• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.111-111
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• 2020

하천환경과 기후의 변화로 인해 수질오염 과정의 메커니즘이 더욱 복잡해짐에 따라 다양한 요인을 고려한 불확실성 평가 연구가 요구되고 있다. 하천 수질 중에서도 부영양화 문제는 특히 개발로 인한 하천환경 변화 이후 사회 정치적 논점이 되어왔다. 본 연구에서는 지난 7년 동안의 수질 변화의 전반적인 양상을 조사하였으며, 클로로필-a(Chl-a, chlorophyll-a) 농도의 시공간적 의존성의 효과적으로 고려하기 위해 기계학습 기반 분류(classification) 접근법인 다변량 은닉 마코프 모형(MHMM, multivariate hidden Markov model)을 사용하였다. 월 단위 수질 및 수문 자료를 사용하여 Chl-a의 변동성을 군집화하여 수질 상태의 익월 천이확률을 효과적으로 추정하였다. Chl-a와 수질 및 수문기상 조건의 관계를 평가하였으며, 결과적으로 수질 상태의 시공간적 전이가 정확하게 식별되었고 이의 잠재적 원인에 대하여 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.313-313
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• 2020

여름철 발생하는 집중호우는 해안지역 및 하천유역의 저지대에 상습적인 침수를 유발하며, 도시지역은 높은 불투수율로 인해 추가적인 침수 피해가 발생하는 경우가 많다. 본 연구에서는 폭함수를 통해 하천망의 공간적인 특성을 함수형태로 나타내어 유역의 수문분석에 이용하는 폭함수 단위도법(WFIUH, Width Function Instantaneous Unit Hydrograph)을 소개하고, 적용성을 검토하기 위하여 실제 유역 및 강우 사상에 적용해보았다. WFIUH는 기존의 집중형 수문모형과 다르게 매개변수를 물리적으로 결정할 수 있으며, 유역특성과 시공간적 변동성을 수문곡선 산정에 반영할 수 있는 장점이 있다. WFIUH의 적용성을 검토하기 위하여 2003년 한반도에 심각한 침수피해를 입힌 태풍 매미로 인해 발생한 강우사상과 그로인해 큰 피해가 있었던 마산 지역의 남천, 삼호천 일부 유역을 대상으로 강우-유출 분석을 실시하였다. 분석결과 범용 수문모형인 HEC-HMS와 비교 시 유사한 결과를 보이며, 실제 관측치와도 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 또한 강우의 이동을 반영하여 강우의 이동이 수문곡선과 첨두유량에 미치는 영향을 비교분석 하였다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.305-312
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• 2011

지하수 함양량은 기후조건, 토지이용, 수리지질학적 비균질성에 의해 시공간적인 변동성을 나타내는 수문량이므로 통합지표수-지하수 모델 기반의 시공간변동성을 갖는 일단위 함양량의 추정이 필요하다. 진천지역을 대상으로 SWAT-MODFLOW 통합모형이 일단위 함양량 추정에 사용되었으며 추정된 함양량의 시변성은 국가 지하수 관측망과 기초조사 기간(2009-2010)중에 설치된 자동관측망 자료와 잘 부합하는 것을 확인하였다. 진천지역을 포함한 미호천 유역 평균 지하수 함양률은 강수대비 20.8%로 나타났는데 이는 해석적 방법인 기저유출 분리법의 결과와도 잘 일치하였다. 통합모델링 기반의 함양량 산정은 국가 지하수 관리를 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권1호
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• pp.1-10
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• 2006

서해 중부 연안에 위치한 아산만의 과거 동물플랑크톤 연구는 주로 3개월 간격의 계절별 자료에 근거하고 있다. 본 연구에서는 상대적으로 짧은 주기의 월별 채집을 바탕으로 동물플랑크톤의 월 변동을 파악하고, 수온과 염분, 식물플랑크톤의 출현량을 환경 요인으로 취급하여 이들의 변화 특성 및 이와 동물플랑크톤 분포와의 관계를 파악하였다. 수온은 시간적으로 전형적인 온대수역의 변화양상을 보여주며, 공간적으로는 만의 안쪽에서 연간 변화의 폭이 다소 크게 나타났다. 염분의 계절변화는 장마에 의한 계절변화가 크며 이 시기 인공담수호의 간헐적인 담수유출이 플랑크톤 생태계에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 식물플랑크톤의 클로로필 양은 과거에 비해 상당한 증가를 보였는데 만의 안과 밖에서 봄철 대증식의 시작과 기간에서 차이가 있었다. 만 안쪽에서 바깥쪽으로 가면서 춘계 대증식이 2월에서 4월로 늦춰졌고, 만 안쪽과 중앙에서는 대증식 기간이 3개월 정도 유지된 반면, 만 바깥쪽에서는 약 1개월 정도로 그 기간이 짧아졌다. 식물플랑크톤의 클로로필 양과 동물플랑크톤의 양, 특히 최 우점종 Acartia hongi의 양 간에는 약하지만 의미있는 양의 상관관계를 보였다(p<0.05).과거 계절별 자료에 근거한 시간변동과 비교하여 월별 채집의 필요성이 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.721-734
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• 2022

