• 지질공학
• /
• 제5권3호
• /
• pp.289-300
• /
• 1995

지하 저수지를 효과적으로 관리하기 위하여는 지표. 지하 수문 특성,대수층계의 수리지질 특성, 차수벽의 차수 기능을 기본 설계 단계부터 계획적으로 분석 검토하여야 한다. 본 연구에서는 국재 최초로 건설된 경북 이안 지하 저수지의 기능 분석하기 위하여 3차원 유한 차분 흐름모델을 이용하였다.지하댐 건설 후의 정류모의를 구축하였으며 그 결과 각 조건에 따른 지하 수문계의 물수지를 결정하고 안전 채수량을 제시하였다. 모의 결과 지하수위의 계절적 변동에 영향을 주는 주요인의 하나로 관개용수의 지하침투 현상이 규명되었다. 관개용수로부터 함양량은 5,6개월에는 4.3mm/d, 7,8월에는 1.7mm/d이다. 유역 산지로부터 대수층내로의 함양량은 $0.04m^3/s$로서 연중일정하며 1984년 댐의 종단면을 통한 지하수 유출량이 $0.002m^3/s$일 때 관개 기간인 7,8월 두달간 최적 양수량은 $254000m^3$이었으나, 1993년 댐의 종단면을 통한 지하수 유출량은 $0.013m^3/s$로서 차수벽의 기능은 상실되었다. 지하댐의 차수기능을 보강하지 않을 경우 관개 기간내에서의 최적 양수량은 $93,000m^3$이 된다.

• 생태와환경
• /
• 제51권2호
• /
• pp.160-167
• /
• 2018

본 연구에서는 몬순 기후지역에 위치한 대형 인공호(소양호)로 유입하는 유기탄소의 양의 시간적 변화와 호수로 유입 후의 침강하는 탄소의 양을 계산하였다. 또한 이렇게 침강한 유기물이 심층 혐기성 분해 후 발생하는 메탄의 양을 측정하였다. 조사 결과 몬순 강우의 영향으로 여름철 많은 양의 유기탄소가 유입수를 통해 호수로 유입하는 사실을 확인하였고, 침강하는 유기탄소 양 또한 상당함을 확인할 수 있었다. 또한 유기탄소의 순환 및 온실가스 방출연구에 중요한 부분인 메탄 방출량을 측정한 결과 그 양이 이미 조사된 다른 호수와 비교했을 때 더 많은 양의 탄소가 메탄의 형태로 배출됨을 알 수 있었다. 향후 온실가스 저장소(inventory) 대상 선정에 있어서도 인공호의 중요성을 무시할 수 없음을 확인했다. 그러나 호수의 메탄 발생량을 정량하기 위해 메탄 기포 발생의 산발적인 특성을 고려하고 시공간적 발생의 특징을 연구하는 것은 향후 필수적이다. 더욱이 현재 우리나라 호수를 대상으로 한 메탄가스 발생의 연구는 극히 드물기 때문에 더 많은 관심이 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권4호
• /
• pp.357-370
• /
• 2014

본 연구에서는 격자기반의 공간분포 강우장에서 호우지속기간동안 지속시간별 면적최대강우량을 산정할 수 있는 탐색기법을 개발하여 DAD 분석을 실시하고 그 적용성을 평가하고자 한다. 우선, 세 가지 탐색기법(Box-tracking, Point-tracking, Advanced point-tracking)의 알고리즘을 구성하고, 가상의 강우장(1 hr 지속시간)을 대상으로 각 탐색기법의 성능을 검증하였다. 다음으로 용담댐 유역의 실제 강우사상을 선택하여 개발된 탐색기법과 GIS를 이용한 고전적인 방법을 사용하여 DAD 분석을 실시하고 그 결과를 비교 분석하였다. Box-tracking의 경우, Point-tracking과 Advanced point-tracking에 비하여 상대적으로 빠른 검색이 가능하지만, 강우장의 공간분포 형태를 고려하지 못하여 타 탐색기법에 비해 유역크기별 면적최대강우량이 과대 산정되었다. 반면, Point-tracking과 Advanced point-tracking은 강우장의 공간분포 형태를 적절하게 반영하여 면적최대강우량 산정이 가능하였으며, 특히 두개 이상의 호우중심이 존재할 경우 Advanced point-tracking은 Point-tracking보다 우수한 탐색성능을 보여주었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 탐색기법은 DAD 분석 및 면적감소계수 계산을 위한 유용한 도구로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국제4기학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.34-47
• /
• 2009

