• 한국환경생태학회지
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• 제34권1호
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• pp.55-62
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• 2020

이 연구는 강원대학교 학술림 내의 산지계류를 대상으로 2년간(2017~2018)의 현지 모니터링에 기초하여 수온과 강우, 유량 및 기온 등 환경인자간의 관계를 분석하고, 계절별 산지계류의 수온변화 예측기법에 대하여 검토하였다. 동절기를 제외한 봄, 여름 및 가을철로 구분하여 단계적 다중선형회귀분석을 실시하였으며, 계절별 산지계류의 수온변화에 미치는 환경인자의 영향을 분석하였다. 그 결과, 산지계류의 일평균 수온은 봄철 6.9~17.7℃로 기온과 유의적 관계를 나타내었고, 여름철 12.2~26.3℃로 기온, 유량과 유의적 관계를 나타냈으며, 가을철 3.6~19.3℃로 기온 및 유량과 유의적 관계를 나타내는 등 계절별로 산지계류의 수온에 미치는 영향인자는 다르게 나타났다. 다중선형회귀식은 봄철 (0.553×기온)+(0.086×유량)+4.145(R²=0.505; p<0.01), 여름철 (0.756×기온)+(-0.072×유량)+2.670(R²=0.510; p<0.01), 가을철 (0.738×기온)+(0.028×강우)+2.660(R²=0.844; p<0.01)이었다. 도출된 모든 회귀식의 결정계수(R²)는 기온만으로 예측한 경우보다 높게 나타났고, 봄철에서 가을철로 갈수록 증가하였다. 향후 정밀도 높은 산지계류의 수온변화 예측을 위해서는 지속적인 현지 모니터링과 함께 시·공간적 데이터의 확보가 중요하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.221-230
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• 2014

수생태적 건전성이 훼손된 하천을 자연형 생태하천으로 복원하고자 할 경우, 대상 수생태계에 서식하고 있는 담수어류는 핵심적 지표생물로서의 활용 가능성이 매우 크다. 어류의 서식환경에 대한 정보는 수환경의 생물학적 및 물리 화학적 특성을 반영할 수 있는 핵심적 요소임에도 불구하고 관련 연구가 미비하고 기존 데이터 또한 산재해 있는 등 데이터베이스(DB)화가 미흡하여 생태하천 복원사업의 추진 과정에서 이를 충분히 연계하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 문제에 대응하기 위하여 국내에 서식하고 있는 주요 담수어종의 서식환경에 대한 전국 규모의 상세조사 결과를 바탕으로, 깃대종으로서의 활용도가 높을 것으로 판단되는 70종을 선정하여 각 어종별로 개체군 특성, 물리적 및 이화학적 서식특성을 DB화하고, 이를 생태하천 조성사업에 활용하는 방안을 제시하였다. 특히, 물리적, 이화학적 서식환경에 대해서는 서식범위와 최적범위를 산출하는 통계분석을 추가 수행하여 DB의 활용성을 제고하였다. 본 연구에서 구축한 DB는 생태하천 복원시 선정된 깃대종(어류)에 적합한 생태유량과 목표수질의 산정, 평가 및 서식환경 복원을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.406-410
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• 2016

하도 식생은 흐름 및 유사의 거동에 영향을 미치며, 하도의 지형변화를 일으킨다. 또한 하천에서 생태계 서식처 형성을 하는데 영향을 주며 하천경관을 향상시킨다. 그러나 홍수시에 흐름의 저항을 증가시키고 수위를 상승하여 하천범람을 일으킨다. 따라서 홍수에 안전하고 하천 경관을 유지하면서 하천환경과 조화를 이루는 하도 식생관리 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 실내실험을 통하여 유량의 변화에 따른 식생대에서 퇴적과정과 하도의 변화 과정을 분석하였다. 실내실험은 길이가 10 m이고, 수로 폭이 0.6 m인 가변형 경사수로에서 수행하였다. 식생패치는 폭이 0.28 m, 길이 1.0 m로 2.0m 간격으로 교대로 3개 설치하였다. 식생패치는 지름이 5 mm이고, 길이는 0.25 cm인 아크릴봉을 이용하여 제작되었으며, 식생 밀도는 $1.76m^{-1}$이었다. 흐름은 식생이 없는 주수로에 집중되었고, 식생대와 주수로 사이에 와류가 형성되면서 하상이 세굴되었다. 식생대에서는 흐름이 감소되면서 유사가 퇴적되었다. 식생대를 따라 교호사주가 형성되었으며, 사행이 형성되었다. 유량이 증가하면서 식생대에서 퇴적 면적은 증가하였다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.52-61
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• 2006

