• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.157-170
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• 2002

연속적으로 방출되는 금강 담수에 의해 형성되는 풀룸(plume)의 구조와 분포를 시험하기 위해 전향력과 조석의 유무에 따른 3차원 수치모델 실험을 하였다. 조석없이 전향력이 포함된 경우 모델풀룸은 발달단계에서 남수로 북쪽에 시계방향 순환을 형성한다. 풀룸 확장이 진행되면 순환중심이 남서쪽으로 이동하며 남수로 입구에서부터 남서쪽으로 저염수의 유출 축 방향이 편향된다 이러한 결과는 외해의 강한 염분전선 때문에 하구입구 전방에서 누적되는 저염수에 의해 유지되는 해면경사에 의한 순압적 지형류 균형으로 설명된다. M$_2$분조를 포함하는 경우에는 모델풀룸이 북서쪽으로 멀리 확장하여 큰 혀모양의 염분분포를 이룬다. 외해역 풀룸의 조석주기 평균된 표층흐름은 주로 지형류 균형을 이룬다. 이러한 풀룸분포의 변화는 하구입구 외측에서 저염수를 북쪽으로 공급하는 조류이동에 의한 저염수 이류와 풀룸을 따라 평균해면을 높이고 북쪽 천해연안역 표층염분을 증가시키는 활발한 조류혼합에 의한 것으로 설명된다. 관측된 금강 풀룸의 주된 형태(Lee et at., 1999;최 등, 1999)는 하구 입구역에서부터 풀룸 축이 북서쪽으로 편향되고 북쪽으로 풀룸 두께가 깊어지는데 이러한 특징은 조석이 포함된 모델에서 잘 재현되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권1호
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• pp.14-26
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• 2011

금강하구 연안역에서 고주파 레이더를 사용하여 2008년 12월부터 2009년 2월까지 표층류를 관측하였는데, 관측된 표층류 자료는 전파의 간섭과 기상 상황에 따라 일시적으로 관측이 이루어지지 않는 구역들이 있었다. 관측된 구역의 자료를 보충하기 위하여 최적보간 과정을 개발하여 적용하였다. 금강하구 연안역에서 표층류의 공간적 상관성의 특성을 조사하고 최적보간법을 이용하여 공간적 결측 구역을 보충하였으며, 보간된 표층류의 시공간적 분포와 산출유속 오차 패턴을 조사하였다. 연구해역 표층 순환에서 조류가 우세하므로 연안역 관측 지점들 사이의 표층해류간 상관계수가 0.7 이상이었다. 원 자료를 보간하기 위해 관측 자료공분산(C), 지역화한 공간평균 공분산($C^G_{sm}$), 지수함수를 이용한 맞춤 평균공분산($C_{ft}$)을 사용하였다. 최적보간이 결측 구간을 채우고, 관측 자료의 시계열 중에서 뾰족하게 튀어나온 비정상적인 자료 부분을 억제하였으며, 그 결과 보간한 유속 자료의 분산은 원 자료의 분산보다 작았다. 공간적 자료획득률이 70% 이상(이하)일 때, $C^G_{sm}$ ($C_{ft}$)를 이용하면 C를 이용한 경우에 비해 보간 오차가 상대적으로 작았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.13-21
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• 2020

본 연구는 마산만과 낙동강 하구 인근의 해양퇴적토에 포함된 중금속 농도를 측정하여 기존 오염도 산정방법을 이용하여 6개 중금속에 대한 오염도를 평가하고자 하였다. 미국 환경청 기준에 따르면 Cu의 경우 B1지역은 심한오염으로 분류되었고 Ni과 Zn의 경우 일부지역에서 중간정도 오염으로 분류되었다. Igeo, EF, PERF의 분류에 따르면, A와 B 지역은 Cd에 의해 오염이 된 것으로 나타났다. 특히, B1 지역의 경우 Igeo, EF, PERF 값이 전 지역을 통틀어 제일 높은 값을 나타내어 심각한 오염으로 평가되었다. 6개 중금속 모두의 영향을 고려한 mean PEL quotient 분류에 따르면 모든 지역에서 중금속으로 인해 독성이 발생할 확률은 21%로 파악되었다. B1 지역의 Cd 농도는 1.5mg/kg으로 가장 높은 값을 보였고 이는 기존의 연구와 비교해서도 가장 높은 값임을 알 수 있었다. 따라서, 마산만 인근의 퇴적토에 포함된 Cd의 오염이 심각하므로 이에 대한 원인을 밝히고 향후 처리방안에 대해 신중한 접근이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권2호
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• pp.138-150
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• 2003

