• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.26-26
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• 2017

우리나라는 하천 및 호수 등 지표수에 대한 수자원 의존도가 매우 높다. 지표수는 태양광에 노출되어 있고, 기온의 영향을 직접 받기 때문에 기후변화에 대해 매우 민감한 수체이다. 기후변화로 인한 이상 저온, 이상 고온, 홍수, 가뭄 등의 자연 현상은 하천, 호수의 물리화학적 및 생태학적 특성을 변화(교란)시키고 있다. 이러한 기상현상에 변동되는 수질특성을 고려하여 기상청 확률기상예보를 구축된 인공신경망 예측모형의 입력인자로 적용하여 수질예보시스템을 개발하고자 하였다. 모형구축은 실제 일어난 기상관측자료와 요인분석을 통해 분류한 수질인자를 반영하여 단위유역별 수질예측을 위한 ANN학습을 실시하였다. 각 단위유역마다 기상요인의 공간적 세밀화 적용을 위해 각각 남강A, 남강B는 산청기상대, 남강C, 남강D는 진주기상대, 남강E는 의령기상대 자료를 이용하였으며, 수질항목은 DO, BOD, COD, TOC, T-P, SS 총 6개로 단위유역 5개에서 총 30개 예측모형 구축을 위한 자료를 수집하였다. 학습된 인공신경망 예측모형에 기상청 확률예보 값을 입력인자로 사용하여 모형평가를 실시하였다. 5개 단위유역 중 상대적으로 유역관리의 시급성을 고려하여 남강댐 하류 단위유역인 남강D, 남강E 인공신경망 모형의 입력자료로 적용하여 평가하였다.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.9-19
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• 2001

본 연구는 1993년 4월부터 1994년 11월까지 대청호 17개 조사지점에서 수온 성충 및 수체 혼합 현상을 평가하였다. 조사기간 동안 하절기 장마 강도의 차이는 뚜렷한 수리 수문학적 연 변화를 가져왔다. 1993년 하절기에 이론적 평균 수체류 시간은 27일로서, 1994년 하절기 (125일)에 비해 3개월 이상 짧았다. 1993년에 수온 성층화와 수층혼합 정도를 조절하는 중요한 물리적 요인은 밀도가 높은 중층수 유입현상(Interflow　current)에 의한 것으로 평가되었다. 1993년 하절기동안 상류 유입수는 호수 중류역 (댐으로 부터 27km 부근)에서 수직 하강되어 10${\sim}$20 m 수층을 통과함으로써 표충수인 호수물과는 혼합되지않는 현상을 보였다. 중층수 유입은 수온 성층화 현상의 약화, 하류역의 중층－심층에서 평균 $4＾{\circ}C$ 이상의 온도상승 효과 및 13 m 이상의 수층혼합을 가져왔다. 전자와　비교해볼 때, 1994년 하절기 중층수 유입현상은 관측되지 않았으며, 호수전체에 강한 성층이 형성되고 있음을 보였다. 1993년 온도 저항력 (Thermal resistance)은 $4.0\;{\time}\;10^5\;erg$로서, 1994년의 값($8.2\;{\time}\;10^5\;erg$)에 비해 절반 수준을 보임으로서, 수체의 물리적 불안정 상태를 시사하였다. 본 호수는 연중 겨울에 1회 수층혼합을 보이는 Warm monomixis 특성을 보였으나, 두해 사이의 수충혼합 시기는 차이를 보였다. 1993년 수층혼합은 1994년에 비해 약 1개월 일찍 일어났다. 하절기 동안 심충 수온 변화(Y)는 댐으로부터의 방류량(X)에 의해 98%까지 설명되었다($Y=4.35-0.06X+0.10X^2$, f<0.0001), 총체적으로 본 수체에서 수온 안정성, 수층혼합 시기 및 수 체류시간은 1차적으로 하절기 몬순 강도에 의해 조절되는 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.174-189
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• 2012

