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하수 처리 및 재활용 연못시스템의 국내 응용 (Application of a Pond System to Korea for Treatment and Recycling of Wastewater)

  • 양홍모
    • 상하수도학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.108-117
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    • 1995
  • 연못시스템의 처리정도는 기후조건(氣候條件)과 아주 밀접한 관계가 있다. 기존시스템이 없는 경우 비슷한 기후권의 사례지역을 반드시 비교분석하게 된다. 미국 온대권에 위치한 Corinne과 Eudora 시스템의 기온과 태양복사량을 김포지역과 비교한 결과 아주 유사함이 규명되었다. 특히 태양복사열의 경우, 여름철에 김포지역이 두 시스템보다 조류성장에 유리한 조건이다. 국내 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 비슷한 연못시스템을 설치운영(設置運營)하는 데는 문제점이 없음을 알 수 있다. 남부지방은 연중기온이 김포지역보다 높으므로 연못시스템의 이용이 김포지역보다 유리하다. 미국에서는 연못시스템이 2차처리시설(次處理施設)로 합법화되어 있으며, 2차처리 수질기준(水質基準)을 충족시키고 있다. Corinne과 Eudora 연못시스템의 처리수준을 분석한 결과 처리수의 $BOD_5$ 가 30mg/l 이하로 처리되고 있으나, SS 농도가 30mg/l 보다 다소 높은 경우가 있다. Eudora시스템에서 4월에 일어나는 연못하수의 회전기간(回轉期間)을 제외하고는 연못시스템에 적용하는 처리수의 SS기준인 70-100mg/l 이내로 처리되고 있다. 우리나라 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 유사한 연못처리시스템을 설치(設置)하면 2차 처리수준으로 하수를 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 연못시스템은 양어, 작물생산, 레크레이션이용과 결합시킬 수 있어, 국내의 경우 농촌소도시 지역, 도시경계 생산녹지지역, 내륙 및 하구의 저습지(wetland)에서 소형뿐아니라 대형 시스템으로 활용이 가능하다.

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제한적인 기상자료 조건에서의 잠재증발산량 추정을 위한 FAO56 Penman-Monteith 방법의 적용성 분석 - 안동댐 유역을 사례로 - (Applicability Analysis of FAO56 Penman-Monteith Methodology for Estimating Potential Evapotranspiration in Andong Dam Watershed Using Limited Meteorological Data)

  • 김세진;김문일;임철희;이우균;김백조
    • 한국기후변화학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.125-143
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    • 2017
  • This study is conducted to estimate potential evapotranspiration of 10 weather observing systems in Andong Dam watershed with FAO56 Penman-Monteith (FAO56 PM) methodology using the meteorological data from 2013 to 2014. Also, assuming that there is no solar radiation data, humidity data or wind speed data, the potential evapotranspiration was estimated by FAO56 PM and the results were evaluated to discuss whether the methodology is applicable when meteorological dataset is not available. Then, the potential evapotranspiration was estimated with Hargreaves method and compared with the potential evapotranspiration estimated by FAO56 PM only with the temperature dataset. As to compare the potential evapotranspiration estimated from the complete meteorological dataset and that estimated from limited dataset, statistical analysis was performed using the Root Mean Square Error (RMSE), the Mean Bias Error (MBE), the Mean Absolute Error (MAE) and the coefficient of determination ($R^2$). Also the Inverse Distance Weighted (IDW) method was performed to conduct spatial analysis. From the result, even when the meteorological data is limited, FAO56 PM showed relatively high accuracy in calculating potential evapotranspiration by estimating the meteorological data.

RCP 기후변화 시나리오 따른 알팔파바구미(Hypera postica)의 서식지 분포 변화 예측 (Prediction of Changes in Habitat Distribution of the Alfalfa Weevil (Hypera postica) Using RCP Climate Change Scenarios)

