• 수산경영론집
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• 제52권2호
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• pp.55-67
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• 2021

Global warming affects critical natural resources, one of which is the oceans that occupy 70% of the total cover of the earth. In other words, ocean warming is a subset of global warming which needs to be addressed urgently. Purple laver (pyropia spp.) is one of the most vulnerable items to climate change although it is a major export product of Korean fisheries. The purpose of this study is to analyze the causality of how climate change caused by global warming affects the increase or decrease of PLP (purple laver production). The target area for analysis was set to Maro-hae between Jindo-gun and Haenam-gun. We selected marine environmental factors and meteorologic factors that could affect PLP as variables, as well as co-integration tests to determine long-term balance, and the Granger causticity tests. As a result, PLP and marine environmental factors WT (water temperature), pH, and DO confirmed that long-term equilibrium relationships were established, respectively. However, there is only causality with WT and it is confirmed that there is only a correlation between pH and DO (dissolved oxygen). There was no long-term equilibrium relationship between PLP and HDD (heating degree days) and there is a causal effect that HDD affects PLP; however, it was less clear than that of WT. The relationship between PLP and RF (rainfall), WS (wind speed), SS (percentage of sunshine), and FF (farm facilities) was all balanced in the long term, and causality exists. Based on the results of the analysis, policy proposals were made.

• 한국물환경학회지
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• 제39권1호
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• pp.46-60
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• 2023

Climate change causes fluctuations in water quality in the aquatic environment, which can cause changes in water circulation patterns and severe adverse effects on aquatic ecosystems in the future. Therefore, research is needed to predict and respond to water quality changes caused by climate change in advance. In this study, we tried to predict the dissolved oxygen (DO), chlorophyll-a, and turbidity of the Paldang reservoir for about two weeks using long short-term memory (LSTM) and gated recurrent units (GRU), which are deep learning algorithms based on recurrent neural networks. The model was built based on real-time water quality data and meteorological data. The observation period was set from July to September in the summer of 2021 (Period 1) and from March to May in the spring of 2022 (Period 2). We tried to select an algorithm with optimal predictive power for each water quality parameter. In addition, to improve the predictive power of the model, an important variable extraction technique using random forest was used to select only the important variables as input variables. In both Periods 1 and 2, the predictive power after extracting important variables was further improved. Except for DO in Period 2, GRU was selected as the best model in all water quality parameters. This methodology can be useful for preventive water quality management by identifying the variability of water quality in advance and predicting water quality in a short period.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.159-159
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• 2021

한국은 수자원 이용현황 중 농업용수가 차지하는 비중이 가장 크다. 농업용수의 60% 이상이 저수지에서 공급된다. 현재 한국의 약 18,797개의 저수지 중 대부분이 농업용 저수지로 사용될 만큼 많은 농업용 저수지를 보유하고 있다. 연간 강우량이 7월과 8월에 집중되고 강우의 유출이 빨라 하천의 이용 가능 수량이 한정되어있는 우리나라에서 관개용수 공급 및 하천유지 용수 공급의 기능을 하는 농업용 저수지는 용수원으로써 중요성을 가진다. 농업용 저수지의 수질은 수량과 더불어 작물생산량에 직접적인 영향을 미치며 저수지의 부영양화는 저수지 기능과 유지관리상의 문제점을 야기한다. 하지만 농업용 저수지의 수량 관리에 비해 수질관리 및 분석에 관한 연구는 비교적 부족한 실정이다. 본 연구에서는 우리나라 농업용 저수지의 수질 특성 파악과 건기, 우기와 여름, 겨울철에 따른 부영양화 정도의 차이에 대한 분석을 진행하고자 한다. 한국 농업용 저수지의 장기적인 영양상태 파악을 위해 과거 30년 (1991-2020) 연별, 월별 저수지 수질 모니터링 데이터를 활용하였다. 분석항목으로는 DO (Dissolved Oxygen), TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorus), SS (suspended solid), SD (Secchi disk), TN/TP, pH를 지정하였다. 자연호가 많은 외국에 비해 대부분이 인공호인 우리나라 저수지는 자연호에 비해 낮은 수심과 작은 저수용량을 가지며 자연호보다 부영양화가 더 빠르게 진행된다. 때문에 부영양화 정도 평가를 위해 TSI와 더불어 한국형 부영양화지수(TSIKo)를 사용하였다. 또한 강우와 각 수질 측정항목 그리고 수온과 DO 간의 상관분석을 진행하였으며, 각 수질 측정항목에 대한 값을 한국 호수 수질 기준과 비교하였다. 이러한 한국 저수지의 부영양화 정도 평가와 화학적 특성에 대한 파악을 기반으로 한국의 농업용 저수지 특성에 따른 적합한 수질관리 방안을 결정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.125-130
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• 2006

