• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.38 no.5
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• pp.61-71
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• 2022

Soil color is used to determine soil classification and its physical, chemical, and biological properties. Visual determination is the most commonly used method for identifying soil color. However, it is subjective and, in many cases, non-repeatable. Digital image processing obtains useful information from digital images, accelerates soil classification, and enables the rapid identification of soil types in a field. This study develops a digital image processing-based soil color analysis technology that can consider irregular light conditions in the field. The digital image studio was designed to simulate the characteristics of natural light (illuminance and color temperature). Also, digital images of two soil samples (Jumoonjin sand and Anseong weathered soil) were captured under 12 different light conditions. For the RGB and CIELAB color systems, soil color intensities of 24 images were obtained using digital image processing. CIELAB was suitable for dealing with irregular light conditions in the field.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.114-114
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• 2021

본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 센서 기반 이미지자료와 딥러닝기법을 이용하여 고해상도 토양수분을 산정하였다. 입력자료는 지표특성(모래함량, 점토함량, 경사도), 인공위성 기반의 강우와 LANDSAT 기반의 이미지자료(NDVI, LST, 공간분포 토양수분)를 사용하였다. 강우자료의 경우 GPM(Global Precipitation Measurement) 일강우 자료를 사용하였으며, 관측일 기준으로 5일전까지의 강우자료와 5일평균강우를 구분하여 사용하였다. LANDSAT 기반의 토양수분 이미지자료와 지점관측 토양수분을 이용하여 검·보정 이후 딥러닝 모형의 입력자료로 사용하였다. 입력자료는 30m × 30m 해상도로 Resample 하여 딥러닝 모형의 학습을 진행하였으며, 학습에 사용된 모형을 이용하여 Sentinel-1 기반의 고해상도(10m × 10m) 토양수분이미지를 산정하였다. 검증지점은 거창군 거창읍, 계룡시 두마면, 장수군 장수읍 및 무주군 무주읍 토양수분 관측지점을 선정하였다. 거창군 거창읍의 산정결과, LANDSAT 기반의 토양수분 이미지와 DNN 기반의 토양수분 이미지가 매우 유사하게 나타났으며, 모의값(DNN 기반 토양수분)이 실측값(LANDSAT 기반의 토양수분)을 잘 반영한 것(R: 0.875 ; RMSE: 0.013)으로 나타났다. 또한 학습모형을 토지피복이 유사한 지역에 적용하여 토양수분을 산정한 결과 검증지점 계룡시(R: 0.897 ; RMSE: 0.014), 장수군(R: 0.770 ; RMSE: 0.024) 및 무주군(R: 0.909 ; RMSE: 0.012)의 모의값이 실측값과 매우 유사한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 Seninel-1 SAR센서 이미지자료와 딥러닝기법을 연계한 고해상도 토양수분자료가 농업, 수문, 환경 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.174-174
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• 2022

수질지수는 여러 수질 데이터 값을 수학적으로 결합하고 다 변수 특성을 줄여 수치 및 등급으로 나타낸 지표이다. 수질지수를 통해 수질을 평가하고 서로 다른 위치와 시간의 수역을 종합적으로 비교할 수 있으며 수자원관리에 있어 정책입안자, 의사결정자, 국민이 수질에 대해 일반적이고 쉽게 이해할 수 있다. 현재 환경부에서는 국내수질자동측정망 최근 12시간 데이터 값을 근거로 실시간수질지수 RTWQI(Real-Time Water Quality)값을 제공한다. 국내 호소에 설치된 수질 자동측정망은 총 8개소이며 매 시간 공통 항목인 수온, pH, DO, 전기전도도, TOC 5개, 선택항목인 탁도, Chl-a, TN, TP, 중금속, 생물감시항목 등 27개를 측정한다. RTWQI는 캐나다에서 2001년에 개발된 CCME WQI(Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index) 산출식을 기초하였으며 F1(기준치를 위반하는 수질항목의 개수/ 총 수질항목 개수), F2(기준치를 위반한 샘플들의 총 횟수/총 샘플횟수) F3(기준치를 위반한 정도) 3가지의 요소로 계산된다. 그러나RTWQI 산출식의 기초인 CCME WQI는 개발 이후 여러 문제점들은 개선되었으나 F1이 다른 F2, F3 보다 CCME WQI 점수의 기여도가 2배 이상 높은 문제점은 개선하지 못하였다. 본 연구에서는 수질자동측정망이 설치된 2012년 7월부터 2021년 12월 동안 매 시간 별 수질 데이터를 이용하였다. 또한 CCME WQI 문제점을 개선한 MWQI(Modification of Canadian water qaulity index)를 기초하여 실시간 수질지수를 재 산정하였다. 추가적으로 Pearson 상관관계 분석 및 추가 통계분석을 통해 환경부에서 제공하는 기존의 RTWQI, 개선된 실시간수질지수, 한국형 호소수질평가지수 LQI(Lake Water Quality Index)를 비교 및 평가하였다. 이러한 연구를 통해 정확성 높은 수질지수를 찾고 수자원 관리 정책 수립에 적극 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2022.09a
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• pp.38-38
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• 2022

