• Ocean and Polar Research
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• v.30 no.3
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• pp.261-275
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• 2008

The profile of a fixed site at station M ($34.77^{\circ}N,\;129.13^{\circ}E$) in the Korea Strait was studied from March 2006 to February 2007. The aim was to understand the relationship between the annual thermal stratification pattern and seasonal variation in phytoplankton community structure. Physicochemical factors including temperature, salinity and nutrient concentrations, which strongly influence the proliferation and diversity of phytoplankton, were measured. The study period was divided into three due to the characteristic of thermohaline structures; mixed I (March-May 2006), stratified (June-November 2006) and mixed II(December 2006-Feburuary 2007). Diatoms dominated during the mixed I (89%) and II (48%) periods, while nanoplankton group occupied over 83% of total population during the stratified period. The dominant species during the mixed I and II was Chaetoceros socialis (47% and 29%, respectively), while during the stratified period Gyrodinium sp.(4%) was the most dominant. Averaged total chl a concentrations during the mixed I and II periods were 0.61 mg $m^{-3}$ and 0.72 mg $m^{-3}$, respectively, which were at least two-fold higher than that during the stratified period (0.30 mg $m^{-3}$). The vertical mixing and convection process of the water column induced nutrient supply from the bottom layer to the euphotic zone. It also led to the dominance of diatoms during the mixed periods, whereas small phytoplankton prevailed over large phytoplankton as stratification blocked the upward movement of nutrients to subsurface during the stratified period. During the mixed I and II periods, microplanktonic chl a dominated concentrations (50% and 48%, respectively), while picoplanktonic chl a occupied over 37% of total chl a during the stratified period.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.4
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• pp.393-402
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• 2017

This study was designed to provide basic information for an effective wetland design by analyzing the correlation between wetland size and water quality improvement effect in regard to an artificial wetland inside the Biopark Basin by means of applying the modelling technique. It is expected that this study will contribute to a rational design, operation and management of the artificial wetland in the basin. The following conclusions are obtained through the results and discussion of this study. The results of respective design scenarios that expanded the size of the artificial wetlands in the range of 0-100 % showed that when the wetland is 'expanded 75 % compared with the existing size', water quality improved best compared with the design criteria of 'the current operation of the existing size'. The improved data are: 66.7 % in BOD5, 69.9 % in TSS, 64.7 % in T-N, 85.5 % in T-P and 51.8 % in Chl-a. In particular, with the exception of Chl-a, water quality improvement stood out in the quality items in summer among the four seasons. And that there in no direct relationship between facility scale and water quality improvement.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.39 no.1 s.115
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• pp.21-31
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• 2006

The objectives of this study were to analyze trends of temporal water quality and trophic state in Andong and Imha reservoirs using chemical dataset during 1993 ${\sim}$ 2004, obtained from the Ministry of Environment, Korea. According to long-term limnological analyses, Suspended solids (SS) in Imha Reservoir were 2 ${\sim}$ 8 fold2 greater, than those in SS of Andong Reservoir, and the high solids increased total phosphorus (TP) and biological oxygen demand ($BOD_5$) and decreased the transparency, measured as Secchi depth (SD). Chlorophyll-a (CHL-a) increased little or decreased slightly in the both reservoirs during the high solids, resulting in reduced yields of CHL-a : TP ratios. The deviation analysis of Trophic State Index (TSI) in Imha Reservoir showed that about 70% of TSI (CHL-a)-TSI (SD) and TSI (CHL-a)-TSI(TP) values were less than zero and the lowest values were-60, indicating that influence of inorganic solids (or non-volatile solids) on phytoplankton growth was evident in Imha Reservoir and the impact was greater than that of Andong Reservoir. Inorganic solids in Imha Reservoir resulted in light limitation on phytoplankton growth and thus contributed variations in the relations among three parameters of trophic state index. Especially, seasonal data analysis of nutrients in both reservoirs showed that during the postmonsoon, mean TP concentration was Imha Reservoir greater in than that in Andong Reservoir. The higher TP concentrantion was mainly attributed to increases of inorganic solids from soil erosions and nonpoint source inputs within the watershed. The high inorganic turbidity in Imha Reservoir should be reduced for the conservation of water quality for, especially a tap water supply.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.27 no.6
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• pp.548-561
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• 2018

