• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권2호
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• pp.1-9
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• 2009

국제농촌지역은 국제적인 농산물 개방 여파, 대도시 인근지역 택지개발 및 산업시설 설치, 각종 레저산업의 유입등 비농업시설이 기존 농경지를 대체 개발하면서 다각적인 발전의 활로를 모색하고 있다. 그러나 이러한 개발속도에 비해 수질솬리는 상대적으로 뒤쳐지는 편이다. 이연구는 개발이 활발한 경기도 OO시 A저수지 유역 대표적인 비농업시설을 중심으로 지하수 및 하철수 시료를 채수하여, 비농업시설 설치운영이 농촌용수 수질에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구지역 내 비농업시설에 의한 수질오염은 적절한 처리시설 없이 하수가 A 저수지로무단 방류되는 지역과 공장밀집지역에서 발생했다. 배경수질 분석결과, 두 지역의 하철수 및 지하수에서 (Na+K)-Cl, Ca-(Cl, SO$_4$, Ca-Cl유형들이 나타나 외부 오염 물질의 유입을 보였다. 하수 무단방류지는 면소재지 발생하수가 하천수에 유입됨에 다라 COD, T-N, T-P 오염이 심각했고, 인접한 지하수는 하철수의 유도함양 결과, 화학비료 기원의 NO$_3$-N 오염이 진행 중이었다. 공장밀집지는 T-N, NO$_3$-N 오염이 심각했고, 공장지역 정화조 액상오수의 무단방류가 NO$_3$-N오염의 원이이었다. 축산시설개발지역에서는 가축분뇨에서 기원한 유기물이 하천수 및 지하수에 유입되어NO$_3$-N, Mn오염을 보였다. 농약은 골프장을 비롯한 전체 빈오시설 지역에서 불검출 되었고, SAR(Sodium Adsorption Ratio)-전기전도도 분석 결과,연구지역 용수를 관개용수로 사용 시 알칼리도 및 염도에 대한 위해가 없는 것으로 나타났다. 실버타운, 레저관광지, 골프장 주변 지역의 용수는 대체적으로 수질이 양호했다. 결론적으로 연구지역 내 수질 오염은 국지적인 비농업시설 설치지에서 발생하였으나, 이러나 오염수가 연구지역의 최종 집수지인 A저수지에 유입되면, 타 수계의 청정수와 혼합 희석에 의해 A 저수지에서는 수질 오염이 거의 나타나지 않았다. 그러나 향후 연구지역에 비농업시설이 난립할 경우 A저수지의 희석효과를 기대하기 어려우므로, 농촌개발과 병해할 수 있는 농촌 용수 수질관리 계획이 수립되어 청정한 농촌용수 수질관리가 이루어질 필요가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.297-306
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• 2023

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹I은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 II는 계절적으로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 III은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 IV는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.65-74
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• 2005

한국수자원공사는 전국을 대상으로 지하수의 수위 및 수질의 변동을 관측하고 국내 지하수자원의 보전 관리를 위한 기반 구축을 위하여 국가지하수 관측소를 설치${\cdot}$운영하고 있다. 자동 관측장비를 관측정 내에 설치하여 6시간 간격으로 지하수위, 온도, 전기전도도를 관측하고 있다. 주기적인 관측소 현장점검과 노후화된 혹은 고장난 관측장비 교체 및 수리 등의 작업에도 불구하고 자동 관측 및 전송의 내재적 한계로 인하여 부분적으로 이상값이 발생하고 있다. 그런데 이러한 이상값의 발생으로 인한 자료의 교란이나 관측 발생기간을 줄이기 위해서는 빠른 인지와 대처가 필요하다. 본 단보에서는 한강유역 국가 지하수 관측소 2000년도 지하수 관측 원자료에 대하여 이상값이 발생되는 시기와 빈도를 분석하였고 그 결과 지하수위는 급하강, 수온은 무변동 그리고 전기전도도는 급하강 이상이 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 각 해당항목에 대해 이상값 판단기준을 실례로 제시하였다.

• 생태와환경
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• 제36권1호통권102호
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• pp.48-56
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• 2003

