• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.438-438
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• 2021

우리나라의 수질오염총량관리제도는 수계 내 모든 유역을 관리대상으로 동일 기준유량 조건에 동일한 대상물질로 관리하고 있지만, 본류는 지류의 영향을 받고 있으며 지류는 사람이 거주하는 지역 인근에 있어 본류 수질에 직접적인 영향을 미치고 있다. 이는 지류의 시급한 개선이 필요한 오염물질의 실질적인 관리가 어려워 이를 개선하기 위해 오염도가 높은 지류의 총량관리를 위한 지류총량제도의 추가 도입이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 지류총량제 시행에 따른 효과를 예측하기 위해 팔당수계 유역을 소유역 단위로 분할하고 HSPF 모형을 적용하여 팔당수계 소유역 지류에서의 수질 변화 양상이 본류에 미치는 영향을 분석하였다. 연구대상지역은 팔당수계 중권역 유역(남한강 하류 유역, 경안천 유역, 북한강 하류 유역)으로 구분하고 유역 유출 및 수질 모델링은 지류하천을 포함하는 57개 소유역을 대상으로 수행하였다. 입력자료는 공간자료(표고, 경사, 토지이용, 토양도 등)와 기상자료(춘천, 양평, 이천, 수원관측소)는 2008년~2018년의 강수량, 최고기온, 최저기온, 평균풍속, 평균습도 등의 시단위 자료를 사용하였다. 모의결과, BOD는 남한강 하류유역의 주요 지천 유역인 복하천, 양화천, 청미천 및 흑천 유역에서 0.54~0.56mg/L의 범위로 주변 유역보다 높게 나타났으며, 경안천 유역은 경안천 유역의 중·하류 유역에서 2.63~4.22mg/L의 범위로 높게 나타났고, 북한강 유역은 조종천 하류 및 북한강 상류 유역에서 1.36~3.31mg/L의 범위로 주변 유역보다 높게 나타났다. T-P는 남한강 하류 유역은 주요 지천 유역인 복하천, 양화천, 청미천 유역에서 0.07~0.19mg/L의 범위로 주변 유역보다 높게 나타났고, 남한강 하류 유역의 중간 지점 유역인 한강(E1, E2, E4, E6)에서 높게 나타났다. 경안천 유역은 중·하류 유역의 좌안측 유역인 경안(A4, A3, B2, B1, F9)에서 0.1~0.14mg/L의 범위로 높게 나타났으며, 북한강 유역은 전체 유역에서 0.06mg/L 이하로 남한강 하류 및 경안천 유역보다 전반적으로 낮게 나타났다. 이와 같이 지류총량관리에 HSPF 모형의 적용은 가능하였으나 HSPF 모형을 이용한 소유역 단위의 유량 및 수질 예측을 위해서는 기존의 유량 및 수질 관측망을 소유역 단위로 좀 더 정밀하게 계획하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.233-238
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• 2007

낙동강 상류에 위치한 고랭지 농업 지대의 수질 특성을 조사하고 토지 이용 형태에 따른 부하 원단위를 산정하였다. 낙동강 고령지 농업지대에서 나오는 유출수가 하천 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 낙동강 권역 중 고령지 농업 활동이 주로 이루어지는 상류권역인 강원도 태백, 경상북도 봉화, 영주 주변의 지점을 선정하여 물 시료를 채취하여 모니터링 하였다. 낙동강 상류권인 강원도 태백과 경상북도 봉화 및 영주 지역의 시기별 BOD 농도는 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼 거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $10.71{\sim}18.25$ mg/L로 BOD의 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. COD 농도는 BOD 값과 비교할 때 대체적으로 모두 높았으며, 특히 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $18.11{\sim}21.26$ mg/L로 COD의 호소수질환경기준 중 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 BOD와 마찬가지로 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. T-N 농도는 $0.1{\sim}14$ mg/L의 범위로 측정되었고 대부분의 경우 상류지역 몇 군데를 제외하고는 거의 전 지역에서 호소수질환경 농업용수기준인 1 mg/L을 초과하였다. 종합해보면 상류에서 하류로 갈수록, 비영농기보다 영농기에서 대체적으로 총 질소의 농도가 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 자정작용에 의해 희석되어야 하지만 계속해서 질소를 함유한 영양물질(영농활동)이 유입되기 때문이며, 또한 영농기에는 비료의 사용과 집중 강우로 주변 하천으로 유입되기 때문인 것으로 판단된다. 총 인(T-P)은 영농활동이 집중적으로 이루어지는 7월의 경우 하류 지역의 총인의 함량이 약 0.4 mg/L로 조류발생가능수준(0.05 mg/L)보다 8배 정도 높았으며, 이는 영농활동을 위하여 시용된 인산질 비료가 토양에 흡착되어 강우 시 토양유실과 함께 하천으로 이동되었기 때문으로 판단된다. 낙동강 조사 고랭지 밭 유역의 밭의 BOD 부하 원단위는 12.25 $kg/km^2{\cdot}day$이었으며, T-P의 부하 원단위는 0.55 $kg/km^2{\cdot}day$, T-N의 부하 원단위는 32.35 $kg/km^2{\cdot}day$이었다. 밭에서 나오는 오염부하량이 산림지에 비해 BOD에서 약 14배, 총 인(T-P)에서 약 9배, 총질소(T-N)에서 약 19배 이상 정도 높다. 현재도 계속해서 임야가 개간되어 영농 활동이 이루어지고 있기 때문에 밭에 대한 오염 부하량은 관리 대책이 없을 경우 계속 높아질 것으로 판단되므로 최적영농관리기법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.91-106
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• 2014

