• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.323-323
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• 2019

최근 충주댐 하류에 위치한 남한강 본류에서는 봄철 지속되는 가뭄으로 인한 유량부족과 인근 주요 유입하천으로부터의 과다한 영양염류 유입으로 갈수기 수질오염 문제가 빈번히 발생하고 있다. 그러나 아직까지 충주댐 하류 남한강 본류 하천을 대상으로 기후변화에 따른 장래 갈수기 수질변화 예측과 상류 유역에서의 유량 확보가 본류 하천 갈수기 수질에 미치는 영향을 정량적으로 분석한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 충주댐 하류 남한강 본류 구간과 주요 유입하천을 대상으로 유역 및 수질 모델 연계를 통해 극한 가뭄 사상에 따른 남한강 본류의 장래 갈수기수질 변화를 예측하고, 섬강 유역 내 갈수기 유량 확보 시나리오 적용을 통해 극한 가뭄 사상에서의 섬강 말단 및 남한강 본류 갈수기 수질 개선 효과를 분석하였다. 갈수기 유량 확보 시나리오는 산림 간벌에 따른 증발산량 저감 및 침투량 증진 시나리오로 구성하였다. 시나리오 적용 결과, 섬강 유역에서의 갈수기 평균 유량은 최대 2.19배까지 증가하는 것으로 분석되었으며, 갈수기 수질평균 농도는 최대 BOD5 20.5%, T-N 40.8%, T-P 53.4%까지 개선되는 것으로 나타났다. 또한 섬강 유역에서의 갈수기 유량 확보에 따라 남한강 본류 갈수기 수질 평균 농도는 최대 BOD5 5.22%, T-N 5.42%, T-P 7.69%까지 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해서 산림 간벌에 따른 기저유량의 확보가 갈수기 하천 수량 및 수질에 긍정적인 영향을 미치는 것을 간접적으로 확인할 수 있었으며, 이는 수량 수질뿐만 아니라 수생태계 건강성 연속성 유지 측면에서 큰 기여를 할 수 있을 것이라 판단된다. 따라서, 섬강 유역 내 갈수기 유량 확보 방안으로 적절 수준의 산림 간벌 대책이 강구되어야 할 것이며, 산림 간벌 이외에 갈수기 유량 확보를 위한 빗물 이용, 공공하수처리시설 방류수 재이용, 우수의 저류 및 침투시설 확충 등 다양한 대책이 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.157-166
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• 2021

효율적인 댐 운영을 위해서는 높은 신뢰도를 기반으로 하는 유입량 예측이 요구된다. 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 사용되고 있는 데이터 기반의 예측 방법 중 하나인 딥러닝을 댐 유입량 예측에 활용하였다. 그 중 시계열 자료 예측에 높은 성능을 보이는 Sequence-to-Sequence 구조기반의 Long Short-Term Memory 딥러닝 모형(LSTM-s2s)을 이용하여 소양강 댐의 유입량을 예측하였다. 모형의 예측 성능을 평가하기 위해 상관계수, Nash-Sutcliffe 효율계수, 평균편차비율, 그리고 첨두값 오차를 이용하였다. 그 결과, LSTM-s2s 모형은 댐 유입량 예측에 대한 높은 정확도를 보였으며, 단일 유량 수문곡선 기반의 예측 성능에서도 높은 신뢰도를 보였다. 이를 통해 홍수기와 이수기에 수자원 관리를 위한 효율적인 댐 운영에 딥러닝 모형의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제35권2호
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• pp.163-174
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• 2021

Heatwaves are one of the most common phenomena originating from changes in the urban thermal environment. They are caused mainly by the evapotranspiration decrease of surface impermeable areas from increases in temperature and reflected heat, leading to a dry urban environment that can deteriorate aspects of everyday life. This study aimed to calculate daily maximum ground surface temperature affecting heatwaves, to quantify the effects of urban thermal environment control through water cycle restoration while validating its feasibility. The maximum surface temperature regression equation according to the impermeable area ratios of urban land cover types was derived. The estimated values from daily maximum ground surface temperature regression equation were compared with actual measured values to validate the calculation method's feasibility. The land cover classification and derivation of specific parameters were conducted by classifying land cover into buildings, roads, rivers, and lands. Detailed parameters were classified by the river area ratio, land impermeable area ratio, and green area ratio of each land-cover type, with the exception of the rivers, to derive the maximum surface temperature regression equation of each land cover type. The regression equation feasibility assessment showed that the estimated maximum surface temperature values were within the level of significance. The maximum surface temperature decreased by 0.0450℃ when the green area ratio increased by 1% and increased by 0.0321℃ when the impermeable area ratio increased by 1%. It was determined that the surface reduction effect through increases in the green area ratio was 29% higher than the increasing effect of surface temperature due to the impermeable land ratio.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.45-56
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• 2022

