• 한국수자원학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.71-82
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• 2019

본 연구에서는 기후변화에 따른 메콩강 유출변화 분석을 목적으로 하고 있다. HadGEM3-RA로 부터 생산된 동아시아 지역 RCP 4.5 및 8.5 시나리오의 일 자료를 기반으로 편의보정을 통해 미래 기후변화 시나리오를 구축한 후, SWAT 모형을 이용하여 메콩강 주요지점인 Kratie(유역면적: $646,000km^2$, 메콩강의 연평균 유량의 88%)에서의 유출변화 모의하고 유황분석을 수행하였다. 기후변화 분석 결과 Kratie 유역의 미래 강수량은 기준 년 연평균 강수량 대비 미래 년 기간의 연평균 강수량은 두 시나리오 모두 증가하는 것으로 분석되었으며 월별 강수량 변화 분석을 통해 6월~11월에 강수량의 증가가 비교적 크게 나타나며 특히 RCP 8.5 시나리오에서 강수량의 변동 폭 및 증가량이 크게 나타남을 확인하였다. 시나리오별 월평균 최대 및 최소기온의 변화는 두 시나리오 모두 미래 기온의 상승을 전망하고 있으며 특히 RCP 8.5 시나리오의 온도증가 폭이 크게 나타나는 것을 확인 하였다. 또한 하천유황변화 분석결과 유역의 유량변동성이 더욱 커질 것으로 분석되었으며 저수계수 값이 52~57% 감소하고 갈수계수 값이 67~74% 감소하는 것으로 나타나 하천의 갈수상황이 지속되어 미래에 가뭄이 보다 심화될 것으로 분석되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제6권2호
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• pp.93-102
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• 2001

1999년 3월, 7월, 9월 및 11월에 섬진강 하구역에서 염분경사에 따른 식물플랑크톤과 동물플랑크톤의 현존량과종 조성의 변화를 조사하였다. 조사 정점은 지리적 위치보다는 각 조사시마다 표층 염분을 현장에서 측정하여 결정하였다. 식물플랑크톤은 총 96종이 동정되었으며, 그 중 돌말류가 60종으로 전 조사해역에서 출현하였다. 저염분역에서는 녹조류의 종수가 비교적 높았으며 고염분역으로 갈수록 와편모조류의 종수가 증가하였다. 월별 식물플랑크톤 현존량의 평균 값은 $183{\sim}833$cells/m의 범위로 11월에는 5${\sim}$15 psu 염분역에서 Skeletonema costatum의 bloom이 발생하였으며 초저염분역에서 현존량의 급격한 감소는 3월에 관찰되었다. 염분이 8.1 psu 이하의 분포를 보였던 강우기인 7월에 대부분의 조사해역에서 녹조류가 우점하였다. Chroomonas spp.는 3월과 9월에 높게 우점하였으며 고염분역으로 갈수록 현존량이 증가하였다. 동물플랑크톤은 3회의 조사에서 총 83개의 분류군이 검색되었고, 이중해산 분류군은 총 72개로 요각류가 34개 분류군을 차지하고 있었으며 담수 분류군은 총 11개로 수서 곤충류가 대부분을 차지하였다. 동물플랑크톤 종 조성은 해수의 유입에 의해 크게 의존하는 것으로 나타났으며 담수종이 출현하는 염분 한계는 시기적으로 달랐는데, 7월에는 8.1 psu 이하에서 , 9월에는 4.7 psu 이하에서 , 11월에는 0.2 psu 이하에서만 출현하였다. 하구역 염분 변화에 따른 동물플랑크톤 출현 양상의 특징은 풍수기에서 갈수기로 진행되면서다소 변화하는 양상을 보이지만 대체로 중간 정도의 염분 구역에서 출현 종과 개체수가 감소하는 경향을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권10호
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• pp.857-868
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• 2015

저수지의 효과적인 수질관리를 위해서는 신뢰도 높은 수리 및 수질모형이 필요하며, 이러한 모형의 성능은 다양한 수문사상에 대하여 적용함으로써 검증할 수 있다. CE-QUAL-W2 모형은 횡방향 평균 2차원 수리 및 수질 모형으로써 진양호와 같이 수체의 수심과 길이에 비해 폭이 좁은 저수지에 적합한 모형으로 앞선 연구자들에서 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 용수수요가 증가할 것으로 예상되는 남강댐 유역에 대하여 풍수년인 2011년과 평수년인 2009년의 수문사상에 대하여 검보정을 실시하였고, 보정년도인 2011년의 수문사상과 수질 조건을 이용하여 취수량 증가에 대한 영향을 모의하였다. 모의 결과취수량을 변화시킴에 따라 T-N, T-P 및 Chlorophyll-${\alpha}$ 농도는 증가하는 것으로 나타났고, 특히 갈수기에 각각 최대 62.53%, 39.07%, 232.19% 증가하는 것으로 나타났으며, Chlorophyll-${\alpha}$ 농도의 변화는 T-P의 변화특성과 비슷한 추세를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.3-3
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• 2020

