• 한국물환경학회지
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• 제35권4호
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• pp.316-331
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• 2019

Carbon dioxide($CO_2$) emission from rivers to the atmosphere is a key component in the global carbon cycle. Most of the rivers are supersaturated with $CO_2$. At a global scale, the amount of $CO_2$ emission from rivers is reported to be five-fold greater than that from lakes and reservoirs, but relevant data are rare in Korea. The objectives of this study is to estimate the $CO_2$ net atmospheric flux(NAF) from the upstream of Gangjeong-Goryeong Weir(GGW), Dalseong Weir(DSW), Hapcheon-Changnyeong Weir(HCW), and Changnyeong-Haman Weir(CHW) located in Nakdong River South Korea) using field and laboratory experiments and to apply data mining techniques to develop parsimonious prediction models that can be used to estimate $CO_2$ NAF with physical and water quality variables that can be collected easily. As a result, the study sites were all heterotrophic systems that often released $CO_2$ to the atmosphere, except when the algal photosynthesis was active.The median $CO_2$ NAF was minimum $391.5mg-CO_2/m^2$ day at GGW and maximum $1472.7mg-CO_2/m^2$ day at DSW. The $CO_2$ NAF showed a negative correlation with pH and Chl-a since the overgrowth of the algae consumed $CO_2$ in the water and increased the pH. As the parsimonious multiple regression model and random forest model developed, this study showed an excellent performance with the $Adj.R^2$ value higher than 0.77 in all weirs. Thus, these methods can be used to estimate $CO_2$ NAF in the river even if there is no $pCO_2$ measurement data.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.997-1005
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• 2013

낙동강의 횡단면은 복단면 형태를 띄고 있으므로, 여름철 집중호우에 의해서 하천유량이 증가하면 둔치 상부까지 하천수위가 상승하는 특징이 있다. 또한 최근 강우강도 및 홍수 빈도의 증가로 인해 관련 피해가 급증하고 있으며, 이는 홍수터에 설치된 공원과 같은 친수시설들의 침수피해와 직접적으로 연관되므로, 극한강우 시 둔치에서의 수리학적 영향분석이 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 다양한 친수시설들이 조성되어 있는 강정고령보와 달성보 사이를 모의구간으로 선정하여 태풍 산바에 의해 첨두홍수량이 발생한 시점을 전후로 총 42시간에 걸친 수치모의를 실시하였다. 2차원 부정류 모형인 FaSTMECH 모의결과와 수위관측소에서 실측된 실측수위와 비교하여 모형의 적용성을 검토한 결과 $R^2$는 0.990, AME는 0.195, RMSE는 0.252로 높은 상관관계를 보였다. 그리고 검증된 FaSTMECH 모형을 이용하여 태풍 사상 시 홍수터 내에 위치해 있는 캠핑장과 생태공원 등과 같은 친수시설이 침수되는 시간 및 침수심, 침수 유속 및 전단력 등을 분석하였다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.50-64
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• 2019

본 연구에서는 낙동강 5개 보의 상류 및 하류 총 6개 지점(상주보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보 상류와 합천창녕보 하류)에서 서식 생물의 탄소 및 질소 안정동위원소 비를 분석, 낙동강 생태계 구조를 정량적으로 파악하고자 하였다. 대상 생물은 식물플랑크톤을 포함하는 입자성유기물(부유 및 부착), 동물플랑크톤, 저서성 대형무척추동물 및 어류를 포함하며, 강우 전 갈수기(6월) 와 강우 직후(9월), 두 차례에 걸쳐 시료를 채집, 안정동위원소 비를 분석하였다. 채집된 생물의 탄소 안정동위원소 비의 범위를 비교하고 질소 안정동위원소 비를 이용하여 각 생물의 영양단계를 산출, 시공간 분포를 분석하였다. 동물플랑크톤과 저서성 대형무척추동물은 상류에 위치한 상주보에서 높은 값을 나타낸 후 점차 감소하여 하류의 창녕함안보에서 다시 증가하는 경향을 나타냈다. 이들 값은 홍수 전과 후, 상이한 값을 나타내어 하절기 홍수로 인한 육상 기원 유기물의 영향을 받는 것으로 조사되었으나, 그 반응은 생물군에 따라 상이한 것으로 분석되었다. 질소 안정동위원소 비를 이용해 계산된 각 생물들의 영양단계는 그 기준(baseline)으로 POM보다 동물플랑크톤을 이용하는 것이 보다 타당한 범위를 보이는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 생태계 먹이망 구조 해석에 대한 정략적 접근에 요구되는 주요 생물군의 생태정보를 제공하여 향후 생태계 반응을 평가, 예측하는 다양한 연구분석에 활용될 수 있도록 하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권2호
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• pp.150-164
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• 2022