가뭄 및 갈수시에 용수부족 현상이 발생하나 회귀수량을 고려한 대응이나 대책 마련이 진행되지 않고 있다. 이에 본 연구에서 자료기반의 기계학습 모형(LSTM)을 통해 회귀수량 중 하수종말처리장의 방류량을 예측하였다. 입력자료로 방류량, 유입량, 강수량, 수위를 사용하였고 예측 결과의 정확도를 개선하기 위하여 추가적으로 입력변수의 변동성 분포를 고려하였다. 방류량 자료의 변동성을 확인하기 위해서 관측값과 분포 사이의 잔차를 복합삼각함수 형태로 가정하여 이론적인 확률분포와 함께 방류량 최적의 분포 형태로 나타내었다. 변동성 분포를 고려한 입력자료를 이용한 결과와 그렇지 않는 결과를 비교한 결과, 오차정도가 감소함을 보였으며 이는 변동성 분포가 계절성을 상대적으로 잘 재현하였기 때문이라 판단된다. 따라서 본 연구에서 구축한 하수종말장처리장의 방류량 예측 모형을 활용할 경우 보다 정확한 회귀수량 예측이 가능하여 효율적인 하천수 관리 체계를 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.247-247
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• 2023

Coastal lagoons play a crucial role in water exchange, water quality, and biodiversity. It is essential to monitor and understand the dynamics of hydrogeochemistry in lagoon water and its groundwater to preserve and sustainably manage the groundwater-dependent ecosystems like coastal lagoons. This study investigated the spatial and temporal hydrogeochemical characteristics of coastal lagoon (Songjiho) and groundwater on the east coast of Korea. The concentrations of major ions, water isotopes, and nutrients (nitrogen and dissolved organic carbon) in lagoon water and groundwater were periodically monitored for one year. The study revealed that major ions and total dissolved solids (TDS) concentration were higher at deeper depths of aquifers and closer to the coastal area. The hydrogeochemical characteristics of coastal lagoon and groundwater chemistry were classified into two types, Ca-Mg-HCO₃ and Na-Cl, based on their spatial location from inland to coastal area. Moreover, the hydrogeochemical characteristics of coastal lagoons and groundwater varied significantly depending on the season. During the wet season, the increased precipitation and evaporation lead to changes in water chemistry. As a result, the total organic carbon (TOC) of coastal lagoons increases during this season, likely due to increased runoff by rainfall whereas the variation of chemical compositions in the lagoon and groundwater were not significant because there is reduced precipitation, resulting in stable water levels and during the dry season. The study emphasizes the impact of spatial distribution and seasonal changes in precipitation, evaporation, and river discharge on the hydrogeochemical characteristics of the coastal aquifer and lagoon system. Understanding these impacts is crucial for managing and protecting coastal lagoons and groundwater resources.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.201-211
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• 2022

연구대상 해역은 노량수로를 중심으로 서측에 광양만 권역(여수해협 포함), 동측에 진주만 권역(강진만, 사천만 포함)이 위치하고, 연구대상 해역에 위치한 여러 하천에서 유출되는 유출수가 이들 만으로 유입되고 있으며, 특히 홍수시에는 광양만 권역은 섬진강의 하천유출수가, 진주만 권역은 가화천(남강댐 방류)의 하천유출수가 대량으로 유입되고 있다. 광양만 권역과 진주만 권역은 노량수로라는 협수로로 연결되어 있으며, 섬진강과 가화천의 하천유출수 또한 노량수로를 통해 서로 영향을 주고 있다. 연구대상 해역에 위치한 섬진강과 가화천을 포함한 51개 하천의 하천유출수로 인한 평수시와 50년빈도 홍수시의 해수교환율, 체류시간 특성을 입자추적 실험을 통해 파악하고자 하였다. 또한 홍수시 섬진강과 가화천의 하천유출수가 미치는 영향을 파악하기 위한 실험을 추가로 수행하였다. 수치실험 결과, 평수시와 홍수시 모두 광양만 권역에 투하한 입자는 노량수로를 통해 진주만 권역으로 이동하는 것으로 나타났고, 노량수로를 통해 진주만 권역에서 광양만 권역으로 이동하는 입자는 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 30일 후 각 실험안별 해수교환율은 광양만 권역은 44.40~67.21%로 나타났고, 진주만 권역은 각각 50.37~73.10%로 나타났고, 각 실험안별 평균 체류시간은 광양만 권역은 7.07~15.36일로 나타났고, 진주만 권역은 6.45~12.75일로 나타났다. 그리고 홍수시에 해수교환을은 증가하고, 체류시간은 감소하는 것으로 나타났다. 광양만과 진주만 권역에서의 해수순환 구조를 살펴보기 위해 두 폐쇄성 해역에 대해서 7개 내부 영역과 5개 외부 영역에 대한 30일 동안의 단면유량 flux를 산정하였다. 그 결과, 평수시와 홍수시 모두 전반적으로 광양만 권역에서 진주만 권역으로 유량 flux가 이동하는 것으로 나타났다. 홍수시 유량을 적용할 경우 연구대상 해역의 유량 flux의 주 흐름 경로는 섬진강 하천유출수가 여수해협을 거쳐 외해로 이동하는 흐름과 가화천 하천유출수가 사천만, 진주만, 대방수로를 거쳐 외해로 이동하는 흐름으로 나타났다.