경북 경산시에서 농업용수로 이용되는 남매지의 3개 정점을 선정하여 2000년 3월부터 2001년 2월까하였다. 다양한 이화학적 환경요인과 식물플랑크톤의 엽록소 a, b, a 농도 및 현존지 매월1회 조사량의 상호관계를 통해 남매지 생태계의 계절적 변화를 파악하였다. 엽록소 a, b와 c의 농도가 6월에 정점 1에서 각각 최고치 (295nlg/1, 9.Smg/1, 48mg/1)를 나타냈고, 식물플랑크톤은 현존량이 정점 3에서 여름에 가장 높았다(7월: $1.7{\time}10^5$scells/1). 수온 분포는 $7{\sim}37.4^{\circ}C$ 범위 이었다. 수소이온 농도는 8월에 $9.9{\sim}10.1$ 범위로 최고치를 나타냈고, 최저는 7로서 9월이었다. SS저는의 최대 및 최 정점 1에서 6월과 11월에 각각 308 mg/1, 4 mg/1이었다. COD와 DOC는 동일한 정점에서 6월에 각각 33mg/1와 16mg/1로 높았다. 식물플랑크톤의 남조류 Microcystis aeruginosa는 7${\sim}$8월에, 녹조류 Scenedesmus acutus는 3${\sim}$5월과 11l${\sim}$1월에, 규조류 Cyclotella orientalis는 10월에 각각가장 우점종하였고, 인산이온과 규산이온의 농도는 여름에 비교적 높은 반면에 가을과 겨울에 전반적으로 낮았다. TSI는 16.6${\sim}$86.4범위로서 전 정점이 부영양화 혹은 과영양화 상태이었고, 유역관리가 선행된 지속적인연구의 필요성이 요구되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권7호
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• pp.453-462
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• 2021

최근 몇 년 동안 국지성 집중호우의 빈도가 증가함에 따라 고해상도 레이더 자료의 중요성 및 활용성이 증가하고 있다. 하지만 여전히 레이더 자료의 경우 시·공간적 편의가 존재하고 이를 보정하는 것이 매우 중요하며 많은 연구에서 레이더 강우의 편의 보정을 위해 다양한 통계적 기법이 시도되었다. 본 연구에서는 시·공간적으로 강우를 추정할 수 있는 이중편파레이더의 편의를 지점 강우와 비교하여 보정하는 것을 목표로 한다. 환경부의 수자원관리 및 홍수 예측에 사용되는 S-밴드 이중편파레이더의 편의 보정을 위하여 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN)기반의 Convolutional Autoencoder (CAE) 알고리즘을 구축하여 편의 보정을 수행하였다. CAE 모델의 입력자료는 환경부의 10분 단위 레이더 합성 강우자료와 같은 공간해상도로 보간된 지점 관측 강우자료를 사용하였으며, 자료의 기간은 미호천 유역에 홍수 경보가 발령된 2017년 7월 16일 00시부터 13시까지의 10분 단위 자료를 사용하였다. 그 결과로 지점 강우 대비 원시 레이더 강우의 편의가 줄어듦을 확인할 수 있으며 시·공간적으로 개선된 결과를 보여주고 있다. 따라서 각 인접한 격자 간의 공간 관계를 학습하는 CAE 모델은 레이더 및 위성에서 추정되는 격자형 기후 자료의 실시간 편의 보정에 사용할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.383-392
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• 2022

낙동강하굿둑 기수역의 복원이 국정과제로 채택되면서, 2019~2020년의 실증실험과 2021년 시범운영을 거쳐 2022년 기수역 복원이 공식화 되었다. 해수유입 시 많은 의사결정이 실시간으로 수행되어야 하므로, 실측과 수치해석을 이용한 의사결정시스템이 체계화되었으며, 이 과정에서 정확한 해수유입량 산정이 필요하였다. 이에 본 연구에서는 해수와 담수의 밀도차이와 낙동강하굿둑 수문의 구조적인 특성을 반영한 해수유입량 산정식을 개발하였다. 낙동강하굿둑 수문은 월류와 저류방식으로 해수유입이 가능하므로, 산정식 또한 두 가지 형태로 제시하였다. 개발된 식의 정확도 확인 및 유량계수 도출을 위하여 시범운영 기간동안 ADCP를 이용하여 해수유입량을 실측하였다. 완성된 식을 이용한 계산값과 실측값의 비교 결과 약 3%의 오차를 확인하였다.

• 적정기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.18-24
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• 2019

인도네시아 반둥인근에서 발원하여 수도인 자카르타인근 해역으로 연결되는 찌따룸강(Citarum river)은 공업 용수와 먹는 물로서 인근 산업 지역과 수도 자카르타의 주요 수자원(공업용수 및 음용수)으로 이용되고 있다. 그러나, 최근 찌따룸강은 처리되지 않은 생활하수 및 섬유산업 폐수로 심각하게 오염되고 있으며, 건기에는 무분별한 지하수 개발로 인해 지하수위가 급속히 하강하는 문제가 발생하고 있다. 따라서, 본 사업에서는 반둥 인근의 섬유공장에서 발생하는 폐수를 재이용하여, 찌따룸강 오염문제와 지하수위 하강문제를 해결하고자 하였다. 이를 위해 수처리용 가압부상장치(DAF)를 개량한 공법인 선회식 가압부상장치(CYFLOAT) 시스템을 인도네시아 현장에 맞게 개선하여 100 톤/일 용량 규모로 설치 및 운전하였다. 설치한 선회식 가압부상장치 시스템은 섬유 폐수 재이용 시 가장 중요한 수질기준 중 하나인 부유물질(SS)을 약 40분의 체류 시간 동안 96.8% 제거하였을 뿐만 아니라, 공간사용 및 유지관리측면에서도 매우 유리한 것으로 확인되었다. 또한, 본 기술의 설치와 운영에 현지 관련기관들(UNPAR 및 ITB, PU SKIM)을 참여시켜, 해당 기술이 인도네시아 찌따룸강 유역의 섬유공장 밀집지역내 지속적으로 적용 가능하도록 하였다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.306-314
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• 2023

