• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.397-397
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• 2011

2004년부터 4대강 물환경연구소는 수질오염총량관리제의 원활한 추진을 위해 총량관리단위유역 말단부에서 8일 간격으로 청천(晴天)시를 중심으로 유량과 수질을 동시에 측정하기 시작하였다. 그 결과 연중 하천유량과 수질의 연동 여부 및 변동 추이를 확인하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 8일 간격으로 생산되는 유량은 지침의 정의와 맞물려 기준유량의 산정에 또 다른 어려움을 주고 있다. '한강수계 오염총량관리계획수립 지침'에 따르면 '기준유량은 과거 10년간 평균 저수량으로 한다'고 명시되어 있다. 여기서 저수량이란 유량의 크기를 누가일수로서 표시하여 1년을 통하여 275일은 이보다 더 작지 않은 유량으로 정의된다. 따라서 정확한 저수량을 산정하기 위해서는 1년 365개 매일의 유량자료가 필요하다. 하지만 8일 간격으로 유량을 측정하게 되면 1년 365개 대신 최대 45 여개의 일 유량자료만 취득 가능하므로 유황분석에 어려움이 발생할 수밖에 없다. 본 연구에서는 수질오염총량관리단위유역의 말단부에서 8일 간격으로 계측된 유량자료가 있을 때 이를 연속적인 일유량으로 확대할 수 있는 방법론 중 하나를 소개한다. 미 지질조사국(USGS)에서 주로 사용되는 이 방법은 A지점(부분계측이 이루어지는 지점)의 결측치를 동일 유역 혹은 수문학적으로 유사한 유역의 B지점(연속계측이 이루어지는 지점)의 자료를 이용하여 보완하는 방식이다. 이를 위해 먼저 부분계측이 이루어진 날과 같은 날짜의 유량자료를 연속계측자료에서 추출한 다음 두 자료(A지점에서의 모든 유량과 B지점에서의 추출된 유량)의 상관성을 비교해 본다. 두 자료간에 상관도가 높다면 이를 잘 표현하는 방정식을 통해 A지점의 결측치를 내 외삽한다. 여기서 두 자료간 상관도를 잘 묘사할 수 있는 방법으로 본 연구에서는 최소제곱법(Least Square Estimator, LSE)과 분산확장법(Maintenance of Variance Extension, MOVE)을 비교,분석해 보았다. 한강수계 수질오염총량관리단위유역 중 동일지점에 8일 간격 부분계측 유량자료와 일 연속자료가 동시에 존재하는 곳이 6지점이 있었으며 이 자료들을 바탕으로 LSE와 MOVE의 정확도를 검증해 본 결과 MOVE가 일 연속유량 확장에 더 나은 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.368-368
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• 2019