본 연구는 인공호의 영양 단계에 따른 피라미 개체군의 전장-체중 관계 및 비만도 지수 (K)의 차이를 알아보기 위해 2008년~2010년까지 부안호, 양양호, 진양호, 금풍지, 예당지 및 마산지 등의 6개 인공호를 대상으로 실시하였으며, 광범위한 분포 특성과 섭식 특성을 보이는 피라미(Zacco platypus)를 본 연구의 대상 어종으로 선정하였다. 총인 (TP)과 엽록소-a (Chl-a)를 이용한 영양상태지수(TSI) 분석 결과 양양호와 부안호는 빈영양(30~40), 진양호와 금풍지는 중영양 (40~50), 예당지와 마산지는 부영양 (50~70)상태로 나타났다. 6개 호수에서 총 47종 26,226개체의 어류가 채집되었으며, 빈영양호 (양양호, 부안호)에서는 민감종이 우세한 현상을 보였다. 한편, 중영양호 (진양호, 금풍지)와 부영양호 (예당지, 마산지)에서는 내성종이 우세한 것으로 분석되어 호수의 영양 상태에 따라 우세종의 내성특성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 전장-체중 관계 분석 결과에 따르면, 회귀계수 b값은 중 영양호(3.07~3.17)와 부영양호(3.15~3.21)에 비해 빈영양호 (2.77~2.79)에서 낮은 값을 보였다. 이러한 결과는 호수의 영양상태가 피라미 개체군의 성장도에 영향을 주는 것으로 사료된다. 전장에 따른 비만도 지수 (K) 관계 분석 결과 중영양호와 부영양호에서는 양의 기울기를 보인 반면, 빈영양호에서는 음의 기울기를 나타내 호수의 영양상태에 따라 차이를 보였다. TSI (TP), TSI (Chl-a)와 회귀계수 b값의 상관관계를 분석한 결과 b=0.012*TSI (TP)+2.395 ($R^2$=0.797, p=0.017), b=0.013*TSI (Chl-a)+2.367 ($R^2$=0.822, p=0.013)으로 나타나 높은 상관관계를 보였다. 한편, 부영양화가 진행될수록, 비정상개체의 비율이 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 전장-체중 관계와 비만도 지수 분석에 의한 피라미 개체군의 성장도는 영양염류나 식물플랑크톤의 생체량과 같은 영양상태를 반영하는 것으로 사료되며, 과도한 부영양화는 수환경의 오염을 초래하여 피라미 개체군의 성장과 건강도에 부정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제17권1호
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• pp.123-134
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• 2014

탄소축적량 증진을 위한 도시공원 설계 및 계획에 적합한 식재구조와 토양 관리방법에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 탄소저감에 기여하는 도시공원 설계와 관리를 위하여, 서서울호수공원과 양재시민의 숲을 대상으로 바이오매스량과 공원조성 시기 및 식재구조가 다른 조사구에서의 토양 탄소함유량을 지상부 지하부 탄소저장량의 측정을 통해 분석하였다. 대상 도시공원으로 조성시기가 다른 서서울호수공원(2009년)과 양재 시민의 숲(1986년)을 선정하였다. 식생과 토양 특성에 따른 토양 탄소함유량의 차이를 분석하기 위하여, 바이오매스량과 토양의 물리적 화학적 특성 측정을 통해 지상부 지하부 탄소저장량을 분석하였다. 바이오매스량 측정에는 상대생장식을 적용하였으며, 토양에 관해서는 토양 탄소함유량(TOC)과 pH, 양이온치환용량(CEC), 전질소량(TN), 토양 총 균수와 같은 화학적 특성을 측정하였다. 이 결과, 바이오매스량은 양재 시민의 숲이 서서울호수공원보다 높아, 조성된 지 오래된 공원의 바이오매스량이 높은 것으로 나타났다. 한편, 토양 탄소함유량은 양재시민의 숲이 서서울호수공원 보다 낮았으며, 이는 양재시민의 숲에서의 대기오염과 산성비 노출에 의한 토양의 산성화 진행에 따른 영향 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 토양 탄소함유량은 단층식재지가 다층식재지 보다 높은 것으로 나타났다. 장기적 시점에서 볼 때, 토양 개선은 식생 생장을 도모한다. 따라서 도시공원의 토양 특성 개선을 위하여, 석회성 비료 시비에 의한 pH 조절과 답압 제어 및 낙엽층 방치에 의한 토양 양분 증진을 통한 공원관리가 필요하다.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.45-53
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• 2001

