해안지역의 인위적 간섭은 토사의 생산 및 유출에 의해 지형적인 변동을 유발한다. 더욱이 해안변동을 안정화시키기 위한 구조물의 설치가 다른 지역의 지형을 변화시키는 요인이 되기도 한다. 그러나 대부분 해안지역에 대한 토사 유출자료는 구축되어 있지 않은 실정이다. 본 연구는 장기적인 해안변동 경향, 해안변동의 주요 인자인 토사유출의 정량적인 평가 방안, 그리고 이를 고려한 접속도로의 설계하중에 영향을 미치는 요소에 대해 적절한 방향을 제시하고자 한다.
낙동강, 회동 및 기장에서 채집한 sediment의 미생물 군집을 FISH 분석을 통하여 조사한 결과, ${\alpha}$ 그룹, Acidobacter 그룹 및 Cyanobacter 그룹의 분포비율이 가장 높았으며 전체적으로 서로 유사한 분포 특성을 나타내었다. 각각의 sediment를 접종한 MFC 농화배양 이후의 coulombic yield는 낙동강, 회동 및 기장의 경우 각각 0.64 C, 0.50 C, 0.61 C로 나타났으며, 농화배양 완료 후의 미생물 군집분포는 ${\beta}$-Proteobacteria, ${\gamma}$-Proteobacteria, Acidobacter 그룹 및 Firmicutes 그룹이 농화배양 전보다 각각 45~90%, 50~90%, 40~80% 및 45~125% 정도 생체량이 증가한 것으로 나타났다. 농화배양이 끝난 후 16S rDNA를 이용한 미생물 동정결과에서, 낙동강 sediment를 주입한 MFC의 경우는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 속하는 Roseomonas sp., Azospillum sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Frateuria sp., Dyella sp., Enterobacter sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었고, 기장 sediment는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 Azospillum sp.와 ${\beta}$-Proteobacteria의 Delftia sp., Ralstonia sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Klebsiella sp. 와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었으며, 회동 sediment는 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Pseudomonas sp., Klebsiella sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococci sp.와 Actinobacteria 그룹의 Leifsonia sp.와 Bacilli 그룹의 Bacillus sp.가 동정되었다.
Soil erosion is an natural phenomenon. However accelerated soil erosion has caused many environmental problems. To reduce soil loss from a watershed, many management practices have been proposed worldwide. To develop proper and efficient soil erosion best management practices, soil erosion rates should be estimated spatially and temporarily. The Universal Soil Loss Equation (USLE) and USLE-based soil erosion and sediment modelling systems have been developed and tested in many countries. The Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) system has been developed and enhanced to provide ease-of-use interface to the USLE users. However many researchers and decision makers have requested to enhance the SATEEC system for simulation of soil erosion and sediment reflecting effects of single storm event. Thus, the SATEEC R factors were estimated based on 5 day antecedent rainfall data. The SATEEC 2.1 daily R factor was applied to the study watershed and it was found that the R2 and EI values (0.776 and 0.776 for calibration and 0.927 and 0.911 for validation) with the daily R were greater than those (0.721 and 0.720 for calibration and 0.906 and 0.881 for validation) with monthly R, which was available in the SATEEC 2.0 system. As shown in this study, the SATEEC with daily R can be used to estimate soil erosion and sediment yield at a watershed scale with higher accuracy. Thus the SATEEC with daily R can be efficiently used to develop site-specific soil erosion best management practices based on spatial and temporal analysis of soil erosion and sediment yield at a daily-time step, which was not possible with USLE-based soil erosion modeling system.
