• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.402-402
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• 2019

최근 기후변화에 따른 용수사용량의 계절별 변화가 나타나고 있다. 따라서, 효율적인 용수 관리에 대한 관심은 배수지 및 송수 시스템의 운영을 넘어 정수장의 운영에서도 그 변화가 나타나고 있다. 수질관리 측면에 다소 집중되었던 정수장 운영의 중요도는 수량을 함께 관리하는 방향으로 변화할 것으로 전망되며, 따라서 취수 단계에서부터 용수 공급의 전 과정을 고려하는 지능형 정수장 관리시스템이 주목받고 있다. 상수도 공급을 위한 정수장의 운영은 크게 원수의 취수 및 도수, 정수처리, 정수된 용수의 저장, 배수 및 급수의 과정으로 구분할 수 있다. 이때, 원수의 취수와 도수, 정수처리 과정에는 상대적으로 긴 시간이 소요되므로, 정수장의 운영 관리자는 이러한 지연시간을 감안해서 배수지의 상태를 예측하여 취수계획을 결정해야 한다. 한편, 정수장 시설을 운영하기 위해서는 전력이 소모되며, 산업전력 단가는 시간대별 변동폭이 큰 것으로 알려져 있다. 따라서, 정수장의 효율적인 운영을 위해서는 용수의 수요예측과 배수지 수위변동, 취수 및 정수설비의 규모 등을 고려하는 동시에, 전력 단가가 낮은 시간대에 설비를 집중적으로 운영할 수 있는 계획을 수립해야 한다. 본 연구에서는 선형계획법(Linear Programming, LP)을 이용하여, 수요예측을 바탕으로 장기취수계획을 수립하기 위한 방안을 세 가지로 구분하였으며, 각각의 장단점을 다음과 같이 예상하였다. 1) 24시간 간격으로 시간당 취수계획을 수립하는 최적화 방안, 2) 24시간의 시간당 취수계획을 1시간 간격으로 수립하는 실시간 최적화 방안, 3) 전체 모의기간 동안의 시간당 취수계획을 한번에 수립하는 최적화 방안. 24시간 간격 최적화는 수립 및 적용이 간단한 반면, 실시간 수요변화를 고려할 수 없어 단위시간(24시간) 후반부의 최적화 효율이 떨어지는 단점이 있다. 1시간 간격의 실시간 최적화는 수요변화를 가장 정확히 반영하는 반면, 최적화 수행 횟수가 증가하는 단점이 있다. 전체 모의기간 최적화는 장기 수요예측을 고려한 탄력적 취수계획을 수립하는 반면, 수요예측의 불확실성에 따른 오차 발생위험이 크다. 본 연구에서는 국내 H 정수장을 대상으로 각각의 최적 취수계획 수립 방안을 정수장 운영의 안정성, 탄력성, 경제성 등을 기준으로 비교, 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.456-456
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• 2021

하상 변화는 유량이나 유사의 흐름에 따라 침식, 운반, 퇴적되어 변화하며, 하상변동에 의한 결과는 하천의 형태 (직렬,복렬, 곡렬 등)나 서식처의 구조 (여울과 소, 웅덩이, 습지 등) 형성 로 나타난다. 이어서 서식처 구조의 다양성은 생물다양성에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 수리 (유량이나 유사량)-지형(서식처 구조)-생태 (생물다양성)을 연계하여 관리하기 위한 생태적인 하천관리 프레임을 제시하기 위하여, 지형과 생물상의 관계를 우선 파악하고자 한다. 국내 하천은 수생태 건강성 평가 중 서식 및 수변환경 지수(HRI, Habitat and Riparian Index)를 활용하여 하천의 형상 및 자연성을 평가한다. 해당 지수는 하천의 자연성을 판단할 수 있으나 유량이나 유사량 등과 같이 수리적 조건과 연계하여 하천환경 변화를 예측하기 어렵기 때문에, 본 연구에서는 하천의 자연성을 판단하는 지형변수들을 제안하고, 생물상과 상관관계를 분석한다. 수질 변화가 급격하지 않는(년간 변화폭이 일정한) 금강 유역의 지천 (갑천, 미호천, 논산천, 유구천 등) 중 생태계 건강성 평가 지수가 산정되어 있는 지점을 기준으로 상·하류 약 5 km 구간들을 대상으로 한다. 지형 변수로는 (항공사진을 이용한)사주 비율(사주면적/제방 내 홍수터 면적), 사주 식생비율(식생면적/사주면적)과 사주 변동량(연간 사주 이동량), 서식처 구조의 다양성(여울, 소, 웅덩이 등), 기존의 서식 및 수변환경 지수 등을 활용하고, 생물 변수로는 저서동물지수(BMI, Benthic Macroinvertebrate Index), 저서동물의 우점도, 어류생물지수(FAI, Fish Assessment Index), 어류생물지수에 활용하는 국내종의 총 종수, 여울성 저서종수, 민감종수 등을 활용한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.313-313
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• 2022

