• Mass Spectrometry Letters
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• 제12권4호
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• pp.192-199
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• 2021

Alpine glaciers harbor a large quantity of bio-labile dissolved organic matter (DOM), which plays a pivotal role in global carbon cycling as glacial-fed streams are headwaters of numerous large rivers. To understand the complexity, origin, and fate of DOM in glaciers and downstream-linked streams and lakes, we elucidated the molecular composition of DOM in two different Tibetan Plateau glaciers, eight glacial-fed streams and five lakes, using an ultrahigh-resolution 15 Tesla Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR) mass spectrometer. The compositional changes of the DOM samples revealed that glacier DOM mostly exhibited sulfur-containing organic compounds (CHOS species). We also found that aliphatic formulae contributed more than 50% of the total abundance of assigned molecules in glacier samples, and those compounds were significantly related to CHOS species. The CHO proportions of glacial-fed streams and lakes samples increased with increasing distance from glacial terminals. The relative contribution of terrestrial-derived organics (i.e., lignins and tannins) declined while microbial-originated organics (aliphatics) increased with increasing elevation. This suggested the gradual input of allochthonous materials from non-glacial environment and the degradation of microbe-derived compounds along lower elevations. Alpine glaciers are retreating as a result of climate change and they nourished numerous streams, rivers, and downstream-linked lakes. Therefore, the interpretations of the detailed molecular changes in glacier ice, glacial-fed streams, and alpine lakes on the Tibetan Plateau could provide broad insights for understanding the biogeochemical cycling of glacial DOM and assessing how the nature of DOM impacts fluvial ecosystems.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.33-42
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• 2022

본 연구에서는 3차원 상용 수치모형 Flow-3D를 활용하여 상류 수위(유입유량) 변동, 격벽의 간격(pool의 길이) 변화, 잠공 유무 등에 따른 아이스 하버 어도 내 흐름 양상을 분석하였다. 수치모의 결과의 적합성을 입증하기 위해 경안천 대곡교 하류에 설치된 실제 어도에서 3차원 초음파 유속계를 사용하여 어도 출구부 단면 유속과 유량을 관측하였다. Flow-3D 모형에는 난류 모듈로 4가지를 선택할 수 있는데, 관측 자료로 검증 결과 RNG 모형이 아이스하버 어도 내 흐름 특성을 가장 잘 재현하였다. 하천의 유량 전량이 어도로만 유입되어 흐른다는 조건에서 수위 변화에 따른 어도 내 유속구조를 모의해 보았다. 그 결과 최저수위에서는 잠입류와 표면류가 혼재하여 발생하였는데, 최저수위에서 약 10 cm 이상만 수위가 상승하여도 모든 pool에서 잠입류가 사라지고 오직 표면류만 발생하였다. 예상과 달리 수위가 조금 상승해도 흐름이 꽤 단순하게 표면류 위주로 발생하였다. 격벽간 간격을 늘려주면 수위가 상승하더라도 잠입류와 표면류가 혼재되어 나타나는 현상이 지속되었다. 그리고 격벽 하단에 잠공이 있는 경우가 없는 경우에 비해 잠입류가 여러 pool에서 생성되는 경향을 보였다. 보다 적극적인 어도 사후 관리로 잠공 폐색을 막아 어도 내 다양한 흐름이 생성될 수 있도록 유도하는 것이 필요해 보인다.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권4호
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• pp.325-343
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• 2012

We present different numerical methods for solving the shallow shelf equations with basal drag (SSAB). An alternative approach of splitting the SSAB equation into a Laplacian and diagonal shift operator is discussed with respect to the underlying eigenvalue problem. First, we solve the equations using standard methods. Then, the coupled equations are decomposed into operators for membranes stresses, basal shear stress and driving stress. Applying reasonable parameter values, we demonstrate that the operator of the membrane stresses is much stiffer than the operator of the basal shear stress. Here, we could apply a new splitting method, which alternates between the iteration on the membrane-stress operator and the basal-shear operator, with a more frequent iteration on the operator of the membrane stresses. We show that this splitting accelerates and stabilize the computational performance of the numerical method, although an appropriate choice of the standard method used to solve for all operators in one step speeds up the scheme as well.

• 환경생물
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• 제33권1호
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• pp.75-82
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• 2015

댐과 보의 건설로 인한 하천의 단절 및 어류의 이동 문제를 해결하기 위해 다수의 어도를 건설하고 있다. 하지만 이에 대한 어도 효율성 평가나 적합성에 대한 연구는 상당히 제한적으로 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 2012년 6월부터 10월까지 매달 1회씩 trap을 이용하여 공주보에 설치된 아이스하버식 어도에서 시기별, 시간대별, 어도 위치별 어도 이용 차이를 분석하였다. 연구 결과, 6~8월보다 9~10월에 어도를 이용하는 종 및 개체가 감소하였다. 그리고 어도 좌안 측면이 통계적으로 유의하지 않지만 많은 종 및 개체가 출현하였고, 또한 다른 위치보다 다양한 크기의 개체들이 출현하였다. 상류수위와 채집된 소상 어류 개체수는 양의 상관성을 나타내고 있었다. 그러나 일평균 상류수위가 증가할수록 전장 70 mm 이하 소형개체들의 출현율이 감소하는 경향이 나타났다. 어도 내 시간대별 이동은 종별 생태적인 특성에 따라 차이를 보였다. 전체적으로 크기가 작은 개체부터 큰 개체까지 다양한 크기의 어류가 어도를 이용했다. 이러한 결과는 국내에 건설된 아이스하버식 어도관리 및 평가에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제38권4호
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• pp.634-649
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• 2020

