• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.510-510
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• 2023

집중호우의 증가는 저수지 내 탁수의 증가로 이어지며, 저수지에서의 탁수 배제는 하천의 탁수 문제로 연결될 수 있다. 탁수의 발생은 정수처리 비용 증가와 하천 생태계 문제 등을 발생시키므로, 이에 대한 해결책이 지속적으로 요구되고 있다. 특히 낙동강 유역의 임하호는 태풍 및 집중호우 발생 시 고탁수의 유입 빈도가 높다. 탁수가 임하호에 유입되면 일반적으로 저수지 탁수 예측 수치해석을 수행하여 탁수의 저수지 내 탁수 거동과 방류량에 따른 탁수 저감 정도를 파악하고, 탁수 배제를 위한 저수지 운영계획을 수립한다. 그러나 방류된 고탁수의 하천 거동에 대한 수치해석은 국내에서는 수행하고 있지 않은 실정이다. 임하댐 하류에서 내성천합류부까지는 약 0.325 m³/s의 물을 취수하고 있으므로(2022년 기준), 하천의 탁수도 저수지 탁수와 동시에 고려되어야 할 필요가 있다. 저수지와 하천의 유사 거동 분석에 대해 격자 구성 등의 이유로 일반적으로 각각 다른 tool을 사용하고 있으나, 모델구축 및 입□출력 data의 변환 등 구축, 구동, 분석 과정 모두 효율적이지 못하다. 이에 본 연구에서는 하천과 저수지에서의 탁수 거동을 동시에 예측할 수 있는 일원화된 수치해석 모델을 구축(임하호~낙본C)하였다. 준3차원 모델인 EFDC를 이용하였으며, 격자는 저수지는 직사각격자, 하천은 Curvlinear를 적용하였다. 연직방향으로는 저수지와 하천의 수심 차이가 크므로 EFDC 내에 탑재되어 있는 𝜎-z(uniform)레이어 옵션을 선택하여, 저수지 연직 레이어는 40개, 하천은 2개로 구축되었다. 하천에서의 탁수 거동 예측은 지류의 유량, 탁도 등의 경계조건 data를 얻기가 쉽지 않기 때문에, 유량은 임하호 유입유량에 유역면적비를 적용하였으며, 탁도는 TSS(Total Suspended Solid)-SSC(Suspended Sediment Concentration)-유량의 관계를 각각 회귀분석 등을 통해 도출하여 연구 범위 내 7개 지류하천에 적용하였다. 모의 시기는 2개의 태풍으로 연속적인 탁수가 발생한 2020년 08~10월로 결정하였다. 모의 결과 저수지와 하천의 PBIAS는 각각 13.6과 8.4로(Very Good 등급) 하천과 저수지를 동시에 모의하는 탁수 예측의 적용 가능성은 충분한 것으로 확인되었다. 그러나 이벤트별 지류의 유량과 탁도는 일정한 관계로 계산될 수 없으므로, 향후 유역 모델과 연계하여 지류 유입 유량 및 탁도의 정확도를 개선할 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.30-36
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• 2017

평상시 및 홍수시 하천에 유출되는 토사로 인한 SS(Suspended Solid)농도는 실측을 원칙으로 하여야 하나, 환경영향평가, 하천기본계획 등에서와 같이 각종 개발사업에 따른 SS농도의 변화를 제시하기 위해서는 실측이 아닌 추정이 필요하지만 추정 방법이 규정된 바 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서 RUSLE법에 의한 토사유출량과 특정 빈도 홍수량 산정결과를 이용하여 하천내의 SS농도를 추정하는 수문학적 방법에 대한 제안을 하고자 한다. SS는 실트 점토질 토사 및 콜로이드 입자 등이 해당된다. 그러나, 본 연구에서는 토사유출량 중에서 일반적으로 부유토사에 해당하지 않는 모래를 제외하고, 실트 또는 점토질의 토사에 한해 부유사 기준으로 설정하였다. 농도 추정을 위한 유량은 평상시 유량은 1~2년, 홍수시 유량은 30~100년을 기준으로 하였다. 한편, 확률강우량 분석 소프트웨어는 Fard2006을 사용하였는 바, 2년빈도 미만에 대해서는 강우데이터와 Gumbel분포형 빈도계수를 이용하여 산정하였다. 위와 같은 방법에 의해 실트 및 점토의 토사유출량과 홍수량에 의한 유출용적을 이용하여 SS농도를 추정한 결과, 개발전 자연상태 및 개발중 나대지 상태에서의 SS농도는 유의한 수준을 보이는 것으로 판단된다. 특히, 유로경사에 따라 토사유출량의 차이가 큰 점에 착안하여 SS농도를 유로경사로 나눈 값은 지형인자가 다르더라도 비교적 일정한 범위로 나타남을 확인할 수 있었다. 따라서, 향후 보다 많은 유역에 대하여 연구가 진행된다면 SS농도 추정방법에 대한 지침으로 발전시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제19권4호
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• pp.339-346
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• 1986

