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하천제방의 비정상침투해석을 위한 무차원 설계홍수파형에 관한 연구 (A Study on the Dimensionless Flood Waves for the Unsteady Seepage Analysis of the Levees)

  • 전세진;권경준;안원식
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.81-89
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    • 2009
  • 제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 $0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$, 현풍 $1.6{\sim}4.0%$, $1.7{\sim}4.1%$, 왜관 $0.6{\sim}3.6%$, $0.6{\sim}3.7%$, 낙동 $2.0{\sim}8.1%$, $2.0{\sim}8.1%$, 정암 $1.2{\sim}9.8%$, $1.3{\sim}9.9%$로 나타났다. 상관성($R^2$)은 $0.983{\sim}0.999$ 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

국내 주요 호수의 육수학적 조사(4) : 주암호 (The Limnological Survey of Major Lakes in Korea (4): Lake Juam)

  • 김범철;허우명;임병진;황길순;최광순;최종수;박주현
    • 생태와환경
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    • 제34권1호통권93호
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    • pp.30-44
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    • 2001
  • 수자원관리에 중요한 육수학적 정보를 제공하기 위해 1993년 6월에서 1994년 5월까지 주암호에 대하여 월간 조사를 실시하였다. 표층의 투명도, 엽록소 a, 총질소, 총 인농도 및 일차생산력은 조사기간 각각 1.7${\sim}$4.5 m, 0.9${\sim}$12.5 mgChl/m$^{3}$, 0.53${\sim}$1.48 mgN/l, 6${\sim}$29 mgP/m$^{3}$, 304${\sim}$2,549mgCm$^{-2}$day$^{-1}$로 이들의 하계 평균농도로 산정한 주암호의 영양상태는 중영양호로 해당된다. 유역으로부터의 인 유입은 집중호우시에 다량 유입되기 때문에 총인 농도도 하계에 높고 동계에 낮다. 주암호의 연간 수면적당 인부하량은 0.94gPm$^{-2}$yr$^{-1}$로 부영양화 임계부하량(1.0gPm$^{-2}$yr$^{-1}$)에 거의 근접하고 있다. 주암호에서 식물플랑크톤에 대한 제한영양소 조사결과 인과 질소가 동시에 성장을 제한하는 요소로 나타났다. 식물플랑크톤군집의 계절별 천이양상은 온대호수의 일반적 경향과 같이 동계에 춘계에는 규조류(Asterionella formosa, Aulacoseira granulata var. angustissima)가 우점하였고, 하계에는 남조류(Microcystis aeruginosa, M. sp., M. viridis)가 우점하였다. 동물플랑크톤은 요각류 유생이 연중 우점하였고 8월에는 요각류 유생 이외에 지각류인 Bosminopsis longirostris가 각각 우점하였다. 조사기간 주암호 퇴적물의 조사 정점별 유기탄소 및 인, 질소의 평균 함량은 각각 9.5${\sim}$14.0 mgC/g, 1.0${\sim}$1.82mgP/g, 0.51${\sim}$0.65mgN/g의 분포를 보여주었다. 주암호 유역으로부터의 유기물 유입량은 1,222 tonC/yr이며 식물플랑크톤의 일차생산에 의한 자체생성유기물량은 6,718 ton/yr으로 전체 유기물부하량중 자체생성 유기물 비율이 대부분을 차지했다. 주암호의 부영양화를 방지하기 위해 앞으로의 유역관리는 점오염원의 관리와 더불어 비료사용량의 축소, 축산분뇨의 적절한 처리, 토양유실방지등 유역의 비점오염원에 대한 관리에 더욱 집중해야 할 것으로 보인다.

