• Ocean and Polar Research
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• 제45권3호
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• pp.103-111
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• 2023

To evaluate the impact of effluents from land-based fish farms on the coastal ocean of Wando, Korea, we analyzed inorganic nutrients, particulate organic carbon (POC), dissolved organic carbon (DOC), and colored dissolved organic matter (CDOM) in the effluent and influent of land-based fish farms during the summer (July) of 2021. The average concentrations of nutrients (Dissolved inorganic nitrogen, phosphorus, and silicate; DIN, DIP, and DSi, respectively) in the effluents of this study area were 17±3.7 μM, 1.4±0.7 μM, and 14±1.6 μM, respectively. The average concentrations of POC and DOC were 37±22 μM and 81±13 μM, respectively, with POC accounting for about 30% for total organic carbon in effluents. The Reduced Dissolved Inorganic Nitrogen/Total Dissolved Inorganic Nitrogen ratio (0.7), potential short-period index, indicates that the discharge of nutrients excreted by the fish and unconsumed feed into coastal water results in such nutrients being deposited and accumulated in the sediment. Subsequently, this continuous accumulation triggers the release of ammonium ions during organic matter decomposition, and the ammonium-enriched waters that encroach on fish farms as influent seem to be due to the diffusion of high concentrations of ammonium from bottom sediment. Furthermore, we used fluorescence indices to examine the characteristics of organic matter sources, obtaining mean values of 1.54±0.19, 1.06±0.06, and 1.56±0.06 for the humification index, biological index, and fluorescence index, respectively, in the effluent. These results indicate that the organic matters had an autochthonous origin that resulted from microbial decomposition, and such organic matters were rapidly generated and removed by biological activity, likely supplied from the sediment. Our results suggest that the effluent from land-based fish farms could be a potential source of deoxygenation occurrence in coastal areas.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.28-28
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• 2021

자동유량측정시설은 효율적으로 실시간의 유량을 측정하기 위한 수문조사시설로 전국의 주요 국가하천을 대상으로 약 62개소에서 H-ADCP를 활용하여 지속적인 유량측정을 수행하고 있다. 최근 해외에서는 국내 자동유량측정시설에 활용중인 횡방향 초음파도플러유속계(H-ADCP)의 초음파산란도를 활용하여 부유사농도를 측정하는 연구가 수행되고 있다. H-ADCP를 활용한 부유사농도 측정 기술을 자동유량관측소에 적용할 경우 실시간의 유량측정과 함께 부유사농도 자료를 획득할 수 있기 때문에 지속적인 부유사농도를 측정할 수 있는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 H-ADCP를 이용한 부유사농도 측정 기술의 개발을 목적으로 기존 자동유량장치가 설치된 지점 중 과거 유사량 측정을 수행한 5개 지점에 대해 H-ADCP를 이용한 부유사농도 측정 기술의 적용성을 검토하였다. 5개의 지점은 각각 낙동강 수계 구미시(구미대교), 함안군(계내리) 2개 지점과 영산강 수계 광주광역시(극락교), 나주시(남평교), 나주시(나주대교) 3개 지점으로 과거에 수행된 실측 부유사농도 자료와 H-ADCP 원시자료를 활용하여 분석을 수행하였다. 5개 지점에 대해 H-ADCP로부터 측정된 초음파산란도의 보정을 수행하였고, 보정된 초음파산란도와 실측 부유사 농도와의 상관관계를 분석한 결과, 결정계수는 약 0.8이상으로 높은 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 그리고 초음파산란도를 활용하여 지속적인 부유사농도를 추정한 결과와 실측부유사농도와 의 정확도를 비교한 결과 80%이상의 정확도를 보여 H-ADCP의 초음파산란도를 활용하여 부유사 농도를 측정하는데 사용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.59-66
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• 2012

본 연구의 목적은 다양한 경사를 가진 비탈면에서 토석류의 거동과 메카니즘을 평가하는 것이다. 수치모의는 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 토석류 유동 메카니즘은 토석류, 소류집합유동, 소류이동 등의 3가지 형태로 나눌 수 있다. 우선 하류부에서 공급유량의 변화에 따른 직선 사면과 2단 경사 사면에 대한 유량, 유동심, 토사체적 농도를 조사하였다. 공급유량이 적을수록 토석류가 도달한 직후에만 유량과 유동심의 상승이 있었고, 이후 감소하는 경향을 나타내지만, 공급유량의 증가로 인해 유량과 유동심의 곡선이 불안정하면서 높게 나타났다. RMS비 비교 결과 2단 경사 비탈면이 직선 비탈면보다 유량과 유동심이 적게 나타난 것을 확인하였다. 둘째, 2단 경사 비탈면에서 하류부의 경사각도 변화에 따른 유량, 유동심, 토사체적 농도를 조사하였다. 하류부 경사각도 $14^{\circ}$와 $16^{\circ}$사이의 유량과 유동심 곡선의 밴드폭이 다른 각도 사이보다 크게 나타났으며, 10초 이후에는 높은 값의 파동이 지속된다는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.467-474
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• 2011