낙동강 하류역의 부영양화에 관한 연구로서 1983년 10월부터 1984년 9월까지 1년간 조사된 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 1. 낙동강 하류역의 영양염류의 분포를 보면 암모니아 질소 농도범위 및 평균농도는 $0.22{\sim}173.37{\mu}g-at/l,\;43.38{\mu}g-at/l$이며 질산 질소 농도는 $26.68{\sim}186.85{\mu}g-at/l,\;68.89{\mu}g-at/l$, 아질산 질소 농도는 $1.07{\sim}8.22{\mu}g-at/l,\;3.08{\mu}g-at/l$, 총무기 질소 농도는 $58.65{\sim}231.68{\mu}g-at/l,\;115.35{\mu}g-at/l$, 인산염인 농도는 $0.44{\sim}4.43{\mu}g-at/l,\;1.56{\mu}g-at/l$로 나타나고있어 영양염류의 함양이 다른 하천에 비하여 매우 높았다. 2. N/P비율은 물금이 119.6으로 가장 높고 구포가 80.7, 하단이 63.5로 영양염류중 인에 비하여 질소의 함유비율이 매우 높은 특징을 가지고 있었다. 3. 클로로필 a양의 농도범위는 $1.8{\sim}75.16\;mg/m^3$였으며 물금지점이 평균 $33.98mg/m^3$로 전조사기간을 통해 구포나 하단지점보다 월등히 높은 농도분포를 보이고 있으며 여름에 평균농도가 물금이 $56.38mg/m^3$, 구포가 $31.34mg/m^3$ 하단이 $16.85mg/m^3$로 대단히 높은 농도이다. 4. 총부유물질은 물금이 평균 10.65ppm, 구포가 15.80ppm, 하단이 45.90ppm로 하단이 가장 높고 휘발성 부유물질은 물금이 평균 3.63ppm, 구포가 3.40ppm, 하단이 8.20ppm이며 총부유물질중의 휘발성부유물질량의 비로 본다면 물금이 $35.2\%$, 구포가 $22.9\%$, 하단이 $16.2\%$로 물금지점이 휘발성 부유물질 함유비율이 가장 높다. 5. 호소의 영양도에 적용해 보면 클로로필 a양으로서는 물금과 구포지점에서는 겨울을 제외한 전계절에서 부영양화상태이고 무기태 질소량으로서는 전지점이 부영양화 상태이며 인산염양으로서는 전지점이 중부영양 상태이다. 이상의 결과에서 고찰해 보면 현재 강들이 흐르는 상태에서 영양염류의 함량이 매우 많은 부영양화 상태에 있으므로 이러한 강물이 하구언이 설정되어 저류하게 된다면 부영양화의 진행에 의해 수질 악화가 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권11호
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• pp.715-723
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• 2017

