• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.899-905
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• 2022

연안오염총량관리제는 지자체에 오염물질부하량을 할당하고, 오염부하 삭감뿐만 아니라 바람직한 지역발전에 있어서 아주 중요하다. 본 연구에서는 광양만특별관리해역의 총량관리 도입에 앞서 해역으로 유입하는 오염물질의 유입부하와 광양만 해역의 수질상태를 조사하였고, 현재 연안오염총량관리를 실시하고 있는 다른 해역의 장기적인 현황을 살펴보았으며, 수회에 걸쳐 광양만 특별관리해역 환경자문위원회의 의견을 수렴하였다. 그 결과, 광양만에도 총량관리의 필요성이 인정되었으나, 시행에 앞서 우선 COD, TN, TP, 중금속, PAHs의 지속적인 모니터링과 함께 총량관리 도입의 경제성과 효율성과 같은 타당성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권4호
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• pp.279-287
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• 2010

고성만 해역의 수질 특성 및 정체성을 알기 위해 1987년~2009년간의 만내 1개 정점에 대한 표.저층 수질에 대한 장기관측 자료를 분석하였다. 그 결과 고성만 해역의 수질은 chlorophyll-a, DIP, DIN을 기준으로 중영양(Mesotrophic) 단계이고, 화학적산소요구량(COD) 기준으로 해역등급 2등급으로 볼 수 있어, 고성만은 만내에 유입된 물질수지의 확산이 비교적 더딘 폐쇄성 내만임에도 불구하고 수질은 비교적 양호한 것으로 판단된다. 조사기간 전 기간에 걸친 수질성분에 대해 이동평균 시계열분석, 상관분석 및 회귀분석한 결과 고성만 해역은 시간의 경과에 따라 용존무기인(DIP)은 축적되고, 용존무기질소(DIN)는 감소하는 추세를 보였다. 또한 고성만 해역의 식물성플랑크톤 성장의 제한인자는 용존무기질소(DIN)이고, chlrophyll-a의 농도는 8월의 $4.60{\mu}g/L$로 가장 높았다. 계절 평균 및 계절지수는 11월이 가장 높아 고성만의 영양염 수지는 담수 등에 의한 외부유입보다 만의 내부 즉 수산생물의 대량 양식 및 저층 퇴적물에서의 용출 등이 더 큰 요인으로 작용하는 특징을 보였다. 따라서 고성만 해역의 수질 또는 해역 관리를 위해서는 목적에 따라 동 해역의 용존무기인(DIP), 용존무기질소(DIN) 등의 영양염 수지에 대한 고려가 필요한 것으로 보여진다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권1호
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• pp.39-50
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• 2003

시화호 북측확장단지 조성을 위하여 반월천과 동화천이 유입되는 상류에서 호안 축조 공사가 진행되는 경우 침적된 오열도가 실한 이 지역에서 저니토가 급격하게 교란될 때 시화호 수질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 3차원 수동역학 모델인 TIDE3D를 수질모델인 CE-QUAL-ICM과 결합하고 4개의 $\sigma$층을 사용하여 수체와 저질사이의 상호작용과 층별 변화를 모의하였다. 1년 이상의 장기적인 수질모의결과, 교란된 지점 인근에서는 저층에만 수질의 악화철상이 나타나고 시화호의 형상 및 외부 하천 유입의 복합적인 특성 상 약 5km를 지나면서 저질 교란의 영향이 표층에 나타난다. 현재의 상황에서는 겨울과 봄에 상류 오염유입이 많아서 COD와 TP수질이 좋지 않으나 이에 비해 저질의 교란으로 야기되는 수질 변화는 여름과 가을에 크게 저하되는 것으로 나타나 현존 상태와 반전된 결과를 제시한다. 선행연구(서 등, 2002)에서 취하였던 격자망보다 배정밀도로 상세화 하여 150m${\times}$150m의 격자에서 수치실험 한 결과는 계산시간의 증대를 유발하지만, 격자의존도가 수치해에 미치는 영향이 있는 것으로 판단되며 특히 유동이 배수갑문 인근의 영역에서 신을 통과하는 유량의 차이를 줄여 만족스러운 결과를 제공한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권1호
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• pp.45-56
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• 2007