재배방법에 따라 팥의 항산화 성분과 항산화 활성의 차이를 조사하고, 생산된 팥에 대해 앙금을 제조하여 품질특성을 분석하고자 하였다. 총 polyphenol 및 flavonoid 함량은 재배방법에 따라 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났으며(p<0.05), DPPH 및 ABTS radical 소거활성 또한 재배방법에 따라 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났고, 다른 품종에 비해 홍언이 높았다. 충주팥, 홍언 및 아라리의 습물중 앙금 수율은 각각 296.64~339.01, 271.36~282.24 및 268.21~292.32%, 건물중앙금 수율은 각각 71.68~85.41, 77.90~85.19 및 74.15~78.65%로 재배방법에 따라 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타냈다(p<0.05). 습물 및 건물 앙금의 명도는 충주팥과 아라리는 약간의 유의적인 차이를 보였으나(p<0.05), 홍언은 유의적인 차이를 보이지 않았고, 적색도와 황색도는 재배방법에 따라 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다(p<0.05). 평균입자 직경은 충주팥, 홍언 및 아라리가 각각 66.21~98.80, 61.62~97.07 및 $82.96{\sim}106.71{\mu}m$로 재배방법별로 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다(p<0.05). 앙금의 미세구조는 타원형 모양의 입자로 세포막과 단백질이 둘러싸서 표면이 거친 것을 볼 수 있다. 수분결합력, 용해도 및 팽윤력 또한 재배방법에 따라 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
물이 부족한 우리나라는 최근 수자원의 효율적인 이용에 대한 중요성이 강조되고 있으며 특히 지금까지 개발된 저류시설을 통한 수자원의 효율적인 관리가 절대적으로 필요한 실정이다 효율적이고 합리적인 수자원관리와 그 이용 효과를 극대화하기 위해 경북지방의 농업용 저수지에 대한 저류용량과 퇴사량의 현황을 분석한 결과 농업용 저수지의 준설을 통하여 10% 이상에 이르는 저류용량을 추가적으로 확보할 수 있음을 확인하였다. 또한 GIS와 각종 토사발생량 예측기법을 활용하여 산정한 퇴사량을 실제 준설량과 비교 분석한 결과 분산모형과 다방향흐름알고리즘을 이용한 기법이 산지에 위치한 저수지 상류의 지형학적 특성을 잘 반영하며 타 기법에 비해 우수한 예측결과를 제시하는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 (1) 운동과 이론에 기초한 강우, 유출 특성을 파악하고, (2) 강우 및 유수에 의해서 발생하는 침식, 퇴적량을 산정하는 모형을 연구하며, (3) 유사량 산정식, 유역의 불할 수 등이 하상변동 예측에 미치는 영향을 분석하고, (4) 평창강 유역에서 하도자료, 강우, 유츨량, 유사량 등을 실측하여 모형의 적용성을 검증하였다. 운동파 방정식을 평창강 유역에 적용하여 유출해석을 실시한 결과, 첨두 유량의 발생시간은 다소 빠르게 계산되었으나 전체적인 수문곡선의 형태 및 크기에 있어서는 비교적 실측치에 접근하고 있었다. 유사량 곡선은 유출수문곡선에 따라 변화되며, 실측치와 계산치는 비교적 일치하고 있어서 모형의 적용성을 확인할 수 있었다. 유역의 분할 소유역 개수를 증가하여 유출량 및 유사량을 계산하는 것이 실측치에 더욱 접근한 결과를 얻을 수 있었다. 6개의 유사량 산정공식 중 지표면에서는 Yalin 식을, 하도에서는 Acker-White 식을 적용하여 계산한 결과치가 실측치에 가장 가까운 결과를 얻을 수 있었다.
Kang, Woochul;Kang, Joongu;Jang, Eunkyung;Julien, Piere Y.
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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pp.85-85
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2020
South Korea experiences few large scale erosion and sedimentation problems, however, there are numerous local sedimentation problems. A reliable and consistent approach to modelling and management for sediment processes are desirable in the country. In this study, field measurements of sediment concentration from 34 alluvial river basins in South Korea were used with the Modified Einstein Procedure (MEP) to determine the total sediment load at the sampling locations. And then the Flow Duration-Sediment Rating Curve (FD-SRC) method was used to estimate the specific degradation for all gauging stations. The specific degradation of most rivers were found to be typically 50-300 tons/㎢·yr. A model tree data mining technique was applied to develop a model for the specific degradation based on various watershed characteristics of each watershed from GIS analysis. The meaningful parameters are: 1) elevation at the middle relative area of the hypsometric curve [m], 2) percentage of wetland and water [%], 3) percentage of urbanized area [%], and 4) Main stream length [km]. The Root Mean Square Error (RMSE) of existing models is in excess of 1,250 tons/㎢·yr and the RMSE of the proposed model with 6 additional validations decreased to 65 tons/㎢·yr. Erosion loss maps from the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), satellite images, and aerial photographs were used to delineate the geospatial features affecting erosion and sedimentation. The results of the geospatial analysis clearly shows that the high risk erosion area (hill slopes and construction sites at urbanized area) and sedimentation features (wetlands and agricultural reservoirs). The result of physiographical analysis also indicates that the watershed morphometric characteristic well explain the sediment transport. Sustainable management with the data mining methodologies and geospatial analysis could be helpful to solve various erosion and sedimentation problems under different conditions.
