• 대한원격탐사학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.601-610
• /
• 2013

As a standard water clarity variable, the vertical underwater visibility, called Secchi depth, is estimated with ocean color satellite data. In the present study, Moderate Resolvtion Imaging Spectradiometer (MODIS) data are used to measure the Secchi depth which is a useful indicator of ocean transparency for estimating the water quality and productivity. To estimate the Secchi depth $Z_v$, the empirical regression model is developed based on the satellite optical data and in-situ data. In the previous study, a semi-analytical algorithm for estimating $Z_v$ was developed and validated for Case 1 and 2 waters in both coastal and oceanic waters using extensive sets of satellite and in-situ data. The algorithm uses the vertical diffuse attenuation coefficient, $K_d$($m^{-1}$) and the beam attenuation coefficient, c($m^{-1}$) obtained from satellite ocean color data to estimate $Z_v$. In this study, the semi-analytical algorithm is validated using temporal MODIS data and in-situ data over the Yellow, Southern and East Seas including Case 1 and 2 waters. Using total 156 matching data, MODIS $Z_v$ data showed about 3.6m RMSE value and 1.7m bias value. The $Z_v$ values of the East Sea and Southern Sea showed higher RMSE than the Yellow Sea. Although the semi-analytical algorithm used the fixed coupling constant (= 6.0) transformed from Inherent Optical Properties (IOP) and Apparent Optical Properties (AOP) to Secchi depth, various coupling constants are needed for different sea types and water depth for the optimum estimation of $Z_v$.

• 생태와환경
• /
• 제40권2호
• /
• pp.223-233
• /
• 2007

본 연구에서는 $2002{\sim}2005$년까지 측정된 한국농촌공사의 수질측정자료를 이용하여 계절별, 공간별 저수지의 부영양화 및 수질 특성을 분석하였다. TN에 의거하였을 때, 대다수(전체의 88%)의 저수지는 부영양 상태로 나타났다. OECD 기준에 의거하여 산정한 TP에 의한 영양상태에서는 전체 저수지의 26%가 부영양 상태로 나타났고, 71%는 중영양, 3%는 빈영양 상태로 나타났다. 계절적 변이는 강우 집중기인 7월에서 8월 사이에 강하게 나타나고 있었으며, 전기전도도, COD, SS, TN, TP 및 CHL 값은 강우 후에 증가하는 것으로 나타났다. TP는 전기전도도와 COD 농도가 높은 저수지에서 높은 수준으로 나타나고 있었으며, TP의 증가에 따라 CHL의 농도도 함께 증가하는 것으로 나타났다. COD와 SS는 집중 강우해에 높은 수치를 기록하였으며, TP와 CHL은 가뭄해에 비하여 약 2배정도 높은 수치를 기록하였다. 이는 인근 점 비 점오염원으로부터 장마 기간에 유기물 및 부유물, 영양염의 다량 유입이 원인으로 작용하는 것으로 나타났다. 한편 회귀분석에서는 TN: TP 비와 TP가 매우 높은 상관관계 ($R^2$=0.84, p<0.001, n=34)를 보였으며, CHL과 TP는 1차 함수관계 $(Log_{10}TP=0.5{\times}Log_{10}CHL+0.086)$를 보였다. TN, TP, CHL에 의거한 유사도 분석에서는 약 90% 수준에서 염도가 높으면서 해양 인접 지역에 위치한 그룹, 염도가 낮으면서 내륙에 위치한 그룹, 그리고 뚜렷한 위치 특성을 보이지 않는 중간적인 그룹으로 분류되었다.

• 생태와환경
• /
• 제42권4호
• /
• pp.476-486
• /
• 2009

Major objective of our study was to introduce initial researches of national long-term ecological monitoring studies on Daechung Reservoir, as one of the representative lentic reservoir ecosystems in Korea. For the long-term ecological research (LTER), we conducted preliminary field monitoring during 2008~2009 and analyzed biological parameters such as phytoplankton, zooplankton, and freshwater fish along with chemical water quality and empirical model analysis. According to phytoplankton surveys, major taxa have varied largely depending on seasons and sites sampled. Overall phytoplankton data showed that cyanophyta dominated in the summer period and diatoms dominated in the winter. In zooplankton analysis, 25 species including 20 rotifers, 3 cladocerans and 2 copepods were collected during the survey. The relative abundance of rotifers (86.5%) was always greater than that of cladocerans (6.3%) or copepods (5.1%). There were distinct spatial and inter-annual changes in the abundance of zooplankton in the reservoir, displaying similar patterns in three sites with the exception of S3 during the study. According to fish surveys, 8 families and 39 species were observed during 2008~2009. The most dominant fish was an exotic species of Lepomis macrochirus (23%), indicating an severe influence of exotic species to the ecosystem. TP averaged $17.9\;{\mu}g\;L^{-1}$ ($6{\sim}80\;{\mu}g\;L^{-1}$), which was judged as a mesotrophy, and showed a distinct longitudinal gradients. TN averaged $1.585\;{\mu}g\;L^{-1}$ during the study and judged as hypereutrophic condition. Unlike TP, TN didn't show any large seasonal and spatial variations. Under the circumstances, nitrogen limitation may not happen in this system, indicating that nitrogen control is not effective in the watershed managements. These data generated in the LTER station will provide key information on long-term biological and water quality changes in relation to global warming and some clues for efficient reservoir ecosystem managements.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제10권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2019

