• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.320-330
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• 2006

본 연구에서는 충북 영동군 초강, 어촌천의 7개 지점을 선정하여 2005년 8월에서 9월까지 2회에 걸쳐 생물학적 건강도 지수 (Index of Biological Integrity, IBI), 정성적 서식지평가지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index: QHEI)분석 및 이화학적 수질분석을 통해 통합적 하천생태계 건강성 평가를 실시하였다. 생태 건강도 평가를 위한 생물통합지수 모델은 국내 특성에 맞게 수정 ${\cdot}$ 보완된 10개 다변수 메트릭 모델(Multimetric model)을 이용하였고, 물리적 서식지 지수인 QHEI는 국내 하천 특성에 맞게 변형한 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다 2차례 조사에 걸친 초강의 생물학적 건강도 지수 (IBI)는 36 (n=14)로서, 수환경 등급은 양호상태 (Good)로 나타났다. 최상류 지점 (S1)의 IBI 모델값은 48로서 최적상태 (Excellent)를 보였고, 나머지 지점들에서는 32${\sim}$40로 보통${\sim}$양호상태 (Fair${\sim}$Good)를 보였다. 합류점인 지점 4는 내성종인 피라미 (Zacco platypus)의 현저한 증가로 가장 낮은 모델값 (32)을 나타냈고, 저수지 방류수인 지점 6에서도 유사한 양상을 보였다. 물리적 서식지평가지수인 QHEI 전 지점에 대한 평균값은 148로서 양호상태 (Good)를 보였다. 지점 5(S5)는 120로서 보통${\sim}$양호상태 (Fair${\sim}$Good), 지점 7 (S7)은 199로서 최적상태 (Excellent)로 나타났으며, 그 외의 지점들 (S1, S2, S3, S4, S6)은 135 ${\sim}$150으로 양호상태 (Good)를 보였다. 최적상태로 나타난 지점 7(S7)의 경우 타 지점들과는 달리 하상 및 하천구조에 인위적인 영향이 거의 없는 사행천으로 소와 여울을 적절히 형성하고 있었으며, 수변 식피율이 높아 서식지 측면에서 최적상태를 보였다. 또한, 용존산소량 (DO), 전기전도도 (Electric conductivity), 탁도(Turbidity),수소이온농도(pH) 등의 지점별 분석에 따르면, 지점별 큰 차이를 보이지 않아 생물학적 건강도 지수에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.86-95
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• 2018

본 연구의 목적은 국가하천의 생태건강도 평가, 보존 및 관리를 위해 현재 국가에서 이용되는 확립된 하천다변수 모델이 개발되기 이전의 초기에 개발된 어류를 이용한 생물통합지수에 기반을 둔 생태건강도 평가모델을 소개하는 것이다. 초기의 어류를 이용한 IBI 모델은 2004~2006년 사이에 개발되었고, 연구 초기에 건강성 평가모델은 10개 메트릭 모델로 구성되었고, 이후에 현재 국가에서 어류에 의거한 생태건강성 평가를 위한 8개 메트릭 모델로서 4대강 수계의 하천 및 강들에 적용하기 위해 최종적으로 확립되었다. 본 논문에서는 어류조사법이 어떻게 확립되었고, 어떻게 메트릭 속성이 선정되었는지를 설명하며, 어류메트릭 모델 개발과 함께 내성도 길드 및 트로픽 길드가 어떻게 분류체계를 대별하게 되었는지를 제시한다. 초기에 제시된 10개의 메트릭 모델은 현재 쓰는 8개의 메트릭 모델로 전환되었고, 이 모델에서는 초기모델에서 포함된 M2 및 M7 메트릭이 제거되었다. 또한 초기에는 건강도의 기준이 6개 범주로 나누었으나, 현재는 4개 범주 (최상, 양호, 보통, 불량)로 대별하여 이용하고 있다. 이런 초기의 모델은 4대강의 여러 강 및 하천에 적용평가 되었다. 2000년대 초반에 모델 개발을 위해 어류 IBI 값들은 화학적 변수(BOD, COD: 유기물 오염 지표) 및 물리적 서식지 변수들과의 값들과 비교평가 한 후, 화학적 지표를 이용한 수질과 물리적 서식지 변수를 이용한 서식지 건강성을 비교 평가하여 왜 차이가 나타나는지를 설명하였다. 이런 초기의 IBI 모델 개발 프로세스는 적용된 IBI 모델 및 메트릭 속성의 확립을 이해하는 데 도움이 될 것이다. 따라서, 이런 노력은 하천 및 수계 관리자들에게 뿐만 아니라 육수학자 및 어류 생태학자들에게 효율적인 생태계 보존 및 관리전략을 제공할 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권6호
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• pp.986-995
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• 2016