  • 김미정;이희조;반영규;이수동;김동언
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.127-135
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    • 2018
  • 기후변화는 곤충의 성장, 발육, 생존, 생식력, 분포범위 등 생활사의 변수들에 영향을 준다. 특히 외래곤충의 경우 생태계 정착 및 확산이 빨라지고 있으며, 생태계 교란, 토착종 감소 등 생물다양성을 감소시키는 직접적인 원인 중 하나이다. 알팔파바구미는 1990년대 제주도에서 처음 발견 후 남부지방에 대량 발생하여 농업해충으로 인식되었다. 최근 하면처로 이동하는 개체에 의한 밭작물의 피해와 여러 시군에서 서식이 확인되며 확산의 우려되고 있다. 본 연구에서는 기후변화가 알팔파바구미에 미치는 영향에 대해 파악하였다. 미래의 기후 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에서 알팔파바구미의 잠재적 분포를 추정하기 위해 MaxEnt 모델을 적용하였다. 모형의 변수는 2015~2017년까지 알팔파바구미의 서식이 확인된 66개 지점과 종의 생태특성 및 예측변수간 상관성을 고려한 6개(bio3, bio6, bio10, bio12, bio14, bio16)의 생물기후를 사용하였다. 예측된 모형의 적합도는 평균 0.765로 잠재력이 의미 있는 값이며, 최고 따뜻한 분기의 평균기온(bio10)이 60~70%로 높은 기여도를 나타냈다. 2050년과 2070년의 시나리오(RCP 4.5, RCP 8.5)에 대한 모형의 결과는 한반도 전역에서 알팔파바구미의 분포 변화를 보여 주었으며, 기온상승에 따른 전국적 확산이 예측되었다.

마늘의 제초제 약해에 대한 구조적, 생화학적, 생리적 계열 식생지수 반응: 지상분광계 및 다중분광카메라를 활용하여 (Response of Structural, Biochemical, and Physiological Vegetation Indices Measured from Field-Spectrometer and Multi-Spectral Camera Under Crop Stress Caused by Herbicide)

  • 류재현;문현동;조재일;이경도;안호용;소규호;나상일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1559-1572
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    • 2021
  • 다중분광카메라의 기술 개발로 인해 구조적 특성뿐만 아니라 생화학적, 생리적 특성을 가지는 식생지수를 다양한 공간 규모에서 활용할 수 있게 되었다. 이에 본 연구는 스트레스를 받은 노지작물을 대상으로 지상 초분광계 및 무인기 영상 기반 구조적, 생화학적, 생리적 계열의 식생지수 반응을 평가하였다. 마늘을 대상으로 서로 다른 생육시기에 고농도의 제초제를 살포하여 약해 처리하였으며, 정상 생육에 비해 지상부 건물중이 46.9~84.5% 감소하는 등 큰 피해가 나타났다. 제초제를 살포한 처리구에서 근적외선 분광반사도 값은 꾸준하게 감소하였으며, 구조적 식생지수에서 작물의 약해 피해가 명확하게 표현되었다. 생화학적 식생지수의 경우 일부 지수를 제외하고는 작물의 피해 상태를 표현하였으나 생리적 식생지수는 잎이 고사하고 드러나는 멀칭비닐의 영향으로 약해 피해를 해석하기에 어려움이 있었다. 제초제 살포 후 서로 다른 공간 규모에서 관측된 식생지수의 감소율 차이는 구조적 식생지수의 경우 평균적으로 2.3%로 나타났으며, 정규화 식생지수의 경우 1.3~4.1%의 분포를 보였다. 비록 생리적 식생지수가 작물 스트레스에 민감하다고 알려졌지만, 노지작물의 경우 작물 스트레스 종류와 재배 환경에 따라 적합한 식생지수를 활용하여야 한다는 것, 공간 규모에 따른 오차를 최소화하기 위해서는 정규화 식생지수를 활용해야 한다는 것을 확인하였다.

작물 가뭄스트레스 조기탐지 가능성 타진을 위한 서로 다른 종류의 식생지수 활용 (Possibility for Early Detection on Crop Water Stress Using Plural Vegetation Indices)