본 연구는 다변량 통계분석기법을 이용하여 한국 수자원단위지도의 전국 795개 표준유역에 대하여 수문학적 군집화를 수행하였다. 국내 유역의 종합적인 특성인자 산정을 위해 지형, 하천, 기상, 토양, 토지이용 및 수문학 관련 유역특성인자 30개를 선정하였다. 다변량 통계기법인 요인분석을 통해 유역특성인자들 간의 상관관계를 분석하여 16개의 대표 유역특성인자들을 추출하였으며, 유역의 특징을 결정짓는 인자는 토양특성, 유역위치, 유역크기, 기상 및 수문특성에 관련된 인자들로 나타났다. 군집분석을 위해 전국의 기상, 강우, 수위관측소의 자료를 수집하고 양질의 자료보유현황을 검토하여 73개의 계측 유역을 구분하였다. 이 73개의 계측유역을 기준으로 하여, 나머지 미계측 유역 간에 16개의 대표 유역특성인자들과의 유클리드 거리를 계산함으로써 수문학적 군집화를 수행하였다. 그 결과 각 권역별로 동일권역 내 표준유역 사이의 유사성은 한강이 87%, 낙동강이 69%, 금강이 41%, 섬진강이 52%, 영산강이 27%로 분석되었다.

• 생태와환경
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• 제52권2호
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• pp.94-104
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• 2019

본 연구는 금강 권역을 대상으로 일반최소자승법(OLS)과 공간지리 가중회귀모형(GWR)을 적용하여 유역 내 토지이용과 지형적 특성이 BOD, DO, TN, TP을 포함한 수질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 일반적으로 OLS는 변수 간의 관계가 균일하다는 가정에 기초하고 있으며, 지역적인 변화를 고려하지 않는다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 변수 간의 관계가 지역적으로 다르게 나타나는 것을 검증하기 위해 GWR을 이용하여 분석하였다. 종속변수인 총 4개의 수질 측정 항목(BOD, DO, TN, TP)과 독립변수인 토지이용 비율(도시, 농업 및 산림지역) 및 지형(고도, 평균 경사)에 대하여 OLS와 GWR 모형을 각각 추정하고, 비교하였다. GWR 모형의 $R^2$와 회귀계수 값의 기초 통계량을 분석한 결과, 공간적으로 큰 변동성이 있는 것으로 나타났다. 즉, 토지이용과 지형이 수질에 미치는 영향이 지역에 따라 균일하지 않은(non-stationarity) 것을 보여준다. 또한 OLS와 GWR 모형의 $R^2$, AICc, Moran's I 지수를 비교하였을 때, 대부분 GWR 모형이 OLS 모형에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 수질 및 유역 관리를 위한 토지이용 계획 수립 등의 정책적 근거로 활용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1371-1388
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• 2023

