• 해양환경안전학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.457-467
• /
• 2019

동해 연안의 영양염의 장기간 변동 특성을 파악하기 위하여 2013년부터 2017년까지 5년간 격월별로 속초, 죽변, 감포 연안의 3개 정점에서 수온, 염분, 용존산소, 영양염을 조사하였다. 5년 동안 동해연안에서 수온은 $1.2{\sim}28.8^{\circ}C$, 염분은 30.63~34.79, 용존산소는 3.53~7.64 mL/L의 범위였으며 수온의 연직분포 변동에 따라 환경요인들의 분포와 변동이 결정되고 있었고, 북한한류수의 남하 유입에 의해 2015년과 2016년에 속초연안에서 용존산소가 높게 나타났다. 용존무기질소(DIN, $NH_4-N+NO_2-N+NO_3-N$)의 농도는 $0.11{\sim}24.19{\mu}M$, 인산인의 농도는 $0.01{\sim}1.75{\mu}M$, 규산 규소의 농도는 $0.17{\sim}32.80{\mu}M$의 범위 내에서 변동하였다. 동해연안의 N:P 비는 0.7~54.3(평균 15.2), N:P 기울기는 해역별로 11.67~13.75의 범위로, Redfield 비(16)보다 낮아, 동해연안에서는 대체로 질산 질소가 식물플랑크톤의 성장을 제한하는 영양염인 것으로 나타났다. 전체 N:P 기울기의 상관관계($R^2$)는 0.95로 높아 주변 육상 또는 비점오염원의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 동해 연안에서 영양염의 시 공간적 변동은 수온의 성층구조 변동에 따른 저층 영양염의 혼합에 따라 결정되었으며, 외부 수괴 유입과 연안 용승 등의 물리적 요인에 의해 주로 영향을 받고, 육상으로부터 유입에 의한 영향은 적은 것으로 나타났다.

• 한국해양생명과학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.62-69
• /
• 2017

양식업이 발달한 통영 오비도 주변해역에서 하계 해양환경요인의 변화 특성과 그에 따른 식물플랑크톤의 변화양상을 파악하여, 가두리 양식 생물에 미칠 수 있는 잠재적인 환경요인을 분석하였다. 조사는 2개의 정점에서 2016년 6월부터 9월까지 격주로 4개월간 수행되었다. 6월과 7월은 강한 수온 성층이 형성되었으며, 8월에는 특이적으로 강한 양쯔강 희석수의 영향으로 8월 10일 29℃ 전후로 고수온이 관찰되었다. 조사기간 동안 질산염+아질산염, 암모늄, 인산염, 규산염은 각각 0.08~5.11 μM, 0.08~34.62 μM, 0.01~ 1.15 μM, 1.46~31.79 μM의 범위를 보였다. Chlorophyll a 농도는 0.49~7.39 ㎍ l^-1의 범위를 보였다. 9월의 빈번한 잦은 강우 및 양식어장에서 용출된 영양염류는 장시간 지속되지 못하고 빠르게 소비되거나 확산되었다. 이후 강우로 인한 영양염 유입과 함께 표층을 중심으로 Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, Pseudonitzschia delicatissima와 같은 규조류가 최대 4.74 × 10⁹ cells l^-1로 크게 증식하였다. 또한 용존산소 변동은 4.52~7.62 ㎍ l^-1로 식물플랑크톤 대증식 이후 조사에서 유기물질이 분해됨에도 불구하고 빈산소 수괴(< 4.00 mg l^-1)의 형성은 관찰되지 않았다. 따라서 본 해역은 하계의 식물플랑크톤 증식 및 가두리양식장이 밀집됨에도 불구하고, 다른 반폐쇄적 만과 달리 해류 순환이 원활한 특징으로 인해 빈산소 수괴는 나타나지 않았다.

• 생태와환경
• /
• 제50권1호
• /
• pp.29-45
• /
• 2017

본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강 상류에 위치하는 의암호의 4개 지점에서 시공간적 수질 변동성을 강우 수문인자와 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 수온, DO, Conductivity 및 TSS 등 기초 수질요인의 변동은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 매년 관찰되었고, 소멸 시기는 8월~10월 사이에 있었다. 질소 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때이었고, 인의 증가는 초기 유량 증가와 극심한 가뭄이 지속될 때이었다. Chl-a에 의한 부영양 수준을 초과하는 기간은 2012년, 2014년~2015년에 1~2개월이었으나 2013년에는 4개월 동안 지속되었다. 의암호의 수질 변동성은 댐 중앙부에 상하류로 이어진 하중도와 골재섬의 존재, 도시하천과 하수처리장 방류수 유입이라는 지형적 구조와 오염원의 기반 영향에 대하여, 상류 댐으로부터의 유입량과 의암댐의 방류량 및 방류형태(패턴)에 의한 수위 증감에서 직간접적 관련성과 영향을 찾을 수 있었다. 수질의 시공간적 변이 과정에서 기상(장마, 태풍, 이상강우 및 폭염 더위) 수문(유량과 수위)학적 작용에 기여하는 주요 인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수 및 침전 등으로 볼 수 있었다. 의암호의 수질 변동은 매우 역동적이며, 그 영향은 내부 자체뿐만 아니라 발전방류구를 통해 하류 저수지(청평호, 팔당호)에까지 전달될 수 있는 잠재성을 가지고 있다.