일반적으로 가뭄은 특정지역에서 평균 이하의 강수량이 발생되는 현상으로, 강수량이 감소되면 토양수분, 하천수 수위, 저수지 수위, 지하수위 등이 순차적으로 감소한다. 수문학적 가뭄은 기상학적 가뭄 및 농업 가뭄에 비해 늦게 발현되는데, 이는 강수량의 부족이 토양수분, 하천수량, 지하수 및 저수지 수위 등과 같은 수문학적 시스템에 전이되는 시간이 소요되기 때문이다. 따라서, 가뭄 피해를 경감하기 위해 지하수위 변동성을 이용하여 지하수 함양량을 추정함으로써 효율적인 수자원 관리의 필요성이 증대되고 있다. 지하수위는 농촌 지하수 개발, 가뭄 및 홍수 예측 등 다양한 분야에 활용되며, 강수량에 의한 변화가 지표수에 비해 느리게 나타나고 토양을 통과하는 특성으로 인해 단기 및 장기간의 변화 경향이 나타난다. 미국 지질조사국 (United States Geological Survey)에서는 지하수위를 월 단위로 보통 이하 (Below-normal), 보통 (Normal), 보통 이상 (Above-normal) 3단계로 구분하여 분포도를 작성하고 전체 관측기간 중 25% 이상에서 보통 이하 (Below-normal)로 나타나면 가뭄으로 판단한다. 우리나라의 경우 지형, 유역을 고려한 지하수 수위 및 수질 현황과 변동성을 파악하기 위하여 전국 지하수위 관측망 688개소를 설치하고 운영 중에 있다. 또한, 농촌진흥청에서는 전국 농업기상대와 연계하여 토양수분관측망 (soil moisture monitoring network)을 구축하였으며, 표토 10 cm에 토양수분센서를 전국 168 지점에 설치하여 운영하고 있다. 본 연구에서는 강수량을 기반으로 산정한 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 지하수위를 기반으로 산정한 표준지하수위지수 (Standardized Groundwater Level Index, SGI), 토양수분관측망의 토양수분의 상관 분석을 수행하고자 한다. 밭작물 가뭄의 중요 요소인 토양수분 함량은 강수에 즉각적으로 반응하는 반면 지표수 및 지하수는 상대적으로 장기간의 강수에 영향을 받기 때문에, 본 연구의 결과는 향후 밭작물 지역의 가뭄 취약성을 관리하는 지표로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.90 no.4
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• pp.513-523
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• 2001

This study was conducted to investigate influences of solifluction and sediment runoff on the stream water qualities during the spring season. The study sites were four points in the northeastern area of the Bukhansan National Park. And, field surveys were carried out in the spring of 1999, 2000 and 2001. The results of this study were summarized as follows; During the investigation period, the amounts of sediment caused by solifluction on stream side slopes in the downstream were 1.3~1.7 times as large as those in the upstream. The pH of sediment caused by solifluction was a potential influence on the pH of stream water. Amounts of dissolved $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO{_4}^{2-}$ in stream water were proportion to the average amounts of $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO{_4}^{2-}$ in the sediment caused by solifluction. In the spring, the average pH of stream water was lower than the first class of the river water quality standard because of increasing chemical concentration as well as the contents of anions($Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO{_4}^{2-}$) in the spring season. Also, the average electrical conductivity of water in downstream was about 2.3-3.3 times higher than that in upstream. The amounts of anions($Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO{_4}^{2-}$) of water in downstream were about 1.2~7.4, 1.1~3.9, 1.1~1.4 times higher than those in upstream, respectively. Therefore, these results showed that the water quality of downstream was worse than that of upstream. As a result of regression analyses, the linear and exponential equation of pH and water quantity was pH = 1.7926 ${\times}$ stream water quantity + 5.9577($R^2=0.46$), and those of electrical conductivity and water quantity was $EC=34.417e^{3.6334{\times}\text{stream water quantity}(m^3/sec)}$ ($R^2=0.44$).