생체고분자물질은 수자원환경에서 점토, 미생물, 바이오매스 등 부유입자들을 응집시키고, 침전, 퇴적시키는 역할을 한다. 본 연구는 다양한 수질화학 조건이 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집에 미치는 영향을 파악하고자, 수질화학 조건을 제어하여 응집실험을 수행하였다. 각 응집실험은 이온강도, 2가 양이온 농도, 휴믹물질 분율이 제어된 실험조건에서 Kaolinite 현탄액에 생체고분자물질인 Xanthan Gum을 주입하여 수행하였다. 수체가 가지는 응집능은 응집체 크기 및 잔류 고형물 농도를 측정을 통하여 평가하였다. 본 연구에서, 이온강도 증가는 점토입자 및 생체고분자물질 간 정전기적 반발력을 감소시키고 생체고분자물질이 점토입자 간 가교를 형성하여 응집을 증대시킨 것으로 파악되었다. 이온강도가 0.001에서 0.1 M NaCl로 증대될 경우, 응집을 증진시켜 응집체 크기는 약 3배 이상 증대되고 부유고형물농도는 약 2.5배 이상 저감되었다. 또한, 2가 양이온이 수체에 존재하는 경우, 점토입자-생체고분자물질 혹은 생체고분자물질 상호 간 가교를 형성하여, 즉 점토-$Ca^{2+}$-고분자 또는 고분자-$Ca^{2+}$-고분자 가교를 형성하여, 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집을 증대시켰다. 수체에 $Ca^{2+}$가 낮은 농도라도 존재할 경우, 응집을 크게 증진시켜 부유고형물농도가 원 주입농도에 비하여 20배 이상 저감되는 것으로 나타났다. 하지만, 휴믹물질이 존재하는 경우, 점토입자 표면에 흡착되어 점토입자의 정전기적 반발력을 증대시켜 생체고분자물질의 흡착을 방해하고 응집을 감소시켰다. 수체에 휴믹물질이 존재할 경우, 응집을 저감시켜 부유고형물농도는 저감되지 않고 원 주입농도와 유사하게 나타났다. 본 연구의 결과는 수자원환경에서 부유입자 및 퇴적물 거동을 이해하고 수질 및 퇴적물에 대한 최적 관리 방안을 도출하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권3호
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• pp.140-148
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• 2017

강우 초기 표면 유출에 의해 지표수로 전달되는 비점오염물질을 저감하기 위하여 고안된 초기우수처리 장치의 효율을 분석하였다. 장치는 파일럿 규모로서 실험실 수준의 분석 결과에 근거하여 설계되었다. 강우시 사전에 설정된 조건들에 따라 실험 장치로 채수를 실시하였으며, 24시간 동안 정치하여 침강에 의해 오염물질을 제거한 상등수의 수질을 측정하여 효과를 분석하였다. 총 9번의 강우에 대하여 평균적인 제거 효율은 총고형물질(Total Suspended Solid, TSS), 총인(Total Phosphorus, TP) 그리고 총질소(Total Nitrogen, TN)에 대하여 각각 87.4%, 75.3% 및 43.6%로 나타났다. 초기 강우 유출수 오염물질의 농도는 강우량과 강우강도가 증가함에 따라 증가되는 것으로 분석되었다. 이는 강우 초기 각 오염물질의 고형물질의 분율이 더 크기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구에서는 초기 강우시 발생하는 유출수에 의한 오염부하의 상당부분을 단순한 침강만으로 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 검증하고자 하였으며, 특히 추가의 동력이나 화학물질의 투입 없이도 고형물질 분율이 높은 TSS와 TP의 제거 효율이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제37권6호
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• pp.563-570
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• 2019

적조는 연안 해역에서 양식어류를 폐사 시키는 등 많은 경제적 피해를 입혀왔다. 이러한 적조의 광역 분포를 효과적으로 파악하기 위하여 원격탐사가 활용되어 왔는데, 적조 해수가 가지는 흡광 특성은 원격탐사에 중요한 요소인 해수반사도를 이해함에 있어서 핵심적인 역할을 한다. 본 연구에서는 2017년 8월 통영 인근 해역에서 출현한 Alexandrium affine 종이 우점한 해수에 대한 흡광 특성을 분석하였다. 선박 관측을 통하여 총 20개 정점에서 획득한 시료에서 색소 흡광, 부유물 흡광, 용존유기물 흡광을 측정하였고, 이를 수질 변수인 엽록소 농도, 부유물 농도와 관련하여 분석하였다. 분석 결과, 규조류 우점 해수와는 다르게 Alexandrium 우점 시료는 400 nm 이하에서 강한 흡광을 나타내었고, 또한 400 nm - 500 nm 에서 굴곡이 크게 나타남을 확인하였다. 색소 흡광의 집적 효과 또한 규조류와 다르게 나타남을 확인하였고, 부유물 및 용존유기물 흡광 모델 (a_dg(λ)=a_dg(λ₀)e^-s(λ-λ₀))에서의 지수부 계수(s) 역시 기존 규조류에서 일반적으로 사용하는 0.015와는 달리 0.01이 더 적합함을 보였다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권3호
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• pp.271-278
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• 2006