수량 및 수질자료, 특히 수질자료가 없는 구간에서의 직접계산에 의한 오염부하 산정은 불가능하기 때문에 적절한 방법을 이용하여 결측구간의 자료를 보완(data filling)하여 계산하는 추정과정을 필요로 한다. 본 연구에서는 수질자료가 없는 구간, 즉 수질 결측구간에서 오염부하량을 산정하기 위한 다양한 농도 추정방법을 제시하고, 제시된 방법을 이용하여 추정된 농도변화 양상 분석 및 오염부하 변동양상을 비교 분석하여 보다 효과적이고, 효율적인 추정방법을 최종 제안하였다. 또한, 오염부하에 영향을 미치는 수량 및 수질인자의 상대적인 중요성과 연안 하천의 오염부하 특성을 구분할 수 있는 영향인자를 제시하였다. 수질자료 결측구간의 다양한 농도 추정방법을 이용하여 한강하구의 오염부하를 산정한 결과, 결측구간을 제외하고 추정한 오염부하는 매우 낮은 비현실적인 결과를 제시하였으며, 가용자료의 변동성을 고려한 선형내삽법이 가장 적합한 방법으로 파악되었다. 또한, 한강하구의 오염부하양상은 수량주도형으로 판단되었으며, 결측구간의 농도추정은 불가피한 과정으로 적절한 추정방법을 이용하는 것이 보다 바람직한 것으로 파악되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.218-218
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• 2011

낙동강은 4대강 살리기 사업에 의해 8개의 보(상주보, 낙단보, 칠곡보, 강정보, 달성보, 합천보, 함안보)가 하천 내에 건설되고 약 4억톤의 준설이 실시되면서 지형적으로 막대한 변화를 맞이하게 된다. 낙동강은 상류의 안동댐 및 임하댐에서 방류수, 중류의 구미 및 대구 등의 오염원 그리고 하류의 남강에 의한 영향 및 낙동강 하구언에 의한 정체에 의한 영향으로 지역적으로 수질 및 수리 특성이 서로 다르게 나타나고 있다. 낙동강에 건설되는 수중보들 또한 이러한 유입 및 경계 조건에 따라 서로 다른 수질특성을 나타낼 것으로 판단되며 이에 대한 영향을 미리 예측하고 발생 가능한 악영향에 대한 대안을 수립하는 것이 중요하다고 본다. 본 연구에서는 낙동강의 4대강 사업에 의한 지점별 및 시기적 영향을 정확하게 분석하기 위해 3차원 수리동역학 모델 EFDC와 수질모델 WASP을 연계하여 사용하였다. 연구대상지역은 안동댐 방류지점에서 낙동강 하구역까지의 총 334km의 지역을 포함하였으며 하천의 폭 방향, 수심방향 및 흐름방향에 대하여 3차원으로 격자를 구성하여 하천을 표현하였다. 수리 및 수질 보정에 필요 한 입력자료는 국토해양부 및 환경부 등에서 발표 된 자료를 이용하였으며 2007년을 기준으로 모의를 실시하였다. 4대강 살리기 사업에 의한 8개의 보 건설 및 낙동강 전역의 준설의 영향을 예측하여 사업 전 및 사업 후로 각각 구분하여 비교하였으며 사업 후 체류시간의 증가와 준설로 인한 수심증가에 따른 복합적인 원인에 의해 수질에 영향이 미치는 것으로 나타났다. 사업 후 낙동강의 각 수중보 출구 부근 지점에서 예측된 수질 특성은 사업전에 비하여 $BOD_5$는 전반적으로 감소하나, TN 및 TP 는 유사한 특성을 나타내었다. 그러나 Chl-a 농도는 상류와 중류에서는 체류시간의 증가로 증가하는 경향을 나타내었으며 이는 수질이 양호한 상류 지역에서 특히 큰 차이를 나타내는 경향으로 분석되었다. 그러나 낙동강 하구언 지역은 Chl-a 농도가 사업에 의해 약간 감소되는 경향을 나타내어 여타 구간과 다른 경향을 나타내었다. 이는 낙동강 하류의 Chl-a 농도가 이미 매우 높은 상태에서 체류시간에 의한 성장 촉진 보다는 수심증가로 인한 광량제한 효과가 더욱 지배적으로 나타난 것에 의한 영향으로 추정된다.