• 생태와환경
• /
• 제49권4호
• /
• pp.354-374
• /
• 2016

본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강과 남한강의 유입부를 포함하는 팔당호의 5개 지점에서 시공간적 수질 변동성을 강우 수문학과 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 기초 수질요인들의 변동은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 형성되었고, 연도에 따라 빈산소 장기화도 관찰되었다. 질소(N) 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때 나타났고, 이때 $NH_4$는 하수 처리수의 영향을 크게 받아 $NO_3$와 상반되는 경향을 나타내었다. 인(P)의 증가는 유량이 크거나 극심한 가뭄이 지속될 때이었고, P 영양염 결핍도 빈번하게 관찰되었다. Chl-a의 증감은 유량 변동과 역상관 관계를 보였고, 그 값이 높을 때 AGP 값은 낮았다. 팔당호의 수질 변동성은 유역으로부터 하수 처리수(총량: $472{\times}10^3m^3d^{-1}$)의 오염원을 기반으로 한 유입, 방류 및 취수의 패턴에서 직간접적 관련성과 그 영향을 찾을 수 있었다. 또한 수질의 시공간적 변동 과정에서 기상(장마, 태풍, 이상강우 및 폭염더위) 수문(유량과 수위)학적 인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수, 농축 및 침전 등 형태로서 작용하였다. 하천형 저수지인 팔당호의 수질 변동은 매우 역동적이며, 국내 최대 상수원의 오염 수준을 경감하기 위한 실효 대책으로 기상 수문에 기초한 육수학적 조사연구와 P-free 하수 처리 정책 실현의 필요성을 제안한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권2호
• /
• pp.103-113
• /
• 2023

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도 차로 유체의 흐름이 밀도 차이로 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도 차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량 정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, 전도도(Conductivity) 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온 차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합양상을 분석하고자 하였다. 본 연구는 기존 수질 측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사와 하천 합류부의 혼합특성 파악하여 합류구간의 수질 관리방안이나 수체 흐름특성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
• /
• 제35권1호통권97호
• /
• pp.10-20
• /
• 2002

소양호와 팔당호에 대한 한강수질검사소(1996${\sim}$1998)와 환경부(1990${\sim}$1997), 그리고 건설교통부(1996${\sim}$1998)자료를 인용하여 수문학적 특성에 따른 소양호와 팔당호의 수질특성 및 계절적 변화양상을 비교${\cdot}$분석하였다. 소양호에서는 수온차에 의한 뚜렷한 성층현상이 관찰되었다. 춘계와 하계에 관찰된 좁은 폭의 표층은 추계로 갈수록 점차 넓어진 반면 중층의 폭은 좁아지는 경향을 보였으며 심층은 연중 수온이 $5^{\circ}C$내외로 거의 변동을　보이지 않았다. 춘계와 하계에는 표층에서 용존산소의과포화가 관찰되었고, 추계로 들어가면서 표층과 중층의　용존산소 포화도는 약 75%까지,　심층은 45${\sim}$55%까지　감소하였으며 빈산소　수괴가 시간의 흐름에 따라 심층으로 이동하는 현상이 관찰되었다. 우기동안에는 중층에서 약 $50\;{\mu}S/cm$의 가장 낮은 전기전도도를 갖는 수괴가　분포하고 있음이 관찰되었다. 팔당호에서 수심별 수은의 분포는 연도별,　계절별 구분 없이 비교적 잘 혼합된 수괴의 특성이 관찰되었으나$5{\sim}9$월에는 상${\cdot}$하층이 약 $5^{\circ}C$내외의 수온차이를 나타냈다. 용존산소포화도는 연중 90% 이상으로 소양호에 비해 높은 산소포화도가 관찰되었다. 초여름부터 초가을까지 표층에서는 과포화가, 심층에서는 60%정도까지 낮은 포화도가 관찰되었다. 늦은 봄부터 초가을 (우기)의전기전도도는 수심 $4{\sim}5\;m$ 이하의 수층에서 $90\;{\mu}S/cm$정도까지 감소하여 표층보다 낮은 값을 보였다. 그러나,늦은 가을부터 초봄까지의 전기전도도는 약 $10^{\circ}Cm$깊이까지 표층이 심층보다 낮게 관찰되었다. 소양호의 체류시간은 평균 245일로, 팔당호의 평균 5.1일과 큰 차이를 보였으나, 팔당호는 소양호보다 클로로필 3농도는 약 2.7배, 총 질소 농도는 약 1.2배 그리고 총 인 농도는 약 2.6배 높았다. 따라서 영양염류 농도가 체류시간보다 조류증식에 더 기여한 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제19권3호
• /
• pp.180-190
• /
• 2014