본 연구는 지난 10여년간의 (1994 ${\sim}$ 2003) 주간격의 자료를 이용한 자가조직화 지도 (SOM) 방법으로 낙동강 하류역 (물금: 낙동강 하구언으로부터 27 km 상류지점)에서 동물플랑크톤 군집 동태에 대한 계절별 유형화 분석을 하는데 목적이 있다. 담수생태계내의 먹이망에서 동물플랑크톤 군집의 역할은 매우 중요하나, 다른 군집 구성원들과의 비교 연구는 다소 미진하게 진행되었다. 비선형 모형 알고리즘인 SOM을 동물플랑크톤 군집 역동성과 강 환경 인자들과의 상관관계 파악을 위하여 적용하였다. 육수학적 환경 인자 (수온, 용존산소, pH, 세키투명도, 탁도, 클로로필 a 농도, 유량 등) 들을 동물플랑크톤 군집 구조(윤충류, 지각류 및 요각류)의 계절적 변화 유형파악을 위하여 사용하였다. 학습된 SOM 모형은 육수학적 환경인자와 연관 지어 지도상에 동물플랑크톤을 배치되었다. 동물플랑크톤의 주요 세 군집들은 계절별 변화 유형에 있어서 높은 유사성을 가지고 있었다. 다양한 육수학적 환경인자 중, 수온은 동물플랑크톤 군집 역동성과 매우 높은 연관관계를 나타내었다(특히, 지각류). SOM 모형은 여름기간 증가된 강 유량에 의해서 동물플랑크톤을 매우 저해하는 요인으로 표현되었다. 클로로필 a 농도는 우점한 초식성 동물플랑크톤 활성도에 의해 지도상에서 구획되었다. 본 연구는 비선형 방법을 이용한 육수학적 환경요인과 동물플랑크톤 역동성을 연관 지어 소개하였으며, 이러한 정보는 먹이망이라는 관점에서 볼 때, 강 생태계 관리에 유용한 정보로 활용될 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1989-1993
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• 2009

댐의 조절방류가 하류 하천생태에 미는 영향은 매우 복잡하다. 하류생물상에 미치는 영향은 댐에서의 거리, 유황의 변화크기에 따라 달라진다. 흐르는 물에 서식하는 물고기는 좋아하는 수심, 유속 및 하상재질 등을 이용하여 살아간다. 다만 생물상은 주변환경에 적응하거나 변화하는 능력이 있어 댐의 조절방류에 의한 수생태계 변화구조를 명확히 해석하기는 불가능하다(Power et al., 1988). 댐에 의한 일정방류는 생물다양성을 감소시키며, 보다 변동성이 큰 방류하천은 하천, 연안 및 생물상 변화 유도에 긍정적인 것은 사실이다. 또한 큰 규모의 홍수파는 하천지형의 동적활동을 촉진시키며, 이는 하천을 터전으로 서식하는 동물상을 위한 생태학적 여건을 개선시켜 주게 된다. 이는 주변 식생의 생태적 조건 변화에 도움을 주기 때문에 적어도 1년에 2번 정도의 홍수파방류는 하천주변 서식처의 다양성 변화에 필요한 것으로 보고되고 있다(Kondolf and Wilcock, 1996). 최근들어 댐 하류하천의 생태복원을 위해 연속적인 홍수파 방류의 중요성이 강조되고 있는데(Stanford et al, 1996) 자연하도에서 댐과 같은 구조물에 의한 유량조절은 하중도나 사주 등을 발달시키고 사주에서는 두꺼운 식생층이 형성될 뿐만아니라 수목군의 현저한 출현을 보여준다. 이렇게 사주나 식생이 고착됨에 따라 이의 저항을 피해가는 수로가 형성되고 저수로 구간외에서는 식생의 발달이 더욱 왕성해져 그 면적이 확대되고 있다. 결국 사주와 사주가 식생으로 연결되고 여기에 수목이 자라면서 웬만한 홍수에도 파괴되지 않는 거대한 식생대가 출현하게 되는데 우리나라에서도 많은 하천에서 볼 수 있는 현상이다. 또한 댐에 의한 퇴사의 차단은 하천지형의 불균형을 초래하고 식생의 발달과 함께 저수도부는 좁아지고 세굴에 의해 깊어지는 현상을 보인다. 이와같은 현상들은 수문특성의 변화에 의하여 결국 댐의 조절방류에 의한 수문 변화는 하천지형의 변화를 유발하고 하천지형의 변화는 하천환경에 변화를 미치게 된다. 본 연구에서는 실제적으로 댐이 건설된 지역에서 조사된 몇몇의 자료를 분석하여 댐건설후에 나타나는 부정적 영향을 최소화하기 위한 바람직한 댐운영방안을 제시하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.245-257
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• 2016