본 연구는 2020년 5월부터 10월까지 4대강 사업의 하나로 준공된 8개의 낙동강 보 구간에 서식하는 저서성 대형무척추동물의 생물다양성 변화와 군집분석을 수행하였으며, 2010년부터 2020년까지 약 10년간의 저서성 대형무척추동물 주요 분류군에 대한 변화상을 분석하였다. 조사결과 저서성 대형무척추동물은 총 3문 5강 18목 52과 83속 97종 128.1개체/m²가 출현하였으며, 오염지표생물인 깔따구류(Chironomidae sp.)와 실지렁이류(Tubificidae spp.)가 전체적으로 우점하였다. 군집분석결과 우점도지수는 평균 0.62±0.20이고 다양도지수는 1.87±0.63로 낙동강 보 상류에서 가장 안정적으로 분석되었다. 낙동강 보 중앙부에서는 실지렁이가 우점하였으며, 칠곡보와 강정고령보에서 가장 불안한 군집구조가 나타났다. 군집안정성 분석결과 상대적 회복력과 저항력이 높은 특성군I이 높게 나타났으며, 저항력과 회복력이 낮은 특성군III이 소수 분포하는 것으로 나타나 현재 낙동강 보 구간의 군집은 매우 불안한 상태로 분석되었다. 섭식기능군에서는 잡아먹는무리가 비교적 높게 출현하였고, 썰어먹는무리, 모아먹는무리, 걸러먹는무리는 낮게 나타났다. 서식기능군에서는 굴파는무리와 기어오르는무리가 우세하게 출현하여 대부분 용존산소가 낮은 정수생태계에서 출현하는 기능군들이 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다. 주요 법적보호종으로는 상주보와 낙단보에서 멸종위기야생생물 II급인 노란잔산잠자리(Macromia daimoji)가 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 과거부터 10년간의 분석결과 종수와 개체수는 댐 공사 직후에는 증가하였지만, 2016년 이후부터 급감하면서 다시 안정화되고 있는 것으로 나타났다. 우점종으로는 깔따구류가 모든 지점에서 우점하는 것으로 나타났으며, 현재 약 50% 수준의 비율로 유지되고 있는 것으로 나타났다. EPT 그룹은 2011년을 기점으로 대폭 감소하였으며, 이중 강도래목과 날도래목은 회복하지 못하는 것으로 분석되었다. 오염지표생물인 실지렁이류는 2012년 공사 완료 후 증가 추세를 보였으며, 2015년과 2020년에 개체수가 폭발적으로 증가하였다. 멸종위기야생생물 I급으로 지정된 귀이빨대칭이(Cristaria plicata)는 2011년 합천창녕보에서 출현 후 관찰되지 않았으며, 멸종위기야생생물 II급인 노란잔산잠자리는 2015년까지 7개의 구간에서 드물게 확인되었으나 현재 분포 서식처가 급격히 줄어든 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.277-288
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• 2017

본 연구에서는 발생가능한 홍수시나리오를 기반으로 하천제방의 복합위험도를 산정하고자 하였다. 이를 위해 불확실성을 고려한 수문학적/수리학적/지반공학적의 위험도를 각각 MCMC (Markov Chain Monte Carlo), MCS (Monte Carlo Simulation), FOSM (First-Order Second Moment) 기법을 활용하여 해석하였으며, 이들 각각의 확률을 연계하여 결합확률 형태로 나타내었다. 적용대상 유역은 낙동강에 위치한 강정고령보를 기점으로 상 하류 12.5 km 구간으로 선정하였으며, 구간내의 총 6구간의 제방이 포함된다. 수문시나리오는 제방 월류가 발생하는 100년/200년 빈도 신뢰구간 상한치(97.5%)의 홍수량이 사용되었고, 이에 따른 홍수위 해석을 수행하여 월류위험도를 산정하였으며 월류가 발생하지 않는 구간에서는 침투, 사면안정, 수위급강하 등 제방의 지반공학적 위험도를 산정하였다. 기존 결정론적 위험도 해석보다 확률론적 위험도 해석에 의한 복합위험도가 제방설계에 보다 안정적, 경제적인 상승효과를 가져올 수 있을 것이며, 향후 수변구조물 설계에 지표로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경정책연구
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• 제14권4호
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• pp.45-61
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• 2015

국내의 하천 환경은 4대강 사업 이후로 많은 변화가 예상되며, 이 과정에서 하천관리기법 역시 변화가 요구되고 있다. 준설이 그 대표적 예라고 할 수 있지만 준설은 2차 환경피해의 우려가 있다. 이를 위해서 준설의 사회 환경적으로 미치는 부정적인 영향을 최소화하기 위하여 미국의 환경창 제도를 한국에 적용시켜보았다. 자료의 부족을 극복하기 위해 통계학적 기법을 이용한 방안을 제시하였으며, 낙동강 강정고령보 하류부에 적용해보았다. 그 결과, 1개월 동안 준설하는 경우에는 3월에 수행하는 것이 최적으로 나타났으며, 8개월 동안 준설하는 경우에는 8월에 수행하는 것이 최적인 것으로 나타났다. 여기에 홍수기를 고려했을 경우에는 8개월 동안 준설에 대해서 10월에 시작하는 것이 최적인 것으로 나타났다. 환경창 제도와 같이 비구조적 방법은 친환경 준설장비를 개발하는 등의 구조적 방법보다 제도만 잘 정비된다면 단기간에 효과를 볼 수 있으며, 친환경 준설장비를 개발하면서 소요되는 막대한 예산을 절감할 수 있다는 장점이 있으므로 환경창을 준설규정을 수립하는 데 있어서 참고할 수 있을 것으로 판단된다. 환경창의 국내 적용은 하천준설에 대한 연구가 미비했던 국내에 기초자료로써 제공될 수 있을 것으로 판단된다.