• 대한공간정보학회지
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• 제4권1호
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• pp.115-119
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• 1996

수문학(水文學) 해석(解析)에 있어서 기본자료로 사용되는 유역의 하천(河川) 형태학적(形態學的) 특성(特性)은 매우 다양하고 광범위하다. 지금까지의 하천형태학적 특성의 추출 방법은 수작업(手作業)에 의존하는 전통적 방법이어서 많은 시간과 경비가 필요하였다. 최근들어 컴퓨터 및 주변기기의 발달로 지형과 밀접한 관련이 있는 수문학에 GIS가 도입되어 유역과 유출분석을 위한 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 GIS를 활용하여 국제수문개발계획(國際水文開發計劃(IHP))의 대표유역(代表流域)인 남한강(南漢江)의 평창강류역(平昌江流域)을 대상으로 GIS를 활용한 공간분석(空間分析)을 시도 하므로써 수문학적으로 참고가 되는 하천 형태학적 특성을 추출하고 수작업에 의한 결과와 비교하여 GIS의 적용 타당성을 검토하고자 한다. 이를 위하여 평창강유역을 포함하는 1:50,000 지형도(地形圖) 4도엽을 스캐닝하고 백터라이징하여 DEM을 생성하였고 이것을 ARC/INFO의 GRID 모듈을 이용하여 유역경계를 추출하였다. 또한 추출된 자료로부터 지표 유출량 산정을 위한 유역의 하천 형태학적 특성 인자들을 정량화하여 기존의 자료들과 비교 검토하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.538-545
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• 2012

본 연구는 산림유역의 일시하천과 간헐천이 상존하는 수변지역을 대상으로 산림벌채로 인한 토양의 교란 정도를 평가하고, 물리적 수문학적 특성 변화 양상을 파악하였다. 총 12개 소유역에서 4개의 처리구(BMP1, BMP2, 개벌구, 대조구)를 적용하였으며, 각 처리구별 벌채 전 후 1년 동안의 모니터링 결과를 비교 분석하였다. 그 결과, 벌채 후 산정된 교란등급은 벌채강도와 상관이 있는 것으로 나타났으며, 조사된 토양의 물리적 수문학적 특성 변화와 일치하는 경향을 보였다. 그러나, 용적밀도 및 공극률의 변화와는 일치하지 않았다. 전면개벌은 강도 높은 지표교란을 야기 시켰으며, 이로 인해 조공극률 및 투수계수는 감소, 토양강도는 증가하였고, 이는 토양의 침식의 간접적인 원인으로 작용하였다. 개벌구에서 강도 높은 지표 교란으로 야기된 토양의 물리적 수문학적 특성 변화는 BMP1과 BMP2에서 완화되는 것으로 나타났다. 그러나, 벌채 후 BMP2에 남겨진 벌채잔재물은 지표의 피복기능으로서의 침식을 완화하는 효과가 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.11-17
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• 2012

The Waikato River is New Zealand's longest River, though relatively small on international scales. It drains the central North Island and has New Zealand's largest lake (Lake Taupo) at its headwaters. The upper reaches have sustained flows fed by large aquifers which are recharged by rainfall events providing relatively constant river flows, whereas the lower reaches respond more directly to rainfall events having more peaky flows after rainfall and extreme low flows during dry periods. Consumptive allocation from the river is relatively low with only about 3% of the mean annual flow being allocated. However, more than seven times the river's flow is allocated for non-consumptive purposes before discharging to the Tasman Sea. The majority of this non-consumptive allocation is for hydro power generation and as cooling water at both thermal and geothermal power stations which produce up to 25% of New Zealand's electricity. The upper half of the river has been heavily modified with the construction of eight dams for power generation. This has resulted in a succession of cascading dams replacing the previously uncontrolled river. The Waikato River also provides drinking water for Auckland City (NZ's largest city) and Hamilton City (NZ's 4th largest city). In recent years there has also been considerable growth in water requirements for pasture irrigation to support the intensification of dairy farming in the catchment. Operators of the power stations are concerned that any further consumptive allocation will further reduce their ability to generate electricity. The Waikato Regional Council, who is charged with managing the river and allocation of water, has recently set new rules for managing the conflicting allocation demands on the Waikato River. This has resulted in an end to further allocation of water where it results in a loss of water for electricity generation from renewable resources (fresh water and geothermal water). The exception to this is the prioritisation of water for municipal supplies ahead of other consumptive uses such as industries and irrigators.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제12권4호
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• pp.192-199
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• 2021