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수문변화 지표법에 의한 영천댐이 하류하천에 미치는 유황변화 분석 (Hydrologic Regimes Analyses on Down Stream Effects of the Young Chun Dam by Indicators of Hydrologic Alterations)

  • 박봉진;김준태;장창래;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권2호
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    • pp.163-172
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    • 2008
  • 하천의 유황특성을 평가 하는 것은 하천생태계의 인위적인 변형을 이해하고 예측하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 댐 건설에 따른 하류하천의 영향을 분석하고자 수문변화 지표모형을 이용하여 용수 전용댐인 영천댐을 대상으로 댐 건설전 후의 유황변동을 분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. (1) 월 평균유량은 갈수기와 홍수기 모두 댐건설 후 감소하였다. (2) 연 극치유량의 크기와 기간 분석결과, 댐 건설전 후의 1일 최소유량은 $3.48m^3/sec$$0.89m^3/sec$ 이였으며, 1일 최대유량은 $833.1m^3/sec$$672.1m^3/sec$ 이었다. (3) 연극치 유량의 발생시기 분석결과, 최소유량의 Julian Day는 댐 건설전 180 일(6월), 댐 건설 후 257 일(9월)이었으며, 최대유량의 Julian Day는 댐 건설 전 209 일(7월), 댐 건설 후는 217 일(8월)에 발생하였다. (4) 홍수맥파의 빈도와 기간의 분석결과, 저맥파(Low Pulse)의 발생횟수는 댐 건설전 3회, 지속기간은 23 일, 댐 건설 후에는 7회, 지속기간 61 일이었으며, 고맥파(High Pulse)의 발생횟수는 댐 건설 전 4회 지속기간은 2 일, 댐 건설후에는 2회 1.2 일로 분석되었다. (5) 변화율과 빈도의 분석결과, 상승율은 댐 건설 전, 후의 각각 39.27 %와 19.36 %로 댐 건설 전에 수문변동이 크게 발생하였으며, 감소율은 각각 -15.85 %와 -8.16 %로 분석되었다. (6) 분산정도를 변동계수로 분석하였으며, 1일 최소 최대유량은 0.9054에서 0.6314와 1.0440에서 0.9617로 모두 감소하였으며, 연 극치유량 발생시기는 댐 건설전 후 최소유량은 0.269에서 0.282, 최대유량은 0.069에서 0.153으로 댐건설이후 변동계수가 증가하였다.

산지복잡지형과 생태적 비균질성: 산지경관의 생산성과 수자원/수질에 관한 생태계 서비스 평가 (Complex Terrain and Ecological Heterogeneity (TERRECO): Evaluating Ecosystem Services in Production Versus water Quantity/quality in Mountainous Landscapes)

  • 강신규
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.307-316
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    • 2010
  • 산지복잡지형은 지구표면의 약 20%를 차지하며, 절반 정도의 인류에게 맑은 물을 제공하는 지역이고, 대부분의 주요하천의 발원지로서 국가 혹은 지역 간 사회-경제적 경쟁과 정치적 논란의 대상지역이기도 하다. 산지경관생태계는 우리에게 폭넓은 생태계 생산물과 서비스(맑은 물, 에너지, 식량 및 산림자원 등)를 제공하며, 관광과 휴식활동의 대상으로 크게 부각되고 있다. 이들 지역은 특히 매우 높은 생물다양성과 육상탄소의 주요 저장원이기도 하다. TERRECO사업은 산지복잡지형의 생태계 과정에 대한 이해를 증진하고, 생태계 서비스와 관련한 생태계 기능들을 공간적으로 평가하는 데에 중점을 둔다. 특히 정교한 평가체계를 개발함으로써 산지복잡지형에서의 기후와 토지이용변화에 따른 생태계 서비스 기능의 변화를 정량화할 것이다. 이러한 구도에서 산지복잡지형의 수문학, 수자원, 생산성, 생물다양성, 토양생지화학, 미량가스방출 및 수질 등을 복합적으로 규명하고 있다. TERRECO사업은 총 34개의 세부연구과제로 구성되었으며, 한국산지복잡지형에서의 공동연구를 통해 연구기법의 개발 및 적용을 수행 중에 있다. 세부연구과제들은 산지복잡지형의 경관비균질성에 따른 (1) 물순환과 수자원, (2) 용존유기탄소(DOC), 미세입자상 유기탄소(fPOC), 질소화합물(TN)과 인 함유 물질(TP)의 수송과 수질에 영향을 미치는 탄소와 질소 저장원, (3) 환경적 관심이 높은 미량가스($CO_2$, $N_2O$, $CH_4$)의 포집과 방출, (4) 경관의 생물다양성과 생물다양성에 기인한 생태계 서비스들, 그리고 마지막으로 (5) 농업과 산림 생산성의 차이를 조사하도록 고안하였다. 따라서 TERRECO사업은 한국 산지복잡지형의 생태계 서비스를 조절하는 원리들을 규명하고, 총 34개 세부연구과제의 결과들이 생태계 서비스의 정량적 평가체계를 수립하는 데에 기여하도록 조직화함으로써 새로운 수준의 학제간 정보교환프로그램을 개발하는 데에 기여할 것으로 기대된다.

