• 한국습지학회지
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• 제19권2호
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• pp.240-245
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• 2017

본 연구에서는 생태계서비스 중 수질조절 서비스 가치 평가를 수행하기 위해 생태계서비스 수질조절 서비스의 물리량을 정량적으로 평가하였고 이를 이용하여 경제적 가치를 평가하는 방안을 마련하였다. 과거에 비해 수질이 개선되고, 어류 등 수생생물의 종과 수가 늘었더라도, 그 요인은 생태계의 수질조절 서비스와 수질개선를 위한 환경기초시설의 확충, 수질환경규제 등 복합적인 요인에 기인된다. 그 중 생태계 조절서비스 가치에 대해 정량적으로 산정할 수 있는 방법을 모색하는 것을 연구의 목적으로 설정하였다. 본 연구에서 생태계의 수질조절 서비스를 정량적 가치를 규명하기 위해 수질오염총량을 활용하는 방법에 대해 제안하였다. 이와 함께 생태계의 수질조절 서비스의 산정된 물리적 수질조절량에 처리단가를 곱함으로써 경제적 가치 평가 방안을 제시하였다. 마지막으로 개발된 평가기법을 이용하여 낙동강 수계에 BOD, T-P 항목에 대해서 생태계 수질가치를 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.441-441
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• 2021

우리나라의 홍수조절용댐은 총 5개소로 영산강유역에 두 개소와 한강유역에 세 개소가 있다. 한강유역에 있는 세 개소의 홍수조절지용댐은 한강상류의 북한지역에서 발생하는 집중호우에 대비하기 위한 댐으로, 임진강 하류지역의 수해방지를 위한 한탄강댐과 군남홍수조절지(군남댐)가 있으며 북한강 하류와 수도권의 홍수예방을 위한 평화의 댐이 있다. 영산강유역에 있는 두 개소의 홍수조절지는 2006년에 수립한 영산강치수종합대책에서 계획이 수립된 시설로 2011년 4대강 사업의 일환으로 설치하여 K-water에서 운영 중에 있다. 4대강 사업 이전의 영산강유역은 홍수량을 조절할 수 있는 홍수조절용량이 전무했던 실정으로 하도에서 홍수량의 전량을 수용해야했던 홍수에 매우 취약한 하천이었다. 그러나 4대강 사업을 통하여 영산강유역의 4대호를 비롯한 농업용댐의 숭상을 통한 홍수조절용량의 확보와 더불어 나주천변저류지와 담양홍수조절지, 화순홍수조절지를 설치하여 홍수로부터 상대적으로 안전한 하천으로 변모할 수 있었다. 그러나 영산강유역의 다른 하나의 과제는 여전히 남아있다. 우리나라의 하천 중에서 가장 수질이 악화되어 있는 하천이라는 불명예이다. 홍수조절지는 1년 중 3개월에 해당하는 홍수기에 사용할 수 있는 시설로 1년 중 9개월에 해당하는 비홍수기에는 홍수조절지의 효율적인 공간활용을 위하여 주민지원사업 등 다각도로 고민하여 사용하고 있으나 하천 외적인 문제를 수용하는 범주에 머무르고 있다. 하천이 가지고 있는 문제점을 다소라도 해소할 수 있는 목적으로 사용될 수 있다면 하천 외적인 문제를 수용하는 것 보다 하천 내적인 문제를 해소하는 목적으로 사용하는 것이 보다 바람직할 것으로 판단된다. 이를 위하여 영산강의 내적인 가장 큰 문제점은 수질악화로 인한 수질개선이라 할 수 있다. 따라서 홍수기로 한정되어 사용하는 홍수조절지를 해당하천의 내적인 문제를 다소라도 해소할 수 있는 공간으로 비홍수기에 기여할 수만 있다면 비홍수기의 활용목적을 확대하여 다목적조절지로의 변모가 필요하다고 판단한다. 따라서 본 연구에서는 영산강유역에 있는 담양홍수조절지와 화순홍수조절지의 두 개소 홍수조절지를 활용하여 영산강 수질개선에 기여할 수 있는 정도를 파악하였다. 비홍수기에 유출량의 일부를 조절지에 담수해 두었다가 수질개선 목적의 희석수로 방류하는 시나리오를 마련하여 시나리오별로 영산강의 수질개선효과를 분석하여 제시하였다. 수질개선효과를 분석하기 위하여 EFDC모델을 구축하고 모델 수행을 위한 시나리오는 조절지의 담수율과 방류량 그리고 조절지의 관리수질조건 등을 이용하여 작성하고 수질예측 결과에 따라 TOC, CHl-a, T-P 수질항목을 대상으로 수질개선효과를 분석하여 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.405-405
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• 2022

본 연구는 주암조절지댐 유역의 강우 빛 비강우시츨 포함한 장기간의 유역유출 및 지하수 이동에 따른 유량분석과 오염물질 부하 유입특성을 분석함으로써 유역의 오염물질을 선제적으로 관리하고 조절지댐내의 수질을 효과적으로 관리하기 위해서 수행되었다. Hydrological Simulation Program - Fortran (HSPF) 모델을 적용하기 위하여 주암조절지댐 유역의 복잡한 지형과 기상조건 및 오염원 자료를 반영하고 수질관리 대책을 수립하는 데 적용하고자 하였다. 주암조절지댐 유역은 환경부의 소유역 구분을 고려하여 28개의 유역으로 세분화하고 티센망도를 고려해 3개의 그룹으로 재차 분류하였다. 기상 자료는 연구대상지역의 직접측정자료의 한계로 여수와 광양 기상청의 자료를 사용하였으며, 강우 자료 또한 소유역 그룹에 맞춰 입력 자료로 사용하였다. HSPF 모델의 보정은 유량 및 수질 (총질소 및 총인)에 대하여 2017 ~ 2021년의 모니터링 실측자료를 대상으로 수행되었다. 보정 결과는 R², RMSE로 평가하였고, 보정된 HSPF 모델을 바탕으로 유역별 유량 및 수질에 영향을 미치는 주요 인자를 분석하였다. 본 연구의 결과는 주암조절지댐의 수질을 예측할 수 있는 3차원 수리-수질 모델의 입력자료로 활용될 예정이며, 추후 기후변화 영향을 고려한 상류 유역의 수질관리 계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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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.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.72-82
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• 2023