Alpine glaciers harbor a large quantity of bio-labile dissolved organic matter (DOM), which plays a pivotal role in global carbon cycling as glacial-fed streams are headwaters of numerous large rivers. To understand the complexity, origin, and fate of DOM in glaciers and downstream-linked streams and lakes, we elucidated the molecular composition of DOM in two different Tibetan Plateau glaciers, eight glacial-fed streams and five lakes, using an ultrahigh-resolution 15 Tesla Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR) mass spectrometer. The compositional changes of the DOM samples revealed that glacier DOM mostly exhibited sulfur-containing organic compounds (CHOS species). We also found that aliphatic formulae contributed more than 50% of the total abundance of assigned molecules in glacier samples, and those compounds were significantly related to CHOS species. The CHO proportions of glacial-fed streams and lakes samples increased with increasing distance from glacial terminals. The relative contribution of terrestrial-derived organics (i.e., lignins and tannins) declined while microbial-originated organics (aliphatics) increased with increasing elevation. This suggested the gradual input of allochthonous materials from non-glacial environment and the degradation of microbe-derived compounds along lower elevations. Alpine glaciers are retreating as a result of climate change and they nourished numerous streams, rivers, and downstream-linked lakes. Therefore, the interpretations of the detailed molecular changes in glacier ice, glacial-fed streams, and alpine lakes on the Tibetan Plateau could provide broad insights for understanding the biogeochemical cycling of glacial DOM and assessing how the nature of DOM impacts fluvial ecosystems.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구에서는 1993년 4월부터 1994년 11월까지, 대청호내 이온농도에 대한 하절기 강우의 영향을 파악하기 위한 일환으로 양이온, 음이온, 및 전기전도도를 분석하였다. 이온 농도의 뚜렷한 연변화는 수리수문학적 특성을 반영하였다. 1993년 이온농도의 극한 공간적 이질성은 하절기 동안 $Ca^{2+}$ 및 $HCO_3\;^-$ 농도 감소에 기인하였다. 특히, 1993년 장마기간의 중충수 유입현상은 염분농도의호수 상${\sim}$하류 구간 분포 및 수직분포(표층${\sim}$심층)의 공간적 페턴을 변경시키는 주된 요인으로 작용하였다. 상류의 유입수는 댐으로부터 27${\sim}$37 km의 호수 중류역에서 중층으로 유입되어 10${\sim}$30 m의 수충을 통과함으로서, 표층의 높은 전기전도도를 갖는 호수물(>100\;{mu}S/cm$)은 전기전도도가낮은 하천수(>$65{\sim}75\;{\mu}S/cm$)와 혼합되지 않음으로서 표층수 고립 현상을 가져왔다. 1993년 장마후, 염분도를 조절하는 요인은 공간적으로 차이를 보였다; 호수의 댐근처에서 염분도는 유입수와호수물의 혼합에 의한 희석의 결과로서 현저한 감소를 보인 반면, 호수 상류역에서 염분도는 호수로 유입되는 지하수에 포함된 $CaCO_3$(석회암으로부터 기원)영향으로 인해 급격한 증가를 보였다. 이런 결과는 수리수문학적 특성과 함께 유역내 지질적 특성도 이온농도에 영향을 주었음을 시사하였다. 1994년의 경우 염분도는 1993년에 비해 현저히 높았으며 (p<0.001),하절기 동안 감소된 유입수의 영향으로 이온 희석현상은 보이지 않았다. 따라서,　본 호수내 계절적 이온농도 및 성분에　영향을 주는 1차적인 요인은 하절기 몬순 강도에 의존하는 희석효과로서 사료된다.

• 환경생물
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• 제18권2호
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• pp.215-226
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• 2000