• 임산에너지
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• 제17권1호
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• pp.8-22
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• 1998

남한강 유역의 소나무, 리기다소나무, 상수리나무, 굴참나무 및 신갈나무 군락을 대상으로 상대생장법에 의하여 현존량을 추정하였으며, 각 군락에 있어서 D2H와 줄기(Ws), 가지(Wb) 및 잎(Wl)의 상대생장식은 다음과 같다. 소나무 군락 : logWs=0.58482D2H-0.42417 logWb=0.6234D2H-1.2321 logWl=0.2247D2H-0.09359 리기다소나무 군락 : logWs=0.9218D2H-1.4692 logWb=1.0064D2H-2.2278 logWl=0.6275D2H-1.1715 상수리나무 군락 : logWs=0.96659D2H-1.56975 logWb=0.86315D2H-2.17944 logWl=0.79876D2H-1.97137 굴참나무 군락 : logWs=0.4753D2H＋0.20026 logWb=0.5725D2H-0.92006 logW1=0.61649D2H-1.4288 신갈나무 군락 : logWs=0.5526D2H-0.1228 logWb=0.5188D2H-0.9787 logWl=0.7754D2H-2.6273 상대생장식으로 추정한 현존량은 리기다소나무림 약 61만ton, 소나무림 약 120만ton, 상수리나무림 약 289ton, 굴참나무림 약 2,800ton 그리고 신갈나무림 약 57만ton으로서 소나무 군락이 전 지역의 약 43.9%를 점유하고 있다. 녹지자연도 등급별 현존량은 수령 20년 이상인 8등급에 속하는 삼림군락의 현존량 약 7만4천ton, 7등급에 속하는 삼림 약 200만ton으로서 7등급 군락이 전체의 75%를 차지하였으며, 식재림인 리기다소나무림은 약 61만 ton으로 측정되었다. 따라서 남한강 유역의 대표적인 자연림은 7등급에 속하는 소나무림과 신갈나무 군락이었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제21권1호
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• pp.24-35
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• 2016

2014년 울산만 내, 외측 해역에서 해양환경의 계절 변화가 식물플랑크톤 군집의 공간 분포에 미치는 영향을 파악하였다. 울산만을 태화강 하구에 위치한 내측과 외양 영향을 강하게 받는 외측으로 나누어, 내측과 외측의 환경 차이를 t-test로 검증하였다. 수온은 동계(t = -5.833, p < 0.01)와 추계(p > 0.05)에는 외측이 높았고, 춘계(t = 4.247, p < 0.01)와 하계(t = 2.876, p < 0.05)에는 내측이 높았다. 염분은 추계를 제외한 모든 계절에 내측에서 외측보다 유의하게 낮았다(p < 0.01). 동계에는 수층 혼합에 의해 전 수층에서 영양염 농도가 높았고, 하계에는 담수 유입으로 내측 표층에서 현저하게 높았다. 크기 분획된 Chl. a 양은 $20{\mu}m$보다 작은 크기의 nano, pico식물플랑크톤의 양이 많았다. 극미소 식물플랑크톤은 영양염 농도가 낮은 외양 환경에서 적응력이 높은데 이러한 결과는 조사해역이 외양의 영향을 강하게 받고 있음을 시사한다. 춘계와 하계에는 내측 정점을 중심으로 유글레나류 Eutreptiella gymnastica의 밀도가 특이적으로 높았다. 이는 강우 후 많은 담수가 유입되어 저염분 환경이 조성되고 DIN (nitrate+nitrite, ammonium)이 대량 공급되었기 때문이다. 하계에는 태화강으로부터 다량의 담수가 공급되어 담수미세 남조류 Oscillatoria sp., Microcystis sp.가 내측 정점(1-5)을 중심으로 높은 밀도로 출현하였다. 추계와 동계에는 규조류와 은편모류가 우점하였다. 높은 현존량을 보인 중심 규조류Chaetoceros 속은 성층 약화로 저층에서 공급되는 영양염류의 영향을 받아 빠르게 성장하였고, 은편모조류는 다른 식물플랑크톤의 상대적인 성장 둔화로 기회적으로 우점하였다. 결과적으로 울산만은 강우기인 춘계와 하계에 태화강의 영향을 강하게 받아 내측 정점을 중심으로 저염분, 고영양염 환경이 유지되었고, 추계와 동계에는 만 외측 외양수의 영향을 크게 받았으며, 식물플랑크톤 군집은 크게 이 두가지 환경요인에 의해 계절적으로 제어되는 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권4호
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• pp.252-257
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• 2001