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.45 no.1
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• pp.14-24
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• 2001

In order to study the long-term change of water quality, water analysis for 9 items was conducted at 13 sites surrounding the Kumho river system for 18 times from September 1993 to August 1999. Analytical items for the study of water quality are as follows; water temperature, pH, BOD, COD, DO, SS, electrical conductivity, oil and grease, ABS and phenol. The six year term was divided into Part I(second study) and Part Ⅱ(third study), which covers the term from September 1993 to August 1996 and the term from September 1996 to August 1999, respectively. The mean values obtained for three years for water temperature, pH, BOD, COD, DO, SS, electrical conductivity, oil and grease, ABS and phenol for the Part I period showed 18.4$^{\circ}C$, 7.9, 4.88 ppm, 9.66 ppm, 9.0 ppm, 618.0 umho/cm, 6.9 ppm, 2.63 ppm, 3.57 ppm and 0.98 ppm, respectively. The mean values obtained for water temperature, pH, BOD, COD, DO, SS, electrical conductivity, oil and grease, ABS and phenol for the Part Ⅱ period showed 18.0$^{\circ}C$, 8.0, 2.86 ppm, 7.40 ppm, 8.94 ppm, 541.0 umho/cm, 6.0 ppm, 5.43 ppm, 0.94 ppm and 0.01 ppm respectively. The values of BOD, COD, SS, electrical conductivity, ABS and phenol in the second period were found to be decreased by 1/1.71, 1/1.31, 1/4.15, 1/3.80 and 1/98, respectively. The values of water temperature, pH and DO were nearly constant. However, the concentrations of oil and grease were found to be increased about 2.06 times in the second period.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.7 no.1
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• pp.13-21
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• 2004

Temporal changes of Chl-α, physical and chemical factors were investigated by diurnal observation at 2-hour interval at three fixed stations in the western Chinhae Bay from 12 Aug. to 13 Aug. 1999. Difference of dissolved oxygen between surface and bottom layer was maximum when the thermocline were strong. Organic distribution such as COD was affected by the growth of phytoplankton. Limitting factor was nitrogen, that is, inorganic nitrogen plays a significant role on regulating the algal growth. Surface distribution of dissolved inorganic nitrogen was very low compared to bottom layer by uptake of organisms. Maximum value of Chl-α at station C2 and C11 were observed from subsurface layer, ranges of which exceeded possibility concentration of red tide outbreak, 10 mg/㎥. On the other hand, that of C15 exist at surface layer. In this area, DIN and DIP concentrations increased by input sources such as rainfall and benthic flux before the bloom of phytoplankton. Accumulation of phytoplankton occurred at subsurface layer by the rapid uptake of DIN, especially nitrate ion, when strong thermocline existed as approach to the afternoon, which led to the increase of organics in water column and oxygen deficiency water mass at bottom layer until late at evening. Since then, DIN increases gradually as water temperature decrease to minimum. The quantitative understanding of nitrogen of fluxed to and from the various sources is necessary for environmental management.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.3
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• pp.158-163
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• 2005

The purpose of this study was to observe the effect on the marine environment by the use of Nano-S. Nano-S was made to apply to improve the red tide bloom. The experiment was performed at round tank with volume of 180 L. Each tank was filled with an aggravated sediment about $14{\pm}1cm$ hight and sea water. The water flow-rate of tank was established on the rate of 6.25 L/hr. Sea water level was fitted to 40 cm, therefore the filled water was about 150 L. The sediment was stabilized during one week. Then the Nano-S and the red mud were added into each tank 0 kg(control), 1 kg(tank A), 2 kg(tank B), 5 kg(tank C) and 10 kg(tank D) each other. The quantity was fulfilled with 0 kg(control), 2.75 kg(tank A), 5.51 kg(tank B), 13.77 kg(tank C) and 27.55 kg(tank D) per square meter of sediment. The experiment was performed during 30 days. Water and sediment samples were collected from each tanks on the before 1hour and after 1, 3, 6, 12 hour and 1st, 3th, 5th, 7th, 10th, 15th, 30th day of the experiment period. The change of water and sediment quality was analyzed before and after applying the Nano-S and the red mud.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.8
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• pp.579-592
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• 2020

This study was designed to assess the water quality and phytoplankton community including chlorophyll a in blood cockle (Tegillarca granosa) farms in May, August and November of 2017 in the northwestern Yeoja Bay, Korea. As a result, the seasonal characteristics of water types by water temperature and salinity were clear. Nutrients were abundant in silicate throughout the season, but phosphate was scarce in spring and summer, and nitrogen sources were scarce in autumn. The species composition of phytoplankton community was a very simple distribution, and the standing crop was also very low. The annual dominant species is dominated by the diatoms, with Skeletonema costatum-ls, Nitzschia longissima in spring, Pleurrosigma normanii, Coscinodiscus gigas in summer, and N. longissima, Pseudonitschia pungens, Chaetoceros curvisetus, Eucampia zodiacus in autumn. In summer the results were different from other coastal waters of Korea. The principal component analysis(PCA) and correlation analysis showed that the characteristics of water quality and biological environments differed according to the season. Furthermore, it was determined by the supply of materials through fresh water on land, seawater congestion caused by the refueling of surface sediments with lower depth, and the balance of biological production and mineralization of organic matters in blood cockle farms.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.38 no.2 s.112
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• pp.217-224
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• 2005