제천 의림지는 홀로세말에 형성된 호소로서 중부 내륙지역의 수문, 기후 및 식생변천 연구를 수행하기 위한 최적의 퇴적체를 포함하고 있다. 의림지 호소 퇴적체 중 ER3-1호공에서 AMS 탄소동위원소 연대측정 자료를 수반한 퇴적상과 화분군집산출상을 검토하여 고기후와 수문환경변화를 해석하였다. ER3-1호공의 고도 307.5m~309.5m 구간은 약 1,920 yrBP~1,420 yrBP 기간에 안정한 퇴적체를 보이며, 이 상부에는 과거 약 2000년 전 후에 재동된 퇴적물이 분포한다. 본 시추공의 화분군집산출을 보면 목본화분으로 소나무속, 참나무속이 우점한 것으로 보아 현존식생과 거의 유사한 식생환경으로 추론된다. 전반적으로 천변에는 오리나무속, 물푸레나무속, 버드나무속과 같은 호습윤성 교목이 생장했으며, 호안에는 부들, 수련, 고마리 등 수서식물이 생육했던 것으로 해석된다. 문화편년으로 볼 때 의림지는 청동기~철기시대 및 고대사회 초기에 축조되었던 것으로 추정된다. 의림지 입지환경과 호저 퇴적체에서 나타나는 양상은 약 3,200 yrBP~200 yrBP 기간 동안 전반적으로 서늘하고 건조한 시기(Cool and dry period)가 우세한 환경 하에서 참나무속-소나무속-전나무속을 우점으로 하는 식생군락이 형성되었던 것으로 보인다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.620-628
• /
• 2012

본 연구에서는 산림유역의 최상류지역에 위치한 일시하천(ephemeral stream)과 간헐천(intermittent stream)이 상존하는 수변지역을 대상으로 지하수위의 계절적인 변화 양상을 파악하였다. 3곳의 산림유역(총 12개 소유역)에서 일시하천 및 간헐천의 수변구역 보호를 위한 최적관리기법을 포함하는 4개의 처리구(BMP1, BMP2, clearcut, reference)를 적용하였다. 지하수위는 각 소유역별 25개소(총 300개소)에서 2주 간격으로 측정되었으며, 벌채 전 1년과 벌채 후 2년, 총 3년 동안 관측되었다. 전체적으로 지하수위의 반응은 강우량의 영향이 큰 것으로 관찰되었다. 또한, 산림벌채전과 비교하여, 벌채 후 2년 동안 지하수위는 유의적으로 증가하였다. 특히, 벌채 1년 후(2008) 개벌처리구에서 28.2cm, 벌채 2년 후(2009) BMP2에서 54.2cm로 가장 크게 증가하였다. 그러나, 개벌처리구와 BMP2의 지하수위 변화 특성을 비교할 때, 벌채된 목재의 재적과 지하수위의 변화는 직접적인 연관성이 없는 것으로 나타났다. 산림벌채로 인한 지하수위의 증가는 �㎱굇璲� 보다 건조기간 동안 더 크게 나타났으며, 이러한 계절적인 추이는 산림벌채 후 식생구조의 차이에서 야기되는 증발산양의 변화에 기인하는 것으로 사료된다.

• 환경정책연구
• /
• 제10권1호
• /
• pp.49-70
• /
• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권10호
• /
• pp.863-874
• /
• 2018