하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제44권2호
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• pp.239-251
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• 2011

본 연구는 변산반도 국립공원과 선운산 도립공원을 흐르는 하천을 대상으로 2009년 3월부터 2010년 2월까지 이화학적 수질 분석을 통한 영양단계 및 부착규조 군집조사를 실시하였다. 직소천은 조사기간 내내 BOD가 2 mg $L^{-1}$ 이하의 농도로써 양호한 것으로 나타난 반면, 주진천1.7~7.4 mg $L^{-1}$ 범위로 계절적 큰 차이를 보이며 부분적 3급수 이상의 수질을 나타났다. 영양단계의 판정은 직소천은 일부 수역의 중영양 단계촬 제외하면 대부분 빈영양 단계를 나타냈으며, 주진천은 중영양에서 부영양 단계로나타났다. 부착규조의 군집 조성은 직소천의 부착규조 군집은 총 80분류군으로 2목, 3아목, 8과, 21속, 73종 3변종으로 구성되어 있었고, 우점종은 Fragilaria capucina var. mesolepta, Gomphonema clevei, F. capucina 등으로 호청수종이 우점을 하였으며 계절절 전 구간에서 높은 빈도로 호청수종이 우접하며 ${\beta}$-빈부성의 비교적 청정한 수역으로, 이화학적 수질 분석과 같은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 반면 주진천은 총 88분류군으로 2목, 3아목, 7과, 22속, 81종, 7변종으로 구성되어 있었고, 우점종으로 Navicula minima, Nitzschia fonticola, N. inconspicua와 같은 폭 넓은 환경에서 나타나는 종들은 계절별로 2회 이상 우점하였으며, Navicula mutica, N. subminuscula, Nitzschia amphibia, N. palea 등 오염된 수역에서 호오염성 종돌이 전 조사기간 고르게 나타났다, 또한 Cyclotella atomus, C. meneghiniana, Navicula pupula 등과 같은 호오성염 종들도 낮은 반도이지만 빈번히 출현하여 ${\beta}$-중부성의 오염된 하천으로 이는 앞선 이화학적 분석결과와 마찬가지로 주진천은 부영양화 단계인 것으로 판단되어 앞으로 주기적인 관리가 요구되고, 현재 국가관리 공원의 생태계 건강성평가는 고등 동식물의 군집분석을 통한 제한된 평가 기준에 머물고 있어 추후 공원 내, 하천의 수환경 변수 및 부착조류 군집분석이 공원의 건강성 평가항목으로 보강되어 하천-하천 유역환경-수목환경을 통합적으로 연계한 환경영향 평가시스템이 필요하다고 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.619-629
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• 2020

국가지하수관측망은 지하수 장해 예방과 지하수자원의 효율적 관리를 위해 유역별로 암반 대수층 또는 충적과 암반 대수층 모두에 설치·운영되고 있다. 본 연구에서는 수리지질학적 유형인 자유면과 피압 대수층으로 재분류하여 국내 지하수의 수위와 수질 특성을 재평가하고, 모니터링 자료의 활용방안을 모색하고자 하였다. 충적-암반 쌍으로 구성된 관측소에서 산출된 지하수위 관측자료의 주성분 분석(PCA) 결과, 충적-암반 대수층의 수위변동 주성분은 유사한 변동 패턴을 보였다. 강수량에 따른 수위 상승율과 질산성질소 농도에서도 유의미한 차이가 없었다. 반면, 수리지질학적 유형으로 분류한 경우, 자유면 대수층과 피압 대수층의 지하수위 변동 주성분이 서로 다른 특성을 보였다. 강수에 대한 지하수위 반응에서도 차이가 나타났는데, 수위 상승률은 자유면 대수층과 피압 대수층에서 각각 4.6 (R²=0.8)과 2.1 (R²=0.4)로 산정되어 피압 대수층에서는 강수 함양의 영향을 덜 받는 것으로 판단된다. 피압 대수층으로 분류된 관정들에서는 질산성질소 평균 농도가 3 mg/L 이하로, 인위적 오염의 영향을 거의 받지 않은 자연배경농도로 판단된다. 결과적으로, 국가지하수관측망의 대수층을 수리지질학적 유형으로 재분류했을 때, 수위변동 패턴과 질산성 질소 농도 분포에서 유형별 차이가 구분되어 대수층 유형 분류의 타당성을 검증할 수 있었다. 이러한 대수층의 수리지질학적 상태는 함양량 평가에 따른 지하수자원의 양적 관리와 잠재오염원으로부터의 수질 관리에 필요한 핵심정보를 제공함으로 지하수자원 관리에 기여할 수 있다.