경제의 발전과 더불어 사회가 복잡해지면서 재난의 발생은 다양한 형태로 더욱 복잡하게 발생하고 있다. 최근들어 매년 발생하는 가뭄과 기후적 특성으로 인한 유량의 변동성으로 인해 수질오염이 심해지기를 반복하고 있다. 특히, 산업단지나 화재 등 여러 가지 원인으로 인해 수질오염사고도 빈번하게 발생하고 있으며 심한 경우 취수원의 취수중단과 같은 심각한 상황을 발생하기도 한다. 최근들어 심각한 가뭄과 폭염으로 인해 취수원의 수질이 악화되는 사고들이 발생하고 있으며, 과거 수질오염사고를 살펴보면 1991년에 낙동강에서 발생한 구미 두산전자의 페놀방류에 의한 사고로 18시간 동안 대구에 취수가 중단된 적이 있으며, 1994년 대구광역시 성서공단에서 배출된 유기용제에 의해 낙동강 수계 5개 정수장이 취수가 중단된 바도 있다. 또한 2008년 김천공단 (주)코오롱 유화에서 방류된 페놀에 의해 대구의 취수원 중 두류, 매곡취수장이 5시간동안 취수가 중단된바 있으며, 2009년 다이옥산 배출, 2015년 구미공단에서 불소, 암모니아성 질소, 1.4 다이옥산 배출사고, 2018년 과불화화합물에 낙동강 수질사고, 운문댐과 가창댐 유역의 가뭄으로 인한 취수정지 상태가 발생하는 등 대구광역시 시민들의 먹는 물에 대한 불안이 끊이지 않고 있다(Peacenews, 2018). 본 연구는 대구광역시의 상수도시설이 재난상황 발생에 따라 취수가 중단되어 물을 생산하는 취수장이 불능상태가 되는 가상의 시나리오를 설정하고 각 정수장에서 용수를 공급할 수 있는 대응에 대해서 검토하였다. 대구시에서 운영하는 정수장은 총 5개이며, 전체 공급량의 60.5%를 낙동강을 수원으로 하는 매곡과 문산정수장에서 취수하고 있다. 가상의 재난상황 시나리오는 각각의 정수장이 재난발생에 따라 운영이 불가능한 경우인 Scenario 1(a)~(e)와 매곡과 문산정수장이 운영불가능한 경우인 Scenario 2를 가정하여 용수공급 대응방안에 대해 검토하였다. 그 결과 Scenario 1(a)~(e)에서는 매곡정수장이 운영이 불가능한 경우 대구광역시 전체의 용수공급 신뢰도 80.4%로 250 lpcd를 공급할 수 있으며, Scenario 2의 경우에는 낙동강 오염사고로 인해 매곡과 문산정수장이 운영이 불가능할 경우 60.4%의 신뢰도로 205 lpcd를 공급할 수 있는 것으로 검토되었다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.30 no.6
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• pp.355-360
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• 2021

As the domestic water management policy shifted from concentration-oriented water management to load management-centered Total Maximum Daily Load (TMDL), water quality and aquatic ecosystems brought changed. However, it was difficult to determine whether the water quality and the health of the aquatic ecosystem improved after the implementation of the TMDL due to changes in pollutant sources and discharge fluctuations ect, so the effect was analyzed using a log-linear model and biological indicators (Benthic Macroinvertebrates). As a result, BOD and T-P concentrations in the Jinwi River Watershed were reduced by 30% and 35%, showed the effect of improving water quality, however the benthic macroinvertebrates index (BMI) downgraded from grade D to grade E. Therefore, efforts to cultivate ecologicalrivers are necessary to upgrade the health of the aquatic ecosystem in the river watershed.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.spc1
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• pp.1023-1035
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• 2021

The electricity cost of a desalination facility was also predicted and reviewed, which allowed the proposed model to be incorporated into the future design of such facilities. Input data from 2003 to 2014 of the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA) were used, and the structure of the model was determined using the trial and error method to analyze as well as hyperparameters such as salinity and seawater temperature. The future seawater quality was estimated by optimizing the prediction model based on machine learning. Results indicated that the seawater temperature would be similar to the existing pattern, and salinity showed a gradual decrease in the maximum value from the past measurement data. Therefore, it was reviewed that the electricity cost for seawater desalination decreased by approximately 0.80% and a process configuration was determined to be necessary. This study aimed at establishing a machine-learning-based prediction model to predict future water quality changes, reviewed the impact on the scale of seawater desalination facilities, and suggested alternatives.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2008.05a
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• pp.133-136
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• 2008

This study was performed to characterize the seasonal variation of water quality and sediment environment from February, 2007 to October, 2007 in 21 stations of Gwangyang bay. $6.03\sim11.98mg/L$ on surface and $4.43\sim10.71mg/L$ on bottom in DO, $0.12\sim3.16mg/L$ on surface and $0.20\sim2.64mg/L$ on bottom in COD, $0.23\sim18.28{\mu}g$-at/L on surface and $0.33\sim9.56{\mu}g$-at/L on bottom in DIN, ND$\sim1.47{\mu}g$-at/L on surface and $0\sim4.56{\mu}g$-at/L on bottom in DIP. IN sediment the ranges were $2.86\sim21.17%$ in IL, $0\sim6.11mg/g$-dry in AVS and $2.64\sim23.23mg/g$-dry in COD.