  • 문현동;조은이;조유나;김현기;김보경;이유현;정회정;권동원;조재일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1573-1579
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    • 2022
  • 기후변화에 따른 우리나라의 빈번한 가뭄에 따라 작물 생산량은 보존하면서 수자원 관리를 극대화하는 방법으로 작물 가뭄스트레스를 조기 탐지하여 적기에 적량이 관수되는 방식이 최근 주목받고 있다. 하지만, 대부분의 선행연구들은 가뭄스트레스가 상당히 진행되어 표징이 뚜렷한 시기에 실험되고 있어 가뭄 스트레스 초기에 원격탐지 될 수 있는 생리적 특징이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 콩을 대상으로 초기 수분 스트레스 시기에 열화상 카메라와 초분광 카메라 촬영을 수행하였다. 스트레스 우세 시기 작물 대상의 선행연구들 결과와 마찬가지로 엽온은 높아졌으며, 엽록소 함량을 대표하는 MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI)는 감소하였다. 하지만, 오히려 광합성 능력을 나타내는 Chlorophyll/Carotenoid Index (CCI)가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 스트레스 우세 상태와 마찬가지로 가뭄스트레스 초기에도 엽록소와 카로티노이드(carotenoid) 감소가 동시에 일어났지만, 처음의 카로티노이드 감소 속도가 엽록소에 비해 컸기 때문에 일시적으로 엽록소에 대한 카로티노이드 비율이 낮아져서 CCI가 높아진 것으로 사료된다. 이러한 스트레스 초기 반응은 조기탐지 알고리즘 개발에 유용할 것으로 기대한다.

농업서리 자동관측 시스템(AAFOS)의 구현 (Implementation of an Automated Agricultural Frost Observation System (AAFOS))

  • 김규랑;조은수;고명수;강정혁;황윤재;이용희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.63-74
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    • 2024
  • 농업에서 서리는 치명적인 피해를 가져오기 때문에 관측과 예측이 매우 중요하다. 기상청 서리관측자료를 분석한 최근 보고에 따르면 기후변화에 따른 지구온난화에도 불구하고 봄철 늦서리일이 빨라지지 않았고, 서리 빈도도 감소하지 않았다. 따라서 농업 서리피해에 대비하여 위험 예상 지역에서의 서리 관측 자동화와 지속적인 운영이 중요하다. 기존에 활용되고 있는 엽면습윤센서를 이용한 서리관측은 관측센서의 오염이나 주변 환경의 습도 변화에 따라 기준 전압값이 장기간에 걸쳐 변동하는 문제가 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 자동적으로 해결하도록 데이터로거 프로그램으로 구현하였다. 구축된 서리자동관측시스템은 안정적으로 장기간에 걸쳐 시간 고해상도 관측자료를 축적할 수 있다. 이 자료는 향후 기계학습 방법을 이용한 서리 진단모델의 개발과 주변 지역에 대한 서리발생 예측 정보 생산에 활용할 수 있을 것이다.

영농형 태양광 패널의 부분 차광 생육 환경이 작물 전자전달효율과 비광화학적 형광소멸에 미치는 영향 (Effect of Partial Shading by Agrivoltaic Systems Panel on Electron Transport Rate and Non-photochemical Quenching of Crop)

  • 조유나;김현기;조은이;오도혁;정회정;윤창용;안규남;조재일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.100-107
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    • 2021
  • 영농형 태양광은 동일 토지면적에서 태양광 패널에 의한 발전과 작물 경작을 융합한 시스템이다. 광 에너지가 부족한 영농형 태양광 하부에서 작물의 수확량이 감소하는 것은 필연적이나, 이를 관장하는 패널 하부에서 생육한 작물의 광합성 반응에 대해서는 국내외적으로 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 고정형 영농형 태양광 시설 하부에서 재배된 작물 잎에 흡수된 광에너지가 광합성 반응 중심에 전달되고 열로 방출되는 효율을 엽록소 형광 관측을 통해 조사하였다. 패널 하부와 노지의 콩과 벼는 ETR에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 광인산화 효율보다는 잎이 흡수한 광 에너지에 따라 CO2 고정량이 결정되는 것으로 보인다. 또한, 패널 하부의 콩과 벼는 노지보다 NPQ가 더 높은 것으로 보아 활성화된 광보호기작이 광인산화로의 에너지 분배에 부정적 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. 향후 영농형 태양광에서의 작물 생산량과 광합성의 관계를 이해하기 위해 보다 다양한 기후 및 재배조건에서의 광합성 반응을 조사할 필요가 있겠다.

