• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2017

하천관리청은 유량변동이 큰 환경에서도 평상시 하천의 기능을 유지하고 안정적인 용수공급이 이루어지도록 하천수 허가관리를 수행하고 있다. 이때, 하천수 사용허가 검토시 기준으로 사용되는 유량은 자연상태의 기준갈수량에서 하천유지유량을 감안하여 적용하고 있는데, 이는 하천유량의 변동에도 최대 용수수요를 만족할 수 있게끔 관리하기 위한 것으로 최대 사용량일 때의 물의 과부족을 계산하여 허가 여부를 결정한다. 본 연구에서는 Park et al.(2016)이 제안한 시기별(홍수기/이수기, 비관개기/관개기 고려) 하천수 사용허가 기준유량 설정방법을 기반으로, 수질오염총량제(Total Maximum Daily Loads, TMDLs)에서 적용하는 안전율(Margin of Safety, MOS)의 개념을 접목하여 허가기준유량의 불확실성을 정량적으로 고려할 수 있는 방법을 제시하였다. 허가기준 유량은 수문모델에 의해 자연상태의 모의유량을 유황분석하여 도출하게 되므로 유량의 연도별 변도성(Margin of Variability, MOV)과 예측모델 매개변수의 불확실성(Margin of Uncertainty, MOU)을 고려하는 Walker Jr.(2003)의 안전율 산정방법을 적용하였다. 본 연구에서는 금호강 유역을 대상으로 시기별 자연유량 산정시 고려한 SWAT 모형결과를 기반으로 하였으며, 모의자료의 변이계수를 산정하여 시간적 변동성에 의한 불확실성을 도출하고 SWAT-CUP모형을 활용하여 모형의 불확실성을 도출하여 안전율을 계산하였다. 단, 기준갈수량이 허가기준유량으로 사용되는 기간(1월 1일~3월 31일)에는 안전율까지 고려할 경우 지나치게 보수적이라고 판단되어 적용에서 제외하였다. 본 연구에서 제안된 불확실성을 고려한 하천수 관리방법론은 시기별 하천수 허가기준유량 설정에 대한 의사결정자들의 판단을 지원하는데 기여함으로써 정책적 활용도를 높일 뿐만아니라 탄력적인 하천유량관리를 위한 기초연구로 활용될 수 있을 것이며, 타 분야 기술과의 융합이라는 점에서도 의의를 가질 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.512-512
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• 2023

내성천은 대한민국의 대표적인 모래하천으로서 흰수마자(Gobiobotia naktongensis)의 최적 서식처로 알려져 있다. 흰수마자는 낙동강에서 채집되어 새로운 종으로 보고된 한국 고유종이지만 최근 멸종위기야생생물 I급 담수어류로 지정되었다. 흰수마자는 입자가 1 mm 이하의 가는 모래로 90% 이상 구성된 모래하상과 수질이 양호한 곳에서 서식하는 것으로 알려져 있다(Kim et al, 2014). 특히 낙동강 중류의 감천과 상류의 내성천 수계에서 비교적 많은 개체수가 출현하고 있는 것으로 보고되었다(Na et al., 2015). 그러나 영주댐 건설 이후, 댐 하류 내성천에서 흰수마자의 개체수가 급격히 줄어들었다. 2021년 내성천 유역 자연성생태계모니터링 보고서(환경부, 2022)에 따르면 내성천에서 흰수마자가 2016년에 492개체가 채집된 이후 2019년 7월엔 1개체만이 채집되었으며 이후 2022년 8월까지 채집되지 않았다. 반면 망둥어과 어류 중 입자가 굵은 하상환경에서 주로 서식하는 밀어의 개체수는 증가하는 경향을 보였다. 이는 내성천 유역의 하상환경변화가 어류서식에 직간접적으로 영향을 미친것으로 해석할 수 있다. 본 연구는 물리서식처 모형인 River2D를 활용하여 내성천 석탑교(No. 46) 에서 회룡교(No. 4)까지 약 40 km 구간을 대상으로 2010년 하상 입자와 2020년 하상 입자 크기에 따른 흰수마자의 서식처 적합도 변동양상을 분석하였다. River2D 모형을 통해 계산되는 어류 서식처 적합도는 물리서식처 모의시스템에서 사용되는 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area)에 근거하여 산출된다. WUA는 대성어종의 특정 성장단계별, 서식처 특성별로 주어진 구간을 이용할 수 있는 순수적합도(net suitability)에 대한 하나의 지표이다. WUA가 크다는 것은 그만큼 대상어종의 서식처 및 활동 영역이 크다는 것을 의미한다. WUA는 각 절점에서 평가되어지는 복합서식처 적합도 지수에 의해 계산된다. 본 연구에서는 곱셈방법을 적용한 복합 서식처 적합도 지수를 산정하여 하상입자에 따른 흰수마자의 서식처 적합도 변동양상을 분석하였다.

