• 한국수자원학회논문집
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• 제51권spc1호
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• pp.1091-1103
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• 2018

한반도는 계절 및 지리적 위치에 따라 강수특성이 상이하여 수자원 관리 및 계획수립 시 홍수, 가뭄을 사전에 대비하는 것이 매우 중요하다. 더욱이 기후변화로 인한 강수 및 기온의 변화는 홍수 및 가뭄 등 수재해의 변동을 더욱 심화시킬 것으로 예상된다. 본 연구에서는 남한 5대강(한강, 낙동강, 금강, 섬진강, 영산강)을 대상으로 기후변화에 따른 우기(7~9월)와 건기(10~3월)에서의 미래 하천유량의 변화를 전망 및 분석하고자 한다. 이를 위해 CMIP5의 핵심실험인 2개 RCP 시나리오(RCP4.5, RCP8.5)를 이용하였으며, 적정 GCM (INMCM4 모형)을 선정하였다. 5대강 유역의 유량을 전망하기 위해 상세화된 기후변화 시나리오를 장기 강우-유출모형(PRMS 모형)의 입력으로 하여 유량해석을 수행하였다. 장기간의 자료를 활용하여 PRMS의 모형 매개변수를 추정하였으며, 과거기간(1976~2005년) 대비 미래 3기간(2025s, 2055s, and 2085s)에 대한 우기 및 건기시의 유량변화를 분석하였다. 평가결과, 건기에서의 유출량 감소는 RCP8.5 시나리오 대비 RCP4.5 시나리오에서 더 크게 나타났으며, RCP4.5 시나리오 하에서 2025s, 2055s 기간의 유출량은 -7.23%, -3.81% 감소하는 것으로 나타나 가까운 미래(2025s) 기간에서의 유출량 감소가 더욱 클 것으로 전망되었다. 먼 미래(2085s) 기간의 경우, 북부지역은 유량이 증가, 남부지역은 유량이 감소하는 것으로 나타났다. 한편, RCP 8.5 시나리오 하에서는 남부지역을 포함한 대부분의 지역이 가뭄에 대한 취약성이 높아지는 것으로 나타났다. 우기에서의 유출량 변화는 2개 RCP 시나리오 및 미래 전 기간에서 지역에 따라 유량이 증가(북부 및 서부지역) 또는 감소(남부)하는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권4호
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• pp.363-375
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• 2024

위성영상을 활용한 수체 변화 탐지 및 그 변화 연구가 최근 국내에서 여러 지역에 대해 다종 센서 적용으로 다양하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Google Earth Engine (GEE) 기반 Landsat 및 Sentinel-2 광학 위성영상을 사용하여 국내에 계측 운영되고 있는 중소규모 용수댐 및 농업용 저수지 각 2개소, 총 4개소에 대한 장기 수표면적 변화 분석과 이의 실제 계측 수위 및 저수율 자료, 수표면적과의 관계식 등을 이용하여 산정된 결과와의 비교 검증 및 그 수체 변화 적용에 있어서의 활용성 평가를 용수댐 19개년, 농업용 저수지 27개년의 기간에 대하여 각각 수행하였다. 그 결과 저수지별 수표면적은 적용된 정규수분지수(normalized difference water index), Canny Edge Detection의 이미지 분석 방법과 Otsu 수체 구분 경계설정 등을 통해 안정적으로 추출이 가능하였으며, 수체의 연중 뚜렷한 변화 양상을 비교적 잘 분석해 낼 수 있는 것으로 확인이 되었다. 이렇게 분석된 수표면적 시계열 자료를 실측 수위를 바탕으로 변환된 면적과 비교, 상관성 분석을 실시한 결과에서는 용수댐의 경우 그 계수가 0.8 이상으로 높은 상관성이 확인된 반면, 농업용 저수지의 경우는 0.5~0.7 수준으로 다소 낮은 결과를 보였다. 이는 농업용 저수지 운영 특성에 의한 결과로 위성영상의 분석보다는 비교할 대상의 자료가 제대로 확보되지 못한 점에 기인했다. 아울러 규모가 작은 저수지의 분석 결과에도 여러 불일치 구간이 존재해 향후 연구에서 소규모 저수지에 대한 추가적 선정 분석도 필요한 것으로 판단되었다. 이렇게 GEE를 통해 산정, 검토된 수표면적 변화는 저수지에 있어 수위 계측만으로는 파악할 수 없는 유역 전반의 수체 변화에 대한 공간적 정보로서 유용하게 활용될 수 있으며, 또한 장기간의 방대한 위성영상 자료를 효율적으로 처리할 수 있다는 점에서 그 활용성을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 향후 보다 다양한 크기 및 형상, 그리고 계측, 미계측 등 많은 개수의 댐 저수지에 대해 적용하여 저수지 군별 추가적인 연구 결과도 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권3호
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• pp.235-248
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• 2020