본 연구에서는 금강 대권역에 서식하는 멸종위기 담수어류의 분포, 이들 종에 대한 화학적 지표와의 관계 및 물리적 서식지 특성을 분석하였다. 금강 대권역에 서식하는 멸종위기종의 개체수는 감돌고기(Pseudopungtungia nigra), 꾸구리(Gobiobotia macrocephala), 돌상어(Gobiobotia brevibarba), 퉁사리(Liobagrus obesus), 미호종개(Iksookimia choii) 순으로 나타났다. 멸종위기 야생생물 I급 어류인 감돌고기는 금강 대권역 내 18개 하천에서 가장 광범위하게 분포하여, 향후 감돌고기의 I급 어종 선정에 대한 재평가가 필요한 것으로 사료되었다. 또한 초강 중권역에서 멸종위기어종이 총 4종 384개체가 채집되어 종수 및 개체수가 풍부하였다. 멸종위기어종 서식지에서 이화학적 수질내성도 분석에 따르면, 생물학적 산소요구량(BOD) 및 총인(TP)은 각각 매우 좋음(Ia), 좋음(Ib)으로 평가 되었으며. 암모니아성 질소($NH_{4+}$), 총질소(TN), 인산염 인($PO_{4^-}P$) 등의 수질 항목도 멸종위기종 비 출현지점에 비해 훨씬 양호한 것으로 분석되었다. 한편, 미호종개의 경우 수질의 내성범위가 다른 어종에 비해서 광범위하게 나타나, 화학적 수질특성이 크게 악화되지 않을 경우 수질특성 보다는 미소서식처의 하상구조, 수리수문학적 특성 등의 물리적 서식지 조건이 더 중요한 것으로 나타났다. 또한, 멸종위기종의 분포는 1~3차의 소형하천보다 4~6차 대형하천에서 높게 나타났으며, 주로하천의 상류 및 중상류에 작은 무리를 이루며 서식하는 것으로 나타났다. 멸종위기종 미출현지역과 출현지역의 생태건강도 다변수 평가모델 값은 각각 21.6 "보통상태(Fair)" 및 30.5 "양호상태(Good)"로 나타나 뚜렷한 차이를 보여, 생태건강도가 잘 유지된 곳에서 멸종위기종이 잘 서식하는 것으로 나타났다. 본 연구를 요약해 보면, 감돌고기와 같은 어종의 멸종위기종 선정에 대한 재평가가 향후 필요하며, 수질오염 및 서식지교란이 가속화되고 있어 멸종위기종에 대한 체계적인 보호 및 관리가 필요하다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.24-34
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• 2010

This study was carried out to analyze some influences on ecological health conditions, threaten by various stressors such as physical, chemical and biological parameters. We collected samples in 2008 from three zones of upstream, midstream and downstream, Gap Stream. We applied multi-metric fish assessment index (MFAI), based on biotic integrity model to the three zones along with habitat evaluations based on Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI). We also examined fish fauna and compositions, and analyzed relations with MFAI values, QHEI values, and various guild types. Chemical parameters such as oragnic matter (BOD, COD), nutrients (TP, $NH_3$-N), coli-form number (as MPN), and suspended solids (SS) were analyzed to identify the relationship among multiple stressor effects. Using the sentinel species of Zacco platypus, the population structures and condition factors were analyzed along with DNA damages related with genotoxicant effects by comet assay. This study using all these parameters showed that stream condition was degraded along the longitudinal gradient from upstream to downstream, and the downstream, especially, was impacted by nutrient enrichment and toxicant exposure from the point source, wastewater treatment plant. Overall results indicated that our approaches applying various parameters may be used as a cause-effect technique in the stream health assessments and also used as a pre-warning tool for diagnosis of ecological degradation.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.162-162
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• 2016

본 연구에서는 한국 낙동강에 위치한 강정-고령보에 설치된 by-pass 어도의 유인효율을 유량 변화에 따라 살펴보고, 어도 유인효율을 극대화할 수 있는 최적의 본류 방류량을 산정하였다. 강정-고령보는 고정보와 가동보로 구성된 혼합식 보로 유량조절이 가능하며, 가동보의 조작에 따라 by-pass 어도 내의 유량이 결정된다. 유인효율의 지표로 목표어종의 HSC(Habitat Suitability Criteria) 지수에 기반한 WUA(Weighted Usable Area)를 삼았다. WUA는 평면 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 활용하여 계산하였다. 또한 River2D로 계산된 유속장은 GPS Floater를 활용한 현장관측 자료로 검증하였으며, 어망을 이용한 월별 어류 모니터링 자료로 유인효율 평가의 타당성을 간접적으로 검증하였다. 결과적으로 본 연구 대상인 강정-고령보의 by-pass 어도에서 가장 효과적으로 목표 어류를 유인하기 위해서는 본류의 유량이 190 cms내외를 유지해야 한다. 특히 목표 어류인 모래무지가 봄철(4월~6월)에 산란기를 맞아 상하류로 이동하려는 경향을 띄므로, 이때 적절한 가동보 운영을 통해 본류 유량을 190 cms로 유지하는 것이 필요하리라 사료된다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.345-354
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• 2013

