• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권12호
• /
• pp.919-928
• /
• 2023

우리나라의 강우 특성은 여름철 홍수기에 집중되어있다. 특히 이상강우 및 기상이변에 의한 집중강우의 증가 추세로 다량의 탁수가 댐 내에 유입될 시 전도현상으로 인해 탁수 장기화 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 탁수 예측을 통한 선제적 조치 방안 또는 댐 운영방안 마련에 많은 연구가 진행되고 있다. 탁수 예측을 위해서는 상류 유입부의 탁수 자료를 필요로 하지만 현재 시·공간적인 데이터 해상도는 부족한 실정이다. 시간적 해상도 개선을 위해서는 탁도-SS 관계식에 대한 개발을 필요로 하며 공간적 해상도 개선을 위해 다항목수질측정기(YSI), 레이저부유사측정기(Laser In-Situ Scattering and Transmissometry, LISST), 초분광 센서 등의 센서 기반 측정을 통해 선, 면 단위 데이터 측정을 통해 탁수에 대한 공간적 해상도를 개선할 수 있다. 또한 LISST-200X의 경우 입경 크기 등에 대한 자료 수집이 가능함에 따라 분율(Clay : Silt : Sand)에 대한 탁도-SS 관계식에 활용될 수 있다. 또한 최근 원격탐사 방안 중 다른 탑재체에 비해 공간해상도 및 시간해상도가 높은 UAV와 분광·방사 해상도가 높은 초분광 센서를 활용 시 탁수 발생에 대한 공간적인 분포를 제시할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 LISST-200X 및 YSI-EXO를 활용하여 실험실 분석을 통해 분율(Clay : Silt : Sand)에 따라 탁도-SS 관계식을 산정하였으며 UAV (Matrice 600), 초분광센서(microHSI 410 SHARK)를 포함한 센서 기반 현장 측정을 통해 탁도와 부유사 농도, 측정된 부유사농도 기반 탁도-SS 관계식을 이용하여 산정한 탁도에 대하여 공간적 분포를 제시하였다. 이를 통해 탁도-SS 관계식에 대한 적용성 검토 및 탁수 발생 현황에 대하여 파악하고자 하였다.

• 생태와환경
• /
• 제52권1호
• /
• pp.40-49
• /
• 2019

본 연구는 몬순지역의 대형호인 소양호를 대상으로 동물플랑크톤의 종 조성과 생물량을 조사하였으며, 군집의 계절천이를 알아보고자 하였다. 또한, PEG 모델과 몬순지역에서 다른 호수와의 동물플랑크톤 계절천이를 비교하여 고찰하였다. 조사기간 동안 소양호 유역의 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 70% 이상이 6~9월에 집중되는 것으로 나타났다. 소양호의 수질은 연도별 변화보다 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났으며, 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였다. 소양호에서 동물플랑크톤 종 조성의 계절천이는 연도별로 차이는 있지만, 매년 두 시기에 거쳐 뚜렷한 경향을 보였다. 봄 시기에는 소형 동물플랑크톤이 우점하였으며, 여름과 가을 시기에는 크기가 큰 지각류와 요각류가 우점하였다. 동물플랑크톤의 생물량은 집중강우 이후 9월에 최대를 보였으며, Chl. a 농도와 유사한 계절변동을 보였다(r=0.45). 소양호에서 동물플랑크톤의 생물량 증가는 강우 시 유입된 영양염과 유기물에 의한 미생물, 식물플랑크톤 등 먹이유용성 증가에 따른 microbial loop와 bottom-up 효과로 판단된다. 결과적으로, 몬순지역의 대형호인 소양호 동물플랑크톤은 종별 계절천이는 PEG 모델을 따랐지만, 생물량의 계절천이는 온대호수뿐만 아니라 몬순지역의 호수와도 차이를 보였다. 이는 유역에서 유입된 다량의 유기물 등과 함께 소양호의 수심, 체류시간 등 수리학적 특성에 따른 영향으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.97-106
• /
• 2013