하천이 차지하는 면적은 전체 육지 면적의 약 0.5%에 불과하지만, 하천수의 조성은 유역 환경의 생지화학적 변화를 집약적으로 반영하는 지표가 될 수 있다. 하천 탄소의 농도는 수질과 직접적인 관련이 있고, 또한, 하천을 통해 바다로 유출되는 탄소량을 순 생태계 생산량 (NEP)에서 빼주지 않으면 생태계 내 저장될 수 있는 탄소량이 과다 산정될 수 있기 때문에 하천의 탄소 유출량을 정확히 추정하려는 연구가 꾸준히 이뤄지고 있다. 전 세계적으로 하천을 통해 바다로 유출되는 총 탄소량은 약 $0.8{\sim}1.5Pg\;yr^{-1}$, 수체로부터 대기로 빠져나가는 양이 약 $0.62{\sim}2.1Pg\;yr^{-1}$로 추정된다. 우리나라의 하천 탄소에 대한 연구는 주로 수질과 관련된 유기탄소에 집중된 편이며, 농도, ${\delta}^{13}C$, 형광스펙트럼 분석 결과 강수량과 강수 세기 등 시간에 따른 차이와 토지 이용 등 공간적인 차이에 따라 다양한 성상의 탄소가 하천으로 유입되는 것으로 여겨진다. 인간의 토지이용과 기후변화의 영향으로 인한 탄소순환 동태의 변화는 하천의 총 탄소 함량뿐만 아니라 DIC, DOC, POC의 비율에도 변화를 불러오고, 이들과 함께 수체 내에서 이동하는 다양한 유기/무기 오염물질의 양과 분해도에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기존의 분석 방법에 더해 탄소연대 측정과 초고분해능 질량 분석 등의 방법을 활용하여 하천 탄소의 기원, 변화, 분해 과정을 면밀히 유추하는 연구가 필요하다. 장기적으로, 넓은 유역을 대상으로 얻어진 하천 탄소의 성상별 농도와 일유량 자료는 유역 생태계의 변화를 추적하고, 자연적인 또는 인간에 의한 교란 때문에 일어나는 환경 변화를 예측하는 데 유용하게 쓰일 수 있다. 현재 정부가 운영 중인 수질측정망을 대상으로, 알칼리도를 포함한, 하천 탄소의 성상별 농도가 분석 항목에 추가되고, 일유량 자료와 개별 연구진이 얻은 연구결과를 포함하는 데이터베이스가 구축되어, 이러한 자료가 보다 효율적으로 활용될 수 있기를 바란다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2015

환경용수는 수질보전, 친수환경 제공, 생물다양성 보전 등을 위하여 하천이나 농업 용수로를 흐르는 물을 말한다. 둑높이기 저수지 사업에 의하여 109개의 농업용 저수지에 증가된 저수용량만큼 2.4억 $m^3$의 환경용수가 창출되었다. 따라서 본 연구에서는 환경용수의 개념을 정립하고 둑높이기 저수지에 창출된 환경용수의 전개방향을 제시한다. 환경용수는 크게 농업적 환경용수와 비농업적 환경용수로 분류할 수 있다. 농업적 환경용수는 농업용수에 내재된 환경용수를 말하며 이를 지역용수라고도 한다. 일본에서는 여러 지역에서 비관 개기의 농업용수 수리권이 인정되어 농업용수가 마을의 생활용수, 환경용수로서 활용되고 있다. 우리나라에서는 충북 청주 무심천을 흐르는 농업용수가 여기에 해당되며, 관개기 동안 $5.0m^3/s$의 유량이 무심천 상류에서 방류되어 시내를 관통한 후 하류에서 취수되고 있다. 농업용수가 청주시내를 관통하면서 수심을 상승시켜 친수환경을 제공하고 있다. 비농업적 환경용수는 수질보전이나 생태계보전을 위한 하천유지용수나 친수환경 개선을 위한 환경개선용수가 여기에 해당된다. 일본에서는 2005년 처음으로 센다이시(仙台市)가 신규 수리권을 취득하여 비관개기에 하천수를 농업용수로를 통하여 수질개선 및 친수환경 제공의 목적으로 공급한 이후, 다수의 환경수리권 취득 사례가 보고되고 있다. 둑높이기 저수지의 농업용수는 관개기에는 관개라는 주목적 외에 내재된 환경용수의 기능을 부수하고 있다. 한편, 새로 확보된 환경용수는 갈수기나 비관개기에 하천 및 농업용수로를 통하여 공급되어야 그 기능을 발휘할 수 있다. 하천으로 방류되면 하천유지용수나 환경개선용수가 되어 하천 환경의 개선에 기여할 것이고, 용수로로 방류되면 지역용수가 되어 농촌마을의 친수 및 어메니티 향상을 위한 용수로서 활용되어 농업의 다원적(공익적) 기능 향상에 기여할 것이다. 농업의 다원적 기능은 OECD(경제협력개발기구)에서 인정된 농업에 존재하는 경제 외부효과로서 홍수조절, 지하수함양, 경관형성, 친수기능, 생태계보전 등을 말한다. 향후의 과제로서 둑높이기 저수지에 확보된 환경용수를 하천과 농업 용수로로 적절히 배분하는 기준의 설정 및 각각의 환경용수량 결정이 대두된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2011