사회-수문시스템의 인과관계에 대한 보다 상세한 통찰하기 위해서는 현재의 사회-수문시스템의 기능을 이해하고 미래의 사회-수문시스템의 변화 궤적을 예상할 수 있는 모형이 필요하다. 사회-수문학적 관점에서는 수문순환 현상과 더불어 인간 활동과 관련된 인구, 토지이용, 경제성, 환경변화로 연계되는 사회-수문시스템 내 복잡한 관계해석 과정이 중요하다. 본 연구에서는 하천유지유량 결정기준에 따른 사회-수문시스템의 변화과정을 이해하고 가능한 영향궤적을 평가하기 위해 사회수문학적 관점으로 해석하고자 한다. 현재 우리나라에서는 하천유량고시지점 114개 중 각 항목별 고시지점의 비율은 수질(33%), 평균갈수량(33%), 생태(29%), 경관(4%), 수질 및 염해(1%)로 나타났다(2019년 고시 현황). 따라서 사회-수문시스템 내에서 하천유지유량 결정기준 차이에 따라 환경적, 사회적, 경제적 측면으로의 영향을 평가하기 위하여 구조방정식모형을 모델링 한 후, 모형 내 잠재요인(기상, 수문, 환경, 사회·경제)의 상호연관성을 파악하였다. 기상학적 요소로는 기온, 강수량을 선정하였으며, 인간의 활동이 개입된 수문학적 요소는 유량, 하천수이용량으로 선정하였다. 환경적 요소는 BOD, COD, SS를 선정하였으며, 사회·경제적 요소는 인구, 지가변동률을 고려하였다. 이와 같은 사회-수문시스템 내 잠재요인별 요소를 바탕으로 사회-수문학적 영향평가를 위한 가설을 검증하기 위해 통계 프로그램 AMOS를 활용하여 구조방정식모형을 모델링하였다. 향후 사회-수문학 관점에서의 복잡한 영향관계를 정량적으로 평가하고, 다양한 이해관계자 간의 합의를 도출하는 데 있어서 효율적인 의사결정도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.110-120
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• 2007

본 연구는 금강수계의 13개 하천지점에서 이 화학적 수질의 시 공간적 변이 파악을 위해 $2001{\sim}2005$년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(EC), 용존산소량(DO), 수온, 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 총인(TP), 총 질소(TN)및 부유물(SS)의 8개 항목으로 이들의 수질특성은 연별, 계절별, 조사지점별로 큰 변이를 보였다. 이온희석현상의 지표로 이용된 EC는 계절 및 연별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보였고, 계절별 영양염류(TN, TP)는 전 조사지점을 대상으로 평균했을 때, 갈수기에 비해 감소하는 특성을 보였다. 또한 일부 지점별 특성은 차이가 있지만, BOD및 COD는 강우와 유의한 관계를 보이지 않았다. 한편, 계절별 SS농도는 강우기에 크게 증가했으며, TP의 변이는 TN과 유사한 양상을 보였다. 금강에서 상 하류간의 TP, TN, BOD, COD, SS 및 EC의 분석에 따르면, 지천인 갑천이 유입되어 영향을 주는 S9에서 수질이 극히 악화되어 $S9{\sim}S13$의 하류역에서는 모든 변수에서 2배 이상의 수질악화가 일어나는 것으로 나타났다. 이런 특성은 미호천의 지류부에서도 나타나 금강본류의 수질은 대전 및 청주의 도심에서 흘러나오는 지천의 영향이 하류의 수질악화에 큰 영향을 주는 것으로 나타나 특히 이런 지류부에서의 효율적인 수질관리가 절실한 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.150-160
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• 2010

본 연구는 형산강 수계의 7개의 하천 지점에서 이 화학적 수질의 시 공간적 변이 파악을 위하여 1999년~2008년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석하였다. 수질 변수는 수온, 용존산소량(DO), 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 총인(TP), 총질소(TN), 부유물(SS) 및 전기전도도(EC)의 8개 항목을 이용하였으며, 수질 특성은 연별, 계절별, 조사지점별로 변이를 보였다. 이온 희석현상의 지표로 이용된 EC는 계절 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보였고, 계절별 영양염류 (TN, TP)는 전 조사지점을 대상으로 평균했을 때 TN은 갈수기에 감소하는 경향을 보였으며, TP는 도심지역을 관통하는 중류부에서 장마기에 증가하는 경향을 보였다. BOD와 COD는 강우와 유의한 관계를 보이지 않았다. 계절별 SS 농도는 장마기에 크게 증가하였으며, 본류의 SS는 하류로 갈수록 증가하였다. 형산강 상 중류의 BOD, COD, TP, TN, SS 및 EC는 도심지역을 관통하는 H3 지점을 지나면서 모든 변수에서 크게 증가하여 수질 악화가 일어나는 것으로 나타났다. 즉, 경주시 및 포항시의 도심에서 흘러나오는 지천의 영향이 하류의 수질 악화에 큰 영향을 주는 것으로 나타나 효율적인 수질관리가 필요할 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2020