만경강과 동진강이 담수를 유출하는 서해중부 연안에서 41,000 ha의 하구 천해역을 간척하기 위해 33 km의 새만금 방조제가 건설되고 있다. 이 연안역에 담수의 주 공급원은 방조제 북쪽에 위치하는 금강이다 현재 고군산군도 와 연결되고 있는 방조제는 이 해역을 세 지역으로 나누는데 방조제의 북서, 남서 그리고 동부(새만금) 지역이고, 새만금 지역 해수는 북방조제에 한 곳과 남방조제에 두 곳인 미축조 구간을 통해 교환된다. 이 연안역에서 저염수와 관련된 하계순환을 진단하기 위해 1998년과 1999년에 수온과 염분의 분포와 구조를 관측하였다. 북방조제 외측지역의 표층에서는 저염수의 혀모양 분포가 관측되었는데, 금강하구 입구에서 북서쪽으로 60 km까지 확장하고 외해수와 경계지어지는 강한 풀룸전선을 형성한다. 새만금 방조제 내측에서 염분분포는 두 강물이 병합되고 있으며 저염수가 북방조제 미축조 구간쪽으로 편향되었음을 보여준다. 남방조제 외측지역 표층에서는 곰소만으로부터 북쪽으로 확장하는 다른 저염수의 작은 혀모양 분포가 관측되었다. 이러한 저염수 분포와 전선구조 분석을 바탕으로 새만금 방조제 주변에 반시계방향의 연안수 순환을 제시할 수 있는데, 이는 방조제 내측에서 북방조제 미축조 구간으로 유출되는 하구 수와 남쪽 방조제 미축조 구간을 통하여 외해에서 유입하는 해수로 구성된다. 하지만 방조제 축조가 완성된 후에는 만경강과 동진강 담수 유출이 인위적이고 직접적으로 남방조제 외측으로 변경되기 때문에 방조제 주변 연안역 순환형태는 변화될 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.5-11
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• 2019

본 연구는 낙동강 하구 인근의 해양퇴적토에 포함된 PAHs의 농도를 분석하여 퇴적토의 생태학적 위해성을 평가하고자 하였다. 퇴적토의 주성분은 $SiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, $Fe_2O_3$였으며, 강열감량은 2.97%에서 8.39%의 분포를 보였다. 총 PAHs의 농도는 $128.4ng\;g^{-1}$에서 $507.4ng\;g^{-1}$의 범위를 가졌으며 2고리와 4고리 형태의 PAHs로 주로 구성이 되어있었다. 8개 지역의 각각의 PAHs의 농도는 모두 ERL 이하로 생태학적 위해성은 낮은 것으로 판단되었다. 지역별 PAHs의 생태학적 위해성 평가는 M-ERM-Q를 사용하여 이루어졌고, 계산 값 모두 0.1 이하로 생태학적 위해성은 낮음으로 분류되었다. 발생원 분석을 통해 각 지역의 PAHs의 발생원은 N-1과 N-7은 풀, 나무, 석탄 등의 연소이며, N-5와 N-6는 석유연소, N-2, N-3, N-4, N-8은 석유오염인 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.56-56
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• 2023