This study was aimed to analyze the long-term fluctuation of water quality and phytoplankton dynamics of Paldang reservoir in Korea and to assess the relationship between algal bloom patterns and hydrological, limnological data. Diatoms in Paldang reservoir occurred continuously through the year. Blue- green algae occurred during the summer season (from June to Sept.), and the highest count was observed in July. Occurrence pattern of green algae was similar to that of blue-green algae. The rest of algae contained a lot of Cryptomonas spp. whose concentration was high from May to Aug. Dominant algal genera (>>7,000 cells $mL^{-1}$) in Paldang reservoir were Aulacoseira, Cyclotella, Microcystis, and Cryptomonas spp. Microcystis and Anabaena occurred during the summer season. Many different green algal genera were found in Paldang reservoir but their abundances were very low. There were some significant correlations (r>0.3, p<0.05) between algal taxa and water quality; diatoms and water temperature, TP:blue-green algae and water temperature, pH, DO saturation, COD, TP; green algae and water temperature, pH, DO saturation, COD, SS, TP. Furthermore, algal genera and water quality was significantly correlated (r>0.3, p<0.05) ; Aulacoseira and TN, TP; Anabaena and water temperature, DO saturation, COD, TP : Microcystisand water temperature, pH, DO saturation, TP; Coelastrum and COD, SS; Scenedesmus and water temperature, COD, TN, TP; Cryptomonas and DO saturation, TN. In Paldang reservoir, the water temperature had relatively big effect on blue-green algal bloom that was also dependant upon its hydrologic condition.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1048-1052
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• 2007

그동안의 하천 유량자료는 주로 홍수방어를 목적으로 구축되어진 관계로 대부분 홍수기에만 의미있는 자료를 갖추고 있으며, 환경관리에 필요한 저갈수기 유량자료는 그 신뢰도가 매우 떨어지고 있다. 다행히 지난 2004년 하반기부터 4대강 물환경 연구소에서 직접 오염총량관리 단위유역 말단부에서 8일 간격으로 유량과 수질을 동시에 측정하기 시작하였고, 사업의 결과 건기 우기의 구별 없이 연중 일정한 간격으로 하천유황 및 수질의 변동여부를 확인하는 것이 가능하게 되었으나, 각 단위유역별 유황곡선을 작성할 목적으로 8일 간격 유량자료를 사용할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 현재 관측 중인 8일 간격 유량자료만으로는 동시 관측이 진행 중인 수질항목과 유량 사이의 상관관계 정도를 파악한다거나, 어떤 방법으로든 수문모형을 구축한 후 이를 부분적으로 검정할 때 참고자료로 사용하는 정도로 그 용도가 한정될 수밖에 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 낙동강 오염총량관리 41개 단위유역 전체를 대상으로 관측된 8일 간격 유량자료를 이용하여 이를 1일 간격 유량자료로 확장을 시도하였다. 이를 위하여 기존의 TANK 모형에 하도추적기능을 추가한 보다 진보된 TANK 모형을 구성하였다. 낙동강 단위유역별 취수량과 방류량을 바탕으로 한 물수지 자료 또한 구비하여 모형에 고려되도록 하였다. 모형의 매개변수 추정을 위하여 국립환경과학원 낙동강물환경연구소에서 8일 간격으로 관측한 유량자료가 이용되었다. 분석결과 모의된 일유량이 실제 유량을 비교적 잘 재현하는 것으로 나타남에 따라 8일간격 유량관측자료의 일유량으로의 확장 가능성을 확인할 수 있었다. 구축된 모형은 적용에 앞서 10년 평균 저수량을 기준으로 1차 오염총량관리 기준유량과의 비교를 시도하였으며, 상류 댐 방류의 영향 및 물수지의 영향을 배제한 상태의 자연유량을 산정하여 이를 현재 유황과의 비교를 수행하였다. 현재유량과의 비교 결과 다목적 댐의 방류효과로 인한 유량 증가효과 및 대규모의 취수로 인한 유량 감소효과가 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다. 산정된 자연유량을 통하여 비유량을 산정한 결과 $5,000km^2$이하인 유역 면적의 경우 비유량 $0.0048m^3/s/km$를, $5,000km^2$이상인 경우에는 비유량 $0.0043m^3/s/km$를 적용하는 것이 바람직할 것으로 분석되었다. 여기에 유역의 물이용 및 상류의 댐 방류 효과가 고려되면 실제 유역의 저수량을 개략적으로 산정할 수 있을 것으로 기대된다.