The temporal and spatial variations of water quality in a stratified reservoir are fully dependent on the characteristics of inflow loading from its watershed and the transport regimes of pollutants after entering the reservoir. Because of the meteorological and hydrological conditions in Korea, the pollutants loading to reservoirs are mostly occur during rainfall events. Therefore it is important to understand the characteristics of pollutants loading from upstream rivers and their spatial propagation through the stratified reservoir during the rainfall events. The objectives of this study were to characterize the water quality variations in upstream rivers of Imha Reservoir during a rainfall event, and the transport and spatial variations of pollutants in the reservoir through extensive field monitoring and laboratory analysis. The results showed that the event mean concentration (EMC) of SS, BOD, $COD_{Mn}$, T-N, T-P, $PO_4-P$ are 8.6 ~ 362.1, 2.5 ~ 5.1, 1.5 ~ 5.1, 1.1 ~ 1.9, 8.3 ~ 57.1, 5.6 ~ 25.7 times greater than the mean concentrations of these parameters during non-rainfall period. The turbidity and SS data showed good linear correlations, but the relationships between flow and SS showed large variations because of hysteresis effect during rising and falling periods of the flood. The ratio of POC to TOC were 12.6 ~ 14.7% during the non-rainfall periods, but increased up to 28.2 ~ 41.7% during the flood event. The turbid flood flow formed underflow and interflow after entering the reservoir, and delivered a great amount of non-point pollutants such as labile and refractory organic matters and nutrients to the metalimnion layer of reservoir, which is just above the thermocline. Spatially, the lateral variations of most water quality parameters were marginal but the vertical variations were significant.

• 한국물환경학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.282-290
• /
• 2017

A long-term resuspension of small particles, called persistent turbidity, is one of the most important water quality concerns in the dam reservoirs system located in North Han River. Persistent turbidity may incur aesthetic nuisance and harmful effect on the ecosystem health, in addition to elevated water treatment costs for the drinking water supply to the Seoul metropolitan area. These sufferings have been more intensified as the strength and frequency of rainfall events increase by climate change in the basin. This study was to analyze the effect of an extreme turbidity flow event that occurred in 2006 on the serial reservoirs system (Soyang-Uiam-Cheongpyung-Paldang) in North Han River. The CE-QUAL-W2 model was set up and calibrated for the river and reservoirs system using the field data obtained in 2006 and 2007. The results showed that Soyang Reservoir released turbid water, which was classified as the TSS concentration is greater than 25 mg/L, for 334 days with peak TSS of 264.1 mg/L after the extreme flood event (592.7 mm) occurred between July 10 and 18 of 2006. The turbid water departed from Soyang Reservoir reached at the most downstream Paldang Reservoir after about 20 days and sustained for 41 days, which was validated with water treatment plant data. Since the released water from Soyang Reservoir had low water temperature and high TSS, an underflow formed in the downstream reservoirs and vertically mixed at Paldang Reservoir due to dilution by the sufficient inflow from South Han River.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제8권4호
• /
• pp.357-368
• /
• 2003

남극 세종기지 앞에 위치한 마리안 소만의 여름 수층 구조과 부유물질 분산기작을 이해하기 위해 빙벽 앞에서 CTDT 연속측정을 하였으며, 측정기간 동안의 조석, 부유물질농도, 유속, 그리고 기상요인도 함께 분석되었다. 45 시간동안 1시간 간격으로 측정된 연속 수층 특성 분포에 의하면, 수심 0∼20 m에는 저온$.$저염$.$고탁도의 혼합 표층수가 존재하였고, 수심 20∼40 m에 고온$.$고염$.$저탁도의 최대수온층인 맥스웰 만 유입수가 나타난다. 그 아래의 수심 40∼70 m에는 주변 해수에 비해 저온$.$고탁도의 아빙하성 유출수인 중층 플름(빙하기저부)이 위치한다. 마지막으로 수심 70 m 이하에 나타나는 저층수는 저온$.$고염$.$저탁도의 특성을 보였다. 늦여름 (2 월초)에 연안의 높아진 설선에서 녹아 소만으로 유입하는 담수의 특성은 유입지역의 특성(지형, 빙하조건, 퇴적물의 구성 등)에 따라 수온과 부유물질농도에서 차이를 보였으며, 바람이 거의 불지 않는 측정시기 동안에는 저염$.$고탁도의 표층 플름이 유입지역에 제한적으로 나타났다. 지속적으로 강한 바람이 불 경우, 빙벽 앞에서 육성기원의 혼탁한 담수성 플름, 저온의 중빙하성 용승수/조수빙하 융빙수 그리고 맥스웰 만 유입수가 혼합되면서 표층에 혼합층(저온$.$저염$.$고탁도)이 발달하였다. 소만의 강수는 단기간 빙하성 유출 증가의 가장 큰 요인이며, 중빙하성 용승수의 발생은 조수빙하의 상태와 강수량이 크게 좌우하였다. 특히 많은 양의 강수로 인해 아빙하성 중층 플름의 유출량이 커지면서 중층 이하의 수심에 저염화를 초래하였다. 그러나 입자가 거의 없을 정도로 깨끗한 중앙 빙벽에서 나오는 중빙하성 용승수와 중층 플름의 유입량이 클지라도, 낮은 부유물질농도로 인해 육성기원 입자의 소만 퇴적율은 작을 것이다.