본 연구에서는 우리나라 보호지역인 국립공원이 제공하는 생태계서비스(ES, Ecosystem services) 중 수질조절서비스를 정량적으로 물리량을 측정하고 경제적 가치평가를 하는 방안을 마련하였다. 수질조절서비스 평가 지표는 '수질정화량'으로 국립공원 내 배출된 오염부하량과 출구측정부하량의 차이를 통해 '연간일평균수질조절량'을 구하고 총량초과부과금 처리 단가를 곱하여 경제적 가치평가를 추정하였다. 연구대상지는 생태계건강성지수 내 수질지수가 가장 높은 국립공원인 오대산을 대상으로 2017~2021년까지 최근 5년간 수치를 기준으로 산출하였다. 그 결과 2017년 대비 2021년의 수질정화량은 BOD 128.21kg/Day, T-P 12.11kg/Day에서 BOD 161.38kg/Day, T-P 13.24kg/Day으로 수질조절서비스를 제공한 것으로 추정되었다. 이에 따른 경제적 가치는 5년 전 대비 513백만 원 더 높은 2,817백만 원의 가치를 제공한 것으로 추정되었다. 최근 기후변화에 따른 물의 가치가 높아짐에 따라 오염된 수질 회복이 아닌 본질적인 수원 관리가 더 효과적인 지금 주요 수계의 발원지인 국립공원 수원의 관리가 중요한 시점이다. 본 연구는 위와 같은 시점에서 연구 결과를 활용하여 보호지역 내 수질가치를 유지 및 향상시킬 수 있는 향후 연구 방향성을 추가적으로 제공하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.661-669
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• 2000

본 연구는 6개 관종으로 구성된 모의순환관로시스템에서 정수의 부식성을 조절하여 관로내의 부식을 저감시킬 목적으로 pH 및 알칼리도 조절 수질제어시스템을 운전하여 관로의 금속용출 저감 및 부식성 지수의 변화를 파악하고, 수질제어에 따른 다른 수질인자들 즉, 미생물, 잔류염소농도, 그리고 소독부산물(THMs) 및 이온류 등의 농도 변화를 평가하고자 하였다. 실험결과, pH 및 알칼리도 조절을 통한 수질제어시스템은 부식성 지수의 변화와 함께 금속의 용출율이 감소하였으며, 소독부산물(THMs)의 형성 및 미생물의 재성장에도 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 수질제어에 따라 관 표면에 형성된 탄산칼슘 피막은 부식저감과 함께 관로내 수질의 안정화를 가져오는 것으로 판단된다. 따라서 pH 및 알칼리도 동시 조절을 통한 부식성 수질 제어시스템은 고형물의 침전 및 용출에 가장 큰 영향을 미치는 pH 및 TIC 등 수질인자들을 안정화시켜 전체적인 수돗물의 수질관리에 매우 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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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.

• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.375-380
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• 2003

수십년 전부터 민물의 부영양화는 수질 관리에 문제를 제기해왔다. 전세계적으로 생물학적 조절론이 아닌 영양염류 저감론에 의한 부영양화 해결 방안이 대세를 이루고 있다. 생물학적 조절법은 호소 생태계에서 최상위 먹이망에 위치한 물고기 생태와 생체량의 중요성에 착안한 수질 향상 이론으로 부영양화 해결을 위한 강력한 도구로 받아들여지고 있다. 그러나 실제적으로 수질 향상을 위한 긍정적 효과를 얻으려면 해당 각 수역 전체의 먹이망에 관한 정확한 이해가 필요하다. 생물학적 조절법으로 얻은 수질 향상 효과를 장기간에 걸쳐서 누리려면 어떻게 해야 최적인가가 현재 제기되는 논의의 중심이다.

• 물과 미래
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• 제5권1호
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• pp.7-10
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• 1972

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1069-1078
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• 2013

울산시의 주요 생활용수공급댐인 사연댐 상류 수몰지역 내에 국보 285호인 반구대 암각화가 위치하고 있다. 표고 53~57 m에 위치한 암각화 보존을 위한 여러 가지 방안 중, 사연댐 수위를 60 m에서 52 m로 낮추어 물 밖으로 끄집어내는 안이 주로 검토되어 왔다. 댐의 수위를 인위적으로 조절하는 경우 저수량 및 용수공급량 감소와 더불어 부영양화로 인해 수질이 나빠지게 된다. 본 연구에서는 사연댐 수위조절에 따른 수질악화로 댐의 기능상실과 수질변화로 인해 예상되는 여러 가지 문제점을 검토하였다. Vollenweider 모델과 CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) 모델을 이용하여 수위조절시 변화가 예측되는 대표적인 수질지표인 BOD 및 COD 그리고 조류성장의 주 원인이 되는 총인과 총질소의 농도변화를 분석하였다. 그 결과 사연댐의 수위를 60 m에서 52 m로 조절하는 경우, COD의 농도는 약간 낮아지지만 총질소와 총인은 약 130% 이상 농도가 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 심각한 조류문제를 일으킬 수 있으며, 사연댐의 수질관리를 영양염류의 농도를 대상으로 하는 경우 수질이 악화되는 것으로 나타났다.