PHABSIM과 SWAT을 이용한 연계모델링 적용성 평가 (Evaluation of applicability of linkage modeling using PHABSIM and SWAT)

  • 김용원;변상돈;박진석;우소영;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권10호
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    • pp.819-833
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    • 2021
  • 본 연구는 안동댐 하류(4,565.7 km2)를 대상으로 준분포형 수문모델인 SWAT과 서식처모델인 PHABSIM을 연계하여 적용성을 평가하고, 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하였다. 대상유역 내 다목적 댐 2개(안동댐: ADD, 임하댐: IHD)의 실제운영자료를 구축하여 SWAT에 적용하였으며 추가로 1개의 수위관측소(구담: GD)을 선정하여 ADD, IHD, GD에 대해 유입·유출량 검보정을 수행하였다. 검보정 결과 R2는 0.52 ~ 0.74, NSE는 0.48 ~ 0.71, RMSE는 0.92 ~ 2.51 mm/day로 분석되었다. 검보정된 GD의 유출량을 이용하여 2012년부터 2020년까지의 유황분석을 실시한 결과, 관측값의 유황분석 결과와 비교하여 평균 Q185는 36.5 m3/sec (-1.4%), 평균 Q275는 23.8 m3/sec (0%)로 분석되어 Q185와 Q275를 PHBASIM의 유량 경계조건으로 적용하였다. PHABSIM의 대상하천은 GD가 위치한 410 m 구간으로 선정하였고 하천기본계획보고서 기반으로 하천단면 및 수리인자를 구축하였다. 대상하천의 우점종은 피라미, 아우점종은 돌고기로 분석되었으며 문헌조사를 통해 대상어종의 HSI를 수집하였다. PHABSIM 수위 모의결과, Q185, Q275에서 각각 -0.12, +0.00 m의 오차가 발생하였고, 유속모의의 경우 Q185, Q275에서 각각 +0.06, +0.09 m/s의 오차가 발생하여 연계모의가 적절하게 된 것을 확인하였다. PHABSIM의 서식처 모의 결과, 피라미의 평균 가중가용면적 WUA와 환경생태유량은 76,817.0 m2/1000m, 20.0 m3/sec, 돌고기의 평균 WUA와 환경생태유량은 46,628.6 m2/1000m, 9.0 m3/sec로 분석되어 피라미가 돌고기보다 대상하천에 대해 적응성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

기계학습 분류모델을 이용한 하천퇴적물의 중금속 오염원 식별 (Identifying sources of heavy metal contamination in stream sediments using machine learning classifiers)

  • 반민정;신상욱;이동훈;김정규;이호식;김영;박정훈;이순화;김선영;강주현
    • 한국습지학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.306-314
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    • 2023
  • 하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

경기도 가평천의 하순에 따른 수서곤충 군집조성과 섭식기능군 (Community Composition and Functional Feeding Groups of Aquatic Insects According to Stream Order from the Gapyeong Creek in Gyeonggi-do, Korea)