남조류 물꽃현상이 나타나는 일본의 Suwa호에서 방류수를 통해 하류하천 (Tenryu강과 Nishitenryu 수로)으로 유출된 남조류세포와 남조류 독소 (microcystin-LR,-RR, YR)의 유하과정에서의 변동을 1998년 5월부터 10 월까지 조사하였다. 하천 내 모든 지점에서 식물플랑크톤 종조성은 상류의 호수와 일치하였다. 6월과 7월에 우점한 남조류는 M. ichthyoblabe였고, 8월부터 증가한 M. viridis는 10월까지 우점종이었다. Microcystin은 남조류의 현존량이 증가한 7월부터 검출되기 시작하여 남조류 세포밀도의 계절변동에 따라 농도가 변동하였으며, 3종류 microcystin의 조성변화는 남조류 종조성과 관련이 있었다. Microcystis. ichthyoblabe가 우점한 7월에는 MC-RR과 -LR만이 검출된 반면, M. viridis가 우점한 8월 부터 10월까지는 3종류의 microcystin이 모두 검출 되었다. Microcystin은 호수로부터 32 km 떨어진 하류지점에서도 3.2${\sim}$0.3 ${\mu}$g/l의 농도로 검출되었다. Tenryu강 지점 2와 지점 5사이의 29 km 구간 (유하시간 11시간)에서 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율은 각각 73%, 72%이었고, 희석에 의한 세포밀도와 microcystin 농도의 감소율이 각각 61%와 57%로서 감소요인의 대부분을 차지하였다. 인공수로에서는 자연하천보다 남조류 세포와 독소의 제거율이 더 낮았다. 이러한 결과들은 남조류가 번성한 부영양호의 하류하천에서는 먼 거리까지 남조류의 독소가 전달되어 공중보건에 위해성을 줄 수 있음을 보여 주고 있다.

• 한국제4기학회:학술대회논문집
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• 한국제4기학회 2004년도 하계학술대회
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• pp.49-50
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• 2004