토석류는 산간지역에서 발생할 수 있는 가장 위험한 자연현상 중 하나이다. 토석류로 인한 배수구조물의 통수능 저하는 도로의 파괴뿐만 아니라 인명과 재산의 피해를 야기시킬 수도 있다. 이러한 토석류 피해를 막기 위한 배수구조물의 진보된 설계 기술을 개발하기 위해서는 토석류의 유사체적농도 그리고 접근 수로와 배수로의 경사를 포함하는 다양한 조건에 대해서 토석류의 흐름 거동을 이해하고 정확하게 재현할 수 있어야 한다. 이 연구에서는 경사 변화점을 갖는 일정한 폭의 사각형 수로에서 일련의 토석류 실험을 실시하였다. 실험수로는 $15^{\circ}{\sim}30^{\circ}$의 경사조절이 가능한 접근수로와 전형적인 배수로를 재현하기 위한 $0^{\circ}{\sim}12^{\circ}$의 경사조절이 가능한 하류부 배수로로 이루어진다. 실험은 서로 다른 수로의 경사와 유사체적농도의 조합으로 구성된 전체 22개의 실험조건에 대해서 수행하여 이들 실험 변수들이 토석류의 흐름 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과는 먼저 동일 유량 조건에 대해서 토석류 흐름은 물 흐름에 비해서 유사체적농도에 따라서 약 50%에서 150%정도 수심이 크게 형성되는 것으로 나타났다. 실험결과는 배수로에서 토석류의 흐름 거동과 퇴적의 시간적 변화 특성이 접근수로 및 배수로의 바닥경사 그리고 유사체적농도 특성에 지배됨을 정량적으로 보여준다. 아울러 실험 자료에 근거해서, 토석류의 퇴적을 방지할 수 있는 배수로의 최적 경사를 결정할 수 있는 로지스틱 모형을 개발하였다. 이 로지스틱 모형은 우수한 정확도로 배수로에서의 토석류 퇴적 유무를 판별할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.99-108
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• 2007

The purpose of this study was to investigate characteristics of concentrations of pollutants such as TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorus) and COD (Chemical Oxygen Demand) in outflow from a nonpoint source dominated watershed ($6.7km^2$). Regular flow measurement and water sampling were taken at five-day intervals during two years (February 2002 to January 2004) in the Ingyeong River, a tributary of the Han River. The mean concentrations of pollutants during rainy days were significantly (p<0.05) higher than those during dry days. For dry days, the flow-weighted mean concentration (0.06 mg/L) of TP during paddy irrigation periods were higher than that (0.02 mg/L) during non-irrigation periods. The seasonal mean concentration of TN was highest in spring likely due to nitrogen fertilization, but those of TP and COD were highest in summer due to particulate phosphorus and sediment-associated organic matter caused by increased discharge. The pollutant concentrations significantly increased with discharge, suggesting that the measures to reduce the increase in the concentrations during storms are needed to control nonpoint source pollution.

• 한국물환경학회지
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• 제31권5호
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• pp.507-522
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• 2015

In this study, some of the model verification results of STREAM (Spatio-Temporal River-basin Ecohydrology Analysis Model), a newly-developed hybrid watershed model, are presented for the runoff processes of nonpoint source pollution. For verification study of STREAM, the model was applied to a test watershed and a sensitivity analysis was also carried out for selected parameters. STREAM was applied to the Mankyung River Watershed to review the applicability of the model in the course of model calibration and validation against the stream flow discharge, suspended sediment discharge and some water quality items (TOC, TN, TP) measured at the watershed outlet. The model setup, simulation and data I/O modules worked as designed and both of the calibration and validation results showed good agreement between the simulated and the measured data sets: NSE over 0.7 and $R^2$ greater than 0.8. The simulation results also include the spatial distribution of runoff processes and watershed mass balance at the watershed scale. Additionally, the irrigation process of the model was examined in detail at reservoirs and paddy fields.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.411-411
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• 2016

본 연구에서는 유역 특성 인자와 지점 유량-유사량 관계식의 상관성 분석을 하였다. 대상 지점은 군남, 청미(이상 한강 유역), 향석, 동문, 선산, 동촌, 개진2(이상 낙동강 유역), 회덕, 합강(이상 금강 유역), 선암, 남평(이상 영산강 유역)을 선정하였다. 대상 지점의 상류에 댐이 있을 경우 유량-유사량 관계식이 왜곡될 가능성이 있기 때문에 이상 지점은 상류에 댐이 없는 곳으로 선정되었다. 이들 지점을 출구로 하는 유역을 정의하고 각 유역의 형상계수, 수면 폭, 단면적, 하천 총 길이 등을 조사하여 유량-유사량 관계식과 비교하였다. 분석 결과 수면 폭, 단면적, 하천 총 길이가 증가할수록 관계식의 계수는 감소하는 경향을 나타냈고 지수는 증가하는 형태를 나타내는 것을 알 수 있었다. 한편, 형상계수는 뚜렷한 상관관계를 나타내지 않았다. 유량-유사량의 경향성을 파악하기 위해 기존의 측정성과와 비교 분석하고자 하였다. 비교 분석한 결과 대부분 유사한 특성과 경향성을 나타내었으나 일부 다른 특성을 보인 지점도 존재하였다. 본 연구는 특정 지점의 유량-유사량 관계가 유역의 지형 특성에 영향을 받는 다는 것을 시사하는 초기 연구로 향후 추가 연구를 통해 그 영향을 규명할 필요성을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제47권1호
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• pp.39-48
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• 2014