본 연구는 진도 첨찰산을 대상으로 보전가치가 큰 난온대 상록활엽수림의 식생구조를 정량적으로 파악함과 동시에 변화상을 규명하고자 진행하였다. TWINSPAN과 DCA에 의한 군락분류결과, 구실잣밤나무군락(I), 구실잣밤나무-참가시나무군락(II), 붉가시나무-구실잣밤나무군락(III), 낙엽활엽수-상록활엽수혼효군락(IV)으로 구분되었다. 조사된 진도 첨찰산 상록활엽수림의 전체 MIP분석 결과, 교목층에서 구실잣밤나무, 참가시나무, 붉가시나무, 아교목층에서 동백나무, 광나무, 생달나무, 관목층에서 마삭줄, 동백나무, 구실잣밤나무가 우점하고 있었다. 주요 상록수종을 대상으로 흉고직경급별 분포를 분석하여 과거 자료와 비교한 결과, 상층을 우점하고 있는 구실잣밤나무, 붉가시나무는 대경목 비율이 늘어난 반면, 아교목성상의 동백나무, 광나무의 흉고직경급별 분포 차이는 나타나지 않았다. 향후 진도 첨찰산 상록활엽수림의 보전을 위해서는 천연기념물 보호구역을 중심으로 정밀현존식생도 제작과 함께 실제 상록활엽수 분포지역을 파악한 후, 유역권 개념이 포함된 첨찰산 상록활엽수림의 보호구역 재설정이 필요하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.302-308
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• 2005

질산성 질소는 강변여과수에서 가장 흔히 발견되는 오염물질 중의 하나이다. 본 연구에서는 황을 이용한 독립영양탈질 공정을 강변여과수의 질산성 질소제거를 위한 반응벽체 기법에 도입하였다. 본 연구의 목적은 현장에서의 실제 강변여과수를 이용한 주 파일럿 실험을 통해 반응벽체 시스템에서 미생물 접종의 영향과 대체 알칼리도 공급원으로서 굴패각의 영향을 알아보고, 유량변화 및 체류시간 변화에 따른 질산성 질소 제거효율을 평가하는 것이다. 황과 석회석 또는 굴패각으로 구성된 준 파일럿 규모의 투수성 반응벽체(PRB) 6기를 경남 낙동강 유역 강변여과수 취수 현장에 설치하여 운전한 결과, 하수처리장의 혐기 소화 슬러지로부터 분리배양된 황탈질미생물 콘소시움 뿐만 아니라 굴패각의 자생미생물의 활성에 의해서 강변여과수의 질산성 질소가 제거됨을 확인하였고 석회석뿐만 아니라 굴패각도 시스템의 pH 조절을 위한 알칼리도 공급원으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 알칼리도 공급원으로서 굴패각의 이용은 높은 황산이온의 농도와 고형물의 농도를 야기하였다. 80 cm의 반응벽체 두께에서, 유량을 66에서 132 mL/min까지 증가시킴으로써 체류시간을 15에서 7.5시간으로 감소시킴에 따라 질산성 질소 제거효율은 75에서 58%로 감소하였다.

• 환경영향평가
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• 제27권3호
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• pp.267-278
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• 2018

기후변화 및 인구 증가 등으로 인하여 물 공급량이 수요량을 충족하지 못하는 물부족 현상 발생이 증가하고 있다. 이와 같은 물부족 현상으로 인한 피해를 최소화하고 이에 대한 대비를 위해 수자원 및 물부족 평가 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 하지만 기존 연구는 대부분 지상수와 지하수만을 공급량으로 보았으며 실제 식물의 생장 및 유지에 이용되는 토양수 등에 대한 고려는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 지상수 및 지하수를 의미하는 블루워터와 식물생장 및 유지에 이용되는 그린워터 개념을 도입한 물부족 평가 방법을 제안하고 이를 이용하여 보령 지역을 대상으로 물부족 평가를 실시하였다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 대상유역의 월별 유출량, 지하수량, 토양수량, 증발산량을 도출하였으며 이를 이용하여 월별 그린워터와 블루워터 부족량을 각각 도출하였다. 그린워터와 블루워터의 물부족 평가 결과 이 둘의 양상이 매우 다르게 나타났으며 이에 수자원 관리에서 용수 공급에 특히 주의해야 하는 시기를 알 수 있었다. 본 연구에서 제안하는 물부족 평가 방법은 식물 및 작물 생장, 유지에 사용되는 그린워터를 평가에 고려함으로써 기존 평가 방법들에 비해 더욱 상세한 결과를 얻을 수 있으며 이에 수자원 관리에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.412-420
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• 2014