  • 원두희;황득희;진영헌;황정미;배연재
    • 생태와환경
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    • 제36권1호통권102호
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    • pp.21-28
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    • 2003
  • 한국의 전형적인 중규모의 하천인 경기도 가평천에서 2000년 4월에 하순에 따른 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군을 조사하였다. 야외조사를 위하여 하순 II${\sim}$VII에 해당하는 하천의 본류와 3개의 주요 지류를 소구역(약 1${\sim}$4 km거리에 해당)으로 나누어 Surber sampler(50${\times}$50cm,망목 0.75mm)를 사용하여 소구역당 1${\sim}$2지점 (총 30지점)을 채집하였다. 정량채집 (지점당 2회${\times}$30지점 =총 60회의 Surber sampling; 급류대 1회, 채수대/완류대 1회 채집) 및 추가로 실시한 정성채집의 결과로서 가평천에서 채집된 수서곤충은 총 8목 54과 103속 164종이었으며, 날도래목 (56종: 34.1%), 하루살이목 (43종: 26.2%), 파리목 (25종: 15.2%), 강도래목 (23종: 14.0%), 딱정벌레목 (6종: 3.7%), 잠자리목 (6종: 3.7%), 노린재목 (3종: 1.8%), 그리고 뱀잠자리목(2종: 1.2%)이 포함되었다. 하루살이-강도래-날도래군 (EPT-group) (122종: 74.4%)또는 EPT-group과 파리목의 합(147종: 89.6%)이 전체수서곤충 군집의 거의 대부분을 차지하였고, 하천의 중류유역 (하순 III${\sim}$VI)에서 더욱 많은 수의 수서곤충 종이 출현하였다. 하천의 전체 조사지점에서 정량채집에 의하여 채집된 수서곤충의 개체수는 총 26,286개체 (136${\sim}$2522개체/0.5 $m^2$, 평균 906.4개페/0.5 $m^2$)로서 하루살이목 (11,994개체: 45.6%), 파리목 (8730개체: 33.2%), 날도래목 (4123개체: 15.7%), 강도래목 (1213개체: 4.6%), 딱정벌레목 (204개체 0.8%), 잠자리목(13개체: 0.05%), 뱀 잠자리목 (5개체: 0.02%), 그리고 노린재목 (4개체: 0.02%)이포함되었다. 하순이 증가할수록 평균 수서곤충 개체수는 증가하였고, 강도래목의 개체수는 감소하였으며, 날도래목의 개체수는 증가하였다. 유기물오염의 내성종인 깔따구류, 등줄하루살이, 줄날도래류는 하천의 하류유역 (하순VII)에서 특히 풍부하였다. 하천의 중류유역 (하순 IV${\sim}$Vl)에서 종다양도지수 (H')는 상대적으로 높았고, 우점도지수(Dl)는 상대적으로 낮았다. 섭식기능군 중에서 써는 무리가 가장 적은 부분을 차지하였고, 줍는 무리는 가장 풍부하였다. 거르는 무리는 하류유역 (하순 Vl과 Vll)에서 현저히 증가하였고, 긁는 무리는 하천의 전유역에 걸쳐 고르게 분포하였으며, 잡아먹는 무리는 하천의 최상류유역(하순 ll)에서 특히 풍부하였다. 전반적으로 볼 때 금번에 가평천에서 조사된 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군은 북반구 온대낙엽수림대의 일반적 하천의 특성(하천연속성의 개념에서 설명)과 많은 부분 유사하였다.

광양만의 물리적 해황에 관한 연구 ( I ) (SOME PHYSICAL OCEANOGRAPHIC RESEARCH ON KWANG YANG BAY ( I ))