• 환경생물
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• 제22권1호
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• pp.57-65
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• 2004

1998년에서 2000년까지 2월과 5월, 8월, 11월 각 분기별로 영일만과 형산강의 수질의 변화에 대하여 조사하였다. 그리고 형산강에서 영일만으로 유입되는 담수가 영일만 수질에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 수온은 5월과 8월에 높은 기온과 냉수대의 영향으로 표층수는 저층수보다 수온이 높으며, 염분은 형산강으로 부터 유입되는 담수의 영향으로 만 내측이 특히 낮은 특징을 나타내었다. 그리고 표ㆍ저층수의 염분차는 만 외측이나 만 중앙부에 비하여 만 내측이 크게 나타났다. COD는 8월과 11월에 각각 높게 나타났으며, 2월이 가장 낮은 농도를 나타내었다. 정점별로는 표ㆍ저층 모두 대체적으로 영일만 내측에서 외측으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보였으며 그 차는 크게 나타났다. DIN의 평균농도는 8월에 가장 높고, 5월에 가장 낮은 값을 나타내었다. 정점별로는 표ㆍ저층수 동일하게 5월을 제외하고 정점 1에서 가장 높았으며, 대체로 만 외측으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. $PO_4$-P의 평균농도는 2월에 가장 높았고 8월에 가장 낮았다 정점별로는 정점 1에서 현저히 높았고 만 중앙부에 위치한 정점 3, 그리고 만 바깥쪽인 정점 4에서 점차적으로 낮아지는 경향을 보였다. 저층수에서는 11월에 높은 농도를 나타내었으며, 정점별로는 표층과는 상이하게 정점 5와 정점 1에서 높은 농도를 나타내었다. 분기별 형산강수질의 변동에서, COD는 2월과 5월이 각각 높았으며, 전반적으로 유량이 큰 8월이 가장 낮았으나 영일만 수질의 변화와의 비교에서 영일만에 미치는 영향은 가장 크게 나타내었다. TN의 농도범위는 COD와 비슷한 양상을 보였는데, 2월과 5월이 높았고 8월이 가장 낮았다. 반면 TP의 경우에는 2월과 5월에 낮았다. DIN과 $PO_4$-P사이의 상관관계에서, 전반적으로 영일만 내의 외 해수 유입과 담수의 유입이 상호 복잡하게 영향을 미쳐 상관성이 낮은 수치($r^2$=0.5 이하)를 나타내었으며, 이는 만의 가장 내측인 정점 1과 만입구쪽인 정점 5에서의 상이한 양상으로도 알 수 있었다. 또한 만 내 측인 정점 1, 2및 3에서 나타난 $\Delta N/\Delta P $의 부(-)의 상관관계에서도 유입되는 담수의 영향이 큼을 알 수 있었다. 영일만에서는 대체적으로 $\Delta N/\Delta P $ 원자비가 Redfild ratio평균 6.4로 낮게 나타나 전 해역에서 DIN이 $PO_4$-P의 농도에 비하여 상대적으로 고갈된 상태를 나타내었으며, 반면에 과잉된 상태의 $PO_4$-P는 유입되는 형산강담수가 공급원으로 작용함을 알 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.146-159
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• 2005

매년 여름철마다 남조류의 대발생이 반복되고 있는 대청호에서, 수화기간 동안 가장 우점적으로 나타난 남조류 Microcystis aeruginosa의 밀도변화와 동물플랑크톤 중 환경변화에 민감한 것으로 알려진 물벼룩류 개체군들의 변동과의 상관관계를 조사하였다. 2001년 6월 부터 10월까지 총 12회에 걸쳐 회남, 내탑 ,본댐 앞 등 대청댐의 3개 지점을 조사정점으로 하여 시료를 채취하였다. 조사기간 동안 윤충류 21종, 물벼룩 15종, 요각류 14종을 비롯하여 총 54종의 동물플랑크톤이 출현하였다. 본 연구에서 확인된 대부분의 동물플랑크톤 종들은 빈영양성 ${\sim}$ ${\beta}$-중부수성의 수질지표를 보이는 종들이었다. 남조류 대발생기 동안 동물플랑크톤 군집의 생물량은 전반적으로 높은 수준을 유지하였고, 남조류 수화가 심한 조사정점에서 오히려 출현종수가 가장 많았다. 남조류 대발생기 동안 물벼룩류 출현종들의 천이 양상은 매우 뚜렷하였다. 물벼룩류 출현종들의 개체군 변동은 수온 등의 이화학적 요인의 변동보다는, 남조류 개체군의 밀도변화에 더 큰 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 즉, 남조류의 대발생이 시작되면 Daphnia galeata와 같은 대형 물벼룩류의 개체군 크기가 급감하고 대신 Bosmina longirostris와 같은 소형 물벼룩류의 개체군 크기가 증가하였다. 이후 남조류 밀도가 감소하면서 Diaphanosoma dubium 개체군의 크기가 증가하는 경향을 보였다. 남조류 밀도가 증가함에 따라 가장 민감하게 개체군 생장의 영향을 받는 종은 D. galeata 인 것으로 드러났다. 이 종은 남조류에 의해 직접적인 저해를 받는 것으로 추정되며, D. galeata 개체군의 크기 변화는 남조류 대발생기 동안 동물플랑크톤 군집 전반의 변동에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.29-39
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• 2018