온도변화에 따른 담배나방 유충 지방체의 유전자 발현 비교 분석 (Comparison of Gene Expression in Larval Fat Body of Helicoverpa assulta in Different Temperature Conditions)

  • 차욱현;김광호;이대원
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.165-175
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    • 2018
  • 곤충은 넓은 범위의 온도영역에 사는 것으로 알려져 있으나, $40^{\circ}C$가 넘는 고온이나 빙결온도 이하의 저온에서는 생존이 어렵다. 본 연구는 사육온도 조건이 다른 환경에서 대사중심 조직인 지방체의 유전자 발현을 분석하기 위해, 온도조건을 달리하여 담배나방을 저온 사육충 ($3{\sim}10^{\circ}C$), 고온 사육충 ($35^{\circ}C$)로 나누고 상온 사육충 ($25^{\circ}C$)을 대조구로 사용하여 전사체 분석을 수행하였다. 저온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 표피단백질, ${\Delta}9$ 불포화효소, 글리세롤 3-인산 탈수소효소이며, 저온에서 발현이 낮아진 유전자는 키틴 합성효소, catalase, UDP-당전이 효소이다. 고온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 과산화물제거효소, metallothionein 2, phosphenolpyruvate carboxykinase, 트레할로스 운반단백질이었다. 고온에서 높고 저온에서 낮은 대조적 발현을 보인 유전자는 열충격단백질, glutathione peroxidase이었다. 이들 온도 특이적이거나 대조적 발현을 보이는 유전자는 기후변화에 관련한 특이마커로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

미얀마 과수원에서 과실파리 발생에 관한 연구 (Occurrence of Fruit Flies (Diptera: Tephritidae) in Fruit Orchards from Myanmar)

  • ;;;;박진영;박종균
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.323-329
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    • 2014
  • 2010년부터 2011년까지 미얀마 예진 지역의 과수원에서 methyl eugenol trap을 이용하여 과수원 해충인 과실파리에 대한 발생빈도와 피해정도에 대한 연구를 수행하였다. 망고, 구아바, 대추나무를 대상으로 과실파리의 발생 정도를 알아보고 아울러 강수량, 온도, 습도, 일조시간 등 발생과 기후적요인과의 상호관계 등을 분석하였다. 그 결과 회귀분석에서 강수, 최저온도 그리고 상대습도는 과실파리의 발생에 긍정적인 영향을 주었고 반면에 일조량은 발생을 억제하는 요인으로 작용하였다. 그리고 Bactrocera arecae, B. carambolae, B. correcta, B. dorsalis, B. kandiensis, B. latilineola, B. malaysiensis, B. neocognata, B. raiensis, B. verbascifoliae와 Carpomya vesuvina 등, 모두 11종의 과실파리가 조사되었고, 그 중 B. correcta와 B. dorsalis가 29.3%와 28.6%로 많은 개체수를 나타내었다. 구아바가 가장 피해가 심했고($59{\pm}15.4$), 다음은 망고였으며($35.5{\pm}12.1$), 반면에 대추에서 가장 낮은 비율을 보였다($18.5{\pm}7.9$).

졸참나무와 서어나무 고사목의 나무좀의 다양성과 풍부도 (Diversity and Abundance of Bark Beetles (Coleoptera, Curculionidae: Scolytinae and Platypodinae) in Deadwoods of Quercus serrata and Carpinus laxiflora)

  • 권태성;이봉우;박신영;변봉규;박상욱;이철민
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.353-362
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    • 2011
  • 본 연구는 기후변화로 분포확산이 예상되는 졸참나무와 서어나무의 고사목에 서식하는 나무좀의 발생양상을 파악하기 위해 실시되었다. 조사는 경기도에 위치한 광릉 숲의 장기생태조사지에서 2007-2008년도에 이루어졌고, 졸참나무와 서어나무의 고사목에 서식하는 나무좀은 우 화트랩과 유인트랩(깔때기트랩과 윈도우트랩)을 사용하여 채집되었다. 조사결과 2아과 12종 408개체가 채집되었으며, 출현종 중 광릉긴나무좀이 가장 많았다. 광릉긴나무좀과 오리나무좀은 졸참나무에서 주로 채집된 데 비해 나머지 종(2종의 희귀종 제외)들은 졸참나무와 서어나무에서 공통적으로 채집되었다. 나무좀의 종풍부도와 풍부도는 우화트랩 보다는 유인트랩에서 높았고, 서어나무 보다는 졸참나무에서 높았다. 부후등급별로는 고사목의 I-II 또는 I-III 단계가 III-IV 또는 IV 단계의 비해 높았다. 나무좀 군집은 연도에 따라 달랐으며, 수종에 관해서는 약간의 차이를 보였다.