지구온난화로 인해 촉발된 기후변화가 홍수와 같은 수재해의 빈도와 규모를 증가시키며 국내 또한 장마와 집중호우로 인한 수재해가 증가하는 추세를 보인다. 이에 광범위한 수재해에 대해 효과적인 대응 및 기후 변화에 따른 선제적 대처가 필수적이며 이는 위성레이더 영상을 통해 가능하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 위성 레이더 영상으로부터 국내 수체의 특성을 반영하기 위해 한강권역과 낙동강 권역의 일부 수체 영역에 대해 수체 학습 데이터셋 1,423장을 구축하였다. 정밀한 데이터 어노테이션(Annotation)을 위해 다양한 상황에 따른 구축 기준 문서를 작성한 뒤 진행하였다. 구축이 완료된 데이터셋을 딥러닝 모델 중 U-Net에 적용하여 수체 탐지 결과를 분석하였다. 최종적으로 학습된 모델을 학습과에 활용되지 않은 수체 영역에 적용하여 결과를 분석함으로써 전 국토 수체 모니터링의 가능성을 확인하였다. 분석 결과 구축된 수체 영역의 대해서는 F1-Score 0.987, Intersection over Union (IoU) 0.955의 높은 정확도로 수체를 탐지할 수 있었으며, 학습 및 평가에 활용되지 않은 다른 국내 수체 영역에 대해서도 동일하게 F1-Score 0.941, IoU 0.89의 높은 수체 탐지 결과를 나타냈다. 두 결과 모두 전반적으로 일부 그림자 영역과 폭이 좁은 하천에서 오류가 관찰되었으나, 그 외에는 정밀하게 수체를 탐지하였다. 이러한 연구 결과는 수재해 피해 규모 및 수자원 변화 모니터링에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 추후 연구에서는 보다 다양한 수체 특성을 가진 데이터셋을 추가 구축한다면 오분류한 영역을 개선할 수 있을 것으로 기대되며, 전 국토의 수체를 효율적으로 관리 및 모니터링하는데 활용될 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권6호
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• pp.986-995
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• 2016

본 연구에서는 금강 대권역에 서식하는 멸종위기 담수어류의 분포, 이들 종에 대한 화학적 지표와의 관계 및 물리적 서식지 특성을 분석하였다. 금강 대권역에 서식하는 멸종위기종의 개체수는 감돌고기(Pseudopungtungia nigra), 꾸구리(Gobiobotia macrocephala), 돌상어(Gobiobotia brevibarba), 퉁사리(Liobagrus obesus), 미호종개(Iksookimia choii) 순으로 나타났다. 멸종위기 야생생물 I급 어류인 감돌고기는 금강 대권역 내 18개 하천에서 가장 광범위하게 분포하여, 향후 감돌고기의 I급 어종 선정에 대한 재평가가 필요한 것으로 사료되었다. 또한 초강 중권역에서 멸종위기어종이 총 4종 384개체가 채집되어 종수 및 개체수가 풍부하였다. 멸종위기어종 서식지에서 이화학적 수질내성도 분석에 따르면, 생물학적 산소요구량(BOD) 및 총인(TP)은 각각 매우 좋음(Ia), 좋음(Ib)으로 평가 되었으며. 암모니아성 질소($NH_{4+}$), 총질소(TN), 인산염 인($PO_{4^-}P$) 등의 수질 항목도 멸종위기종 비 출현지점에 비해 훨씬 양호한 것으로 분석되었다. 한편, 미호종개의 경우 수질의 내성범위가 다른 어종에 비해서 광범위하게 나타나, 화학적 수질특성이 크게 악화되지 않을 경우 수질특성 보다는 미소서식처의 하상구조, 수리수문학적 특성 등의 물리적 서식지 조건이 더 중요한 것으로 나타났다. 또한, 멸종위기종의 분포는 1~3차의 소형하천보다 4~6차 대형하천에서 높게 나타났으며, 주로하천의 상류 및 중상류에 작은 무리를 이루며 서식하는 것으로 나타났다. 멸종위기종 미출현지역과 출현지역의 생태건강도 다변수 평가모델 값은 각각 21.6 "보통상태(Fair)" 및 30.5 "양호상태(Good)"로 나타나 뚜렷한 차이를 보여, 생태건강도가 잘 유지된 곳에서 멸종위기종이 잘 서식하는 것으로 나타났다. 본 연구를 요약해 보면, 감돌고기와 같은 어종의 멸종위기종 선정에 대한 재평가가 향후 필요하며, 수질오염 및 서식지교란이 가속화되고 있어 멸종위기종에 대한 체계적인 보호 및 관리가 필요하다.

• 환경생물
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• 제23권2호
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• pp.120-128
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• 2005

2003년 3월부터 10월까지 영산강 수계 중 광주시 권역에서 선택한 총 14개 조사지역에서 수질의 이화학적 환경과 수생식물의 분포를 분석하였다. 전체 수생식물은 35과 68속 85종 9변종으로 총 94분류군이 확인되었다. 수계별로 수질의 이화학적 환경에 따라 오염지역과 비 오염지역을 구분하고 수생식물 분포양상을 확인하였다. 그 결과 가장 오염이 심한 것으로 여겨지는 광주천의 하류인 유덕동 일대에서 오염된 곳에 주로 분포하는 흰 꽃여뀌와 소리쟁이 등이 우점하였으며, 침수식물과 부엽 식물은 전혀 확인되지 않았다. 황룡강 일대와 영산강 상부지역 일대는 비교적 수질이 양호하여 비오염지역으로 판단되며, 이 지역에서 생육하는 달뿌리풀, 고마리, 물억새 등이 분포하였다. 광주시를 통과하는 동안 생활하수가 많이 유입되는 광주천 하류는 수생식물이 생육하기 힘든 수질환경인 것으로 판단되므로. 수질환경 개선을 위한 노력이 절실히 필요 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1496-1501
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• 2005