어류군집을 이용한 생물보전지수(Index of Biological Integrity, IBI)와 서식지 평가지수 (qoalitativeHabitatEvaluationlndex, QHEI)를 적용하여 금호강의 수서 생태계를 평가하였다. 총체적으로 금호강의 IBI값은 13-37 범위에 있었으며, 연 평균값은 23(n=25, Std. error=1.16)으로서 Karr(1981) 와 U.S. EPA (1993) 기준에 따르면 "Poor" 또는 "Very Poor" 상태로 판명되었다. 평균 IBI값은 하천의 고도구배를 따라서 $0.22km^{-1}$($r^2$=0.91, p<0.05)로 감소하였다. 하류지역의 IBI값의 감소는 여울저서성 어류 및 식충성 어류의 감소와 함께 내성종, 비정상 어류 및 외래 어류의 증가 때문으로 판명되었다. IBI값의 공간적 양상은 평균 어종 수와 1차 함수관계 ($r^2$=0.998, p< 0.001)를 보인 QHEI와 동일한 양상을 보였다. 수 환경내 conservative ion변화의 척도로서 측정된 전기전도도와 pH값에 따르면, 금호강은 여름동안의 장마 및 수계로부터 표층수 유입으로 인해 30%까지 희석되었으며, 이런 결과는 장마기간 동안 강물의 물리적, 화학적 불안정성을 제시하였으며, 장마기간 및 장마 후의 IBI값을 비교해 보면 장마 전에 비해 20%이상 감소하였다. 총체적으로 하천의 물리적 교란 전(장마 전), 서식지 평가지수는 잡식성 어종의 상대 풍부도와 역상관관계(r=0.99, p<0.0001)를 보인 반면에 육식성 어종과는 정상관관계(r=0.87, p=0.05)를 보였다. 결론적으로 서식지의 공간적 질적 저하는 영양구조 체제에 변경을 초래하였고, 이런 기능적 변화는 결국 IBI값의 감소를 초래하였다.

• 생태와환경
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• 제33권4호통권92호
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• pp.350-357
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• 2000

본 연구는 1993${\sim}$1994년 대청호 17개 조사지점에서 점오염원 및 계절적 유입수에 대한 무기질소원의 다변적 동태에 대하여 평가하였다. 연구기간 동안 총질소(TN)는 평균 1.53 mg/L으로, $0.70{\sim}2.56\;mg/L$ 범위에 있었다. 용존 무기질소(DIN)는 계절 및 조사지점에 관계없이 총질소의 90%이상을 차지하여 질소가 풍부한 부영양-과영양 상태의 호수임이 확인되었다. 용존 무기질소의 $67{\sim}94%$는 질산성-질소인 반면, 암모니아성-질소는 용존 무기질소의 5%이하로 구성되었다. 1993년 장마동안 질산성-질소는 빗물과 호수물의 혼합의 결과로서 상류역에서 희석된 반면, 암모니아성-질소는 장마 전에 비해 100%이상 증가를 보였다. 암모니아성-질소는 강우량과 정 상관관계(r=0.85; p<0.001)를 보였고, 수 체류시간(r = -0.90; p<0.001) 및 전기전도도 (r = -0.78, p<0.001)와는 역 상관관계를 보였다. 이런 결과에 따르면, 암모니아성-질소는 장마기에 호수 외부로부터 유입되었음을 제시한다. 연구기간 2년 모두 평균 총질소는 호수내 상류 및 하류에서보다 가두리 양식장 및 폐수 처리장이 위치한 중류역에서 높았다. 중류역에서 이런 특성은 유입량이 적은 1994년하절기 동안 점 오염원에서 축적된 오염부하 증가의 결과로서 가장 심화되었다. 본 인공호에서 총질소 분포는 호수내 상${\cdot}$하류역 사이에 큰 차이를 보이지 않았고, 유입량 보다는 점오염원에 의해 직접적으로 결정되는 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제22권6호
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• pp.591-607
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• 2013

본 연구에서는 생물학적 바이오마커, 물리적 서식지 지표 및 화학적 수질지표를 종합하여 12-메트릭 생태평가 모형을 확립하였고, 도심하천에 적용하여 수생태계 평가를 실시하였다. 생태모형 적용을 위해 도심하천의 상류역의 대조군 지역($C_Z$), 중류의 전이대($T_Z$) 및 하류역의 오염지역(IZ)을 선정한 후, 모델값에 대한 계절별 변이특성을 분석하였다. DNA 손상도 분석은 혈액을 이용한 단세포 전기영동법(Single-cell gel electrophoresis, SCGE)인 Comet assay 지표에 의거한 생지표 메트릭으로 이용되었고, Tail moment, Tail DNA(%) 및 Tail length(${\mu}m$)값이 분석되었다. DNA의 손상은 하류역의 오염지역($I_Z$)에서 분명하게 나타났지만, 대조군($C_Z$) 지역에서는 그렇지 않았다. 개체군 지표로서 비만도 지수인 $C_F$ 값 분석, 체장빈도 분포 지표 및 개체 이상도(Abnormality) 지표가 생물지표로서 이용되었다. 물리적 서식지 지표는 QHEI 모델을 이용하였고, 4개 메트릭이 분석되었다. 화학적 수질지표는 부영양화 지표인 인(P)/질소(N), 화학적 산소요구량 및 전기전도도 지표가 이용되었다. 본 연구를 종합해보면, 12-메트릭 생태모형의 생지표 속성은 대조군($C_Z$)지역에 비해 오염지역($I_Z$)에서 화학적 스트레스 지표(부영양화 지표)에 아주 민감하게 반응 하는 것으로 나타났으며, 또한 이들은 부분적으로 서식지 평가지표에 의해 영향 받는 것으로 분석되었다.