This is the second of two papers on the 3D numerical modeling of nearshore hydro- and morphodynamics. In Part I, the focus was on surf and swash zone hydrodynamics in the cross-shore and longshore directions. Here, we consider nearshore processes with an emphasis on the effects of oceanic forcing and beach characteristics on sediment transport in the cross- and longshore directions, as well as on foreshore bathymetry changes. The Delft3D and XBeach models were used with four turbulence closures (viz., ${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES) to solve the 3D Navier-Stokes equations for incompressible flow as well as the beach morphology. The sediment transport module simulates both bed load and suspended load transport of non-cohesive sediments. Twenty sets of numerical experiments combining nine control parameters under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were simulated. For each case, the general morphological response in shore-normal and shore-parallel directions was presented. Numerical results showed that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ and H-LES closure models yield similar results that are in better agreement with existing morphodynamic observations than the results of the other turbulence models. The simulations showed that wave forcing drives a sediment circulation pattern that results in bar and berm formation. However, together with wave forcing, tides modulate the predicted nearshore sediment dynamics. The combination of tides and wave action has a notable effect on longshore suspended sediment transport fluxes, relative to wave action alone. The model's ability to predict sediment transport under propagation of obliquely incident wave conditions underscores its potential for understanding the evolution of beach morphology at field scale. For example, the results of the model confirmed that the wave characteristics have a considerable effect on the cumulative erosion/deposition, cross-shore distribution of longshore sediment transport and transport rate across and along the beach face. In addition, for the same type of oceanic forcing, the beach morphology exhibits different erosive characteristics depending on grain size (e.g., foreshore profile evolution is erosive or accretive on fine or coarse sand beaches, respectively). Decreasing wave height increases the proportion of onshore to offshore fluxes, almost reaching a neutral net balance. The sediment movement increases with wave height, which is the dominant factor controlling the beach face shape.
본 연구의 목적은 미국의 산타아나 강 상류 유역분지 내 잠재적 퇴적물 생산량의 공간적 분포 패턴을 고찰하는데 있다. 이를 위해 산타아나 강 상류지역을 42개의 하부 유역분지로 나눈 후에 각 유역분지에 퇴적물 생산량에 영향을 주는 지형 기복 요소, 면적-형태 요소, 지질 요소, 기후 요소와 관련하여 20개의 변수를 GIS를 이용하여 추출하였다. 이러한 20개의 변수들을 기초로 군집분석하여 42개 하부 유역분지들의 잠재적 퇴적물 생산량을 평가한 결과 4개 지역으로 구분되었다. 평가 결과 <발톤> 평기자 포함된 제2지역이 산타아나 강 상류 유역분지에서 가장 퇴적작용이 왕성한 지역으로 나타났다. 이 지역은 낮은 기복 및 고도와 미고화된 물질로 피복된 지역이 97%를 차지하고 있다. 잠재적 퇴적물 생산량이 가장 높은 지역은 제 2지역의 상류부에 분포하는 유역분지들(제 4지역)로서 높은 기복과 고도뿐만 아니라 침식 면적이 넒으며, 과거의 빙하작용이 있었던 지역이다. 특히 단층선이 퇴적작용이 크게 이루어지고 있는 지역(제2지역)과 잠재적 퇴적물 생산량이 가장 높은 지역(제4지역) 사이에 분포하고 있어, 사면경사의 급변으로 제 2 지역의 퇴적작용은 더욱 가속화 될 것이다.
유역의 토사발생은 하상 변동 등에 의한 하천의 통수 단면 감소 등을 유발하며 하천수질 악화와 담수생태계에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 산지 및 농경지 유역과 도시유역의 관류하는 무심천 유역에서 유역의 토지이용 특성에 따른 유출토사의 특성을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 무심천 상류는 농경지와 산림지역으로 구성되어 있다. 부유토사량은 10개의 강우사상에 대하여 5개 지점에 대하여 관측하였다. 토지이용특성 분석결과 방서교 유역은 전체 무심천 유역의 69%의 면적을 차지하며 이중에서 농경지(27.1%)와 산림지역(63.7%)이 방서교 상류의 90.8%를 차지하고 있다. 이에 따라 이 지역에서 유사량이 많이 발생될 것으로 판단되었다. 하류 도시지역을 통과하면서 부유사량 농도는 감소하였다. 무심천 유역의 부유사량 농도는 유역 상류 지역인 방서교지점 이전에서 영향을 받고 이후 하류의 도시지역에서의 영향은 미미한 것으로 나타났다. 또한 부유사량과 유출량 관계식을 유도하였으며 $R^{2}$는 상류지역이 0.506이었고, 하류지역에서는 0.656이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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