• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.262-272
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• 2005

본 연구는 하구호 수질개선을 위한 유입하천정화 시설의 기초설계 자료를 마련하기 위한 일환으로 시작되었다. 조사대상 하천은 삽교호 유입 국가하천으로 도시관통 하천(곡교)과 농경지 관통하천(무한, 삽교)이었다. 3년 동안의 장기적인 수질관측결과 시기적으로 큰 변화를 나타내었다. 도시지역이나 농경지를 관통하는 하천에서 유량이 증가할수록 질소농도는 뚜렷이 감소하였다. 인 농도는 도시하천의 경우에는 질소와 마찬가지의 변화특성을 나타내었으나 반면에 농경지 유역하천의 경우에는 유량이 영향이 상대적으로 적었지만 유량이 크게 증가할 경우 오히려 크게 증가하였다. 그 이유는 강우에 따른 유량증가시 도시지역이나 농경지를 흐르는 하천수의 부유물질 농도는 크게 증가하지만 유출되는 부유물질의 화학적 특성이 전혀 다르기 때문으로 판단된다. 용존성 질소(dissolved-TN)는 대상하천에서 총질소의 약 $40{\sim}60%$를 차지하였으며 총인의 경우는 약 35% 가량이 용존성 인(dissolved-TP) 상태로 존재하였다. 하구호인 삽교호의 3개 유입하천에 대한 대표수질은 건기와 우기로 구분하여 결정하는 것이 타당하며, 대표수질 항목으로는 측정오차가 적고 유량변동에 따른 수질변화 특성을 가장 잘 표현하고 있는 TDS와 SS를 이용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. TDS는 건기의 총질소 농도 증가를 반영하며, SS는 우기의 총인 농도 증가를 설명하는데 효과적이다. 본 논문에서 제시된 누적확률그래프는 하천정화시설의 설계목적으로 다른 유역의 하천수질을 비교 평가하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1144-1148
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• 2010

오염원이 집중되는 도시지역에서의 비점오염원에 대한 관리대책은 점오염원에 비하여 미비한 실정이다. 따라서 도시 지역의 비점오염원 부하량의 합리적인 조사, 비점오염물질 저감을 위한 관리기술 개발과 아울러 정책의 개발 등이 필요하며, 도시지역에서의 장기적인 비점오염물질 유출에 관한 모니터링을 통한 비점오염물질 원단위 조사가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 상업 및 위락시설지역의 비점오염원 유출특성을 분석하기 위해 2008년 4월부터 2009년 10월까지 실측에 의해 측정된 강우량과 유출량 자료를 이용하여 비점오염원 유출특성을 분석하였다. 또한 본 연구에서는 자기 조직화 특성지도(Self-Organizing Feature Map: SOFM) 이론을 적용하여 측정된 유출 및 수질자료에 대해 패턴분류를 수행하여 분할구역별 자료의 특성분석을 통해 초기강우 특성이 구분되어짐을 확인 할 수 있었다. 그러나 현재 축적된 자료에 대한 양적인 한계로 인해 명확한 구분이 이루어지지 않는 항목도 있었으나, 향후 지속적인 모니터링을 통해 충분한 자료가 축적될 경우 초기강우 기준을 위한 새로운 접근방법으로 제시될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권6호
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• pp.72-84
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• 2008