원주시를 비롯한 남한강 지류인 섬강의 중·하류 지역에서의 물 부족 및 수해를 방지를 위하여 남한강 지류인 섬강 유역에 횡성댐이 건설되었다. 그러나 상수원으로 이용되는 타 댐에 비해 횡성댐의 최근 5년간 TOC와 BOD₅의 평균 농도가 높은 것으로 나타났다. 횡성댐 유역의 수질 오염은 원주시와 횡성군의 식수원인 횡성호의 수질에도 악영향을 미치게 되어 이에 대한 개선책이 필요하다. 이에 본 연구에서는 횡성댐 유역의 주요 유입하천을 대상으로 오염원 현황을 파악하고 홍수기 유량·수질 모니터링을 통한 오염원 특성 및 기여도를 분석하였다. 이를 바탕으로 SWAT 모형을 구축한 후 횡성댐 유역 내 주요 우심하천인 구사천과 횡성댐 말단 지역에 대해 적용 가능한 총 5가지의 수질개선 대책 시나리오를 구성하여 유역 모델링을 통한 전체유황, 홍·풍·평수기, 저·갈수기 수질 오염 저감 효과를 분석하였으며, 추가적인 수질개선 대책으로 지역적 특성을 반영하여 오염원별 다양한 관리대책을 제시하였다. 우심하천인 구사천의 경우 마을하수도 설치에 대한 오염부하 저감 효과와 벌목에 대한 오염부하 영향에 대한 시나리오를 모델 내 적용하여 분석하였다. 또한 횡성댐 유역 말단에 대해 비가림시설 및 유출방지턱 설치에 따른 오염부하 저감 효과, 표준시비량 적용 및 농업BMPs(물꼬관리, 완효성비료, 볏짚피복, 초생대)에 따른 오염부하 저감 효과를 분석하였다. 시나리오별 수질개선 효과를 분석한 결과, BOD₅는 최소 0.1 ~ 11.6%의 수질개선 효과가 있었으며, T-N은 0.1 ~ 22.3%, T-P는 0.1 ~ 31.8%, TOC는 0.1 ~ 3.8%의 수질개선 효과가 있는 것으로 나타났다. 각 수질항목별 시나리오를 분석한 결과, 비가림시설 및 유출방지턱과 축산분뇨 위탁처리 시나리오, 경작지 표준 시비량 시비 및 농업 최적관리 적용 시나리오의 오염원 저감 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 향후 본 연구에서 제시한 오염저감 시나리오와 수질개선 대책 등을 통해 도출된 결과는 횡성댐 유역의 수질 개선을 위한 대책 수립에 기여할 수 있을 것이라고 판단되나, 횡성호 상류유역의 수질개선만 고려했기 때문에 호소 내 수질관리에 대한 후속 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제36권2호
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• pp.125-129
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• 2000

낙동강 연안 수역에서 세균의 생산성과 생산물량을 측정하여 미생물의 먹이고리에 기여하는 정도를 파악하기 위해 미생물학적 요인과 주요 환경요인을 측정하였다. 낙동강 연안 수계는 겨울철 갈수기에 유입되는 부영양화 담수의 영향을 많이 받았다. 종속영양세균과 총세균의 개체수는 각각$5.4{\times}10^2 ~ 3.2{\times}10^4, 2.2{\times}10^5 ~ 9.8{\times}10^5 $cells/ml이었으며, 세균의 평균 체적과 생물량은 각각 0.023~0.201$\mu$$m^3$/cell, 0.010~0.140$\mu$g-C/ml로 정점별, 계절별 차이는 크지 않았으나 체적과 총세균수가 반비례하였다. Thymidine pool size는 12.93~44.66nM로, 동계에 비해 하계에 세균이 이용하기 쉬운 pool로 이루어져 하계의세균 이차 생산성 측정치가 과소 평가될수 있음을 보여주고 있다. 종속영양세균의 이차생산성은 0.12~22.38$\mu$g-C/l/h의 변화 범위를 나타내었으며, 담수 유출부와 인접한 정점에서 가장 낮은 값을 보였다. 동계에 세균 생산성의 분포는 엽록소 a 및 수온 변화와 밀접한 상관성을 보였으며, 또한 세균 생산량도 많은 영향을 미치는 것으로 나타나 본 조사 수역에서 측정된 세균 생산성의 상당 부분은 식물플랑크톤의 공합성 산물을 이용하는 세균 생물량의 증가임을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.478-478
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• 2022