동해안 지역에서 발생되는 대형 산불의 원인은 건조주의보, 영동지역에서 불어오는 강한 바람, 소나무의 단순림, 임도 유무와 상태 등을 들고 있다. 조사 대상지인 삼척 검봉산 일대는 기존 소나무가 우점하는 곳으로 2001년 복원을 위해 소나무, 곰솔, 굴참나무 등을 조림하였고, 일부는 자연복원을 하였다. 복원 이후 21년 지난 현재 삼척 검봉산 일대 산불피해 복원지역의 식생은 크게 굴참나무-소나무군락, 소나무신갈나무군락, 곰솔-소나무군락으로 나누어지는 것으로 나타났다. 산불피해지 식생 회복은 굴참나무, 소나무, 곰솔 등 조림으로 현재 식생은 산불 발생 이전의 임상으로 회복되고 있다. 특히, 산불의 유형 중 지표화 피해지역은 하층 식생의 피해가 크다. 기존의 소나무는 결실된 종자를 비산하여 치수를 발생시켜 자연복원의 속도를 높이고 굴참나무를 활용한 인공복원은 맹아를 발달시켜 본인의 영역을 확장하는 전략을 지니고 있다. 단, 입지적 환경이 동일하다는 전제 조건에서 숲에서 재생 기작이 진행되는 자연복원보다는 인공복원이 회복시간과 종다양성이 높은 측면에서는 효과적인 것으로 결론을 지을 수 있다. 식생군락을 분류한 결과 굴참나무-소나무군락, 소나무-신갈나무군락, 곰솔소나무군락으로 3개 군락으로 나누어졌다. 인공복원지에 식재한 굴참나무, 소나무, 곰솔은 복원 이후 지속적으로 해당지역의 식생이 우점종으로 자생하고 있는 것으로 나타났으나, 소나무-신갈나무군락의 경우 참나무과 식물인 신갈나무와 굴참나무, 졸참나무가 교목층과 아교목층에 자연유입되고 있어 향후 신갈나무가 우점하는 활엽수림으로 천이 될 것으로 예상된다. 군락의 종다양도지수는 낙엽활엽수가 우점하는 굴참나무-소나무군락이 가장 높게 나타났으며, 침엽수림인 곰솔소나무군락이 가장 낮게 나타났다. 산불피해지 식생은 조림수종에 영향을 크게 받으며, 21년이 지난 현재 산불 이전 임상으로 회복되는 경향을 나타내었다. 향후, 효과적인 복원을 위한 DB구축 및 모니터링자료 마련을 위해 산불피해지에 대한 지속적인 식생조사를 통한 자료구축이 필요하다.

• The Korean Journal of Ecology
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• v.17 no.3
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• pp.355-366
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• 1994

The purpose of this study was to investigate the changes of water quality and the patterns of self-purification with season in Gokneung stream. The vegetation in the ecosystem around Gokneung stream was dominated by Quercus species. In the physicochemical analysis based on the contents of DO, BOD, conductivity and total phosphorus, the upstream seemed to have been polluted, but the downstream was self-purified. In biological investigation by bentic macroinvertebrates, the result was similar to that in the physicochemical analysis. The self-purification constant based on BOD of the upstream, 1.013, was the highest. In the self-purification constants with month, that of September was 0.995 and that of January was 0.272. These results indicated that the self purification capacities of spring and autumn were larger than those of winter and summer in Gokneung stream.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.28 no.1
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• pp.87-97
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• 1995

Acute and chronic toxicity of phenol on the mortality, long-term survival and respiration rates of the mysid, Archaeomysis kokuboi adult and juvenile were examined. This experiment was condurted by static bioassay procedure with the different salinity at $25^{\circ}C$ In lethal test, the test animals were exposed to 6 different phenol concentrations to determine $LC_{50}$ and I$LT_{50}$ (median lethal concentration and time) values. The $LC_{50}$ values with the exposure time for the mysid adult ranged from 31.31ppm to 1.49ppm phenol and for the mysid juvenile ranged from 6.90ppm to 0.26ppm in all experimental groups. Mortality was increased with the decrease of salinity, The $96hr-LC_{50}$ values at 16, 24 and $32\%o$ salinity for the mysid adult were 1.49, 2.71 and 4.53ppm phenol, white the values for the mysid juvenile were 0.26, 0.56 and 0.71ppm, respectively. The ratios of $96hr-LC_{50}$ values for the mysid adult to those for the mysid juvenile at 16, 24 and $32\%p$ salinity were 5.73, 4.84 and 6.38, respectively. The mysid juveniles were more sensitive to phenol than the mysid adults. Compared $LT_{50}$ values for the mysid adult with those for the mysid juvenile, the $LT_{50}$ values for the mysid adult ranged from 384.7 to 29.0 hours at 1.7-127ppm phenol concentrations and for the mysid juvenile ranged from 132.2 to 18.7 hours at 0.5~6.Oppm phenol concentrations. The lowest $LT_{50}$ values for the mysid adult and juvenile were showed at the combination of the highest experimental concentration of phenol and the lowest experimental salinity. The mysid juveniles showed lower $LT_{50}$ values than those of adults. The chronic effects of phenol on the mysid at the sublethal effective concentration of phenol were lower in the $32\%o$ salinitr group than 16 or $24\%o$ salinity groups. Oxygen consumption rates of the mysid adult were decreased with the increase of phenol concentration and exposure time, and decreased significantly in lower salinity at the same concentration or phenol.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.4
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• pp.533-541
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• 2017