푸른 진주라 불리는 훕스굴호는 러시아 국경에 인접한 몽고 북부의 청정호수로 해발 약 1,645m 지점에 위치한다. 훕스굴호의 길이는 약 136km이고, 폭은 20-40km이며, 최대수심은 약 262m 이다. 이 호수의 물은 세계에서 가장 깨끗한 담수 중 하나로 몽고 지표수원의 약 70%를 공급하고 있다. 훕스굴호는 바이칼 열곡대내에 형성된 일종의 구조호로 약 240만년 내지 400만년전에 형성된 것으로 추정되고 있다. 훕스굴호는 자연공원으로 지정되어 보호되고 있으며, 따라서 호수의 유역은 다행스럽게도 인간활동에 오염되거나 교란되지 않아 다양하고 흥미로운 육상/수성 생물상을 보유하고 있으며, 퇴적물 기록 역시 후기 신생대 동안의 중앙아시아의 지구환경 및 기후변화 연구에 매우 적합하다. 바이칼 시추사업 (Baikal Drilling Project)은 신생대 후기 동안의 중앙아시아의 지구조진화 및 전지구적 기후변화를 규명하기 위해 미국, 러시아, 일본, 독일 등이 참여한 다국가 공동사업이다. 바이칼 시추사업 연구팀은 지난 15년간 많은 노력과 예산을 투자하여 바이칼 호로부터 총 1,600m에 이르는 방대한 양의 퇴적물 코아를 성공적으로 회수하였고, 이 시료를 이용하여 후기 신생대 동안의 중부 유라시아 대륙의 고기후/고환경 진화과정을 성공적으로 규명하였다. 바이칼 시추사업이 성공적으로 진행됨에 따라, 이 사업에 참여했던 러시아와 일본의 과학자들은 바이칼호의 서쪽에 위치한 몽고 북부의 훕스굴에도 많은 관심을 가지게 되었으며, 동시에 바이칼 시추사업의 후속사업으로 훕스굴 시추사업을 새롭게 추진하게 되었다. 한편, 대륙내부에서의 제4기 지구환경 및 기후 변화 과정에 많은 관심을 가지고 연구해 오던 한국지질자원연구원도 2003년에 정식 회원으로 훕스굴 시추사업에 합류하였다. 훕스굴 시추사업 연구팀은 몽고의 지질광물자원연구소 (대표연구기관), 러시아의 지구화학연구소, 일본의 나고야대학교 그리고 한국의 지질자원연구원 등 4개국의 연구기관으로 구성되어 있다. 이들 4개 연구기관은 시추획득 및 기초연구 수행에 필요한 연구비를 현금 혹은 현물 (장비 포함)의 형태로 공동부담하고 있으며, 따라서 획득한 시추코아에 대해서도 각 연구기관이 전 구간에 대해 동일하게 25%의 소유권을 가지고 있다. 훕스굴 시추사업은 2008년까지 수행될 계획이며, 시추작업은 2005년까지 완료될 계획이다. 연구 진행과 관련하여, 공동연구의 명분을 높이고 분석의 효율성을 높이기 위해서 시료채취 및 기초자료 획득은 4개국의 연구원이 모여 공동으로 수행한 후의 결과물을 서로 공유하고, 자세한 전문분야 연구는 각 국의 대표기관이 독립적으로 수행하는 방식을 택하였다. 훕스굴에 대한 제1차 시추작업은 2004년 3월 말에 실시하였다. 시추작업 결과, 약 80m의 시추 코아가 성공적으로 회수되어 현재 러시아 이르쿠츠크 지구화학연구소에 보관중이다. 이 시추코아는 2004년 8월 중순경에 4개국 연구팀원들에 의해 공동으로 기재된 후에 분할될 계획이다. 분할된 시료는 국내로 운반되어 다양한 전문분야별 연구에 이용될 것이다. 한편, 제2차 시추작업은 2004년 12월에서 2005년 2월 사이에 실시될 계획이다. 수백만년에 이르는 장기간에 걸쳐 지구환경변화 기록이 보존되어 있는 훕스굴호에 대한 시추사업은 후기 신생대 동안 유라시아 대륙 중부에서 일어난 지구환경 및 기후변화를 이해함과 동시에 이러한 변화가 육상생태계 및 지표지질환경에 미친 영향을 이해하는데 크게 기여할 것이다.

• 대한지리학회지
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• 제40권5호
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• pp.571-583
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• 2005

본 연구에서는 중부 멕시코 바히오 지방에 위치한 바예 데 산티아고 시의 마르 호수 중 하나인 호야 산 니콜라스에서 채취한 시료를 분석하여 고환경을 복원하였다. 마르 호수 퇴적물은 고해상의 고환경 복원이 가능하기 때문에 널리 이용되고 있다. 연구방법으로 화분, 동위원소, 지화학적 분석 등을 시도하였다. 분석결과를 보면, 11,000년 전에서 8,900년 전까지 기후는 건조하였고, 8,900 년 전부터 7,000 년 전까지는 습했으며, 7,000년 전부터 4,000 년 전까지 건조하였고, 4,000년 전부터 현재까지는 다시 습했다. 두 건조한 기간(ca. 11,000 - ca. 8,900 cal yr B.P., ca. 7,000 - ca. 4,000 cal yr B.P.)에 소나무 화분이 비율이 아주 높게 나온다. 이는 건조한 기후로 호수가 마르면서 전체적으로 화분이 파괴되었음 의미한다. 다시 말하면, 가장 단단한 화분중의 하나인 소나무 화분은 건조한 상태에서 다른 화분보다 상대적으로 잘 버티므로 소나무 화분의 높은 비율은 기후가 건조했음을 뜻한다고 볼 수 있다. 두 건조 시기에는 호숫물이 말라 퇴적이 중단된 기간이 있었을 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제23권6호
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• pp.432-444
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• 2014