본 연구에서는 SWAT 모형과 random forest를 이용하여 미래 기후변화에 따른 한강유역($34,148km^2$)의 수생태계 건강성을 평가하였다. 국립환경과학원에서 8년간(2008~2015년) 봄철(4~6월)에 모니터링한 부착돌말류 지수(TDI), 저서형 대형무척추동물지수(BMI), 어류평가지수(FAI)는 0~100점, A~E등급으로 평가되며, 이를 본 연구에서 사용하였다. 수생태 건강성에 영향을 미치는 변수로는 수질(T-N, $NH_4$, $NO_3$, T-P, $PO_4$)과 수온을 선정하였으며, 수질 오염도가 낮은 경우에는 수생태계 건강성 점수가 광범위하게 분포되지만 수질 오염도가 높은 경우 수생태계 건강성 점수가 낮아지는 역상관관계를 확인하였다. 기계학습의 분류 분석 기법 중 하나인 random forest 모델을 이용한 세 개의 수생태 건강성 지수 등급분류 결과 정밀도, 재현율, f1-score 모두 0.81 이상의 예측 정확도를 나타내었다. 기상청의 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 시나리오를 적용한 미래 SWAT 수문, 수질 결과 기저유출의 증가로 인해 질소 계열 수질 농도는 기준년도 대비 최대 43.2% 증가하였고, 지표유출 감소로 인해 인 계열수질 오염도는 최대 18.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 미래 FAI, BMI의 등급은 개선되는 경향을 보이지만 TDI는 등급이 악화되는 것으로 나타났다. 이를 통해 TDI는 질소 계열 수질에 민감하고 FAI, BMI는 인 계열 수질에 더 민감하다고 판단하였다.

• 생태와환경
• /
• 제36권4호통권105호
• /
• pp.455-462
• /
• 2003

본 연구는 최근에 조성된 간척 하구담수호인 화옹호의 태동초기의 수질변화를 평가할 목적으로 수행되었다. 물리 ${\cdot}$ 화학적 요인들과 엽록소 a 농도의 시공간적 변화를 2002년 6 ${\sim}$ ll월간 화옹호 호내의 3지점과 호외의 1지점을 대상으로 모니터링하였다. 조사기간 동안 호수 내 모든 지점에서 염분도는 21psu로 여전히 해수성향이 강하게 나타났다. 염분도는 강우량이 높았던 시기, 특히 8월에 희석에 따른 농도감소가 주기적으로 관찰되었다. 화학성충은 방조제 앞 부근에서 7월에 형성되면서 수심에 따른 용존산소의 감소가 나타났다. 호수 내 모든 지점에서 총질소와 총인 농도는 부영양상태를 유지하였고, 하천 유입구 지점에서 가장 높은 농도를 보였다. 호수 내 영양염 농도의 수직적 변화는 거의 없었으나, 지점에 따라 큰 차이가 나타났으며 강우량과 엽록소 a 농도와 밀접한 관련이 있었다. 이러한 결과는, 호수의 수질이 유입수의 희석에 의해 개선되기 보다는 호수의 영양상태를 증가시키고 그로 인해 식물플랑크톤의 성장이 촉진 된다는 것을 의미한다. N/P비와 영양상태 편차분석에 따르면, 인과 질소 모두 호수에서 식물플랑크톤의 성장을 제한하는 것으로 나타났다. 화옹호에서의 식물플랑크톤 성장은 호수 내 전 지점에서 인에 의해 제한되는 것으로 나타났으며, 특히 하천 유입구 부분에서 가장 뚜렷하게 나타났다. 질소 제한은 조사된 호수내외 모든 지점에서 나타났다. 이러한 결과는 담수화 초기의 화옹호에서 수질과 식물플랑크톤 성장이 염분도와수리 ${\cdot}$ 수문적 요인 그리고 유입수로부터 유입되는 영양염에 의해 크게 영향을 받음을 의미한다. 화옹호의 생지화학적인 요인들은 여전히 매우 불안정하기 때문에 담수화 전환과정의 생물학적인측면과 수질에 대한 해수의 영향을 이해하기 위해서는 장기간에 걸친 연구가 필요하다.