본 논문은 남해안 자란만 패류양식어장에서 약 2년 동안 월별로 기초생산력, Chl. a, 영양염류, 입자유기물질과 퇴적물의 유기오염 정도 및 생화학 조성 등 주요 양식생물의 서식환경인자의 변동특성과 상관성 등을 분석하였다. 또한, 다른 연안 어장과 기초생산력을 비교하고 어장환경관리와 관련된 정책방안을 제시하였다. 월별 평균 기초생산력은 6.43~115.43 mgC m^-2 hr^-1 범위로 여름과 가을에 높았는데, 가막만과 마산만 보다는 낮았고, 가로림만과 서해보다는 높았으며, 대체적으로 양식장이 많이 분포한 내만은 그 변동 폭이 상대적으로 컸다. Chl. a를 구성하는 식물플랑크톤의 크기별 점유율이 시기별로 다소 차이가 있었고, 영양염의 고갈로 인한 식물플랑크톤의 생산력 제한은 거의 없었으나, 대부분 시기에 N/P비가 16 이하로 질소가 상대적으로 부족한 것으로 판단되었다. 수층 입자유기물질의 생화학적 조성은 탄수화물이 가장 높았으나, 반면 표층 퇴적물에서는 지질과 단백질 함량이 높았다. 퇴적물의 TOC와 AVS 농도는 만 안쪽에서 높았고 일부 시기에는 어장환경기준을 초과한 상태였으며, C:N 비는 평균 8.1~10.4 범위로 나타났다. 기초생산력은 Chl. a와의 상관성이 가장 높았고, 입자물질성분 중에서는 탄소보다는 질소 및 단백질과의 상관성이 높았다. 최근 5년 동안의 수층에서의 Chl. a, DIN, DIP 농도는 감소하는 경향이었지만, 반대로 퇴적물의 오염도는 증가하는 추세였다. 자란만의 연간 기초생산력 125.9 gC m^-2 yr^-1, 굴 양식장 면적 4.97 km²를 고려하면 연간 식물플랑크톤으로부터 생산되는 탄소량이 약 625 ton이며, 연간 굴 생산 습중량은 약 6,250 ton으로 추정되었다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.493-507
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• 2018

제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓게 분포하며, 광상 동측에 백악기 무암사화강암이 관입하였다. 광상은 스카른 및 맥상광체가 W-Mo-Fe 및 Cu-Pb-Zn 광화작용을 수반하며, 스카른은 하부갱에서만 발달한다. 광석광물은 스카른광물을 교대 및 절단하며, 자철석-적철석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 자류철석-황동석-황철석-섬아연석-방연석 순으로 정출되었고 전반적으로 황화광물이 우세하다. 석류석의 조성은 $Ad_{65.9-97.8}Gr_{0.3-32.0}Pyr_{0.9-3.0}$으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 $Hd_{4.5-49.7}Di_{42.3-93.9}Jo_{0.5-7.9}$로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.1-6.8 ‰로 마그마에서 기원된 황이 모암이 영향을 받은 것으로 여겨진다. 우석광상의 W-Mo 스카른 및 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 온도 및 산소분압의 감소와 함께 황분압이 증가하면서 진행된 것으로 보인다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권4호
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• pp.213-228
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• 2009

본 연구는 국내의 대표적 굴 양식지인 거제한산만에서 저서동물군집의 시 공간적 분포 및 구조적 변화를 파악하고자 수행되었다. 현장 조사를 위해 굴 양식지와 비양식지를 포함하는 총 15개 정점을 선정하였으며 2008년 2월부터 11월까지 계절별로 저서환경과 대형저서동물군집에 대한 조사를 수행하였다. 표층퇴적물은 평균입도 $9.0\;{\Phi}$ 전후의 극세립실트로 구성되었으며 총유기탄소는 평균 1.9%이었다. 용존산소농도의 평균은 8.1 mg/L이었으며 사계절 중 가장 낮은 값은 보인 8월에는 해역 수질환경기준 II등급에 해당하는 농도가 관찰되었다. 저서동물군집의 총 종수는 351종, 평균 개체밀도는 3,675 개체/$m^2$ 이었으며 두 가지 변수에서 모두 다모류가 가장 우세한 동물군이었다. 출현종수와 개체밀도는 시 공간적으로 크게 변하였으며 계절적으로는 5월에 그리고 공간적으로 내만역 보다는 수로역에서 높은 값을 보였다. 주요 우점종은 Lumbrineris longifolia(21.3%), Aphelochaeta monilaris(17.8%) 그리고 Ericthonius pugnax(6.1%) 등으로 모두 유기물이 풍부한 해역을 대표하는 종들이었다. 다변량분석 결과, 전체군집은 내만역과 수로역으로 구분되었다. 전체군집의 시 공간적 변화와 가장 밀접한 상관성을 보인 환경요인은 총유기탄소와 산휘발성황화물이었다. 저서동물군집 구조와 주요환경요인의 특성은 거제한산만에서 유기물 오염의 징후가 있음을 의심하게 하였으며 그러한 현상은 특히 내만역의 굴 양식지에서 뚜렷하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제30권3호
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• pp.329-339
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• 2014