The objectives of this study were to construct a three-dimensional (3D) hydrodynamic and water quality model (EFDC) for the river reach between the Daecheong dam and the Sejong weir, which are directly affected by Gap and Miho streams located in the middle of the Geum River, and to evaluate the trophic status and water quality improvement effect according to the flow control and pollutant load reduction scenarios. The EFDC model was calibrated with the field data including waterlevel, temperature and water quality collected from September, 2012 to April, 2013. The model showed a good agreement with the field data and adequately replicated the spatial and temporal variations of water surface elevation, temperature and water quality. Especially, it was confirmed that spatial distributions of nutrients and algae biomass have wide variation of transverse direction. Also, from the analysis of algal growth limiting factor, it was found that phosphorous loadings from Gap and Miho streams to Sejong weir induce eutrophication and algal bloom. The scenario of pollutant load reduction from Gap and Miho streams showed a significant effect on the improvement of water quality; 4.7~18.2% for Chl-a, 5.4~21.9% for TP at Cheongwon-1 site, and 4.2~ 17.3% for Chl-a and 4.7~19.4% for TP at Yeongi site. In addition, the eutrophication index value, identifying the tropic status of the river, was improved. Meanwhile, flow control of Daecheong Dam and Sejong weir showed little effect on the improvement of water quality; 1.5~2.4% for Chl-a, 2.5~ 3.8% for TP at Cheongwon-1 site, and 1.2~2.1% for Chl-a and 0.9~1.5% for TP at Yeongi site. Therefore, improvement of the water quality in Gap and Miho streams is essential and a prerequirement to meet the target water quality level of the study area.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.40 no.4
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• pp.315-328
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• 2019

Since the Coastal Zone Color Scanner (CZCS)/Nimbus-7 was launched in 1978, a variety of studies have been conducted to retrieve ocean color variables from multi-satellites. Several algorithms and formulations have been suggested for estimating ocean color variables based on multi band data at different wavelengths. Chlorophyll-a (chl-a) concentration is one of the most important variables to understand low-level ecosystem in the ocean. To retrieve chl-a concentrations from the satellite observations, an appropriate algorithm depending on water properties is required for each satellite sensor. Most operational empirical algorithms in the global ocean have been developed based on the band-ratio approach, which has the disadvantage of being more adapted to the open ocean than to coastal areas. Alternative algorithms, including the semi-analytical approach, may complement the limits of band-ratio algorithms. As more sensors are planned by various space agencies to monitor the ocean surface, it is expected that continuous monitoring of oceanic ecosystems and environments should be conducted to contribute to the understanding of the oceanic biosphere and the impact of climate change. This study presents an overview of the past and present algorithms for the estimation of chl-a concentration based on multi-satellite data and also presents the prospects for ongoing and upcoming ocean color satellites.

• Proceedings of the Korean Society of Toxicology Conference
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• 2001.05a
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• pp.115-115
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• 2001

Regular green tea consumption has been associated with a reduced risk of cancer, partly via antioxidant effects of green tea in protecting cellular components against free radical. In the present study, we evaluated the effect of green tea extract (GTE) on oxidative damage to DNA in CHL cells.(omitted)

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.10
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• pp.893-900
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• 2009

To estimate the contribution of epiphytic algae attached on reed to organic matter production in constructed wetland, primary productivity by epiphytic algae was investigated in two sub-wetlands (Banweol and Donhwa wetlands) of the Sihwa Constructed Wetland (CW) with different chemistry of inflows. Chlorophyll a concentration of epiphytic algae was higher in the Banweol wetland (range:37~3,581 mgChl.a/$m^2$surface stem, average:655 mgChl.a/$m^2$surface stem) than the Donhwa wetland (range:87~2,093 mgChl.a/$m^2$surface stem, average:527 mgChl.a/$m^2$surface stem). In contrast, assimilation number (AN) representing photosynthetic activity was higher in the Donhwa wetland with low TN/TP ratio than the Banweol wetland. A negative correlation (r=0.46) was observed between TN/TP ratios of inflows and AN in two wetlands, implying that high photosynthetic activity of epiphytic algae may be related with low TN/TP ratio. The areal primary productivity ranged from 307 to 2,473 mgC/$m^2$/day in the Banweol wetland and from 756 to 2,096 mgC/$m^2$/day in the Donghwa wetland, showing high productivity in summer. Average primary production was lower in the Banweol wetland (1,166 mgC/$m^2$/day) than the Donghwa wetland (1,467 mgC/$m^2$/day), although the standing crop (as chlorophyll a concentration) was high in the Banweol wetland. This result may be due to the low photosynthetic activity of epiphytic algae in the Banweol wetland with high TN/TP ratio. The annual primary production (300 tonC/year) of epiphytic algae contributed 33% of the total production in the Sihwa CW. An excessive organic matter production in constructed wetland can negatively affect the efficiency of water treatment. Therefore, the role of epiphytic algae should be considered in management of constructed wetland for water treatment.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.52-52
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• 2015