수동보정으로 수질모델링을 수행할 때는 연구자의 주관이 개입되어 해당 연구의 객관성에 영향을 줄 소지가 있기 때문에 자동보정에 관심을 갖게 된다. 본 연구에서는 WASP7 모형의 수질 매개변수 보정을 위해서 유전알고리즘과 영향계수법을 적용하였다. 이 방법에서는 대상 호수의 BOD, DO, 인, 질소, 식물성플랑크톤에 큰 영향을 미치는 매개변수를 대상으로 최적 수질 매개변수를 산정한다. 성층현상이 일어나는 대상 호수의 수온과 수리적 특성을 정확하게 계산하기 위해 3차원 수리모형인 EFDC를 적용하였고, 이 모형의 결과는 본 연구에서 이용한 호수수질모형인 WASP7 모형과 연동해서 적용되었다. EFDC와 WASP7의 적용을 위해 동일한 격자망을 구성하였다. WASP7의 보정결과 5개 보정 대상 수질변수 중에서 DO, TN, CBOD에 대한 실측치와 계산치의 상대오차제곱합은 비교적 적었다. 따라서 이 세가지 수질에 대한 보정은 적절히 수행되었으나, TP와 Chl-a에 대한 보정결과는 비교적 정확도가 낮았다.

• 미생물학회지
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• 제43권1호
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• pp.40-46
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• 2007

생태계가 파괴된 파로호에 수초대를 복원하는 방법으로 rubberized coconut fiber를 식생기반재로 사용한 인공식물섬을 2003년 8월에 설치하였다. 인공식물섬 식생기반재에서는 식물이 자랄 수 있을 정도로 영양염이 농축되어 꽂창포(Iris ensata), 노랑 꽃창포(Iris pseudoacorus), 갈대(Phragmites communis)등 식재된 식물이 잘 자랐다. 이 과정에서 세균의 역할을 알아보기 위하여 2004년 4월부터 10월까지 2주 간격으로 총세균수, 활성세균수, ${\beta}-glucosidase$, phosphatase를 조사한 결과 인공식물성 식생기반재의 공극수에서 각각 평균 $28.6{\times}10^{6}\;cells/ml,\;22.7{\times}10^{6}\;cells/ml,\;452.9nM/L/hr,\;16381.9nM/L/hr$로 조사되어 파로호 호수물보다 각각 10배, 15배, 22배, 38배 높았다. 그리고 영양염류농도는 총인과 충질소가 식생기반재 공극수에서 각각평균 1.06 mg/L, 12.5 mg/L으로 조사되어 호수물보다 12배, 3배 높았다. 이 결과 인공식물섬 식생기반재에서 새로운 생태계가 만들어졌으며, 이 생태계에서 세균이 중요한 역할을 하여 빈-중영양상태의 호수물에서도 식물이 잘 자랄 수 있었다.

• 분석과학
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• 제24권5호
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• pp.378-386
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• 2011

본 연구는 호수바닥에 있는 침전물로부터 인의 용출 메커니즘을 규명하고자, 인이 물로 용출될때 미치는 온도의 영향을 조사하였다. 연구 결과를 보면, 온도가 증가하면 PO4-P가 평형에 빨리 도달하고, 평형농도가 증가하며, $PO_4$-P의 용출 증가로 인하여 pH가 감소한다. 즉, $PO_4$-P의 용출이 pH의 감소에 영향을 미침을 알 수 있었다. 탁도물질에서 용출된 $PO_4$-P는 물에 용존하며, 탁도물질에 흡착되지 않기 때문에 탁도의 변화에 관계없이 점진적인 증가를 나타냈지만, $PO_4$-P는 탁도에서 용출되기 때문에 탁도와 관련이 있다. 총인(Total phosphorous, T-P)은 용존성 $PO_4$-P와 탁도물질에 포함된 인을 포함하기 때문에 탁도의 변화에 직접 관련이 있음을 알 수 있었다. 온도가 감소하면 물의 밀도가 증가하여 탁도의 침전이 감소하기 때문에 탁도의 농도가 높아져 T-P 농도를 증가시키며, 온도가 증가하면 물의 밀도감소로 인하여 탁도물질의 침전이 용이해져서 탁도는 감소하지만 $PO_4$-P의 용출이 증가하여 T-P 농도가 증가했다. 따라서 동일 시간대의 T-P는 온도가 달라도 유사한 농도를 가졌다. 호수가 깊어지면 저층수의 온도가 감소하여 인의 용출이 감소하므로 이 메카니즘은 호수 바닥으로부터 물로 용출되는 인에 대하여 온도가 미치는 영향을 이해하는데에 중요하다.