남양호는 농업용수 공급을 위해 건설된 하구 담수호로 과도한 영양물질 축적으로 인해 매년 여름 녹조류가 번성한다. 따라서 본 연구에서는 조류발생 특성을 분석하고자 식물성 플랑크톤 및 관련 분해 산물에 의해 고유 광학특성을 가지고 있는 Chlorophyll-a(Chl-a)의 추정을 통한 녹조 발생을 파악하고자 Sentinel-2 Multi Spectral Image(MSI)의 원격 반사율 광학 스펙트럼을 사용하였다. Chl-a 추정알고리즘 개발을 위하여 Sentinel-2 A, B의 교차 방문주기인 5일 간격에 맞추어 현장수질자료(2022년: 27회 2023년: 27회)를 측정하였다. Chl-a 농도는 EXO-YSI를이용하여 측정하였으며 해당기간동안 9.4 ~ 127.1 mg/L의 범위를 보였으며, Sentine-2 자료는 A, B자료에서 B1(443 nm) ~ B8A(865 nm)파장의 값을 기상조건(구름, 안개, 강수)을 고려하여 현장수질측정 위치에서 반사도를 추출하였다. 입력자료는 대기 및 방사영향을 고려해 반사도 간의 비율자료와 선행연구에서 활용된 반사도를 활용하였으며 알고리즘은 다중선형회귀분석(Multi Linear Regression Model)과 Random Forest를 활용하였다. MLR의 경우 결정계수(R2)가 학습 및 검증에서 각각 0.68, 0.59의 성능을 보였으며, RF의 경우 각각 0.94, 0.85의 성능을 보였다. 해당알고리즘으로 생성된 Chl-a 시공간농도 자료는 담수호내 조류발생 특성을 분석하고 효율적 조류관리 및 대처에 활용될 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권3호
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• pp.154-163
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• 2005

1988년에 완공하여 1994년 8월부터 수문을 작동한 금강 하구언으로 인해 금강 하구역 환경은 크게 변하였다. 수문을 통해 담수를 불규칙하게 방류하면, 극심한 염분 저하와 함께 수중 무기영양염 농도가 급변한다. 이와 같이 환경 스트레스가 큰 금강 하구 내측에서 춘계 식물플랑크톤 군집의 단주기 변동을 연구하기 위하여, 2004년 2월 중순부터 4개월 동안 2개의 고정점에서 약 2일 간격으로 고조 때에 현장조사와 시료채취를 실시하였다. 하구언에 근접한 정점에서는 정점2(도선장 부근 정점)에 비해 염분 측정치의 변동계수가 2배에 이르러, 정점1에서 시간에 따른 염분의 변동이 극심함을 반증하였다. 용존 무기영양염 가운데, 질소계 영양염($NO_3^-,\;NO_2^-$ 및 $NH_4^+$)의 농도가 정점2에 비해 정점1에서 뚜렷이 높게 나타나, 수문 작동에 따라 그 농도가 부정기적으로 급변할 수 있는 환경임을 확인하였다. 식물플랑크톤 군집을 구성하는 주요 분류군은 규조류로서 출현종의 수나 생물량 모두 최고치를 기록하였다. 이 가운데 단독성 중심 규조 Cyolotella meneghiniana와 사슬형 중심 규조 Skeletonema costatum은 조사기간 전반부에 차례대로 5-6주 동안씩(천이 구간 I 및 II)절대 우점하여, 수온 $10^{\circ}C$의 시점을 중심으로 뚜렷한 천이현상을 보여 주었다. 천이구간 III(4월 중순-5월 말)은 대량 방류된 담수와 함께 하구역에 유입된 담수 녹조종인 남세균 Aphanizomenon flos-aquae와 Phormidium sp. 등이 매우 높은 구성비를 나타낸 시기이다. 이 기간에는 극저염-고염의 극심한 변동으로 인하여 낮은 수준의 생물량을 기록한 규조 Cyclotella meneghiniana와 Skeletonema costatum 외에는 담수종들이 전적으로 우점하였다. 천이구간 IV에서는 수온이 $18^{\circ}C$ 이상으로 상승하면서, 규조 Guinardia delicatuia가 단일 시료 내 최고 우점도 $75^{\circ}C$를 기록하며 약 일주일간 우점하였다. 즉, 조사기간 중에는 수온 $18^{\circ}C$ 미만의 극심한 염분 변동기(천이구간 III)를 제외한, 전 기간 중에 규조가 절대 우점하며 춘계 식물플랑크톤 우점종의 천이를 주도하였다. 천이구간 III에서도, 만약 담수방류의 규모와 빈도를 적절히 조절하였더라면, 주요 우점종이 담수 남세균이 아닌 하구성 규조로 바뀔 수도 있었을 것이다. 본 연구에 적용한 격일간 현장조사는 불규칙한 담수방류가 불가피한 반일주조 하의 하구역 환경에서 식물플랑크톤 종의 천이현상을 규명하기 위한 최소한의 필요조건으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.217-217
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• 2019