  • 장지원
    • 수산해양기술연구
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    • 제10권1호
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    • pp.1-18
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    • 1974
  • 광양만의 물리해상 조사를 1974년 5월, 7월과 9월 3회에 걸쳐서 실시하고 그 자료를 연구 분석 하였으며 여수축후소가 발표한 기상 자료에 의해서 해황에 미치는 기상 조건등을 논의하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 만내의 해수 유동은 주로 조류에 의한 것이며, 섬진강의 담수가 이에 첨가되어 같이 움직이고 있다. 따라서 만내의 해수는 유입량보다 유출량이 담수의 유입량 만큼 많이 나타난다. 수질은 저 염분이며 섬진강 물이 이에 크게 영향을 주고 있다. 2. 노량수도에서의 유속은 비교적 큰 편이며, 이곳에서는 지형적 영향으로 밀물때 진주만 쪽으로 나가는 유출량보다 썰물때 광양만내에 들어오는 유입량이 다소 많다. 3. 썰물 때 여수해만을 통하여 들어오는 해수는 크게 세가지로 나누어지며, 하나는 노량수도로, 또 하는 북서절하여 묘도를 우회하여 지진도와 강탄을 거쳐 만의 서쪽으로 유입되고, 나머지 하는 묘도 남쪽수도를 통하여 우순도를 지나 만의 남서해역으로 유입된다. 4.썰물 때 만의 남서해역의 해수도 북쪽수도를 우회하여 여수해만 쪽으로 흘러나가며, 극히 제한된 최남서부해수가 묘도남쪽의 좁은 수도를 통하여 엿해만 쪽으로 흘러나간다. 그리고 노량수도를 통하여 들어온 해수도 광양만 동쪽해역을 통하여 이와함께 여수해만쪽으로 흘러나간다. 5. 만내 수온은 표층이 5월에 $17^{\circ}C$내외, 7월과 9월에 $22~24^{\circ}C$, 10m층은 5월에 $16^{\circ}C$ 내외, 7월에 $22^{\circ}C$ 내외, 9월에 $24^{\circ}C$ 내외였다. 표층과 10층의 수온 차는 5월에 약 $1^{\circ}C$ 표층이 높게 나타났으며, 7월과 9월은 깊이에 의한 차는 없었다. 6. 만내의 수온은 13~15시경에 최고이고, 일출직전이 최저로 일교차는 약 $2~4.5^{\circ}C$로, 비교적 크게 나타났다. 7. 관측점에서의 염분의 일 변동은 $3.7\textperthousand$로, 만조시 고염준, 간조시 저염분으로 나타난다. 8. 만내외 염분은 5월에 최고 $28\textperthousand$ 7월에 최고 $28\textperthousand$, 9월에 최고 $31\textperthousand$였으며, 10m층은 5월에 $30~32\textperthousand$, 7월에 $30~31\textperthousand$, 9월에 $30.5~31\textperthousand$로 표층 염분은 계절에 따라 변화가 크다. 그러나 10m층은 거의 일정하다. 9. 일반적으로 만의 동쪽에서 서쪽으로 감에 따라 해수의 염분은 점차로 낮아진다. 10. 담수의 유입과, 만의 대부분이 수심이 얕아 바람에 의한 수직혼합이 심하기 때문에, 만내의 수색은 맑지 못하며, 6~9정도이다. 투명도는 대개 1내외이고 9월에는 여수해만 쪽이 5이상 되는 곳도 있다. 11. 점원 방류한 Rhadamine B 30분호의 확산계수는 장축 및 단축방향으로 각각 $785.6{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$$15.{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$였다. 12. 평균 기온은 1월에 $1.5^{\circ}C$로 최저이고, 최고는 8월의 $2.58^{\circ}C$가 되며, 최저기온의 월 평균도 1월이 $-1.8^{\circ}C$로 최저이고, 8월이 $23.5^{\circ}C$로 가장 높다. 13. 빙점 이하의 날씨도 년 55일로 1월은 제외하고는 비교적 적다. 14. 겨울철은 계절풍의 영향으로 북서풍이 30.1%로 풍속이 6.6 m/sec이고 2월에는 27.1%로 6.3 m/sec이다. 이것으로 보아 겨울철에는 매일 평균 5시간 이상 6 m/sec의 바람이 분다고 생각된다. 여름철은 매일 3시간 내외의 3~4m/sec의 남남서풍이 불며, 정온 상태는 9월이 10%로 가장 높다. 15. 강수량은 1월이 최저로 17.1mm이고, 7월이 262.6mm로 최고이며, 연 총강수량은 1313.7mm로 우리나라에서 가장 비가 많이 오는 지역의 하나이다.