본 연구는 논산지역 마을상수도를 대상으로 수질 모니터링, 수리지화학적 고찰 및 다변량 통계분석을 통하여 수질에 관한 문제점과 원인을 규명하고 타당한 관리 방안을 마련하고자 수행되었다. 논산지역은 마을상수도 이용이 많은 전형적인 농촌지역으로 지질은 화강암이 가장 넓은 면적을 차지하며 옥천대 변성퇴적암, 편마암과 화산암이 분포한다. 마을상수도의 수질 모니터링 결과 전국 평균인 2.5%보다 5-8배 높은 13-21% 정도가 수질기준을 초과하였으며 주요 오염성분은 질산성질소, 탁도, 총대장균, 일반세균, 불소 및 비소로 조사되었다. 연구지역 남쪽과 북쪽에서 높게 나타나는 질산성질소 오염의 주요 원인으로서 비닐하우스 같은 시설영농의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 마을상수도 수질은 Ca와 $HCO_3$가 지배적이나 화강암 지역에서는 농경지와 주거지 등의 인위적인 오염의 영향으로 Na, Cl 및 $NO_3$가 증가되었다. 주성분분석 결과 주로 농경과 인위적 오염의 영향을 나타내는 주성분 2에 의하여 크게 두 개의 그룹인 화강암과 편마암 및 옥천대 지하수로 구분된다. 판별분석은 초기 지질분류와 판별분석 예측결과의 오차가 5.56%로서 주성분분석보다 더 명확하게 각 지질별 지하수 특징을 보여준다. 다변량 통계분석은 수리지화학적 특성의 종합적 분석을 가능하게 하여 지질특성에 의한 지하수 수질의 변화를 명확하게 구분할 수 있는 방법으로 사료되었다. 논산시 마을상수도 수질에 대한 연구결과는 지질에 의해 영향받는 토지이용, 토양 특성 및 지형 등이 복합적으로 작용하여 지하수 수리지화학적 특성을 결정하는 것임을 확인하였다. 따라서 향후 정부 및 지자체의 마을상수도관리는 지질, 토지이용, 지형 및 토양 특성 등에 대한 종합적 자료 구축 및 해석이 필요하다.

• 대한지리학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-16
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• 1999

본 연구는 도시화에 수반되는 지하수의 수문황경 변화를 조사하기 위해, 일본 하다노 분지를 대상으로 수문지질을 밝히고, 인위적인 요인에 의한 수문환경 변화와 수문특성을 종합적으로 분석하였다. 그 결과, 분지의 대수층은 퇴적환경에 의해 TP층을 경계로 신기 loam층과 고기 loam층으로 나눌 수 있으며, 전자를 천층지하수의 대수층, 후자를 심층지하수의 대수층으로 구분할 수 있다. 그리고 대수층의 기저기복은 지하수 수위의 공간적 차이를 유발하고, 지하수 유동계에 큰 영향을 미치고 있다. 분지의 심층지하수의 주요 공급원은 탄자와 산지의 지표수이고, 천층지하수는 분지 내에 내리는 빗물에 기인한 것으로 간주된다. 지하수의 과잉양수는 지하수 수지의 불균형을 유발함으로서 심층지하수가 매년 0.12~0.14m씩 저하되고 있다. 대체로 Cl-, NO3-농도는 심층지하수보다 천층지하수에서 높으며, 선정부에서 선단부로 갈수록 높아지는 것으로 보아 분지의 지하수 수질형성에 인위적인 요인이 크게 작용하고 있는 것으로 사료된다. 지하수의 화학적 조성은 대체로 Ca(HCO3-)2형에 속한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.102.2-102.2
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• 2010

도시의 생활권 전역에 걸쳐 설치되어 있는 지하매설 시설물인 하수관망은 그 거동에 따라 방류수역의 수질에 큰 영향을 준다. 하수관망을 통한 하수의 이송특성은 관망의 형상과 각 지점에서의 수질정보에 영향을 받는다. 본 연구에서는 이 두 가지 인자에 대한 분석을 위해 하수관망의 외적 형상과 내적 정보흐름의 관계를 분석하였다. 실제 하수관망을 대상으로 자연하천의 정량화에 쓰이는 하천차수방법을 적용해 관망의 차수를 구분하여 도시에 공간적으로 넓게 분포되어있는 하수관망의 범위를 좁힌 후, 정보이론에서의 엔트로피(Entropy) 개념을 하수관망에 도입하여 하수관망의 차수와의 상관관계를 알아보았다. 이러한 분석을 통하여 하수관망의 차수와 엔트로피 사이에 유기적 상관성이 성립함을 확인 할 수 있었다. 총엔트로피와 한계엔트로피 모두 관망의 차수와 유의한 관계를 보였으나 그 양상은 반대로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.452-452
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• 2017