본 연구에서는 호소 바닥의 저니에서 용출된 인이 수질에 악영향을 미치는 것을 제어하기 위하여 모래를 재료로 하는 캡핑을 저니 위에 포설할 때 기대할 수 있는 효과에 대하여 연구하였다. 실험실에서 제작된 칼럼을 외부 공기의 유출입이 없도록 폐쇄하고, 인의 농도가 높은 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인농도 변화와 모래로 이루어진 캡핑으로 격리 처리된 저니층에서 인의 용출로 인한 상등수의 인 농도 변화를 비교 분석하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼과 40 mm, 80 mm 캡핑 두께의 3가지 칼럼으로 시험을 수행하였고, DO, ORP, TP, $PO_4$-P를 측정하였다. 캡핑을 하지 않은 칼럼이 80 mm의 모래 캡핑을 한 칼럼보다 4배 이상의 TP농도 증가가 있은 반면 $PO_4$-P의 경우는 큰 차이가 나지 않았다. 본 실험조건에서 모래로 캡핑한 저니의 경우 캡핑이 되지 않은 저니 보다 인의 용출로 인한 상등수의 인의 농도를 저감할 수 있음이 확인되었다.

• 한국습지학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-138
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• 2024

하천 생태계는 농업 및 산업 활동 등 수많은 인간 활동에 영향을 받으며, 저서성 대형무척추동물은 중요한 생물학적 지표로 이용된다. 이에 본 연구에서는 평택시 산업지역의 2개 하천과 농업지역의 2개 하천에 대하여 하천 주변 토지 이용 현황에 따른 하천 생태계에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 이화학적 수질평가를 위해 수온, 용존산소(DO), 수소이온농도(pH)를 측정하였고, 저서성 대형무척추동물을 이용하여 군집분석, BMI 및 ESB를 산정하여 수환경평가를 실시하였다. 수환경평가를 통해 두 지역 하천의 환경 상태를 비교한 결과, 산업지역에 비해 농업지역 하천의 환경 상태가 보다 양호한 것으로 나타났다. 결과적으로 인위적인 활동의 차이에 따라 하천 생태계에 미치는 영향에 정도가 다른 것을 확인할 수 있었다.

• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.582-594
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• 2018

본 연구에서는 생물반응 인공습지 내 용존유기물질의 변동 및 저감특성을 모니터링할 목적으로 수직 수평 흐름 습지를 직렬로 복합 적용하여 호기, 혐기상태의 흐름조건을 만들어 주었고 기능성 여재를 충진한 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평의 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태의 수직흐름인공습지에서는 2.7 mg/L, 혐기상태의 수평 흐름인공습지에서는 N.D.로 측정되어 운전조건에 부합하였다. 운전시간은 140 min, 80 min, 60 min으로 변경하며 실험을 진행을 하였으며, 운전시간에 따른 자연폭기시간 20 min을 동일하게 설정해 주고 실험을 진행하였다. 운전시간 모두 미생물의 활동으로 인한 결과를 보였으며, 3D-EEM에서는 운전시간을 길게 가져갈수록 난분해성 휴믹계물질구역인 III, V구역의 유기물에서 높은 저감효과를 보이는 것으로 확인되었다. 향후 저감효과에 대한 메커니즘 분석에 대한 연구는 추가로 진행될 필요가 있을 것으로 사료되지만, 본 연구결과는 향후 인공습지를 활용한 난분해성 물질의 저감을 위한 기술발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제42권3호
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• pp.233-247
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• 2020

