하여 전반적인 수질개선에 대한 지자체의 적극적 활동을 유도할 수도 있을 것이다.