Agricultural landscape has many ecosystem service functions. However, the development of the horticulture complex has no consideration for environmental conservation. Therefore, we analyzed the priorities of ecosystem service functions required for the composition. The study was conducted in three stages. As a result of the first survey, 17 functions were selected to be improved. In the second survey, 12 functions were selected excluding 5 functions. Finally, 1. Measures for water purification, 2. Groundwater recharge plan, 3. Surface water storage space, 4. Flood control measures, 5. Vegetation diversity space, 6. Carbon emission reduction plan, 7. Aquatic insect habitat space, 8. Amphibian reptiles 9. Landscape and Waste Management, 10. Bird Species Space, 11. Heat Island Mitigation Plan, 12. Experience / Ecological Education Plan. We proposed the structure, capacity, flow rate, arrangement and form of the water treatment facility to improve water quality by improving the function. We proposed a reservoir space of 7-10% for groundwater recharge. The development of reservoir and storage facilities suitable for the Korean situation is suggested for the surface water storage and flood control measures. And proposed to secure a green space for the climate cycle. Proposed habitat and nutrient discharge management for biodiversity. We propose green area development and wetland development to improve the landscape, and put into the facilities for experiential education. The results of the research can be utilized for the development and improvement of the horticultural complex.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.45 no.1
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• pp.110-122
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• 2012

This study examined the benthic diatom community distribution, land cover/use and water quality in relation to stream shape complexity (SSC) in the Seom River watershed. SSC showed a significant relation to the riparian land cover/use pattern and also water quality variables of the studied streams. Streams with high stream shape complexity (HSC) appeared to have a high proportion of forest and farmland, while streams having a low stream shape complexity (LSC) appeared to have high proportion of city. Streams with lower SSC showed higher nutrients concentration in the stream waters. Benthic diatom species composition and dominant species appeared to be similar regardless of SSC differences among the studied streams, while the variation of diatom density was manifested with SSC. The relative abundance of dominant benthic diatoms varied with SSC. Saprophilic diatoms were dominant in the streams of LSC, while saproxenic diatoms were dominant in the streams of HSC. During the evaluation of biological water quality using the benthic diatom indices, Trophic Diatom Index (TDI) and Diatom Assemblage Index to organic water pollution (DAIpo), the streams of LSC generally showed poorer water quality than those of MSC (Middle stream shape complexity) and HSC. In particular, BOD, TP, and $PO_4$-P showed significant relationships with DAIpo. In conclusion, shape complexity of streams in the Seom River watershed showed a close relation with benthic diatom distribution. This relation seemed to primarily be resulted from the effect of proximate factors, such as water quality, which might be affected by the land use types determining the degree of SSC.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.26 no.3
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• pp.158-166
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• 2017

The object of this study was to improve tomato seedling quality in low temperature(below 7, $10^{\circ}C$ during night time or daily mean air temperature was $18^{\circ}C$) by application of silicate fertilizer. Six different silicate fertilizer concentrations (8, 16, 32, 64, 128, and 256mM) or water as the control were applied to tomato seedlings twice a week for 20 days. Positive effects were observed in the growth parameters of the seedlings treated with 16 and 32mM silicate fertilizer; the most effective concentration of silicate at which seedlings showed the best performance was 16mM. However, a high concentration of silicate (256mM) caused negative effects on the growth. The transpiration rate decreased alongside with the increase of silicate concentration up to 32mM, possibly due to the increased stomatal diffusive resistance. Silicate stimulated the growth and development of tomato seedlings, resulting in increased growth parameters and root morphology. However, no significant differences were observed among treatment numbers of soil-drenching wuth the silicate (6, 10, or 20 times with 16mM) for 20 days, suggesting that silicate treatment with 6 times may be sufficient to induce the silicate effects. The application of 16mM of silicate fertilizer reduced relative ion leakage and chilling injury during low temperature storage. In addition, the seedlings treated with silicate fertilizer recovered faster than those without silicate treatment after low temperature storage.