연안에서 관측된 Acoustic Doppler Current Profiler(ADCP) 유속자료의 10-20%는 음향반사 측면효과로 인하여 일반적으로 사용하지 않는다. 본 연구는 ADCP의 사용되지 않았던 자료를 복구하여 영산강 하구에서 저조시 방류되는 담수의 경계면 이류속도를 구하고 이를 통해 담수 유량과 수층의 역학적 안정도를 보다 정확하게 계산하여 하구 내 혼합 환경을 잘 이해하고자 한다. 현장관측은 2011년 8월 영산강의 하구언 전면과 고하도 부근 두 정점에서 한달 동안 실시하였으며, 방류수의 이류속도는 유효 유속 판정에 상관도, 퍼센트굿, 그리고 유속 히스토그램의 엄격한 기준을 적용한 ADCP 후처리방법을 적용하여 복원하였다. 또한, 같은 수로에 위치한 두 정점에서 이류하는 퇴적물의 농도피크시간을 토대로 퇴적물의 이류속도(Sediment Advection Speed)를 계산하여 방류수 이류속도를 비교 검증하였다. 퇴적물의 이류속도를 방류시 ADCP의 표층유속과 비교하였을 때, 방류량이 $2.0{\times}10^7$톤 보다 크면 두 속도값이 유사하고, 그보다 적을 경우에는 퇴적물의 이류속도가 약간 크게 산정되는 것을 볼 수 있었다. 방류가 발생할때 담수이류속도(Freshwater Advection Speed)는 바닥으로부터 $0.8{\times}$수심의 유속보다 평균 0.8 m/s 정도 크기 때문에, 방류가 증가하는 시기에 새롭게 계산된 방류수의 속도를 포함한 순유출량(=수심 및 조석주기로 적분된 흐름)을 계산하면, 그 방향이 하구언으로 들어오는 방향에서 빠져나가는 방향으로 바뀌는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표층 담수의 속도가 더해짐으로써 표층 속도쉬어와 리차드슨 수의 분포가 바뀜을 관찰할 수 있었기 때문에 표층 해수의 안정도를 해석함에 있어 실제 방류수 유속의 중요성을 알 수 있었다. 향후 유속과 함께 수온과 염분의 장기적인 관측이 수행된다면 담수 방류에 따른 성층의 생성과 소멸, 그리고 관련 부유퇴적물의 변동에 대해서도 보다 정확하게 파악할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권12호
• /
• pp.1219-1230
• /
• 2008

여름철 홍수시 성층화된 저수지로 유입하는 하천수는 저수지 표층수에 비해 낮은 수온과 높은 부유고형물질(SS) 농도를 가지므로 주변수에 비해 상대적으로 높은 밀도를 가지게 된다. 이러한 밀도차로 인해 형성된 밀도류의 저수지 내 진행과정은 수질과 수생태계에 큰 영향을 주게 된다. 따라서 하천수 밀도류의 거동분석은 저수지 수질관리를 위한 현장조사의 최적화, SS와 영양염류 등 오염물질의 이송 확산 해석에 중요한 요소이다. 본 연구의 목적은 기존 연구를 통해 검증된 2차원 수치모델을 이용하여 다양한 홍수규모에서 대청호로 유입하는 하천 밀도류의 거동 특성인 침강점 수심($d_p$)과 거리($X_p$), 분리점 수심($d_s$), 중층류 관입두께($h_i$), 댐축 도달시간($t_a$), 감소율(${\beta}$)을 분석함으로써 저수지 수질관리를 위한 기초정보를 제공하는데 있다. 모의조건은 평수년이었던 2004년 6월 13일부터 7월 3일 동안 발생한 홍수사상의 수문곡선을 기준으로 유입 유량의 규모를 10개의 등급으로 나누었으며, 초기 성층조건은 탁수가 유입되기 전의 발달된 성층구조를 적용하였다. 유입수와 저수지 성층구조의 특성치는 밀도 Froude 수(Fri)로 나타내었으며, 10개의 $Fr_i$ 조건별로 $d_p,\;X_p,\;d_s,\;h_i,\;t_a$, SS의 ${\beta}$값 등을 산정하였다. 연구결과 $d_p,\;X_p,\;d_s,\;h_i$는 대체로 $Fr_i$ 값과 비례하여 증가하였으며 중층류의 진행속도도 빨라지는 경향을 나타내었으나, 저수지 지형변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 정상상태를 가정하는 Hebbert 식은 저수지 수위변화와 지형변화를 고려하지 못하기 때문에 수치모델 보다 $d_p$값을 과대 산정하였다. 유입 SS 농도의 감소율(${\beta}$)은 $Fr_i$가 클수록 작아지는 경향을 보였으나, $Fr_i$>9.0에서는 난류혼합효과 때문에 다시 증가하였다. 연구결과는 저수지운영 실무자들이 홍수규모별로 탁수의 초기 거동특성을 간단히 예측하는 목적으로 사용할 수 있다.