• 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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.102-114
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• 2013

인공호수인 시화호 유역은 우리나라에서 가장 고도로 산업화가 진행되고 있는 지역 중 하나이며 현재 조력발전소 가동으로 인한 수질변화가 예상되고 있다. 본 연구에서는 2011~2012년 동안 총 14회에 거쳐 시화호 내 외측의 투명도, 저층 용존산소 포화도, 용존무기인, 용존무기질소 및 클로로필-a의 조사결과를 개정된 수질평가기준(수질평가지수, WQI)에 적용하여 시화호 주변해역의 시 공간적 수질변화 특성과 조력발전소 가동에 따른 수질개선 효과를 평가하였다. 수질평가지수는 시화호 내측의 산업단지 주변과 외측의 하수처리장 방류구 주변에서 상대적으로 높았으며 각각 시화방조제와 외해역으로 갈수록 감소하는 수평분포 특성을 나타내었다. 시화호 내 외측의 수질은 주로 시화호 유역의 산업지역, 도심지역 및 농촌지역에 산재하는 비점오염유출과 하수처리장 방류에 큰 영향을 받고 있는 것을 알 수 있었다. 시화호 내측 수질평가지수는 2011년 평균 53.0(IV 등급, 나쁨)에서 2012년 평균 42.8(III 등급, 보통)로 큰 폭으로 감소하였다. 조력발전소 가동이 해수교환량을 증가시켜 저층 빈산소 환경이 약화되어 시화호 수질이 크게 개선된 것으로 나타났다. 시화호 외측 수질평가지수는 2011년과 2012년 각각 37.4와 35.3으로 모두 보통(III 등급)의 수질상태를 보여 조력발전소 가동 이후 내측 해수의 외측 방류에 의한 수질 오염은 없는 것으로 판단된다. 그러나 군집분석 결과, 산업단지 주변의 시화호 상류지역은 조력발전소 가동을 통한 수질개선 효과가 미미한 것으로 나타났으며, 강우가 집중되는 여름철에 수질이 악화되고 있어 시화호 전체 수질을 개선시키기 위해서는 하천이나 우수토구를 통한 비점오염물질 관리 및 저감대책이 시급한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.162-167
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• 2015

매년 여름철 피서지 1순위로 손꼽히는 해수욕장은 해양레포츠의 발달과 관광사업의 촉진으로 수많은 관광객들이 방문하고 있다. 하지만 우리나라 대부분의 해수욕장에서는 건전한 해수욕을 위한 수질안전지표 설정이 매우 미흡한 편이며 오염수준 또한 심각하다. 이에 강원도 강릉시 경포해수욕장을 대상지역으로 2012년 7월 17일부터 9월 4일까지 매주 화요일 오전에 채취한 시료로부터 병원성 수질지표인 장구균과 대장균, 총대장균군의 오염도를 분석하였다. 시료는 경포해수욕장 오리바위 배후부터 연안방향을 따라 200m 간격으로 3지점과 이안방향을 따라 백사장(dry beach), 포말대(swash zone), 유영층(swimming zone)의 3지점에서 총 9개를 채취하였다. 기온, 강우, 장소 등의 해안 환경 변화에 따른 병원균 증식 유리조건 및 인자들간의 상관성을 분석한 결과 백사장에서는 총대장균군, 포말대에서는 장구균, 유영층에서는 대장균의 농도가 가장 높았다. 또한 주간 누적 강우량과 평균 기온에 따라 시료채취 지점마다의 상관성에서는 백사장은 강우량과 정비례, 기온과는 반비례, 포말대와 유영층은 강우량과 반비례, 기온과는 정비례의 관계를 보였다. 백사장과 해수층인 포말대, 백사장과 유영층 각각은 반비례 관계를 보였지만 미비한 수준이었으며 포말대와 유영층간의 상관성은 약 90%의 매우 높은 수치를 띄었다. 본 연구는 건전한 수계 레크레이션 문화의 수질 안전지표 설정을 위해 해수욕장의 대표 관광명소 중 하나인 경포해수욕장을 대상으로 병원성 수질 지표들의 증식 유리 조건 및 확산특성 예측에 목적이 있다. 나아가 본 과정은 해변을 찾는 관광객들의 수질 안전 정보 제공 및 체계적인 가이드라인 제시로도 가치 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.162-162
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• 2021