중랑천 상류에서 하류 방향으로 4개 지점을 선정하여 3회의 강우 사상에 대하여 수질변화 특성을 조사하였다. 강우시 $COD_{Mn}$, SS와 $BOD_5$ 농도는 증가하고, T-N은 감소하고, T-P는 경향성이 뚜렷하게 나타나지는 않았으며, 경향성은 강우량과 강우강도 증가에 따라 더욱 뚜렷하게 나타났다. 누적 강우량과 수질항목별 단순회귀 분석 결과, T-N을 제외하고 전체적으로 양의 상관성을 갖는 것으로 나타나서 T-N은 누적강우량이 커질수록 농도가 감소하는 것으로 나타났고, 다른 항목들은 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 시간당 평균 강우강도와 수질항목별 단순회귀분석 결과, $R^2$값이 전체적으로 약 0.483~0.992 범위의 대체적으로 폭 넓은 결정계수를 나타났으며, 강우강도가 강할수록, T-P와 T-N은 상류 유입, $COD_{Mn}$은 중류 및 하류 유입, SS는 상류에서 하류 방향으로의 점진적 증가 유입, 그리고 $BOD_5$는 상류에서 하류 방향으로의 점진적 감소 유입이 되는 것으로 판단되었다. 유량과 수질항목별 단순회귀 분석을 실시한 결과, 중랑천 상류가 유량의 증가와 함께 수질오염도가 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권3호
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• pp.164-170
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• 2005

섬진강 하구역에서 일차생산을 조절하는 환경요인과 기작을 포악하기 위하여 엽록소 a, 영양염, pH, 부유물질, 용존산소, 염분과 일차생산을 2001년 2월, 4월, 8월, 10월 네 차례에 걸쳐서 측정하였다. 조사기간 중 일차생산의 범위는 50.7에서 14,203.3 mg C $m^{-3} day^{-1}$의 범위를 보여주었다. 다른 하구역과는 대조적으로 본 조사지역에서는 대부분의 시기에 높은 수층 투명도로 인하여 광 조건이 광합성의 제한요인으로 작용하지 않았다. 염분이 10에서 20 psu사이의 지역에서 가을철 대증식이 발생하였는데, 이 현상은 매년 나타나는 것으로 보이며 그 기작에 대하여 추가적인 연구가 필요한 것으로 생각된다 일차생산을 조절하는 주된 요인 중의 하나인 영양염의 거동은 염분에 의하여 지배되는 것으로 보인다. 질소계 영양염의 주된 공급원은 섬진강으로부터의 담수에 의한 것으로 보이는 반면, 인은 광양만 유역의 산업폐수로부터 기인한 것으로 판단된다. 본 조사지역에서 식물플랑크톤에 의한 일차생산은 시간적 공간적인 변화를 보이며, 수층의 투명도와 밀접한 관계를 나타내고, 인접한 광양만 내의 연안역에 비교하여 상대적으로 높은 값을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.632-640
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• 2017

울산만에서 강우에 의한 염분구배 및 환경요인이 분변계 대장균의 계절적, 지역적 분포에 미치는 영향을 파악하기 위해, 2013년 2월부터 2015년 11월까지 계절 조사를 총 12회 수행하였다. 아울러 울산만 내측과 외측의 염분구배 및 지리학적 특성을 기반으로 13개 정점을 3개의 구역(I, II, III)으로 나누어 평가하였다. 조사기간 중 수온과 염분은 각각 $8.5-26.1^{\circ}C$와 13.5-34.4 psu의 범위, 엽록소-a는 $0.4-74.0{\mu}g\;L^{-1}$, 투명도는 0.5-10.0 m로 변화하였다. 특히 염분농도는 2014년 춘계, 하계, 추계 울산만 내측의 구역 I에서 낮은 농도로 관찰되었고, 만 외측의 구역 III으로 갈수록 증가하였다 (one-way ANOVA, p < 0.05). 아울러, 해역의 염분구배는 대장균의 분포에도 영향을 미쳤고, 특히 태화강의 영향을 강하게 받는 구역 I에서 가장 높게 관찰되었고, 다음으로 구역 II, 구역 III순으로 나타났다. 대장균 개체수는 투명도(r = -0.36; p < 0.05)와 더불어 염분과 음의 상관성(r = -0.53; p < 0.01)이 확인되었고, 이는 육상기원의 대장균이 해역으로 유입될 경우 염분이 낮은 환경에서 보다 유리하게 증식한다는 것을 의미한다. 결과적으로 울산만 내만에서는 잦은 집중강우(< 50 mm)로 인한 육상기원 오염원이 하천 및 태화강으로 유입되어 울산만 최내측인 구역 I에서 현저하게 영향을 미쳤고, 염분구배에 따라서 대장균 개체수도 희석되어 만 외측으로 향할수록 낮게 나타나는 것을 파악하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.43-56
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• 2019