섬진강은 하굿둑이 없는 열린 하구로서 하구로부터 약 21km까지 조석의 영향을 받아 강물의 염도가 시간에 따라 변하는 환경이다. 오랫동안 섬진강 하구는 다양한 원인으로부터 바다화로 대표되는 염하구 문제가 지역 현안 사항으로 제기되어 왔다. 상류에서의 용수사용 증가로 인한 하천 유하량 감소 또한 그 원인들 중 하나로 판단됨에 따라 실제 하구까지 내려오는 하천유량과 바다로부터 유입되는 해수를 구분하여 정량화하는 연구가 필요한 사안이다. 본 연구의 목적은 섬진강 수계 하구에서의 다양한 생태환경을 보전하기 위한 적정 염분유지가 요구됨에 따라 섬진강하구 염분계측기(섬진강대교)를 설치하여 염분농도를 관측하고 하천유량, 하천취수 및 해양조위에 따른 염분농도 변화를 모의하여 하천유량과 염분과의 관계를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 수치모델을 이용하여 상류로는 구례군(송정리) 수위관측소부터 하류로는 여수해만 및 문의리까지의 구역을 설정하고 광양조위, 하동수위 및 고정식 염분 계측기 관측염분농도 자료를 이용하여 수치모델링의 재현성을 검증하였다. 검증 결과, 결정계수(R²)는 0.87(하동수위), 0.93(광양조위), 0.56(섬진강대교 염도)를 나타냈다. 모델 검보정 후 하천유량에 따른 염분변화 실험을 실시하여 염분농도 거동을 분석하였다. 모델 결과, 섬진강하구에서의 염분거동은 소조기때 염분체류 현상으로 인해 대조기 거동과는 큰 차이를 나타냈다. 따라서, 모델링 결과를 이용한 유량-염분 조견표는 각각 대조기와 소조기로 구분하여 산정하였다. 대조기때는 송정유량이 10톤/초의 평균갈수량이 흐를 경우 다압에서의 취수량이 2.52톤/초 ~ 4.63/초로 증가할수록 18.8psu ~ 19.9psu로 증가하였다. 소조기의 경우는 25.5psu ~ 25.7psu로 대조기와 비교하여 크게 증가됨을 나타냈다. 본 연구의 결과는 객관적인 생태환경 보전을 위한 적정염분농도 범위가 도출된다면 이를 유지하기 위한 필요유량과 필요유량을 확보하기 위한 장단기적인 대책수립이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1235-1247
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• 2013

본 연구에서는 충주댐($2750{\times}10^6m^3$) 및 조정지댐($30{\times}10^6m^3$)을 포함한 유역을 대상으로 미래 기후변화가 댐 저수량에 미치는 영향을 분석하기 위해 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하였다. 3지점의 9개년(2002~2010)동안의 자료를 이용하여 검보정을 실시한 결과 유출량에 대해서는 Nash-Sutcliffe 모델 효율(NSE)이 0.73으로, 두 댐의 저수위에 대해서는 0.86으로 나타났다. 미래 기후변화 시나리오자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 GCMs (General Circulation Models) 중 HadCM3 모델의 SRES(Special Report on Emission Scenarios)에 의한 B1과 A2 시나리오를 구축하였다. 미래 월별 기온과 강수자료는 과거 30개년(1977~2006, baseline period) 자료는 편의보정(bias-correction) 기법을 이용하여 오차보정 후, Change Factor (CF) method를 이용하여 상세화 하였다. 미래 연평균 기온은 2040s (2031~2050)에 $0.9^{\circ}C$, 2080s (2071~2099)에는 $4.0^{\circ}C$까지 증가할 것으로 예측되었고, 연평균 강수량은 2040s에 9.6%, 2080s에 20.7% 증가하는 것으로 나타났다. 과거 대비 미래 증발산량은 15.3%까지 증가하고, 토양수분은 최대 2.8% 감소하였다. 과거 9개년 평균 댐 방류스케줄에 따른 미래 댐 연평균 유입량은 가을철을 제외한 대부분 기간에 최대 21.1%까지 증가하는 경향을 보였다. 미래 가을철 댐 유입의 감소로 인해 현재 방류 패턴으로는 연말까지 결국 저수량을 회복하지 못하는 것으로 나타났다. 미래 풍수년과 갈수년에는 댐 저수량의 시간적 변동이 더욱 불안정해지므로 각각 저수량의 상향 및 하향 조정에 주의를 기울여야 한다. 따라서 기후변화 적응을 위한 댐 방류 패턴 조절이 필요하다고 판단된다.