To investigate the variations of physico-chemical factors and microbial population, in ten stations at water region of coastal area of Chagwi-Do, Nutritive salts, water temperature, transparency, suspended solid, salinity, COD, DO, pH, heterotrophic bacteria, coliform group and Vibrio spp. were analysed three times in September, November in 2004 and February in 2005. Heterotrophic bacteria in surface water was $3.5X10^1{\sim}1.16X10^3cfu/ml,\;1.0X10^2{\sim}5.2X10^1cfu/ml\;2.0X10^1{\sim}7.6X10^1cfu/ml$ and bottom water counted $7.0X10^2{\sim}1.0X10^3cfu/ml,\;1.4X10^1{\sim}2.5X10^2cfu/ml\;2.0X10^2{\sim}4.2X10^1cfu/ml$ in September, November in 2004 and February in 2005, respectively. The cell number of total coliform bacteria in the surface water amounted to $0{\sim}4.3X10^2cfu/ml,\;0{\sim}6.0X10^1cfu/ml,\;0{\sim}1.0X10^1cfu/ml$ and bottom water amounted $0{\sim}2.2X10^2cfu/ml,\;0{\sim}5.4X0^2cfu/ml,\;0{\sim}2.0X10^1cfu/ml$ in September, November in 2004 and February in 2005, respectively. As for Vibrio spp., the cell number in the surface water was $1.0X10^1{\sim}2.5X10^2cfu/ml,\;1.0X10^1{\sim}2.0X10^1cfu/ml,\;0cfu/ml$ and bottom water counted $1.0X10^1{\sim}5.2X10^2cfu/ml,\;0cfu/ml,\;2.0X10^1cfu/ml$ in September, November in 2004 and February in 2005, respectively.

• 환경생물
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• 제18권1호
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• pp.21-31
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• 2000

We investigated seasonal variation of microalgal assemblages, sea water temperature, salinity and suspended solid and the parameters measured daily from January 1998 to October 1999 at a nearshore shallow-water in Marian Cove, Maxwell Bay, King George Island, the Antarctic. Annual mean surface water temperature was -0.3$0^{\circ}C$ and the highest water temperature was 4.53$^{\circ}C$ (22 January 1999) and the lowest water temperature was -2.07$^{\circ}C$ (23 August 1998). Annual mean salinity was 33.38 psu, ranging from 42.80 psu (6 January 1999) to 19.50 psu (6 June 1999). Annual mean suspended solid (SS) during two years was 34.14 mgㆍ1$^{-1}$, ranging from 60.62 mgㆍ1$^{-1}$(7 March 1998) to 12.90 mgㆍ1$^{-1}$ (26 December 1998). Chlorophyll $\alpha$ (Chl $\alpha$) concentrations were measured in order to know seasonal variations of microalgae in the surface seawater. Annual mean of total Chl a concentration was 0.55$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$, the highest Chl $\alpha$ concentration (12.16$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$) appeared in 4 October 1998, the lowest Chl $\alpha$ concentration appeared 0.19$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$, Monthly mean total Chl $\alpha$ concentration was high in October 1998 (1.32$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$) and low in July on 1998 (0.28$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$). Annual mean nano-sized Chl $\alpha$ concentration was 0.40$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$, monthly mean nano -sized Chl $\alpha$ concentration was high in November 1998 (0.90$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$), and low in July 1999 (0.22$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$). Annual mean micro-sized Chl $\alpha$ concentration was 0.15$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$ monthly mean micro-sized Chl $\alpha$ concentration was high in October 1998 (0.81$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$), and low July 1998, January, February and September 1999 (0.05$\mu\textrm{g}$ㆍ1$^{-1}$). More than 65% of total Chl $\alpha$ was concentrated during spring and summer time between October and March. Microalgal variation appeared to be due to physical factors of seawater in the Antarctic nearshore from 1998 to 1999. The reason why micro-sized Chl $\alpha$ did not increase during austral summer was the bay had been frozen by decrease of water temperature. We think that total microalgal abundance was decreased because the summer microalgal abundance was determined by variation of water temperature during winter season. [Chl $\alpha$ concentration, Microalgal assembalges, Seasonal variation, the Antarctic nearshore].