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.213-221
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• 2000

본 연구는 1993년부터 1994년까지 대청호의 17개 지점에서 계절적 산소농도 및 심층 산소 결핍율을 조사하였다. 1993년 본류로부터의 유입수는 7${\sim}$8월의 장마철에 최대를 보였으며, 이는 상류의 수온 성층 및 무산소층을 파괴하여, 심층 무산소대는 호수 중 하류역에 제한되었다. 이 기간동안 무산소충은 호수전체 부피의 10%이하에 불과하였다. 반면, 1994년 하절기에 무산소충은 호수전역에 걸쳐 분포하였고, 산소포화도는 30% 이하를 유지하였으며, 무산소대의 체적은 수체 총부피의 85%를 차지하였다. 호수내 산소의 급격한 감소는 냉수성 어종(빙어)의 대량폐사를 야기시켰다. 하절기동안 상대적 산소결핍도(Relative Areal Oxygen Deficit, RAOD)는 1993년에 $-0.024\;mg\;O_2\;cm^{-2}\;d^{-1}$로 산소함량이 증가한 반면, 1994년에는 $-0.080\;mg\;O_2\;cm^{-2}\;d^{-1}$로서 산소의 빠른 감소율을 보였다. 계산된 무산소도(Anoxic Factor, AF)는 RAOD와 동일 페턴을 보였으며, 1993보다 1994년에 50 d 이상 증가를 보였다. 수심별 평균 여름 산소농도의 계산에 따르면, 1993년의 경우 대부분지점에서 강(River)의 특성 ($6{\sim}11\;mg/l\;DO$)을 보인 반면, 1994에는 수체 전역에서 전형적인 호수특성 (<4mg/l DO)을 보였다. 유입량에 대한 용존산소의 회기분석에 따르면, 산소 변화는 장마철유입량의 크기에 의해 결정되었다($R^2\;=\;0.99$). 이런 결과는 대청호에서 하절기 용존산소를 조절하는 1차적 요인이 하절기 강우의 강도라는 사실을 제시한다.

• 생태와환경
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• 제50권4호
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• pp.422-431
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• 2017

본 연구에서는 상류댐과 열린하구를 가진 소유역에서 하천을 통해 기수역에 유출되는 육상기원 유기탄소의 농도와 발생기원의 시공간적인 분포를 파악하였다. 탐진강과 강진만의 연구결과, 탐진강 상류에 건설된 댐저수지와 강진만 해양에서는 여름 강우 이전에는 일차생산에 의해 저수지 기원, 그리고 해양기원 식물플랑크톤이 유기탄소의 성상과 조성에 영향을 미쳤다. 댐하류 하천에서는 상류댐에서 유래한 물질이, 그리고 금강천이 합류되면서 지류의 영향이 나타났다. 탐진강 하구역은 조석간만에 따라 탐진강에서 공급되는 물질과 바다에서 유입되는 물질, 그리고 국지적인 갈대습지의 영향이 복잡하게 작용하여 DOC와 POC의 농도변화에 영향을 주고 있었다. 특히, 탐진강에서는 대부분의 유기탄소가 DOC 형태로 강하구로 유출되는 반면, 강진만에서는 해양으로부터 들어오는 식물플랑크톤의 영향으로 POC 형태의 공급이 우세하게 나타나는 등 유기탄소의 성상별, 발생기원별 전이가 뚜렷하게 발생하였다. 이와 같은 강과 해양으로 연결하는 하천 유기탄소의 시공간적인 변화연구는 유역의 환경변화에 따른 생태계 물질이동 변화를 평가하고 예측하는 데 활용될 수 있을 것이다.