해안과 하천이 위치해 있는 낙동강하구의 담 염수 경계면 추적 연구에서 담 염수 경계면의 담수기원특성을 분석하기 위해서는 담 염수 경계면을 이루는 담수의 기원이 하천 혹은 지하수 인지를 규명하는 것이 매우 중요하다. 담 염수 경계면에 있는 담수는 일반적으로 하천과 지하수에 의한 것으로, 낙동강하구 일원을 대상으로 지하수공 내 해수침투 여부 파악을 위해 화학적(유기물) 분석을 실시하였다. 이와 아울러 낙동강하구 일원에서 담 염수 경계면에서 채취한 수질시료의 담수기원을 분석하기 위하여 K-water연구원 수질안전센터에 지하수공 7개지점(BH-1~7호공)의 심도별 물시료 2~4개지점(총 23개 지점), 하천(1개 지점), 해수 및 해안유출수(각 1개 지점)를 포함한 26개 시료를 LC-OCD(Liquid Chromatography-Organic Carbon Detector)로 분석하였다. LC-OCD 분석결과 특성은 기본적으로 유기물질이 물에서 유래한 aquagenic 혹은 토양층에서 유래한 pedogenic 유기물질 인지에 달려있다. 댐 또는 하천에서 pedogenic 유기물의 농도는 일반적으로 유역분지의 수문 또는 수리지질학적 경로에 의존한다. pedogenic 유기물들은 주로 상대적으로 작은 분자량을 갖는 친수성, 높은 사슬밀도 및 내화성 분자특성을 갖는 펄빅산으로 구성된다. aquagenic 유기물질은 수생 식물성 생물이나 플랑크톤의 분해 산물로서 세포벽에서 유래된 peptidoglycans와 고분자량의 polysaccharides 등을 포함한다(Chio & Jung, 2008; Buffle, 1988). 담 염수 경계면 추적을 위한 7개 관측공의 심도별 수질시료는 하천, 해수, 그리고 해안유출수의 용존유기탄소를 분석하기 위하여 LC-OCD로 정밀분석하였다. 그 결과, humic, 휴믹물질의 산화물질인 building blocks, 생물고분자 물질(bio-polymers), neutrals, acids로 분석되었으며, 일반적인 자연유기물질의 기원은 pedogenic과 aquagenic 유기물질로 분류된다. IHSS 표준물질 분석 등을 통한 SUVA 값으로부터 자연유기물질의 기원정보를 제공하는 HS-Diagram으로 도시한 결과, 2018년 11월 2일 조사한 26개의 원수시료 전체는 pedogenic fulvic acid〉aquagenic fulvic acid으로 하천의 기원이 우세한 것으로 분석되었다. BH-1호공과 BH-6호공의 특정 1개구간 GL.-6m를 제외한 모든 구간에서 aquagenic FA의 지하수 기원으로 분석되었으며, 나머지 지하수공(BH-2, 3, 4, 5, 7)과 하천 및 해안유출수는 유역분지 수문학적 경로인 pedogenic FA의 하천 기원의 담수인 것으로 분석된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.421-421
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• 2023