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Shapley Value를 이용한 안양천 유역 통합관리 계획에 따른 비용분담방안의 연구 (A Study on Cost Division Scheme Using Shapley Value for Integrated Watershed Management Planning for Anyang-cheon, Korea)

  • 송양훈;유진채;공기서;김미옥;안소은
    • 환경정책연구
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    • 제9권2호
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    • pp.3-19
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    • 2010
  • 안양천은 서울의 한강에 유입되는 대표적 도시하천이다. 도시화로 인한 안양천 하천수질 악화와 건천화 문제를 개선하기 위해 유역통합관리를 위한 여러 사업이 진행되고 있다. 유역통합관리를 위해서는 관련 지자체들의 공조가 필요하게 되며, 재정분담문제가 필연적으로 발생하게 된다. 본 연구에서는 유역통합관리를 위해 제안된 사업비 261억의 4개 소유역의 비용분담 방안을 Shapley Value를 이용하여 제안하고 이를 다른 2개 분담방안들과 비교하였다. '분담방안 1'은 수질개선시설이 설치되는 유역의 지자체가 비용을 부담하는 방안으로, 소유역 I지역은 0.58%, 소유역 II지역은 29.54%, 소유역 IV지역은 0%, 그리고 소유역 V지역은 69.88%의 비용을 분담하게 된다. '분담방안 2'는 각 소유역의 소하천길이에 따라 비용을 분담하는 것으로, 13개 지자체들의 교섭력이 동일하다는 것을 전제로 하고 있으며, 소유역 I지역은 13.76%, II지역은 7.34%, IV지역은 45.87%, V지역은 33.03%의 분담을 해야 한다. 하지만 하천의 물 흐름은 상중하류의 각 지자체에 서로 다른 교섭력을 부여하므로, 공조적 게임의 해(解)인 shapley Value를 이용하여 교섭력을 고려한 재정분담방안인 '분담방안 3'으로 비용분담체계를 설계하였다. 모든 가능한 공조체제에 있어 각 참여자들의 평균 한계기여도의 합으로 측정되는 Shapley Value에 의한 분담비율은 I지역 0.29%, II지역은 14.77%, IV지역 50.00%, V지역은 34.94%이며, 이를 지자체들이 수용 가능한, '공정한' 재정분담방안으로 제시하였다.

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낙동강 하류수의 수질조성에 대하여 (The Chemical Composition of the Nagdong River Downstream Water)