지속가능한 물관리는 필요한 용수(생활 공업 농업 유지)를 안정적으로 공급하기 위한 이수측면과 홍수피해를 최소화하기 위한 치수측면을 포함한 수량관리와 맑은 물 공급, 친수환경 조성, 생태계 보존을 위한 수질환경관리로 구분된다. 지속가능한 물관리를 실현하기 위해서 필수적으로 분석되어야 할 과학적 요소는 물순환과 관련된 각종 인자들의 변동성이며, 물순환은 크게 인간의 할동으로 인한 변화요소와 기후적인 변화요소에 의해 급진적으로 또는 점진적으로 변화된다. 본 연구에서는 청미천 유역을 대상으로 하여 홍수에 관한 잠재적 위협요인의 분석을 위한 RCP 4.5 및 8.5 시나리오 극한강우 사상의 통계적 특성 분석, 기후변화 시나리오에 대한 가뭄예측을 위한 수문순환 모형을 구축 및 수문학적 가뭄의 분석, 미래 수질을 모델링을 위한 기초자료 수집 및 매개변수 보정과 같은 연구를 수행하였다. 특히 본 연구에서는 극한강우사상을 이용하여 청미천 유역에서 발생될 수 있는 확률홍수량을 정상성 및 비정상성 빈도분석을 이용하여 파악하였으며, 이를 활용하여 기후변화 시나리오가 고려된 청미천 유역에서의 홍수량을 분석하여 그 결과를 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1346-1350
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• 2009

SWAT 모형에서는 중간유출, 침루, 토양 증발, 식물에 의한 증산 등의 수문과정을 모사하기 위해서 토양 수대를 토양의 물리적 특성에 따라 몇 개의 층으로 구분하고, 각 층별로 순차적으로 각 성분량을 계산한다. 이 때 지표유출로 인한 영양물질 이송이 기작되는 영역을 설정하기 위해서 사용자가 입력한 첫 번째 토양층을 강제적으로 둘로 구분하여 상부 10mm의 새로운 토양층이 자동 생성되도록 알고리즘화되어 있다. 그러나, 동일한 토양 특성을 가진 층을 임의적으로 둘로 구분하는 것은 토양 물리적 관점에서 보면 적절하지 않으며, 또한 생성된 매우 얇은 상부 10 mm 토양층으로 인해서 포장용수량을 초과하는 과잉수가 커서 경사가 급한 유역이나 토양층의 투수성이 매우 큰 지역에 모형을 적용할 경우에는 중간유출량이 비현실적으로 크게 계산되는 문제를 수반한다. 따라서 본 연구에서는 중간유출이 크게 계산되는 문제점을 해결하고 토양층내의 수분 거동을 보다 현실적으로 모사하기 위해서 합체-분리 (combining-partitioning) 방식의 토양층 구조화 기법을 고안하고 SWAT의 지표하 유출 계산 모듈에 새롭게 추가하였다. 모형 개선이 수문 및 수질 성분 모의에 미치는 영향을 평가하기 위해서 충주댐 상류유역을 대상으로 모델링을 수행하고 상대비교를 한 결과, 토양수분, 중간 및 지하수유출, 인 순환에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 분석되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.76-83
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• 2017