This study aims to estimate chlorophyll-a concentration in rivers using multi-spectral RapidEye imagery and Spectral Mixture Analysis (SMA) and assess the applicability of SMA for multi-temporal imagery analysis. Comparison between images (acquired on Oct. and Nov., 2013) predicted and ground reference chlorophyll-a concentration showed significant performance statistically with determination coefficients of 0.49 and 0.51, respectively. Two band (Red-RE) model for the October and November 2013 RapidEye images showed low performance with coefficient of determinations ($R^2$) of 0.26 and 0.16, respectively. Also Three band (Red-RE-NIR) model showed different performance with $R^2$ of 0.016 and 0.304, respectively. SMA derived Chlorophyll-a concentrations showed relatively higher accuracy than band ratio models based values. SMA was the most appropriate method to calculate Chlorophyll-a concentration using images which were acquired on period of low Chlorophyll-a concentrations. The results of SMA for multi-temporal imagery showed low performance because of the spatio-temporal variation of each end members. This approach provides the potential of providing a cost effective method of monitoring river water quality and management using multi-spectral imagery. In addition, the calculated Chlorophyll-a concentrations using multi-spectral RapidEye imagery can be applied to water quality modeling, enhancing the predicting accuracy.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권4호
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• pp.51-62
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• 2012

Effects of climate change on groundwater system requires understanding the groundwater system in temporal and spatial scales through the long-term monitoring. In this study, the spatio-temporal variations of groundwater were analyzed through the continuous observation of water level, electrical conductivity (EC) and water temperature with automatic data-loggers and sampling in a Gwangneung catchment, Korea, for the four years from 2008 to 2011. Groundwater monitoring were performed at the nest-type wells, MW1 and MW2, located in upsteam and downstream of the catchment, respectively. During the survey period, both the total amount of annual precipitation and the frequency of concentrated rainfall have increased resulting in the elevation of runoff. Water level of MW1 showed no significant fluctuations even during the rainy season, indicating the confined groundwater system. In contrast, that of MW2 showed clear seasonal changes, indicating the unconfined system. The lag-time of temperature at both wells ranged from one to three months depending on the screened depths. Results of chemical analyses indicated that major water compositions were maintained constantly, except for the EC decreases due to the dilution effect. Values of the stable-isotope ratios for oxygen and deuterium were higher at MW2 than MW1, implying the confined system at the upstream area could be locally developed.

• 한국물환경학회지
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• 제28권4호
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• pp.551-560
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• 2012

The objectives of this study were to elucidate spatio-temporal heterogeneity of water chemistry and develop empirical models using trophic variables in Daechung Reservoir during 2005-2010 along with in situ tests of nutrient enrichment bioassays (NEB). The relations of water quality parameters in regard to precipitation showed that seasonal and interannual fluctuations of biological oxygen demand (BOD), total nitrogen (TN) and pH were minor, whereas conductivity, suspended solids (SS), and total phosphorus (TP) were largely varied in response to the magnitude of rainfall. The CHL maxima occurred immediately after the spate of TP during the high flow, indicating that phytoplankton growth was directly controlled by phosphorus. Empirical linear models of CHL-TP indicated that the variation of CHL in premonsoon was accounted 60% ($R^2$ = 0.60, p < 0.05, n = 54) by TP. In the mean time, empirical models of annual CHL-TN showed that the variation of CHL was weakly accounted ($R^2$ = 0.16, p < 0.001) by TN and more strongly ($R^2$ = 0.44, p < 0.001) by TP. Thus, the variation of CHL was more explained by the variation of TP than TN. In situ tests of Nutrient Enrichment Bioassays (NEBs) showed that the growth of CHL was greater in the P-treatments (as $PO_4-P$) than the control and N-treatment (as $NO_3-P$). Overall, our results suggest that phosphorus was aprimary limiting nutrient controlling the seasonal phytoplankton growth, based on the in situ experiments of NEBs.