만경강 상류 유역의 수질 오염 실태를 조사한 결과 요약하면 다음과 같다. 3월부터 8월 사이의 수온은 $6.4{\sim}30.8^{\circ}C$로 나타나, 기온에 영향을 받았지만 수심과 유속에도 크게 영향을 받은 것으로 조사되었다. 수질의 pH는 $5.9{\sim}9.7$ 범위었으며 용존산소량 (DO)은 4.60, 생물학적 산소요구량 (BOD)은 $0.1{\sim}11.8\;mg/L$이었다. 수질중 질소원의 검출량은 전질소함량이 $1.19{\sim}10.61\;mg/L$, $NO_3-N$은 $1.0{\sim}5.93\;mg/L$, $NH_4-N$은 $ND{\sim}2.79\;mg/L$이었다. 전인의 함량은 $ND{\sim}1.14\;mg/L$, 염소이온함량은 $3.5{\sim}196.4\;mg/L$로 나타났다. Fe와 Mn의 검출량은 각각 $0.002{\sim}0.100\;mg/L$, $ND{\sim}0.04\;mg/L$이었다. Cd 검출량은 $ND{\sim}0.03\;mg/L$, Cu의 검출량은 $ND{\sim}0.05\;mg/L$, Zn은 $0.001{\sim}0.17\;mg/L$로 나타났으나, Pb은 전체시료에서 검출한계 이하이었다. 수질 분석 항목중 상당수의 시료가 기준치를 초과한 항목은 pH, T-N, T-P이었으며 전체적인 오염 상태는 갈수기인 6월의 경우가 8월보다 높았으며 갈수기의 경우에는 지역별로 물의 이동이 거의 없었기에 지역에 따라 수질의 오염상태가 현저히 달랐으며 지역별로는 오염정도가 가장 높았던 지역은 공장폐수가 많이 유입되는 삼례교유역의 수질로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-90
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• 2005

만경강 수질관리 대안을 제시하고자 점오염원과 비점오염원으로부터 발생, 배출, 유달부하량을 평가하였다. 만경강 유역 BOD의 평균 농도는 상류유역에서 1.06 mg $L^{-1}$로 I급수 수질을 나타내었으나, 중류유역에서는 8.62 mg $L^{-1}$, 하류 유역에서는 7.84 mg $L^{-1}$를 나타냈고 가을과 겨울철에 높았다. T-N의 농도는 중류 유역에서 높았으며, T-P의 농도는 상류가 0.12 mg $L^{-1}$, 중류가 1.90 mg $L^{-1}$, 하류가 1.38 mg $L^{-1}$이었다. 만경강 각 유역별 점오염원의 BOD 발생부하량은 익산천, 목천포천, 청하유역이 많았으며, T-N과 T-P의 발생부하량은 익산천, 청하유역이 많았다. 비점오염원의 BOD 발생부하량은 목천포천이 3,931 kg $day^{-1}$로 가장 많았으며, 탑천 2,870 kg $day^{-1}$, 전주천 2,827 kg $day^{-1}$이었다. 만경강의 BOD 배출부하량은 인구에 의한 영향이 컸으며, T-N와 T-P 배출부하량은 축산에 의한 영향이 컸다. 지천별 BOD 유달부하량은 전주천, 목천포천, 고산천, 익산천 순으로 높았으며, T-N 유달부하량은 전주천이 가장 높았고, T-P 유달부하량은 익산천이 가장 높았다. 비강우시 BOD와 T-N 유달율은 하류인 목천포천을 제외하고는 100% 이하였으나 강우시 BOD와 T-N 유달율은 상류인 고산천에서 가장 높았다. 만경강 지천별 목표수질을 4등급으로 설정하였을 경우 익산천과 목천포천은 각각 174 kg $day^{-1}$, 3,695 kg $day^{-1}$을 삭감해야 되는 것으로 조사 되었다.