강수량이 적은 갈수기에는 하천수량이 적어 소량의 오염물질의 유입으로도 하천수질의 악화를 불러일으킬 수 있다. 특히 2014년에는 한강수계의 강수량이 예년의 46%정도이며 이로 인한 저수율은 예년의 75%정도로 저조하여 봄철 갈수기에 수질악화가 우려된다. 한강은 비교적 수질이 양호하여 녹조가 발생하는 일이 낙동강, 금강, 영산강보다 적으나 가뭄의 영향으로 하천수질 악화 및 녹조현상이 발생할 우려가 있다. 그래서 본 연구에서는 남한강과 북한강의 봄철 수질전망을 통한 녹조발생 위험도를 예측하고자 하였다. 수질예측에 사용된 모형은 미국공병단(USACE)에서 개발한 2차원 하천수리 수질모형인 CE-QUAL-W2이며, 본 연구에 이용된 CE-QUAL-W2는 K-water 통합수질예측시스템(SURIAN)을 이용하여 구축하였다. 연구 대상지역은 북한강의 소양강댐 하류와 팔당호지점, 남한강의 강천보, 여주보, 이포보 지점에 대해 조류농도에 대한 예측을 수행하였다. 미래 수질예측을 위한 유량 자료는 평년 빈도유량을 사용하였으며, 기상자료는 유사는 분석을 통해 과거기상과 가장 유사한 패턴을 보이는 년도의 기상자료를 사용하여 모형을 구동하였다. 2~4월 남한강과 북한강의 Chl-a농도에 대하여 2013~2014년 평균치와 2015년 수질예측치를 비교한 결과 북한강은 4월에 예년대비 최고 61% Chl-a 농도가 증가하는 것으로 나타났으며, 남한강은 2월에 Chl-a농도가 최고 106% 증가되는 것으로 예측되었다. 본 연구를 통해 2015년 봄철 갈수기 녹조가 예년보다 증가 할 것으로 나타났으며, 다른 수계보다 비교적 적은 농도이지만 주기적인 수질예측과 하천 모니터링을 통해 하천수질을 관리하고 수질오염을 예방하는 노력을 기울여야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.266-266
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• 2019

금강의 주요 지류인 미호천과 갑천은 대전광역시와 청주시가 위치하고 있으며, 두 도시지역에서 유입되는 오염물질로 인하여 금강 본류에 높은 오염부하를 제공하고 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 수리동역학 모델인 EFDC 모델을 사용하여 미호천과 갑천의 수질개선이 금강의 수질에 미치는 효과를 분석하였다. 대상유역은 대청댐부터 백제보 까지 70km 구간이며, 모델의 격자는 Curvilinear-Orthogonal Coordinate를 사용하였으며 횡단방향 8개로 분할하여 총 6,698개의 격자로 구성하였다. 경계조건구성 및 모델의 보정은 국가정보 포털인 수자원관리종합정보시스템(WAMIS), 물환경정보시스템(WEIS), 국가기후데이터센터(data,kma,go,kr) 등에서 제공하는 유량, 수질, 기상 등 데이터를 활용하였으며, 모의 기간은 2017년이다. 수질의 보정은 대상유역 내 6곳의 수질 측정 지점에서 수행되었으며, 적합성 평가를 위해 R-square와 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 두 가지의 통계 지표를 활용하였다. 수질의 경우 TN, TP, TOC, Chl-a 순으로 평균 R-square값은 0.75, 0.51, 0.36, 0.57이고 평균 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)값은 0.59, -0.18, -1.10, 0.27으로 모의 값과 실측값 사이의 상관관계는 TN에서 가장 높았으며 반대로 TOC는 가장 낮았다. 모의결과가 실측값을 정확히 반영하지는 못했지만, 수질의 평균적인 현상은 반영한 것으로 판단된다. 두 주요 지류의 수질이 동시에 15% 또는 30% 개선되었을 경우를 모의하여 금강 본류의 수질변화를 6곳의 수질 측정 지점에서의 실측값과 비교하여 분석하였다. 두 지류가 동시에 15%의 수질 개선 시에는 금강 본류 수질은 TN, TP, TOC, Chl-a 순으로 평균 11.80%, 7.90%, 8.63%, 7.04%의 개선되었으며, 30% 수질 개선 시에는 평균 23.66%, 15.92%, 17.36%, 14.26%의 개선되었다. 각 지점에서 고른 개선이 확인되었으며, 개선 효과는 TN이 가장 컸고, 반대로 Chl-a가 가장 적었다. 갑천과 미호천의 수질이 별개로 개선되었을 경우를 모의한 결과, 미호천의 개선이 갑천에 비해 금강의 수질 개선에 영향이 컸다. 이는 두 지류의 수질 농도는 비슷하나 갑천에 비해 유량이 많은 미호천의 오염 부하량이 높은 것으로 분석된다. 연구 결과 금강의 수질을 개선하기 위해서는 두 지류의 수질 개선이 필수적인 것으로 판단된다. 금강의 TN 농도는 두 지류의 영향이 가장 컸으며, 개선 효과는 Chl-a에서 가장 적었다. 또한 갑천에 비해 미호천이 금강 수질에 영향이 큼을 확인하였다.