최근까지 물 부족을 해소하기 위한 방법으로 용수공급 확대만이 유일한 방법인 양 인식하여 왔다. 그러나 최근에 이르러 우리나라는 가용 수자원의 부족, 댐 개발 적지의 고갈, 지역주민의 집단반발 등으로 용수원의 적기확보가 난관에 봉착하고 있다. 갈수록 어려워지는 용수원 확보로, 급증하는 용수수요를 어떻게 충족시킬 것인가에 대한 진지한 논의가 필요한 시점인 것이다. 수자원의 확보가 심각한 사회문제로 대두되고 있고 물 부족 사태가 언제 올지 모르는 시점에서 앞으로의 용수수요에 대한 추정이 맞지 않고 용수량을 과다측정 또는 과소 측정하는 가장 큰 이유 중의 하나가 과거로부터 축적된 데이터의 부족이라 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 기존까지의 용수수요예측에 관한 연구는 부분적인 연구결과만 있을 뿐 전반적인 이론 및 기법에 관한 정립이 되어 있지 않은 실정이다. 용수수급의 효율화는 수요측면과 공급측면을 조화롭게 운용함으로서 가능해지는 것으로 용수수요를 정확하고 신속하게 예측하는 것은 용수공급능력의 확대와 동일한 효과를 나타낸다. 그러나 인구, 생활양식, 문화수준, 산업구조, 용수요금, 소득, 기후조건 등 각종 요인을 종합적으로 분석하여 장래의 용수수요예측을 한다는 것은 현 기술 상태에서 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 금강유역을 시범유역을 선정하여 금강유역내의 용수수급현황을 직접 현장조사를 통해 파악하고, 현재 용수수급현황 파악에 있어서의 문제점과 향후 체계적이고 정확한 용수수급현황 파악을 위한 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 주요 생활용수, 공업용수 취수장을 직접 방문하여 용수사용실태를 조사함은 물론 금강홍수통제소에서 운영하고 있는 하천유수사용실적 관리시스템의 필요성과 문제점을 동시에 분석해보았다. 더 나아가 지속적인 용수사용실태를 조사하여 표준권역별로 물이용 지표화를 제시함으로써 향후 용수사용실태 분석시 효율성을 극대화 시키는 방안을 제시한다면 용수수요추정 오류에 따른 부작용을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.287-297
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• 2007

DEM을 이용하여 국부경사와 기여면적 사이의 규모에 따른 거동특성을 조사하여 면적한계기준과 경사-면적한계 기준이 상호보완적인 형태의 수로망 추적절차를 제시하였다. 상기방법과 현장자료에 대한 적용을 통하여 유역의 경사는 공간적으로 대규모의 산포경향을 갖는 지형인자임을 확인할 수 있었다. 양자의 규모에 따른 거동특성권역에 따라 지면의 형상은 발산지형과 수렴지형으로 분류될 수 있었다. 본 연구에서 제시한 수로망 동정 절차를 설마천 시험 유역에 대하여 수행한 결과 유역의 동적 거동을 확인할 수 있었다. 또한 이로부터 지형도를 이용한 수작업에 기초한 방법에 비하여 하천두부의 거동과 수로망의 동적특성을 잘 표현하고 있음을 볼 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1341-1353
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• 2017

This study aimed to identify the aquatic and riparian factors associated with the presence/absence of the Eurasian otter in the Nakdong river basin, where the species is relatively more abundant than other otter species. Environmental factors and presence records were collected. Geographical Information System technology and chi-square test were used to compare environmental gradients in aquatic and riparian factors between presence and absence sites. Aquatic habitat attributes were evaluated with natural riverside sandbars and channel crossing artificial structures, the ratio of channel width to alluvial plain width, riverbed substrate, and flow diversity. Riverbank characteristics, bank materials, man-made embankment types, and land use/land cover of inland and riverside areas were selected as riparian habitat attributes. Compared to the aquatic attributes, riparian attributes were highly significant when assessing otter presence and absence sites, suggesting that conservation of suitable riparian areas to provide maternity and resting areas for otter species is essential in the Nakdong river basin. None of the aquatic attributes examined were statistically significant when evaluating otter presence or absence. These results indicate that the presence of suitable riparian area for resting and reproduction habitats is more critical to the presence of Eurasian otter than food availability in aquatic areas. To inform implementation of effective conservation actions, broad-scale factors, such as watershed attributes, would be needed to further assess habitat conditions of the Eurasian otter.