• 환경영향평가
• /
• 제18권6호
• /
• pp.377-386
• /
• 2009

Due to severe flooding, the long-term residence of turbidity flows within the stratified Daecheong Reservoir have lengthened. A long-term residence of turbidity flows within the stratified Daecheong Reservoir after floods has been major environmental issue. The objective of this study was to assess the impact to water supply from the hydrodynamics and turbidity outflow. Two gate operation scenarios were investigated. Scenario A refers to gate operations according to rainfall events, and scenario B refers to gate operations according to inflow. From the results of secenario A, the SS concentrations decreased from 0.44mg/l to 0.54mg/l at the front of the dam, whereas SS concentrations increased from 0.24mg/l to 1.24mg/l at the intake points at Munhi and Daejeon. From the results of scenario B, the SS concentrations decreased from 0.61mg/l to 0.83mg/l at the front of Dam; howeve, SS concentrations also decreased from 0.16mg/l to 0.48mg/l at the intake points at Munhi and Daejeon. It seems that it may be more efficient to control turbidity by creating additional outflows of generated discharge after intensive rainfalls than not.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권12호
• /
• pp.991-1000
• /
• 2011

저수지 탁수 모델링에서 실측자료가 없는 경우 유입하천 부유사 농도(SS) 산정을 위해 유량(Q)과 SS 관계식이 자주 사용된다. 일반적으로 하천을 통과하는 SS 부하율은 유량에 의해 변동된다는 가정 하에 유량과 SS의 멱함수(SS=aQb) 관계가 가장 빈번히 적용되고 있다. 그러나 Q-SS 관계는 측정 지점에 따라 배타적 특성을 가지며, 동일 지점에 대해서도 연중 계절적 변동성이 있다. 더욱이, Q-SS 관계는 동일한 수문곡선에서도 유량 상승기와 하강기에 이격현상을 보이기도 한다. 본 연구의 목적은 용담댐 저수지와 소양강댐 저수지 유입 하천에서 강우시 연속 실측한 자료를 바탕으로 Q-SS 관계의 이격현상을 고찰하고, SS 부하율 산정 오차에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 연구결과, Q-SS 관계는 홍수사상 동안 높은 분산도와 시계방향의 이격현상을 보였으며, 동일한 유량에 대해 유량 상승기가 하강기보다 SS 농도가 높게 나타났다. 이러한 이격현상은 저수지로 유입하는 SS 부하량 산정에 있어 유의할 만한 오차로 작용하였으며 Q-SS 멱함수는 실측 부하량을 과소평가하는 결과를 가져왔다. 이것은 저수지 탁수모델링에서 중요하게 고려해야 할 사항이다. 본 연구에서는 Q-SS 관계식의 대안으로 탁도-SS관계가 제시되었다. 탁도-SS 관계는Q-SS 관계보다 분산도가 작았으며 실측 부하량과의 오차를 획기적으로 줄였다. 따라서 저수지로 유입하는 SS 부하율의 보다 정확한 산정과 탁수모델링의 신뢰도를 높이기 위해서는 유입 탁도에 대한 실시간모니터링이 필요하다.