본 연구에서는 시화호 유역 하천수의 일반수질 및 중금속의 변화 및 유출특성을 파악하기 위하여 시화호로 유입되는 하천수 중 일반수질 및 중금속의 분포 특성, 토지이용형태에 따른 농도비교 및 하천을 통한 유출부하량 조사를 실시하였다. 시화호 유역 하천을 토지이용형태에 따라 산업지역, 도심 및 농업지역으로 구분하여 일반수질 농도 비교를 실시하였을 때, 하천수 중 DO, SS, POC, $NO_3$와 Chl-a는 농업지역이 산업 및 도심지역에 비해 높은 농도를 보였으며 COD, DIN, $PO_4$, TN, TP, DOC와 TOC는 산업지역이 상대적으로 높은 농도를 보였다. 하천수 내 수질 및 중금속 분석항목에 따라 약간의 차이가 존재하지만, 3월~5월 조사시기에 상대적으로 농도가 높고 7월~8월에는 강우에 의한 영향으로 농도가 감소하는 결과를 보였다. 하천유량과 농도를 이용하여 계산된 일반수질의 유출부하량은 SS 1,172 kg/d, TN 151 kg/d, TP 11.1 kg/d, TOC 389 kg/d이었고, 농업지역인 장전보가 전체 유출부하량에서 47.5%(TP)~75.1%(SS)를 차지하고 있었다. 하천수 내 Cu, Zn, Cd은 산업단지 하천을 통한 유출부하량이 전체의 92%를 초과하고 있는 것을 알 수 있었으며, Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd의 순으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.29-43
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• 2022

2019년 7월에 얻어진 200개의 지하수 수질자료를 활용하여 보성지역 지하수의 수질 특성을 평가하고, 배경 수질을 도출하였다. 지하수는 질산성질소 농도를 기준으로 Group 1(NO₃^- < 44.3 mg/L)과 Group 2(NO₃^- ≥ 44.3 mg/L)로 구분하였다. t-test 결과, Group 2는 Group 1에 비해 유의성 있게 수온과 Ca 농도가 높았고, F, As, Pb, Zn 등의 농도는 낮게 나타났다. 질산염 농도가 높은 경우에는 낮은 pH, 알칼리도, NH₄, NO₂, F, As, Fe, Mn, Pb, Zn 등의 농도를 보였으며, EC 및 수온은 높아지는 경향을 보였다. 한편, 배경농도는 BRIDGE 방법으로 설정하였다. 본 연구에서 설정된 NO₃, NH₄, PO₄, As, Fe, Mn 항목들에 대한 배경농도 값들은 기존의 환경부 보고서(MOE and KECO, 2018; 2019)에 제시된 중권역별 배경농도 산정 결과보다는 다소 높게 설정되었다. 본 연구에 이용된 수질자료의 수가 훨씬 많다는 점을 감안하면, 본 연구에서 산출된 배경수질 자료의 신뢰성이 더 높은 것이라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권9호
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• pp.940-948
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• 2006

형광측정법은 자연유기물질을 간편하고 신속하게 분석함으로써 타 분석법에 비해 현장에서 실시간으로 수질관리에 활용할 수 있는 월등한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 표준자연유기물질, 호소수 및 하천수 등 다양한 시료의 형광지표($F_{450}/F_{500}$), synchronous 스펙트럼, 형광 EEM(excitation-emission matrix)을 조사하고 시료 간 상호비교를 통해 자체생성/외부생성 유기물, 단백질계, 펄빅산계, 휴믹산계, 육질성 휴믹산계 형광특성 영역을 구분하였다. 또한 각 영역간의 형광세기 비를 이용하여 다양한 유기물 성분의 상대적인 분포를 파악하였다. 각 시료에서 얻어진 형광특성 및 형광세기 비는 시료의 수질 특징에서 예상되는 결과와 잘 일치하였다. 자연유기물의 생성지가 육지성일수록 외부생성 유기물 및 육질성 휴믹산계 형광특징이 더 크게 나타났고 하수 처리수의 영향을 받거나 조류 및 미생물 활동이 활발한 지점에서는 단백질계 형광특성이 뚜렷하게 나타났다. 특히, synchronous 형광스펙트럼이나 형광 EEM에서 얻어지는 단백질계/육질성 휴믹산계 형광세기 비는 도심지 하천의 경우 하수종말처리장 방류수 영향을 평가하는 지표로, 또한 호수의 경우 조류 및 미생물 활동 정도를 예측하는 지시자로서 사용될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구는 현장시료를 사용한 자연유기물질 형광분석법 및 그 해석에 대한 기초자료를 제시하였으며 이 연구결과는 향후 유기물 성분분포 파악이 필요한 수질관리 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다.