한강하구지역의 강화해협은 한강, 임진강과 예성강의 강물이 흘러들어오는 하구형 수로로서 폭이 좁고, 유속이 매우 빠른 특성을 갖는다. 또한 조류(潮流)의 영향을 강하게 받아 상당량의 유량을 경기만으로 내보내고, 한강의 상류로부터 유입되는 상당량의 물질이 하구로 운반되어 침전하여 쌓이거나 하류의 외해로 배출하는 역할을 한다. 본 연구에서는 한강하류부에 위치한 강화해협의 유 무에 따른 한강과 임진강의 흐름특성 변화를 분석하였다. 수치모의를 위해 복잡한 하구지역의 물의 흐름해석이 가능한 일차원적인 모델링 도구인 MIKE 11 모형을 이용하여 정류 및 부정류 해석을 실시하였다. 상류경계조건은 홍수 시 방류량이 크게 증가하는 홍수기 유량과 조위의 영향을 많이 받는 평수기 시 유량으로 설정하였고, 하류경계조건은 평수기를 비롯하여 홍수기에도 임진강과 한강의 유량에 영향을 미치는 서해 조위로 설정하였다. 강화해협의 폐쇄에 따른 수위 변화의 영향은 홍수기 시 실제 강우 사상을 모의 하였을 때 최대 8.21% 수위가 상승하였으며, 200년 빈도 계획홍수량을 모의한 결과로는 정류 해석의 경우 최대 8.25%의 변화율을 보였고, 부정류 해석의 경우 최대 13.08%의 변화율을 보였다. 평수기는 창조기에 수위 변화가 적었던 반면 낙조기에는 창조기에 비해 수위 변동이 심하게 일어나는 것으로 나타났다. 추후 강화해협 뿐만 아니라 해양생태계의 중요한 가치를 지니고 있는 한강하구의 다른 수로에 의한 영향을 분석함으로써 수로의 중요성을 평가하고, 2차원 수치해석 등을 통한 다양한 분석을 실행하여, 홍수 및 해양환경 훼손으로부터 하구 환경을 보호하는 보다 정량적인 대응체계가 정립되어야할 것으로 사료된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.147-159
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• 1997

산성 건성침적은 산성비침적만큼 생태계에 중요한 영향을 미친다고 사료된다. 여러 실측소로부터 필터팩 데이터를 비교하는 과정에서 발생되는 가장 중요한 문제들 가운데 하나는 서로 다른 샘플채취 유량의 사용에 있다고 본다. 본 연구에서는 다양한 시료채취 조건이 비교되었는 바, 시료채취 유량의 변화(1.5 $\sim$ 10sLpm)가 건성침적물의 농도측정에 어떠한 영향을 주는 지를 평가하기 위해 밀도 있는 연구가 이루어졌다. 샘플링과 분석의 재현성을 결정하기 위해 한 쌍의 필터팩시료가 동시에 채취되었다. 대기중 시료들은 또한 다양한 유량변화 조건하에서 일주일동안 동시에 채취되었는 데, 그 시료 물질들은 아황산 가스, 질산 가스, 질산염 및 황산염 분진물질들이었다. 동시 측정된 한 쌍의 필퍼팩 시료는 재현성이 있는 것으로 나타났고 언제나 거의 유사한 대기농도 값을 나타내어 주었다. 결론적으로 대기중 산성 건성침적물들의 채취를 위한 유량변화는 그 물질들의 농도측정에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 그러나, 상대적으로 낮은 유량 (<5 sLpm)과 높은 유량만 (>5 sLpm)을 비교하였을 때에는, 높은 유량의 경우에 오차의 도입소지가 높다는 것을 알 수 있었다. 또한, 필터물질 자체만을 고려해 볼 때, 시료 유입량의 증가에 따라 나일론 필터에 흡착된 아황산가스의 양은 상당히 감소되는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.129-138
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• 2012

본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L $min^{-1}$, 이후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L $min^{-1}$), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L $min^{-1}$), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L $min^{-1}$)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영양염 및 Chl-$a$ 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-$a$와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p=0.000). $NH_4$-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chl-$a$는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 $Aulacoseira$ $ambigua$, $Achnanthes$ $minutissima$, $Aulacoseira$ $granulata$ 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 $A.$ $ambigua$는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.