• 생태와환경
• /
• 제50권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2017

대청호는 금강의 중 하류에 대댐(>15 m 높이) 건설로 만들어진 저수지이며, 방류시스템은 수문-여수로, 수력발전 방수로 및 취수탑을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 저수지의 하류 댐에서 발생하는 탁수 감소, 녹조현상 및 빈 영양 상태에 대한 육수학적 의문점을 파악하기 위한 것이었고, 수문 기상학적 요인을 중심으로 비교분석 하였다. 현장조사는 2000년 1월부터 12월까지 댐과 발전방류구 지점에서 1주 간격으로 수행하였다. 강수량은 유입량, 방류량 및 수위변동과 밀접한 관련성을 보였다. 강우패턴은 장마와 태풍호우에 의존적이었고, 유량, 탁도의 증가는 강우 빈도보다 강도에 더욱 중요하게 반응하였다. 저수지의 수층별 수온과 DO 변동은 기상 수문학적 영향이 컸고, 수온성층, 밀도류 및 방류에 기초 한 수위변동이 주요한 원인으로 작용하였다. 수문 및 발전방류는 각각 수체의 유동과 탁수 영양염의 배출을 유도하였다. 특히, 저층수에서 저산소 또는 빈산소일 때, 발전방류는 저질층에서 용출되는 인(P)을 댐 하류 하천으로 유출하는 데 크게 기여하였다. 또한, 연중 지속적으로 가동되는 발전방류수는 저수지의 하류(정수대)를 저영양 상태로 만들 수 있는 주된 요인이었다. 그리고 저수지의 하류에서 발생하는 녹조현상은 수문-여수로 방류 때 상류의 수체가 하류로 이송 및 확산된 결과이었다. 발전방류수는 저수지 생태계의 물리, 화학 및 생물학적 요인에 시공간적 영향을 광역적으로 미칠 수 있는 중요성과 역동성을 포함하고 있었다.

• 생태와환경
• /
• 제51권1호
• /
• pp.29-39
• /
• 2018

본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
• /
• 제39권1호통권115호
• /
• pp.1-12
• /
• 2006

안동호에서 1992년부터 2004년까지 장기간에 걸친 수심별 수온분포와 DO 변동을 조사하였다. 매년 5월부터 수온성층이 형성되기 시작하였고 표층의 수온상승으로 8월까지 상 ${\cdot}$ 하층간의 수온차이는 증가하였다. 중층에는 매년 6 ${\sim}$ 7월부터 저산소층이 형성되었으며 연도에 따라 2개가 존재하였다. 2개의 저산소층은 수온성층이 형성된7 ${\sim}$ 9월의 강우량과 유입량에 영향을 받았다. 이 시기의 평균 강우량과 유입량이 각각 ${\geqq}$ 170 mm, ${\geqq}$ 50 $m^3\;sec^{-1}$ 일 때 중층 상부와 하부에서 각각의 저산소층이 강하게 형성되었으며, 1개월간 > 400 mm, > 200 $m^3\;sec^{-1}$인 경우에는 약하게 형성되었다. 표층과 중층의 경계면에 형성되는 상부 저산소층에서는 수온 감소율보다 DO 감소율이 컸으며 11일 경에 소멸되었다. 중층과 심층 경계면에 형성되는 하부 저산소층은 12월까지 존재하다가 1월에 소멸되며 이 층에서는 DO보다 수온 감소율이 컸고, 상 ${\cdot}$ 하부의 저산소층 사이에서는 DO가 증가하였다. 심층의 DO는 중층 아래에서 증가하였으며 저수지 바닥 부근에서 급격히 감소하는 경향을 보였다. 홍수기에 유입수의수온은 저수지 중층의 수온분포와 유사하였으며 DO는 유사하거나 높았고, BOD, COD및 SS는 농도가 증가하였다. 고탁수층은 중층에 형성되었으며, 탁도는 중층의 상부 저산소층 아래 (산소증가층)에서 증가하여 하부 저산소층 직상부에서 최고 농도로 존재하였다. 표층과 중층의 경계면에 형성되는 상부 저산소층은 표층에서의 생물활동과 관련이 있으며, 하부 저산소층은 홍수기에 중층으로 유입된 고탁수가 원인인 것으로 사료된다.