• 자원환경지질
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• 제51권1호
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• pp.15-26
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• 2018

1993년부터 2015년까지 관측된 제주도 지하수 장기모니터링 관측정(N = 4,835)에서 수집된 지하수 수질자료(N = 21,568)를 기반으로 질산성질소의 시공간적 변동 특성을 평가하였다. 제주도 지하수의 질산성질소 농도의 중앙값은 2.5 mg/L로서 다른 국가나 대륙의 조사 결과에 비해 다소 높거나 유사한 것으로 나타났다. 또한 지하수 용도, 행정구역 및 고도 별로 유의한 차이를 보였다. 특히, 산간 지역에 비해 저지대 해안가에 위치한 농업 및 주거지역에서 농도가 높음을 확인하였다. Mann-Kendall 및 Sen's slope 분석을 활용한 질산성질소 농도의 추세 분석 결과, 하류 저지대에 비해 중산간지역에서의 질산성질소 농도 증가 경향이 뚜렷하였다. 제주도 내 토지 피복의 시계열 변화 특성과 결부지어 보면, 중산간지역의 오염 증가 추세는 농업지역의 확장 등 인위적 활동 증가에 기인한 결과로 판단된다. 반면, 기지정된 지하수자원특별관리구역에서는 전반적으로 질산성질소 농도의 감소 경향이 나타났는데, 이는 지하수 관리 측면에서 수질관리를 위한 적극적인 정책이 유효함을 시사한다. 본 연구에서는 제주도 지하수의 질산성질소 오염관리를 위한 적정 방안을 제안한다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.95-104
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• 2005

안동호를 5${\sim}$10 km 구간으로 분할한 5개 지점에 대하여 2002년 6월부터 2003년 6월 (13개월)까지 총 21회에 걸쳐 지점별 물리 ${\cdot}$ 화학적 수질특성과 TSI, TSIm, LTSI로 수체의 영양상태 평가 및 평가방법간의 상관성을 비교 분석하였다. TSI와 TSIm은 평가항목 (TP, Chl-a, SD)에 따라 지점별로 빈영양-중영양-부영양상태로 다양한 결과를 보여 개별 항목으로 수역의 영양상태를 평가하는 것은 곤란하였으나 댐 저수지의 상류에서 하류로 진행하면서 영양도가 낮아지는 결과는 세 평가방법이 동일하였다. 평가방법 간의 상관성은 수심이 깊고 연중 안정된 수질상태를 보이는 하류보다 수심이 얕고 수질변동 폭이 큰 상류수역에서 상대적으로 높았으며, 영양지수의 평균값에 의한 상관은 r=0.9117${\sim}$0.9909 범위로 조사되어 상호 보완적인 적용은 가능한 것으로 나타났다. LTSI는 TSI와 TSIm에 비해 댐 저수지의 구간별 수질특성을 잘 반영하였으며 영양상태 평가의 간편성과 주관적인 평가 오류의 최소화에 보다 효과적이라 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제28권3호
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• pp.245-262
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• 2019

본 연구의 목적은 낙동강에 위치한 칠곡보와 강정고령보 구간을 대상으로 3차원 EFDC 모델을 구축하고, 보 구간의 운영 수위 저하 및 유속 증가와 같은 수리학적 특성 변화가 수질과 조류 생체량에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 보정결과, EFDC 모델은 10분 단위의 고빈도로 측정된 상층과 하층 수온의 시간적 변화를 적절하게 모의하였고, 유기물, 질소, 인계열 수질항목과 남조류의 시계열 변화를 적절히 재현하였다. 하지만, 규조류와 녹조류 세포 밀도에 대해서는 모의값이 실측값을 과대 산정하였다. 규조류와 녹조류 예측의 오차 요인은 조류의 신진대사와 관련된 매개변수의 불확실성과 동물플랑크톤에 의한 포식기능이 모의에 포함되지 않은 것에 기인한 것으로 유추된다. 강정고령보의 보 운영 수위를 관리수위(EL. 19.44 m)에서 하한수위(EL. 14.9 m)까지 약 4.54 m 낮추어 운영하는 시나리오 모의결과, Chl-a와 조류 세포수 밀도가 급격히 감소했다. 특히, 녹조를 발생시키는 남조류 세포 수는 기존 관리수위에 비해 하한수위 시나리오에서 표층 기준 56.1% 급감하였다. 연구결과는 임계유속 유지가 남조류 제어에 효과적이라는 선행연구들과 일치하며, 강정고령보에서 수위 저하와 체류시간 감소와 같은 수리학적 조절은 조류의 과잉 성장을 제한 할 수 있는 대안임을 시사한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권2호
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• pp.228-236
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• 2019