This study was carried out at 5 sites 11 times over two years to identify the variation of benthic environments and benthic polychaetous community and analyze the benthic healthiness in Dangdong Bay, a small semi-enclosed inner bay of Jinhae Bay. The temperature of bottom water showed the typical temporal fluctuation of a temperate zone and was in the range of 5.94 ~ 23.94℃. The salinity did not change significantly during the study period and was in the range of 32.93 ~ 35.72 psu. The concentration of dissolved oxygen of bottom water fluctuated a great deal and was in the range of 0.31 ~ 10.20 mg/L. The lowest DO value was recorded in July 2015, as 0.31±0.04 mg/L corresponding to the hypoxic water mass. The hypoxic water mass was formed continuously at some sites also in July and August 2016. The mean grain size was in the range of 7.57 ~ 9.81Ø and the average was 8.89±0.20Ø. The surface sediments were mainly composed of fine sediment (mud) above 85%. The mean of TOC was 3.09±0.22% and LOI was 13.30±0.47%, showing very high levels in Korean coastal waters. The concentration of AVS was in the range of 0.33 ~ 1.28 mgS/g-dry. The high values of organic contents and AVS indicated that there had been the serious organic enrichment in Dangdong Bay. The number of species and the density of the benthic polychaetous community in Dangdong Bay were in the range of 2 ~ 38 species and 2 ~ 2,185 ind./㎡ during the study period. The number of species and density were highly sustained in winter and spring, and then decreased gradually with the formation of a hypoxic water mass in summer, and the lowest number of species and density were recorded in autumn. In September and November 2015, the dead zone expanded to almost the whole study area. Dominant polychaetous species were Capitella capitata, Lumbrineris longifolia, Paraprionospio patiens and Sigambra tentaculata, each known as opportunistic species and potential organic pollutant indicator species. In particular, Paraprionospio patiens showed a very high population density of 2,019 ind./㎡ in December 2016. Polychaetous communities at each sampling time were classified into 4 temporal groups according to dominant species in each period by cluster analysis and nMDS. 'Period Group AI' was formed in winter and spring of 2015, dominated by Capitella capitata, 'Period AII' in summer dominated by Lumbrineris longifolia, 'Period B' in autumn with no fauna in the dead zone, and particularly 'Period C' in winter of 2016 dominated by Paraprionospio patiens. As a result of analysis of benthic healthiness, the study area was estimated to be in a Fair~Very Poor condition by AMBI and in a Poor~Very Poor condition by BPI during the study period. Both AMBI and BPI showed that the study area was in a Very Poor condition in September and November 2015, and when the dead zone occurred. In Dongdong Bay, the fact that the formation of a hypoxic water mass occurred in summer and a dead zone in autumn were confirmed. In addition, the dominance of opportunistic and organic pollutant indicator species was also observed clearly. The benthic healthiness indexes such as AMBI and BPI showed that organic enrichment was serious in Dangdong Bay.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.334-344
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• 2013

동해 연안양식장 주변해역의 월별 변화에 따른 수괴의 분포와 생물화학적 특성을 파악하기 위하여 2012년 짝수 월(2-12월)에 속초, 죽변, 감포 연안의 3개 지점에서 CTD 관측과 함께 용존산소(DO), 클로로필 a(Chl-a), 질산염과 인산염의 N/P 비의 분포 특성을 조사하였다. 속초, 죽변 및 감포 해역에 대한 등밀도선 위의 수온(T)-염분(S)도로 수괴를 분석한 결과, 이들 해역은 대마난류 표층수, 대마난류 중층수 및 북한한류수로 나타났다. 이들 수괴에서 수온과 염분의 분포 범위를 보면, 대마난류 표층수는 수온 $20-28.3^{\circ}C$와 염분 31.04-33.75, 대마난류 중층수는 수온 $8.1-16.3^{\circ}C$와 염분 33.00-34.49, 북한한류수는 수온 $1.8-9.4^{\circ}C$와 염분 33.78-34.42를 나타내었다. DO는 동계(12월, 2월)에 남에서 북, 봄철(4월, 6월)과 가을철(10월)에는 상층에서 하층, 하계(8월)는 중층을 중심으로 상하층으로 갈수록 그 농도가 높았다. Chl-a 농도는 동계(2월), 춘계(4월), 추계(10월-12월)에 $0.4{\mu}g/L$ 이하로 낮았고, 6-8월은 다른 월에 비해 고농도가 넓게 분포하였다. 특히, 감포는 8월에 강한 수온과 염분의 약층이 형성된 곳에서 띠 형태로 $2{\mu}g/L$ 이상의 고농도가 분포하였다. N/P 비는 2-6월과 12월은 전반적으로 그 비가 16 이하로 질산염이 영양염의 제한요소로 작용하였고, 8-10월은 그 비가 16 이상으로 연안 부근에서 인산염이 영양염의 제한 요소로 작용한 곳이 많이 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.416-423
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• 2010