In a highly urbanized area, land availability is limited for the installation of space consuming stormwater systems for best management practices (BMPs), leading to the consideration of underground stormwater treatment devices connected to the stormwater pipe system. The configuration of a stormwater pipe network determines the hydrological and pollutant transport characteristics of the stormwater discharged through the pipe network, and thus should be an important design consideration for effective management of stormwater quantity and quality. This article presents a multi-objective optimization approach for designing a stormwater pipe network with on-line stormwater treatment devices to achieve an optimal trade-off between the total installation cost and the annual removal efficiency of total suspended solids (TSS). The Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II (NSGA-II) was adapted to solve the multi-objective optimization problem. The study site used to demonstrate the developed approach was a commercial area that has an existing pipe network with eight outfalls into an adjacent stream in Yongin City, South Korea. The stormwater management model (SWMM) was calibrated based on the data obtained from a subcatchment within the study area and was further used to simulate the flow rates and TSS discharge rates through a given pipe network for the entire study area. In the simulation, an underground stormwater treatment device was assumed to be installed at each outfall and sized proportional to the average flow rate at the outfall. The total installation cost for the pipes and underground devices was estimated based on empirical formulas using the flow rates and TSS discharge rates simulated by the SWMM. In the demonstration example, the installation cost could be reduced by up to 9% while the annual TSS removal efficiency could be increased by 4% compared to the original pipe network configuration. The annual TSS removal efficiency was relatively insensitive to the total installation cost in the Pareto-optimal solutions of the pipe network design. The results suggested that the installation cost of the pipes and stormwater treatment devices can be substantially reduced without significantly compromising the pollutant removal efficiency when the pipe network is optimally designed.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제28권4호
• /
• pp.407-413
• /
• 2006

돌돔 치어의 사육 관리 및 생체역학 모델 결정을 위한 기초자료를 수집하기 위해 수온과 광주기에 따른 산소 소 비율을 조사하였다. 절식한 돌돔(평균 무게 $21.5{\pm}1.9g$ 총 180마리) 치어를 대상으로 네 가지 수온(10, 15, 20, $25^{\circ}C$ 세 가지 광주기(24L:0D, 12L:12D, 0L:24D)에 따라 유수식 형태의 호흡실을 이용하여 24시간 동안 5분 간격으로(3반복) 산소 소비율을 측정하였다. 수온과 광주기 그리고 두 인자의 상호작용 모두가 돌돔 치어의 산소 소비율에 유의한 영향을 미쳤다.(P<0.001). 각 광주기 조건에서 수온 상승에 따라 산소 소비율은 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 10, 15, 20그리고 $25^{\circ}C$에서의 시간당 평균 산소 소비율은 각각 $202.1{\sim}403.4,\;306.7{\sim}502.2,\;536.7{\sim}791.0$ 그리고 $879.9{\sim}1,077.4mg\;O_2\;kg^{-1}h^{-1}$였으며, $Q_{10}$ 값은 $10{\sim}15,\;15{\sim}20,\;20{\sim}25^{\circ}C$에서 각각 $1.58{\sim}2.30,\;2.44{\sim}3.06,\;1.86{\sim}2.69$이었다. 모든 수온 조건에서 연속 명기(24L:0D)일 때 산소 소비율은 연속 암기(0L:24D)일 때보다 유의하게 높았다(P<0.001). l2L:12D의 명기에서의 산소 소비율은 같은 조건의 암기 때보다 유의하게 높은 산소 소비율을 보였다(P<0.001). 결론적으로, 돌돔 치어 사 육시 고수온 및 긴 낮 시간이 유지될 때 사육수의 산소 결핍 현상에 주의를 기울여야 한다.

• 생태와환경
• /
• 제42권3호
• /
• pp.382-393
• /
• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.