관개 및 담수 논은 온실가스 배출에 기여를 하고 있으며 이는 기후에도 영향을 미친다. 관개 및 담수는 벼 생산을 위해 필요로 하는 수분의 공급과 안전성에도 영향을 미친다. 현재 벼 생산 방법(담수재배)은 여러 측면에서 부정적인 영향을 미치면서 시간이 지날수록 지속 가능성이 낮아 질 것이다. 이에 담수 논의 지역적 특성에 따라 지구온난화를 29% ~ 90%까지 줄이기 위해 SRI(system of rice intensification)와 AWD(alternate wetting and drying) 방법을 적용한 간단관개 방식이 검토되고 있으며, 점차 제한된 자원인 물을 절약하기 위한 방법으로 알려지고 있다. SRI/AWD 적용에 따른 긍정적인 측면으로는 논에서의 유출로 인한 수질악화를 줄이고 곡물에 비소를 줄일 수 있다는 것이다. SRI/AWD와 같이 간단관개 방법의 적용 및 확장을 위해서는 정밀 관개 조절을 할 수 있는 관개 인프라 구축에 대한 공공 및 민간에서의 비용적인 투자가 필요하며, 관리 능력 향상을 위해 물 관리 기관 및 농민의 노력이 요구된다. 산업분야에서 SRI/AWD와 함께 청정개발체제(CDM, clean-development mechanism) 하에서 탄소 배출권을 얻는 수단으로서의 민간 공공 협력은 간단관개 방식의 적용과 농촌지역 투자 및 발전에 기여할 수 있을 것이다. 또한, 청정개발체제 하에서 설계된 프로그램 또는 ODA(official development assistance) 프로젝트에 SRI/AWD가 포함된다면 기후변화 완화에 기여할 수 있을 것이고, UN의 지속 가능한 발전 목표(SDGs)를 달성하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.901-912
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• 2022

전 세계적인 기후변화로 재해발생빈도가 증가하고 있으며, 국내에서도 이례적인 폭우 및 장마현상이 발생되고 있다. 이러한 기상이변현상은 가뭄, 홍수 등으로 이어져 2차피해를 유발할 수 있으므로 주기적인 모니터링과 신속한 탐지가 중요하다. 수체탐지를 위하여 광학영상을 활용한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으나, 폭우를 동반하여 발생하는 홍수를 탐지하기 위해서는 구름의 영향으로 탐지하기 어렵다는 한계를 대변하기 위해 전천후 주야에 관계없이 관측가능한 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 활용한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 개방데이터로서 24시간 이내에 수집 가능한 Sentinel-1 SAR 영상을 활용하여 최근 다양한 분야에서 활용되고 있는 딥러닝 알고리즘인 UNet을 적용하였다. 선행연구에서 SAR영상과 딥러닝 알고리즘을 이용하여 수체탐지 연구가 진행되고 있지만, 국내를 대상으로 소수의 연구만이 진행되었다. 따라서 SAR 영상의 딥러닝 적용가능성을 파악해보고자 UNet과 기존의 알고리즘인 임계값(thresholding) 방법을 비교하였으며, 5가지 지수와 Sentinel-2 normalized difference water index (NDWI)로 평가하였다. Intersect of union (IoU)로 정확도를 평가해 본 결과 UNet은 0.894, 임계값 방법은 0.699로 UNet의 정확도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 딥러닝 기반 SAR영상의 적용가능성을 확인할 수 있었으며, 고해상도의 SAR영상과 딥러닝 알고리즘을 적용한다면, 국내를 대상으로 주기적이고 정확한 수체의 변화탐지가 가능할 것이라 기대된다.