연안환경은 해수의 유기물질 및 미립자들과 육상의 입자들이 섞여있는 매우 복잡한 환경을 가진다. 특히 연안에서의 부유퇴적물 (suspended sediment, SS) 이동은 침식 및 퇴적 과정, 기초 생물량, 영양분의 이동, 미세 오염 등에 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구에서는 천리안 해양관측 위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 및 Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 영상을 활용하여 경기만 지역에서의 부유퇴적물 농도 변화를 관측하였다. GOCI 영상을 활용하여 부유퇴적물 농도의 일변화를 관측한 결과 만조 이후에 부유퇴적물 농도가 낮게 나타났다. 부유퇴적물 농도와 유속 및 수위 자료와의 비교 결과, 만조 이전의 9시와 10시의 유속 세기는 각각 37.6, 28.65 $cm{\cdot}s^{-1}$이며, 수위는 각각 -1.23, -0.61 m이지만 만조 때 수위는 1.18 m로 점차 높아진다. 즉 수위 상승과 유속이 강하게 나타나면서 만조 이전에 높은 부유퇴적물 농도를 가지는 반면에 만조 이후에는 지속적으로 부유퇴적물 농도가 감소한다. 또한 Landsat ETM+ 영상으로부터 계절별 부유퇴적물 농도를 분석한 결과 겨울에 외해에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지며 여름에는 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가진다. 이러한 이유는 겨울에는 북서계절풍의 영향으로 외해 부근에서 부유퇴적물 농도가 높게 나타났으며 여름에는 풍속보다는 유량의 영향이 크기 때문에 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지는 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권4호
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• pp.23-36
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• 2000

진해만 해양환경 평가를 위한 해저지하수의 중요성을 이해하기 위하여 1999년 8월과 2000년 1월 진해 내만에서부터 외만까지 포함된 총 8개의 정점들의 저층수의 라돈을 분석하였다. 일반적으로 지하수에 함유된 라돈-222 농도는 표층수보다 약 2-4 order 높기 때문에 해저지하수 누출 여부를 추적하는데 상당히 유용한 추적자로 사용할 수 있다. 저층수의 라돈-222 농도는 33～182 dpm/100kg 범위로서 내만에서 100 dpm/100kg 이상의 높은 값이 관측되었다. 그러나 라돈-222의 어미핵종인 라듐-226 농도는 정점간의 큰 차이는 보이지 않았다. 또한 동일 정점의 라돈-222 농도는 계절별로 차이를 보였다. 이것은 라돈-222의 주 공급원은 해저퇴적물로부터가 아니라 강수량 차이에 의한 해저지하수 누출량에 기인된다는 것을 의미한다. 진해만 연안에 위치한 구산면 원전 육상 지하수의 Cl/sup -/과 SO/sub 4//sup 2-/ 함량은 각각 1,312, 369 ppm으로서 해수의 영향을 간접적으로 받고 있음을 보여준다. 이는 상대적으로 주변 육상지하수가 인근 해수에 영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 내만 저층수의 높은 라돈-222 농도는 해저지하수 누출에 의한 결과로 볼 수 있다. 특히 진해만 주변 육상지하수의 평균 용존무기영양염 농도 (질산이온>174 μN, 규산>262 μM)는 진해만 해수 농도보다 월등히 높기 때문에 하천과 더불어 또다른 중요한 영양염 공급원으로서 작용할 수 있다. 따라서 정확한 진해만 생지화학적 과정을 추정하기 위해서 해저지하수 방출수에 대한 집중적인 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.375-386
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• 2004

갈수량은 수자원의 개발 및 관리에 매우 중요한 인자중의 하나이다. 신뢰성 높은 갈수량을 측정하기 위해 한국수자원공사는 2000년도에 용담댐 시험유역에 5피트 규격의 파샬플륨을 설치하였다. 파샬플륨은 유량측정을 하기 위해 독특한 모양을 가지고 있으며, 부정확한 유량관측을 유발하는 퇴사문제를 거의 해결한 시설물이다. 본 연구에서는 3차원 CFD (Computational Fluid Dynamics) 모형으로 5가지 수위에 대해서 완전월류(free flow)시 파샬플륨의 유동을 해석하였다. CFD모형에 의해 산정된 결과와 ISO에 제시된 유량공식, USBR에 제시된 유량공식 및 수위-유량관계식으로 산정한 유량을 비교하였다. 그 결과 ISO와 USBR의 공식에 의해 산정된 유량은 거의 동일했으나, 3차원 CFD모형에 의한 유량은 경험공식에 의한 유량보다 9%정도 크게 나타났고 수위-유량관계식에 의한 유량은 경험공식에 의한 유량보다 16%정도 작게 나타났다.