• Proceedings of the Korean Society for Information Management Conference
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• 2017.08a
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• pp.103-103
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• 2017

생태학 분야에서는 생물의 분포, 변동, 서식환경요인의 변화, 등의 여러 종류의 데이터들이 수집되고 있는데 데이터의 형태가 다양하여 데이터의 관리와 활용형태도 다양하게 나타나고 있다. 근래에 들어 각 종 측정기기들이 개발되면서 생태조사 분야에서도 데이터의 양이 급증하는 시점에 있다. 수생태계 분야에서도 전통적인 생물상조사의 데이터는 크게 증가하지 않고 있지만 자동측정센서가 개발된 항목의 경우에는 데이터가 급증하는 단계에 있다. 수생태계에서 흔히 조사되는 플랑크톤의 군집구조 자료를 보면 하나의 조사대상 시료에서 출현하는 종의 수가 50 종정도에 이르며 각 개체의 종을 육안으로 확인하고 있으므로 종조성조사는 아직 자동화가 어렵다. 그러므로 플랑크톤 자료의 특성은 조사의 시료수(case)는 적고 측정항목(변수 variable)이 많은 특성을 가진다. 반면에 센서가 개발된 수질과 관련된 항목들은 자동측정설비가 확대되고 있어 변수는 적지만 장기간의 time series 들이 수집되고 있다. 녹조현상이 관심을 끌면서 여러 곳에 식물플랑크톤의 양을 측정하는 chlorophyll 센서가 설치되고 있는 것이 대표적인 사례이다. 그 외에 정량화되지 못하는 정성적 자료들도 수집되고 있으며 자료수집방법의 표준화도 미흡한 예가 많이 있고, 자료의 형태가 다양하여 데이터의 관리와 활용을 어렵게 한다. 환경부는 전국의 주요 하천 지점에서 정기적으로 수질을 측정하여 공개하고 있으며, 일부 지점에는 자동수질측정시설을 설치하여 측정의 빈도를 높이고 있다. 하천이나 호수에서 센서를 이용한 고빈도 모니터링은 그 동안 인지하지 못하였던 단기적 생태계 변화에 대해 새로운 정보를 제공하여 연구의 장르를 넓혀 가고 있다. 도시하천에서 산소를 측정한 사례를 보면 강우 시에 일시적으로 산소가 고갈되는 현상이 관찰되며, 부영양한 호수와 하천에서는 주야간 산소의 급격한 변동이 생태계 스트레스 요인으로 작용하고 있음을 알 수 있었다. 식물플랑크톤 센서의 연구에 의해 단기적인 변동이 크게 나타나고 있음이 새로이 밝혀지기도 하였다. 데이터의 수집과 활용도를 높이려는 노력도 이루어지고 있다. 과거에는 개인단위로 이루어지던 연구가 이제는 데이터를 수집하고 공유하는 플랫폼이 만들어 지면서 공동연구가 확대되고 있고, 국제적으로 지역을 초월하는 공동연구도 가능하게 되었다. 국제호수관측망학회(Global Lake Ecological Observatory Network, GLEON)이 그 사례이며 세계 여러 나라의 학자들이 참여하여 국제적으로 데이터를 공유하고 공동연구를 촉진하는 역할을 하고 있다. 생태계데이터의 증가는 생태학자들의 연구역량을 초과하는 데이터의 관리와 활용의 능력을 요구할 것이며 환경 생태 IT 분야의 융합연구의 필요성이 크게 대두되고 있다. 그간 데이터베이스의 구축에는 일부 성과가 있었으나 아직 수집된 데이터의 활용도를 높이고 타분야와의 협력연구 시너지를 확대하려는 노력은 부족하다. 이제는 데이터의 수집과 저장뿐 아니라 데이터의 활용도를 높일 수 있도록 학제적 협력연구를 촉진하는 off-line 모임도 확대할 때이다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.16 no.4
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• pp.321-337
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• 2010