현재 하천의 조사 및 분석에서는 다양한 장비들을 통한 현장계측 및 모니터링을 수행하고 있다. 특히 여러 하천이 만나는 합류부에서는 복잡한 혼합양상이 발생하며 다양한 조사 및 연구들이 진행되고 있다. 현장계측 및 모니터링은 제한된 여건으로 인한 지속적인 조사, 다양한 지점에 대한 조사의 어려움이 있으며 따라서 EFDC 모형을 활용한 모델링을 통하여 하천의 혼합거동을 재현하고자 한다. 이를 위하여 강정고령보~달성보 구간을 대상으로 현장계측 및 모니터링 자료와 환경부, 낙동강홍수통제소 등에서 고시하고 있는 수리, 수질, 기상자료를 활용하여 모델을 구축하고 수리, 수질에 대한 모의 및 분석을 수행하였다. 제한된 현장계측자료만으로는 모형의 구축에 어려움이 존재하기 때문에 대상구간에 존재하는 수위, 수질관측소의 자료를 활용하고 모형의 검·보정 단계에서는 특정지점의 수위, 평균유속, 다양한 수질인자들에 대한 모델링 결과와 실측자료의 비교, 분석을 수행하게 되며 추가적으로 단면에 대한 검·보정을 하고 이후 수리, 수질 결과자료의 비교를 통한 통계지표 산정을 통해 모형의 재현성을 평가하고 대상구간인 합류부에서 나타나는 유황곡선을 통한 다양한 유량규모, 유량비에 대한 시나리오를 구축하여 다양한 수리적, 환경적 현상과 변화를 파악하고 분석하였다. 대상구간에 대한 유황곡선을 통한 재현을 함으로써 다양한 유량규모, 유량비에 따라 나타나는 현상을 파악하고 향후 모델링, 합류부의 분석 및 연구에 있어 본 연구 성과의 활용성이 뛰어나다고 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-46
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• 2012

마산만은 폐쇄성이 강하여 해수유통이 원활하지 못해 소량의 오염물질이 유입되어도 외해로 확산되지 못하고 만내에 계속 머물게 되어 해역의 오염이 가중되고 있고, 만내에서 증식한 식물플랑크톤과 하천을 통하여 유입된 오염물질은 해저에 침강되어 분해·무기화를 거쳐 영양염이 다시 수중으로 공급되어 부영양화, 적조, 빈산소 등을 유발하여 생태계 건강도를 악화시키고 있다. 이러한 마산만의 해양환경개선을 위해 해수유동모델(COSMOS)과 생태계모델(EUTRP2)을 이용하여 환경용량을 산정하고 이매패의 개체군 성장모델을 연계하여 이매패를 포함한 생태계내 물질 순환 구조를 해석하여 이매패의 수질정화 효과를 분석함으로써 비용효과적이고 친환경적인 내만수질개선방안을 도출하고자 한다. 육상오염원의 효과적인 관리 방안으로 환경용량 산정을 통해 시나리오별 유입부하 삭감에 의한 수질관리 방안은 유입부하의 50~90%에 해당하는 비현실적인 삭감량이 제시된다. 마산만의 자생 COD를 평가한 결과 총 COD의 30.7%가 외부유입에 의한 COD이고 69.3%가 자생 COD에 의한 것으로 계산되었다. 이는 마산만의 수질관리에 있어 유기물의 공급원에 대한 제어뿐만 아니라, 자생 COD를 증가시키는 영양염의 유입원에 대한 제어가 필수적이라는 것을 의미한다. 마산만의 자생 COD를 유발하는 영양염류를 제거하기 위해 현재 상황에서 적용가능한 고도처리 증설의 비용을 산정하여 이매패류에 의한 생물정화 효과와의 경제성을 비교분석해 본 결과 20년 동안의 총 비용에 있어 질소를 제거하기 위한 질산화탈질법 906억원, 인을 제거하기 위한 화학침전법은 559억, 이매패류 양식은 461억원으로 산정되어 이매패류 양식은 질소와 인을 같이 제거하는 고도처리 도입에 비해서는 약 1/3의 비용이 소요되는 것으로 나타났다.