본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.109-119
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• 2019

국내의 많은 저수심 저수지들은 다양한 수질오염물질의 유입으로 인해 부영양화가 진행되고 있으며, 해마다 반복적으로 표층의 녹조 발생과 저층의 빈산소화를 겪고 있다. 이를 방지하기 위한 대책으로 저수지의 성층현상을 완화하는 기존 기술들이 있으나 대부분 동력이 필요하며 비경제적인 측면으로 인해 도입이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 바람과 수류의 자연에너지를 활용하는 무동력 수류순환시스템을 개발하고 상이한 조건을 갖는 두 저수지를 대상으로 테스트베드를 구축, 운영하여 현장적용성을 검토하였다. 수류순환시스템을 모사한 전산유체역학 (CFD) 모의 결과, 하향류가 유도되어 표층과 심층 사이의 성층현상을 완화시키고, 영향반경은 약 30 m에 달하는 것으로 해석되었다. 테스트베드에 대한 장기 모니터링 결과, 수류순환 작용에 의해 DO의 변동을 완만하게 하고, DO 과포화 현상을 저감하며, pH의 과도한 상승을 방지하는 등 다양한 수질개선 효과가 관찰되었다. 본 수류순환시스템의 현장적용성을 제고하기 위해서는 홍수시 및 저수심 조건에 대한 대응방안 마련이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제24권1호
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• pp.25-37
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• 2022

기후변화는 예측할 수 없는 변동성이 매우 커지고 있다. 이로인해 생태계, 인류의 생활, 수문학적 순환 등 다양한 시스템에 변화를 가져오고 있다. 특히 최근 예측할 수 없는 기후변화로 인해 극한가뭄 및 집중호우가 자주 발생하며 그로 인해 1차적 재해가 아닌 침수, 퇴사로 인한 수질오염을 유발하는 복합적인 수자원재해가 발생하고 있다. 유역모델로 SWAT를 이용하여 장래 유출량 및 오염부하량을 분석하고 기후시나리오는 기상청 표준 시나리오(HadGEM3-RA)의 RCP4.5 기후시나리오를 정상성 분위사상법을 적용하여 분석하였다. 기후시나리오와 유역모델의 연계모의로 유출량 및 오염부하량 분석을 수행하였고 연계모형의 적용 및 검증과 기후변화에 따른 미래 수질 변화 분석 결과를 최종적으로 제시하였다. 본 연구에서는 인공신경망을 이용하여 기후변화 시나리오를 모의하여 저수지 수질모형인 W2모델을 통한 댐 저수지의 변화와 인공신경망에서의 수온과 탁도의 결과를 비교하였다. 본 연구의 결과로 신경망모형의 장점인 비선형성 및 간편성을 기후변화를 적용한 합천댐 저수지에서의 수온과 탁도 예측에 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.73-84
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• 2006

본 연구는 영산강 수계 내 10개 지점의 이화학적 수질에 관한 시공간적 변이상태를 분석하기 위해 1995년부터 2004년까지 측정된 환경부 수질데이터를 이용하여 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 용존산소량 (Dissolved oxygen), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 7개 항목으로서 계절별, 연별, 및 조사지점별 농도변이가 큰 것으로 나타났다. 영산강 수계 내에서의 이화학적 수질측정값은 계절성 강우에 따라 수질측정값의 변동 폭이 심하며, 대부분의 수치 농도변이는7 ${\sim}$ 8월에 집중되는 하절기 몬순 강도에 의해 조절되었다. 장마기에 이온희석의 지표로 사용되는 전기전도도와 총인, 총질소와 같은 영양염류들의 경우 강우량과 역 상관관계 (|r|> 0.32, P< 0.01, n=119)를 보였으나, 생물학적 산소 요구량과 화학적 산소요구량의 경우에는 강우분포와 통계학적 유의성 (p>0.05, n=120)을 보이지 않았다. 총인, 총질소 및 전기전도도는 대부분 장마 중인 7 ${\sim}$ 8월에 최소값을 보였는데, 이는 강우에 의해 오염물질이 희석되기 때문으로 사료되었다. 반면, 총부유물의 유입은 하절기 몬순 동안에 최대치를 보여 이온 감소와는 대조적인 특성을 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한(r.=0.592, P<0.01)양상을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변차패턴 또한 총인과 유사한 (.=0.529, P<0.01) 양상을 보였다. 용존산소량의 계절별 변화에 따르면, 수온이 낮은 겨울에 최대값을 보이며 온도가 높은 여름에 최소값을 보여 수온과의 역 상관관계를 보였다. 지점별 변화 패턴 분석에 따르면, 전기전도도를 제외한 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량 및 총부유물은 상류 및 하류역 보다 중류역에서 높은 농도를 보인 반면, 전기전도도의 경우에는 하류역에서 높은 농도를 보였다. 특히, 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 지점 4(광주 2)에서 급격히 악화되는 양상을 보였으며, 이는 광주도심으로부터 유출되는 가정하수 및 인접한 공단에서 배출하는 폐수유입에 의한 영향으로 사료되었다. 따라서, 영산강의 수질 개선을 위해서는 이런 도심지역의 오염부하 저감을 통한 효율적 수질관리가 요구된다.