• 생태와환경
• /
• 제49권3호
• /
• pp.153-175
• /
• 2016

대청호는 담수 초기부터 부영양화와 녹조현상을 겪었고, 조류경보제는 1997년에 도입되었다. 본 연구의 목적은 강우와 수문학적 요인이 녹조현상의 증감 변동과 조류경보제의 장기화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대청호에서 19년 (1997년~2015년) 동안 운영되어 온 조류경보제의 현황을 조사하고 분석하였다. 조류경보제의 총 발령횟수는 46회였고 8월과 9월에 각각 22회 (752일), 16회 (431일)로써 82.6%를 차지하였다. 이 기간에 빈도와 일수가 많았던 것은 강우, 유량 및 수위와 관련성이 컸다. 강우 및 수문사상은 장마와 태풍과 연관되어 6월~9월에 집중되었고, 총강수량은 연강수량의 69.9%를 차지하였다. 유입량의 증가는 강우의 강도, 빈도 및 그 양에 의존적이었다. 연간 총 유입량의 68.4%를 차지하여 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기였다. 총방류량도 강우량과 밀접한 관련성이 있었고, 발전방류와 수문방류의 특성이 잘 나타났다. 또한, 상류 댐의 조절 방류로 인해 대청호의 상류수역은 녹조현상에 취약할 수 있었다. 조류경보 발령은 저수지의 수문-여수로 방류의 유무와 관련성이 컸다. 수문방류는 총 25회가 있었고, 연중 7월~9월에 17일로써 최대였다. 개방횟수와 기간은 각각 1회~4회와 3일~37일 범위였다. 수문을 개방하였을 때 경보를 울린 해는 13년이었다. 수문개방에 의한 수체 및 녹조의 이동은 비개방 때보다 약 5배 정도 빨랐고, 저수지 내 조류경보제 장기화에 지대한 영향을 주었다. 녹조현상에서 CHU (소옥천의 추소리 수역)는 여전히 심각한 상태에 있으나, JAN (본류의 장계 수역)이 더욱 중요한 것으로 지적되었다. 조류경보제는 수문-여수로 방류를 중심으로 한 강우와 수문학적 영향을 반드시 고려하여 운영되어야 하겠다. 무엇보다 녹조현상의 대응책에 우리나라의 유역과 저수지 특성에 적합한 육수학적 대책이 포함되어야 하겠으며, 이제부터라도 조류경보제 운영지점에 녹조가 도착하기를 기다리는 것보다 장마 전에 녹조현상의 촉발에 근본적 원인이 되는 저수지 내 우심수역의 체계적 관리와 가이드라인이 필요하겠다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제101권3호
• /
• pp.333-343
• /
• 2012

유목은 산림유역의 생태적 환경과 인간 생활권에 막대한 영향을 미칠 수 있는 요인임에도 불구하고 우리나라에서는 유역단위 관점에서의 유목 동태와 유출 특성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 이 논문에서는 우리나라 산림유역에서 산지계류의 규모에 따른 유목 동태의 시 공간적 다양성과 유출 특성을 고찰하였다. 소규모의 상류 산지계류에서는 강풍, 산불, 병충해와 피압에 의한 고사 등의 산림동태와 산사태 등의 사면활동에 의해 유목이 생산된다. 생산된 유목은 좁은 계폭과 적은 유량에 의해 계류 내에 장기간 체류하게 된다. 그러나 산사태에 의한 토석류와 홍수시에 증가된 유량으로 인해 많은 양의 유목이 일시적으로 하류로 유출되며, 이 과정에서 유목은 토석이나 계상 및 계안과의 마찰로 인해 파쇄 된다. 이러한 현상은 대규모의 집중호우 시 이외에는 거의 발생하지 않지만, 상류 산지계류에 분포하고 있는 유목을 유출시키는 주요 원인이다. 한편, 하류 산지계류의 경우 유목은 성숙한 임분의 수변림이 형성되어 있는 범람원과 접하고 있는 계류구간에서 산림동태와 계안붕괴로 인해 주로 생산된다. 이렇게 생산된 유목은 상류 산지계류에서 유입된 유목과 함께 강우발생 시 형성되는 넓은 계폭과 깊은 수심에 의해 하류로 이동하게 되며, 이 과정에서 계안과의 마찰에 의한 파쇄작용으로 유목의 크기가 더욱 작아져 이동능력이 극대화된다. 그러나 계상경사가 완만해 지는 구간에 이르러서는 계류형상과 범람원과의 상호작용에 의해 사행 유로나 2차 유로 등의 퇴적공간이 발달하기 시작한다. 특히 계류의 규모가 크고 장기간 홍수이력이 없는 산지계류의 경우 이러한 퇴적공간이 더욱 두드러지게 발달하여 유목이 군적으로 체류하게 되며, 이는 결국 산림유역 내에 유목을 장기간 체류시켜 유목 유출량을 저감시킨다. 그러나 우리나라의 산지계류는 대부분 유로연장이 짧고 홍수발생이 잦은 편이므로 유목을 장기간 체류시킬 수 있는 체류공간이 적으며, 결국 많은 양의 유목이 하류로 유출된다. 이 연구의 결과는 산지계류의 수리학 지형학적 환경에 따른 생태학적 안정과 잠재적인 재해가능성의 저감을 위한 유역관리에 유용하게 활용될 것이다.