최근, 우리나라에서는 하천에 중소형 보(Weir) 및 각종 구조물(어도) 건설이 건설되면서 수생태계의 단절 및 훼손이 보고되고 있고, 이들은 수생태계 건강도에 직접적으로 영향을 주면서 수생태계의 종적 연결성 평가가 중요한 이슈가 되었다. 본 연구에서는 수생태 건강성 확보를 위한 일환으로 수생태계 종적 연결성 평가를 위한 국내외 연구 현황, 선진국의 어류 기반 종적 연속성 평가모델 개발 및 현장 적용성에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위해, 우리나라에서 하천의 종적 연결성 현황 및 구조적 문제점, 어류 모니터링 기법 및 현황, 종적 측면의 어류 이동성 단절 및 종 다양성 영향에 대한 현황분석을 하였다. 또한, 물리적 서식지 적합도 평가, 환경생태유량 평가 및 어류 서식처 모의를 위한 생태-수리모델링의 기술적 한계 등에 대한 연구 현황을 분석하였다. 또한, 어류 유영력 기반 이동성 분석 및 행위자 기반(ABM) 어류행동예측 프로그램개발에 대한 현재 기술의 한계성도 제시하였다. 전 세계에서 적용된 하천 종적 연결성 평가모델 및 기법(프로토콜)에 대해 문헌, 자료 및 다양한 모델을 종합적으로 검토한 결과에 따르면, 첫째, 하천 구조물과 어류 유영속도, 점프력 등의 지표 기반 평가기법, 둘째, 직접 현장 어류조사 및 모니터링 기법, 셋째, 하천지형학적 접근방식 평가 기법 및 구조물 기반 DB 구축기법 및 넷째, 하천 연계성 지수 평가법 등으로 분석되었다. 종적 연결성 평가모델의 조사방법론 및 적용성 평가 결과에 따르면, 유럽권의 ICE 모델(Information sur la Continuite Ecologique)과 ICF 모델(Index de Connectivitat Fluvial)을 우리나라에 수정보완하여 적용할 경우 적절할 것으로 평가되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권4호
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• pp.266-274
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• 1999

아남극권 피오르드의 하게 수층 특성과 부유물질 분산 형태를 이해하기 위해 남극 킹죠지 섬 마리안 소만의 조수빙하 앞에서 1998년 l월 21일에서 22일까지 약 24시간동안 CTDT(Conductivity/Temperature/Depth/Transmissivity) 연속관측을 실시하였다. 관측된 연직 수온, 염분 및 투광도 분포 특성을 보면, 마리안 소만에서 특징적인 세 개의 수층이 보인다. 1) 수심 2 m 이내에 존재하는 저온, 저염의 혼탁한 표층 플름, 2) 수심 15~35 m 사이에 존재하는 고온, 저탁도의 맥스웰 만 표층수, 그리고 3) 저온, 저염, 고탁도의 중층 플름(수심 40~65 m)으로 구분된다. 주변수에 비해 저온, 고탁도의 표층과 중층 플름은 육성기원 쇄절성 입자로 구성되며 부유입자의 기원은 각각 용설수류와 빙하기저부 유출수이다. 기온 상승과 강우량 증가에 따라 발달하는 용설수류는 연안 해변으로부터 소만으로 유입되어 혼탁한 표층 플름을 형성하며 조수빙하 기저에서 나오는 빙하기저부 유출수는 중층 플름을 만든다. 마리안 소만 수층구조의 시간적인 변화는 주로 조석주기 및 풍향 풍속과 밀접한 관련을 보인다. 즉 관측기간 후반부에 맥스웰 만 해수의 유입과 마리안 소만 부유물질의 분산은 조석 순환과 관련을 보이나, 관측 전반부에 표층에서 나타나는 탁도 감소와 염분 증가 그리고 맥스웰 만 유입수 및 중층 플름의 약화는 관측 전날 지속된 바람의 영향이 크다. 관측 전날에 지속된 강한 동풍(평균 풍속 8 m $sec^{-1}$ 이상)이 마리안 소만 표층수를 만 밖(서쪽)으로 내보내고 이로 인해 조수빙하 앞에서 중층수의 용승이 관측 초기의 표층과 중층 플름의 발달을 저해하는 것으로 생각된다. 결과적으로 아남극권 피오르드 환경의 빙하 용설수 및 부유입자를 포함한 혼탁한 플름의 분산은 조석에 의해 조절되는 것이 일반적인 현상이지만, 바람과 같은 외부력이 클 경우 수직적인 수층 교환에 의해 플름의 분산 기작이 달라질 수 있음을 고려해야 한다.