하구담수호는 하천의 출구점이 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설하고 이를 통해 형성되는 인공호수이다. 출구점에 위치한 지리적 특성은 많은 수자원을 확보할 수 있지만 유역에서 발생하는 모든 유입량 및 오염물질이 유입되어 홍수위험 및 수질악화가 문제점으로 제시되고 있다. 담수호의 관리수위는 배수갑문 운영에 기초가 되는 수위로 용수공급, 홍수위험도를 고려하여 산정한다. 하지만 기후변화로 인해 가뭄, 홍수의 위험성이 커지고 있으며, 이를 고려하여 관리수위의 산정이 필요하다. 로버스트 의사결정 기법은 기후변화의 불확실성 하에서의 정책 결정을 위해 제시된 개념으로 불확실한 미래상황에 대하여 최적이 아닌 여러상황의 준수한 결과를 보이는 방법을 선정해 예상치 못한 상황에도 대비할 수 있는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 담수호의 관리수위 산정을 위해 로버스트 의사결정 기법을 적용하였다. 관리수위 산정을 위해 미래 기후변화 시나리오는 CanESM5 GCM의 SSP1, 2, 3, 5 시나리오를 이용하였으며 담수호 관리수위는 기존 관리수위를 포함한 5개의 관리수위를 모의하였다. 각 시나리오에 따른 유입량, 호소수위 및 호소수질 변화를 모의하기위해 유역모형 HSPF와 호소모형인 EFDC-WASP 모형을 연계하여 활용하였다. 로버스트 의사결정 기법에 성능인자로는 신뢰도기반 이수, 치수, 수질지표를 활용하였으며, 결정인자으로 후회도를 활용하였다. 후회도는 로버스트의사 결정에서 널리 쓰이는 결정인자로 가장 좋은 성능인자와 그 대안의 성능인자의 차이를 의미한다. 최종적으로 최소의 최대 후회도를 갖는 시나리오를 1순위로 선정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.469-469
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• 2022

하구담수호는 하천의 종점에서 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설해 담수를 유도하여 형성되는 인공호수이다. 유역 말단에 위치하기 때문에 유역에서 유출되는 모든 수자원을 확보할 수 있는 장점이 있지만, 유역에서 발생하는 오염물질이 모두 유입되고 인공적인 담수의 특성 때문에 수질이 악화되기 쉬운 조건을 지니고 있다. 담수호의 수질관리는 유입되는 오염물질의 양이 많고 담수된 수자원량도 많으므로 부분적인 방법으로는 개선이 어려우며, 유역과 호소를 포함한 종합적인 대책이 필요하다. 담수호의 수질관리대책 수립은 크게 상류 유역에 대한 대책과 호소에 대한 대책으로 구분된다. 대표적인 대책으로는 상류 유역의 하수처리장, 축사, 농경지 관리를 통한 배출부하량 감소와 호소 내 수질개선을 위한 습지, 저류지 건설 및 준설을 통한 내부부하 감소 등이 있다. 이처럼 담수호의 수질관리를 위해서는 상류 유역에서 호소까지 종합적으로 고려해야 한다. 본 연구에서는 유역모형과 호소모형의 연계를 통해 간월호 유역을 모의하였다. 유역모형은 HSPF(Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 사용하였으며, 유역 내 3개의 하수처리장과 1개의 분뇨처리장을 고려하였으며, 4개 지점에 대하여 보정 및 검정을 시행하였다. 호소모형은 EFDC-WASP 연계모형을 이용하였으며, HSPF에서 모의 된 유입량과 호내 설치된 4개의 양수장, 배수갑문 운영일지를 고려하여 모의하였다. 호소 내 수질 측정지점에 대하여 T-N, T-P에 대하여 보정 및 검정을 수행하였다. 본 연구는 담수호 수질관리를 위한 분석시스템 구축으로 추후 대책에 따른 효과분석에 활용할 수 있을 것이다.