• 환경생물
• /
• 제32권1호
• /
• pp.35-48
• /
• 2014

2010년과 2011년 추계 광양만에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 미치는 환경요인을 파악하기 위해 만내외측의 19~20개 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사하였다. 또한 식물플랑크톤에 대한 영양염 첨가 효과를 알아보기 위해 2010년 현장 10개 정점의 표층수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 2010과 2011년의 영양염 수평적 분포특성은 내만해역I (정점1~9)과 섬진강의 영향을 직간접적으로 받을 수 있는 해역II (정점10~14)에서 상대적으로 높게 나타났고, 해역III (정점15~20)으로 갈수록 점차적으로 감소하여 해역별 차이가 명확하였다. 반면, 크기별로 분획된 Chl. a함량은 영양염농도가 낮은 해역으로 갈수록 극미소(Nano와 Pico)크기의 생물량이 상대적으로 증가하였다. 이와 같은 양상은 2010년보다 2011년이 두드러졌다. 2010년 은편모조류가 대부분의 정점에서 85% 이상으로 우점하였고, 2011년에도 은편모그룹이 전체 식물플랑크톤 군집중 대부분의 정점에서 50% 이상의 높은 비율을 차지하였으나, 2010년의 출현개체수의 1/10 수준에 머물렀다. 은편모그룹 다음으로 높은 비율을 차지한 생물군이 규조류 Chaetoceros spp.와 Skeletonema spp.로 나타났다. 생물검정실험에서는 전 해역에서 N첨가군과 NP첨가군의 효율이 대조군과 P첨가군에 비하여 높았고, 특히 현장 영양염농도가 낮게 기록된 정점8과 20의 NP영양염첨가군에서 약 2배의 높은 효율을 보였다. 결과적으로 광양만에서 추계 갑작스럽게 높은 영양염이 공급될 경우 Skeletonema spp.와 같은 영양염 흡수능이 뛰어난 생물이 우점할 수 있을 것이며, 성층붕괴와 같은 일정량의 지속적인 영양염공급은 세포크기가 작은 기회성 특징을 가진 은편모그룹의 성장에 유리한 조건이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제15권2호
• /
• pp.51-61
• /
• 2010

북동 멕시코 만에서 particulate organic carbon(POC)의 시/공간적 변화를 조사하기 위하여, 1997년 11월부터 2000년 8월까지 총 9번의 관측이 이루어 졌으며, 같은 기간 동안 위성자료(해색, 표층수온, 해면고도이상, 표층바람)와 주요 강들 의 유출량이 조사되었다. POC 농도는 내 대륙붕과 미시시피 하구 역에서 높은 값을 (>100 $mg/m^3$) 나타내고 대륙붕과 대륙사면으로 가면서 감소된다. POC의 경년 변화는 상대적으로 1997과 1998년(El $Ni\tilde{n}o$)이 1999과 2000년(La $Ni\tilde{n}a$) 보다 상대적으로 증가되어 나타난다. 이런 현상은 미시시피강 및 다른 주요 강들에 영향을 주는 강우량 변화에 따른 담수 유 입의 변화와 직접적으로 연관되어 있으며, 강우량 변화는 ENSO 현상과 같은 세계 기후변화와 관련이 있는 것으로 사료 된다. 북동 멕시코 만 연안으로 유입되는 주요 강들의 방류량은 초봄에 증가되어 여름과 가을에 감소되지만, 공간적으로 확장된 높은 농도의 POC 분포는 여름 조사기간에서 관측되고, 낮은 농도 및 제한된 확산은 가을과 초 봄 관측에서 나타 난다. 여름철 동안 상대적인 강의 유출량은 봄에 비하여 현저하게 감소하지만, 증가된 표층수온은 수층을 강하게 성층화 시키고 표층에서 부력을 증가시킨다. 이런 조건에서 고농도의 POC를 함유하는 저염수는 상부 대륙사면까지 확장되고 이 는 Loop Current와 Loop Current Eddies의해서 조절된다. 봄과 가을 동안 유출량은 보통이거나 이상을 보이지만, 증가된 바람과 낮은 표층수온으로 인하여 수직적 혼합을 유발하고 이는 높은 농도의 POC를 내 대륙붕에 제한 시키는 것으로 사료된다.