본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.572-577
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• 2001

본 연구는 종합염색폐수처리장으로 유입되는 염색폐수를 원활히 처리할 수 있는 반응기를 찾아내고자 각 반응기의 성능 및 제거효율, 안전성등을 조사하였다. 선행된 연구에서 종합염색폐수를 1차 생물학적 처리를 위하여 활성슬러지 생물반응기를 통하여 처리한 것보다 활성탄 담체를 이용한 Jet loop reactor(JLRAS)를 개발하여 처리한 것이 더욱 제거효율을 향상시켰다. 본 연구에서는 활성탄 담체를 이용한 Jet loop reactor를 이용함으로써 F/M ratio 가 크게 증가하여 2.3일 때 feed의 증가량에 따른 JLRAS 에서 보다 높은 비기질제거율을 보여주고 있으며 $COD_{Mn}/BOD ratio를 조사하여 유출수에 난분해성 물질이 많이 제거되어지고 $COD_{Mn} loading rate, 즉 부하변동에 따라서도 안정한 수질을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.337-340
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• 2004

강변여과 취수방법을 이용한 광역상수도 시설이 고려되었던 경북 고령군 다산면 지역에 대해 하천수위 및 강우량 변화에 대한 하천유입수 비율 변화를 계산하였다. 1년을 주기로 변화하는 하천수위 및 강우량에 대해 동적순환 초기조건(dynamic cyclic initial conditions)을 고려하여, 10년간을 모사하여 마지막 1년에 대한 지하수위 및 하천유입수 비율변화를 살펴보았다. 하천수 유입비율은 함양 인자인 강우량에도 민감한 반응을 보이며, 또한 경계조건이되는 하천수위 변동에도 크게 변화한다. 그러나, 함양이 증가하면 취수정으로의 지하수 유입비율이 커지나 이와함께 하천수위도 증가하므로 이는 곧 하천유입수 비율의 증가를 유도하는 상반된 결과를 가져온다. 강우량이 많은 경우 일정한 지연시간 이후 하천수위가 최대가 되며, 이로 인한 하천유입수 비율이 수일사이에 크게는 30% 이상의 변화를 보인다. 강변여과 취수지역에서 최적의 수질 및 수량 운영을 위해 실제 강우량과 하천수위변화를 이용한 유입수비율변화 예측이 바람직하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.780-784
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• 2009

수온은 생태계에 중요한 인자이다. 수온이 상승할수록 용존산소 용해도가 감소하며, 유입된 유기성 폐기물 분해에 많은 영향을 미친다. 낮은 온도에 민감한 수생생물들은 온도에 의해 여러가지 생화학적 생리학적 작용들이 좌우되며, 온도가 올라갈수록 먹이사슬 내에서 신진대사와 생식율이 증가한다. 따라서 댐 하류 하천에서 방류수 수온 검토 및 수온변화를 파악하기 위해 용담댐 직하류 하천에 수온계를 설치하여 수온변화를 모니터링하고, 1차원 비정상 모형을 사용하여 용담댐건설에 대한 하류하천 수온 변화를 파악하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제5권3호
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• pp.347-359
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• 1996

A study was carried out on the distribution of chlorophyll a and water quality in the dry season in Yosuhae bay and adjoining sea, Southern Korea, in July of 1994. Concentration of salinity and phosphate were lower in the outer bay than in the inner bay. While nitrate and silicate were higher in the former than in the latter. We were identified with coastal waters of origin from China with the lower salinity in outer bay. The China coastal water was characteristic of high nutrients and phytoplankton biomass, such as chlorophyll a. The principal component analysis-(PCA) on the analytical data proved that high density of phytoplankton biomass , occurred under the condition of low salinity and high concentration of nissoived Inorganic nutrients. It is thought that the thermoharine structure and biological produtions of Yosuhae bay were controlled by the China coastal water in the outer bay.

• 한국환경보건학회지
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• 제27권3호
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• pp.35-42
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• 2001

The characteristics of water quality variation were predicted by stochastic model in Chungju dam, north Chungcheong province of south Korea, Monthly time series data of water quality from 1989 to 2001;temperature, BOD, COD and SS, were obtained from environmental yearbook and internet homepage of ministry of environment. Development of model was carried out with Box-Jenkins method, which includes model identification, estimation and diagnostic checking. ACF and PACF were used to model identification. AIC and BIC were used to model estimation. Seosonal multiplicative ARIMA(1, 0, 1)(1, 1, 0)$_{12}$ model was appropriate to explain stochastic characteristics of temperature. BOD model was ARMa(2, 2, 1), COD was seasonal multiplicative ARIMA(2. 0. 1)(1. 0, 1)$_{12}$, and SS was ARIMA(1, 0, 2) respectively. The simulated water quality data showed a good fitness to the observed data, as a result of model verification.ion.