Long-term trends and distribution patterns of water quality were investigated in the Mokpo coastal areas of the Yellow Sea, Korea from 1979 to 2009. Water samples were collected at 5 stations and physicochemical parameters were analyzed including water temperature, salinity, suspended solids (SS), chemical oxygen demand (COD), dissolved oxygen (DO) and nutrients. Spatial distribution patterns of temperature, pH and DO were not clear among stations but the seasonal variations were distinct except ammonium. The trend analysis by principal component analysis (PCA) during 30 years revealed the significant variations in water quality in the study area. Spatial water qualities were discriminated into 3 clusters by PCA; station cluster 1, 2~4, and 5. Annual water qualities were clearly discriminated into 4 surface water clusters and 2 bottom water clusters by PCA. By this multi-variate analysis, the annual trends were summarized as the followings; water temperature, pH and COD tended to increase from late 1980's, salinity to decrease, phosphate to increase from 1994 and dissolved inorganic nitrogen to increase, due to the input of fresh water same as shown in Kyoungin coastal area, Asan coastal area, Choensoo bay and Gunsan coastal area.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2003.05a
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• pp.140-141
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• 2003

식물플랑크톤은 여러 환경요인들의 변화와 해역의 해양학적 특성에 따라서 매우 다른 형태의 군집구조를 나타내고(Legendre and Legendre,1978), 물리적, 화학적 환경요인의 변동에 따라 종조성이나 출현수에 있어서 뚜렷한 변동을 보이므로 생태계의 구조와 기능을 이해하는데 중요한 역할을 한다(Smayda,1978). 식물플랑크톤의 군집구조는 해양생태구조 파악이나 해역의 환경지표 및 효율적 해역이용관리를 위해 무엇보다 우선 파악되어야하며(Gou and Zang, 1996), 생태계의 구조와 기능을 이해하기 위해서는 식물플랑크톤의 분포양상 및 군집구조를 환경요인과 같이 연구하는 것이 필수적이다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2005.04a
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• pp.332-335
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• 2005

경안천변의 충적층 지하수를 대상으로 농업활동 및 양수에 수반된 지하수 오염과 수리적 변동에 따른 수리지구화학 변화를 연구하였다. 사행하는 경안천에 의해 넓게 형성된 충적층 지역에서는 사계절 비닐하우스 농업이 활발히 이루어지고 있으며, 이를 위해 강변에 설치된 대형 관정을 통하여 지하수를 대량 양수하고 있다. 이러한 상황은 여러모로 강변여과 현장과 흡사하다. 지하수 내 주요 용존 이온의 공간적 분포는 양수에 수반된 수리적 변동과 밀접한 상관관계를 나타내었다. 즉, 대단위 양수에 의하여 충적 지하수계로의 하천수 유입이 가속화되며, 이에 따른 희석 효과에 의해 충적 지하수의 질산염 농도가 감소하는 경향을 보여주었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1946-1950
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• 2010

감조하천은 조석파의 영향으로 자연하천과 달리 매우 복잡하고 다양한 흐름특성을 보인다. 흐름이 하류에서 상류 방향으로 흐르기도 하며, 유속분포는 왜곡되어 수면 근처보다는 하상 근처의 유속이 큰 형태를 보이기도 한다. 또한 만조시 수면경사는 바다의 조위가 하천의 수위보다 높은 역경사를 보이고, 수위변화량은 조위의 변화에 따라 변동하게 되는 복잡한 흐름특성을 보인다. 이와 같은 흐름특성은 감조구간의 하상변동, 생태환경, 수질 등에 큰 영향을 미치게 되기 때문에 조사, 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 감조하천 구간에서 3차원 유속측정장비인 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)로 측정된 자료 및 수위관측소의 수위자료를 활용하여 시간변화에 따른 수위변화량 및 유속분포 특성을 분석하고, 수면경사, 수위변화량 등과 유량과의 관계를 분석함으로서 향후 다양한 연구에 활용할 수 있는 자료를 제공하고자 한다.