  • 원종훈;이배정
    • 한국수산과학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.47-58
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    • 1981
  • 1. 낙동강 하류수의 수질조성을 파악하기 위하여 1974년 3월에서 1980년 4월까지 물금지역의 측정치2,374개 및 남지에서 원동사이 지역 측정지 483개로부터 전기전도도에 대한 염화이온, 황산이온, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 주요무기이온 총양과의 상관관계 및 염화이온, 황산이온, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨의 각 성분양간의 상관관계를 계산했다. 2. 물금지역에서의 각 성분양의 전기전도도에 대한 관계는 대체로 1상이온은 반대수관계가 좋았고 2상이온은 양이대수관계가 좋았다. 이 때 최소자승법으로 처리한 전기전도도($\lambda_{25}$)에 대한 각 성분양(C)의 관계식은 다음과 같다. 염화이온 $log\;C(ppm)=2.37{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.733{\pm}0.141$, 황산이온 $log\;C(ppm)=1.12{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+2.14{\pm}0.18$,칼슘$log\;C(ppm)=0.615{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+1.67{\pm}0.12$, 마그네슘$log\;C(ppm)=0.756{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+1.27{\pm}0.11$,나트륨$log\;C(ppm)=2.82{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.551{\pm}0.133$,칼륨$log\;C(ppm)=1.33{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.136{\pm}0.095$, 주요무기 이온 총양 $C(ppm)=399{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)-0.9{\pm}14.6$. 3. 남지와 원동사이 지역에서도 각 성분양(C)의 전기전도도($\lambda_{25}$)에 대한 관계는 대체로 1상이온은 반대수관계가 좋았고 2상이온은 양이대수관계가 좋았으며, 이 때 최소자승법으로 처리에 인한 관계식은 다음과 같다. 염화이온 $log\;C(ppm)=4.27{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.380{\pm}0.138$, 황산이온$log\;C(ppm)=0.915{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+1.95{\pm}0.18$,칼슘 $log\;C(ppm)=0.756{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+1.74{\pm}0.12$, 마그네슘$log\;C(ppm)=1.00{\cdot}log\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+1.41{\pm}0.10$. 나트륨$log\;C(ppm)=2.47{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.614{\pm}0.065$, 칼륨$log\;C(ppm)=1.62{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+0.030{\pm}0.060$, 주요무기이온 총양 $C(ppm)=323{\cdot}\lambda_{25}(m{\mho}/cm)+11.7{\pm}9.3$. 4. 물금지역에서 각 성분양간에는 상관계수 $0.502\sim0.803$의 뚜렷한 관계가 있었으며 대체로 직선관계보다는 양이대수관계가 좋았다. 이 때의 최소자승법으로에 인한 각 성분양간의 관계식은 다음과 같다. $log\;Cl(ppm)=0.711{\cdot}log\;SO_4(ppm)+0.488{\pm}0.206$, $log\;Cl(ppm)=0.337{\cdot}log\;Ca(ppm)+0.822{\pm}0.130$, $log\;Cl(ppm)=0.605{\cdot}log\;Mg(ppm)-0.017{\pm}0.154$, $Cl(ppm)=0.676{\cdot}Na(ppm)+2.31{\pm}4.67$, $log\;Cl(ppm)=0.406{\cdot}log\;K(ppm)-0.092{\pm}0.112$, $log\;SO_4(ppm)=0.378{\cdot}log\;Ca(ppm)+0.721{\pm}0.125$, $log\;SO_4(ppm)=0.462{\cdot}log\;Mg(ppm)+0.107{\pm}0.118$, $log\;SO_4(ppm)=0.592{\cdot}log\;Na(ppm)+0.313{\pm}0.191$, $log\;SO_4(ppm)=0.308{\cdot}log\;K(ppm)-0.019{\pm}0.120$, $Ca(ppm)=0.262{\cdot}Mg(ppm)+0.74{\pm}1.71$. $log\;Ca(ppm)=1.10{\cdot}log\;Na(ppm)-0.243{\pm}0.239$, $Ca(ppm)=0.0737{\cdot}K(ppm)+1.26{\pm}0.73$, $log\;Mg(ppm)=0.0950{\cdot}Na(ppm)+0.587{\pm}0.159$, $log\;Mg(ppm)=0.0518{\cdot}K(ppm)+0.111{\pm}0.102$, $Na(ppm)=0.0771{\cdot}K(ppm)+1.49{\pm}0.59$. 5. 남지에서 원동사이 지역의 각 성분양간에는 칼슘의 염화이온에 대한 관계가 상관계수 0.189로 거의 관계가 없었으며 그 외는 대체로 상관계수$0.330\sim0.868$의 양이대수관계가 있었다. 이 때의 최소자승법으로 처리한 관계식은 다음과 같다. $log\;Cl(ppm)=0.312{\cdot}log\;SO_4(ppm)+0.907{\pm}0.210$, $log\;Cl(ppm)=0.458{\cdot}log\;Mg(ppm)+0.135{\pm}0.130$, $Cl(ppm)=0.484{\cdot}logNa(ppm)+0.507{\pm}0.081$, $Cl(ppm)=0.0476{\cdot}K(ppm)+1.41{\pm}0.34$, $log\;SO_4(ppm)=0.886{\cdot}log\;Ca(ppm)+0.046{\pm}0.050$, $log\;SO_4(ppm)=0.422{\cdot}log\;Mg(ppm)+0.139{\pm}0.161$, $log\;SO_4(ppm)=0.374{\cdot}log\;Na(ppm)+0.603{\pm}0.140$, $log\;SO_4(ppm)=0.245{\cdot}log\;K(ppm)+0.023{\pm}0.102$, $log\;Ca(ppm)=0.587{\cdot}log\;Mg(ppm)+0.003{\pm}0.088$, $log\;Ca(ppm)=0.892{\cdot}log\;Na(ppm)+0.028{\pm}0.109$, $log\;Ca(ppm)=0.294{\cdot}log\;K(ppm)-0.001{\pm}0.085$, $log\;Mg(ppm)=0.600{\cdot}log\;Na(ppm)+0.674{\pm}0.120$, $log\;Mg(ppm)=0.440{\cdot}log\;K(ppm)+0.038{\pm}0.081$, $log\;Na(ppm)=0.522{\cdot}log\;K(ppm)-0.260{\pm}0.072$.

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