• 생태와환경
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• 제41권3호
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• pp.382-394
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• 2008

본 연구는 대청댐 방류에 따른 하류 하천에 대한 수질의 시, 공간적 변이를 파악하기 위해서 2000$\sim$2007년까지 8년간 측정된 환경부 수질측정망 자료를 분석하였다. 총 8개의 수질변수를 이용하였으며, 이들의 수질 특성은 연별, 조사지점별, 댐 방류량별로 큰 변이를 보였다. 전기 전도도와 영양염류인 TN, TP는 계절 및 월별 분석에 의하면 하류 하천인 S4에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보였으며, 지점별로 분석에서 대청댐(S1)에서 하류 하천(S4)으로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 또한 BOD와 COD의 경우도 하류로 갈수록 증가하는 양상을 보인다. 이는 장마기에 정수대(Lentic ecosystem)인 S1에서는 외부로부터의 영양염류 및 기타 오염물질의 유입으로 소폭 상승하나 유수대(Lotic ecosystem)인 S4에서는 상류부 댐의 방류로 인하여 영양염류 및 기타 오염물질이 희석효과로 인하여 상대적으로 감소하는 양상을 나타냈다. SS의 지점별 특성을 보면, 장마기에 S1에 비하여 하류인 S4에서 높은 값을 보였는데, 이는 대전시에서 흘러나오는 지천의 영향이 하류 수질악화에 영향을 준 것으로 사료된다. DO의 월별 특성으로는 수온이 상승하는 장마기에 가장 낮은 값을 보여 수온과 상반되는 양상을 보였다. S1에서는 장마가 끝난 10월에 가장 낮은 값을 보였는데 이는 장마기 대청호로 중층 유입된 호수수가 장마 후기에 반영된 것으로 사료되었다. 반면, 수온의 월별 특성은 장마기에 증가하는 양상을 보였으며, 지점별로 댐내의 호수수와 최하류 하천수간에 큰 차이를 보였다. 이러한 하류하천의 수질특성들은 상류댐의 방류량과 밀접한 연관성을 나타내고 있고, 이런 특성은 상류부 댐의 방류량 조절이 하류 하천의 수질변화에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제26권6호
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• pp.418-430
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• 2017

지표수의 수질은 음용수, 공업용수, 농업용수 등과 같이 다양한 용도로 이용하기 위해서 아주 중요하다. 다양한 수질변수들에 대한 정기적인 수질조사가 실시되고 있으며 정확하고 효과적인 분석 및 해석이 수반되어야 한다. 본 연구의 목적은 다변량 분석방법을 이용하여 지역적 및 계절적 수질변화를 평가하는데 있다. 2012년부터 2016까지 5년간 12개 조사지점에 대하여 유량(flow)과 수질항목(water temperature, pH, EC, DO, BOD, COD, SS, TN, TP 및 TOC)을 조사 분석하였다. 계절적 수질변화에서는 봄과 겨울의 BOD, TN, TP 및 TOC 평균농도가 여름 및 가을에 비하여 높게 조사되었다. 유량 및 SS의 평균농도가 다른 계절에 비하여 여름이 높았다. 상관분석에서 EC는 BOD(r=0.857), COD(r=0.854), TN(r=0.899) 및 TOC(r=0.910) 와 높은 상관성을 나타냈다. 주성분분석에서 요인 1은 TP, DO 및 pH을 포함하며 32.0%, 요인 2는 EC 및 TN을 포함하며 26.0%, 요인 3은 SS을 포함하며 18.0%의 기여율을 보였고, 요인 4는 유량을 포함하며 12.0%, 요인 5는 수온을 포함하며 10.0%를 보였다. 5개의 요인은 전체 수질변동 특성의 98.0%를 설명할 수 있었다. 안양천, 왕숙천, 중량천 및 탄천은 유기오염물질의 영향을 받는 것으로 조사되었다. 군집분석에서 조사지점에 대한 계절적 차이를 도출하였으며, 또한 군집분석 결과는 주성분분석 결과 해석을 더 잘 설명하게 되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.605-619
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• 2019

본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정 상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 $Log_{10}TN$, $Log_{10}TP$, $Log_{10}CHL$의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.