열대 저산소 환경에 적응되어 있는 angelfish (Pterophyllum scalare)를 급격한 온도변화($27{\pm}0.5{\rightarrow}18{\pm}0.5^{\circ}C$) 및 DO 변화($6{\pm}1{\rightarrow}18\;ppm$)에 2시간 동안 적응시킨 후 젖산탈수소효소(EC 1.1.1.27, lactate dehydrogenase, LDH) 동위효소의 특성 및 유전자발현을 연구하였다. LDH 동위효소의 특성은 native-polyacrylamide gel 전기영동, Western blot 분석 및 효소활성 측정으로 확인하였다. 전기영동 결과 liver- 및 eye-specific Ldh-C 유전자는 간, 눈 및 뇌 조직에서 발현되었다. Western blot 분석 결과 LDH $A_4$ 동위효소는 $B_4$ 동위효소보다 음극 쪽에 나타났다. 간 조직에서 온도 저하 시 LDH $A_4$ 동위효소가 증가하고 $B_4$ 동위효소는 감소하였으며, DO 증가 시 LDH $A_4$ 및 $C_4$ 동위효소가 증가하고 $B_4$ 동위효소는 감소하였다. 눈 조직에서는 온도 저하 시 LDH $A_4$ 및 $B_4$ 동위효소가 증가하고 $C_4$ 동위효소는 감소하였으며, DO 증가 시 LDH $A_4$ 및 $B_4$ 동위효소는 증가하지만 $C_4$ 동위효소 및 하부단위체 C를 포함하는 동위효소는 감소하였다. 심장 조직에서는 DO 증가 시 LDH 활성이 증가하였고, LDH $B_4$ 동위효소가 증가하였다. 뇌 조직에서는 온도 저하 시 LDH $A_4$ 및 $B_4$ 동위효소가 증가하였고, DO 증가 시 LDH $B_4$ 동위효소는 증가하였다. 따라서 liver- 및 eye-specific Ldh-C는 DO 변화에 의해 영향을 받으며 간 및 눈 조직에서 LDH $B_4$ 및 $C_4$ 동위효소는 서로 상대적으로 조절되므로 $C_4$ 동위효소는 lactate oxidase로서 기능을 나타내는 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권1호
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• pp.56-68
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• 1997

본 연구는 산지 물순환 과정별 수질변화를 추적하여 계류수질의 형성 과정 및 산림의 환경적 정화기능을 평가하고자 실시하였다. 팔공, 용성 및 대동의 3개 조사지에서 한 단위강우에 대한 임외우, 수관통과우, 수간류, 낙엽층류 및 계류수, 그리고 장기 계류수를 대상으로 하여 각각의 유출수량과 pH, 전기전도도, 용존산소량 및 용존원소의 농도변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 계류수의 pH, 용존산소량은 유출수량의 증가에 따라 값이 상승하였으나, 전기전도도는 값이 낮아지는 것으로 나타났다. 2. 수간류 및 수관통과우의 pH는 임외우에 비해 경시적으로 낮은 값을 나타내며, EC는 강우초기에 높은 값, 그 이후는 강우시간의 경과와 함께 값이 낮아지는 경시적 변화를 보였다. 낙엽층류의 pH는 임외우에 비해 낮은 값, EC는 높은 값을 나타냈다. 계류수에 있어서 pH 동태는 강우초기에 높은 값을 나타내고 강우시간이 경과함에 따라 큰 폭으로 떨어지다가 강우종료 및 그 이후에는 초기 수준 또는 그 이상의 값으로 회복하였으나, EC는 거의 반대의 경향이 있었다. 낙엽층류 및 계류수의 DO는 강우시간의 경과에 따라 값이 점차 낮아졌으나, 임외우, 수간류 및 수관통과우에서는 경시적으로 뚜렷한 경향이 없었다. 3. 수간류 및 수관통과우에 있어서 pH는 소나무에 비해 상수리나무가 높았으나, EC는 낮은 값을 나타내었다. 양이온 총량은 상수리나무에 비해 소나무의 수간류에서 높은 값을 나타냈다. 4. 물순환의 각 과정에 있어서 pH는 낙엽층류<임내우(수간류+수관통과우)<임외우<계류수의 순으로, DO는 낙엽층류<임내우<임외강우<계류수, 그리고 EC는 임외우<계류수<임내우<낙엽층류의 크기 순으로 나타났다. 양이온 총량은 임외우<임내우<낙엽층<계류수의 크기 순으로 나타났다. 5. EC는 팔공조사지에 비해 용성조사지에서 전체적으로 높은 값을 나타내어 팔공계류수가 수질이 더 깨끗한 것으로 나타났다. 그리고 장기 계류수에 있어서 pH, DO, EC 및 양이온 총량은 월별로 각각 독특한 경시적 변화를 보였다.