• 한국수산과학회지
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• 제35권1호
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• pp.21-26
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• 2002

Package 형태로 설계하고 제작된 pilot scale 순환여과식 양식시스템에 틸라피아를 $2\%$의 사육밀도로 수용하여 사육조의 각종 수질인자의 변화를 측정하고 회전원판 반응기, floating bead filter, 포말분리기 등의 순환수 처리효율을 검토하여 순환여과식 양식시스템의 개시운전시 발생하는 현상을 고찰하고 순환수 처리장치의 안정화에 소요되는 시간을 측정하고자 하였다. 평균 어체중 392.8g의 나일 틸라피아 173마리를 수용하여 일간 보충수를 사육조 용적의 $10\%$를 사용하여 14일간 어류사육을 실시하여 생물학적 순환수 처리장치인 회전 원판 반응기의 효율 변화를 검토하였다. 암모니아성 질소는 사료 투입 직후부터 증가하여 7일 후 부터는 $0.3gm^3$ 정도의 농도를 보였다. 사료 투입 후 3일이 경과하면서부터 아질산성 질소, 7일 이후부터 질산성 질소가 증가하였으며 12일이 경과하면서 시스템의 아질산성 질소의 농도가 감소하여 회전원판 반응기가 숙성되었다 총 무기질소는 사료 투입 후 10일이 경과하면서 $30g/m^3$ 정도의 일정한 농도를 유지하였다. 사육조 내의 용존 산소농도는 $4{\~}5g/m^3$의 안정된 농도를 유지하였으며 pH와 총알칼리도는 질산화 반응기의 숙성에 따라 어류생장에 영향을 미치지 않는 범위에서 감소하였다 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량은 보충수와 거의 동일한 수질을 유지할 수 있었다. 회전원판 반응기는 암모니아 제거와 동시에 용존산소 폭기 효율도 나타내었고 floating bead filter는 고형물 제거뿐 아니라 질산화에도 뛰어난 효율을 보였으며 회전 원판 반응기는 사료 투입 후 2일, floating bead filter는 4일째부터 암모니아 제거가 시작되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권1호
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• pp.27-34
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• 2002

Package 형태로 설계하고 제작된 pilot scale 순환 여과식 양식 시스템의 실제 어류 사육 성능을 판단하고자 하였다. 틸라피아를 설계 기준인 $5\%$ (A, B)의 사육 밀도에서 30일간 사육하였고 $7\%$ (C)의 과잉 사육밀도에서 33일간 사육하여 어류 성장과 사육조의 각종 수질을 측정하고 시스템의 안정성을 검토하였다. 실험 결과 초기 사육 밀도 $5\%$인 실험 A와 B, $7\%$의 사육밀도인 실험 C에서 각각 1.62, 1.79, 1.80의 사료계수와 $0.452\%$, $0.445\%$, $0.423\%$의 일간 성장률을 보였다. 총 암모니아성 질소의 농도는 설계 기준 사육밀도인 $5\%$로 수용한 실험 A와 B의 경우, $1g/m^3$ 이하로 유지하여 어류 사육에 적합한 것으로 나타났으며 $7\%$로 수용한 실험 C에서는 $2{\~}4g/m^{3}$의 농도를 나타내어 최대 $40\%$ 정도는 초과 수용할 수 있는 것으로 나타났다. 알칼리도의 부족은 질산화 반응을 저해하여 높은 암모니아 및 아질산성 질소의 농도를 유발하였으며 질산화 반응기의 숙성이 완전하지 않을 경우 아질산의 농도가 암모니아 농도와 유사하게 나타났다. 질산화 반응기의 완전한 숙성은 70일 정도 소요되었다. 시스템 내부에서 자연적인 탈질반응이 일부 발생하였고 이와 더불어 보충수의 공급에 따른 희석효과로 설계 사육 밀도보다 높은 $7\%$의 사육 밀도에서도 $60g/m^3$ 이하의 질산성 질소 농도를 유지할 수 있어 별도의 탈질 장치는 필요하지 않은 것으로 나타났다. 수처리 장치를 통과하지 않고 사육조 수면으로 공급되는 우회량이 많을 경우 용존산소는 증가하였으나 수처리 장치로 공급되는 유량이 작아 부유 고형물, 유기물 등의 수질 인자가 악화되는 현상을 보였다.