This paper presents an advanced engineering technique using finite element analysis to improve structural silicone glazing (SSG) design in high-performance curtain wall systems for building facade. High wind pressures often result in bulky SSG aluminum extrusion profile dimensions. Architectural desire for aesthetically slender curtain wall sight-lines and reduction in aluminum usage led to optimization of structural silicone bite geometry for improved stress distribution through use of finite element analysis of the hyperelastic silicone models. This advanced design technique compared to traditional SSG design highlights differences in stress distribution contours in the silicone sealant. Simplified structural engineering per the traditional SSG design method lacks accurate forecasting of material and stress optimization, as shown in the advanced analysis and design. Full scale physical specimens were tested to verify design capacity in addition to correlate physical test results with the theoretical simulation to provide confidence of the model. This design technique will introduce significant engineering advancement to the curtain wall industry and building facade.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.279-287
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• 2010

본 연구는 형산강 수계 6개 지점을 선정하고, 2009년 4월과 9월에 조사를 실시하여 이 화학적 수질, 물리적 서식지 분석을 통하여 어류 분포특성 및 생태 건강도를 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI) 모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 형산강의 1, 2차 생태 건강도 조사 결과 평균 25.4(n=6)로 "보통상태" (C)로 나타났다. 1차 조사 결과 평균 25로 "보통상태" (C), 2차 조사 결과 평균 25.7로 "보통상태" (C)로 나타났다. 물리적 서식지 평가 결과 최상류 H1에서 150.5로 "양호상태" (B)로 나타났으며, 하류인 H6에서 76으로 "보통상태" (C)로 나타나 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 이 화학적 수질 분석은 형산강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2000년부터 2009년까지 10년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 형산강의 지난 10년간 평균 BOD 값은 2.4 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~13.8 $mgL^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2010년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II (약간 좋음) 등급을 보였고, COD 역시 큰 변이를 보이며(범위: 0.6~12.8 $mgL^{-1}$), BOD와 유사한 경향을 보였다. TN의 평균값은 3.0 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~10.4 $mgL^{-1}$)이고, TN 역시 형산강이 경주시를 지나면서 TN이 증가한 후 감소하는 경향을 보였다. TP의 평균값은 103.5 ${\mu}gL^{-1}$(범위: 0~606 ${\mu}gL^{-1}$)로 TN과 비슷한 양상을 보였다. SS는 7.5 $mgL^{-1}$ (범위: 0.1~25.2 $mgL^{-1}$)로 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 전체적으로 본류 지점은 하류로 갈수록 건강성이 악화되는 것으로 나타났는데 이는 경주시를 관통하면서 수질이 악화되었고, 생활하수, 산업폐수 및 분뇨처리수가 유입되어 이와 같은 결과가 나타난 것으로 사료되었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제2권2호
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• pp.1-8
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• 1999

This study is one of the processes to build the artificial wetlands in the urban area. The purpose of this study was to survey biotic or physical environments, and to review modelling techniques to find out the ecological structure and function. Case study site was the Bangdong wetland in the north west side of Taejon metropolitan city. The number of species of insects decreased during monitoring. But the number of individuals of insects decreased abruptly after increasing. And then biodiversity index dropped and dominance index increased. So the structure of biotopes was affected by weather conditions. And in the restricted area such as urban area, the changes of insects were affected sensitively by not physical but environmental changes. As for birds, the number of species was reduced a little, but the number of individuals increased abruptly. And dominance index increased slowly. The changes of water depth and increase of temperature affected the habitat condition of vegetations and birds, so the dominance index of specific species increased. In urban areas it is necessary to continue management for water environmental changes, such as the depth and area of water. The number of species of fishes was reduced a little, but the number of individuals increased abruptly. And dominance index and biodiversity index decreased slowly. But the water environments was so changeable that it is difficult to explain current status as some specific trends. The number of species of reptiles and amphibians changed little, but the number of individuals increased abruptly. And dominance and biodiversity were not changed. The changes of water depth and temperature affected the habitat of every species the environmental changes affected.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.361-371
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• 2005

본 연구는 금강의 지천인 대전천에서 도심하천에서의 생태학적 건강성 평가를 위해 2004년 8월부터 2005년 4월까지 어류를 이용한 생물학적 건강도지수 (IBI), 대전천의 수질 모니터링 자료 및 물리적 서식지 평가 지수 (QHEI)를 비교하여 총체적 하천생태계 건강도를 진단하였다. 상기 변수의 시공간적인 분석을 위해 대전천의 상류부에서 하류까지 4개의 지점을 선정하였다. 대전천의 생물학적 건강도 지수산정 및 적용을 위해 하천 건강도 평가모델(SHA model)을 개발하였고, 건강도 평가모델은 안 등 (2003)에 의해 국내 환경에 맞게 적용된 IBI (Karr, 1981: Barbour et al., 1999)모델을 이용하였다. 대전천의 이화학적 수질자료 분석에 따르면, 1995년부터 2004년까지 10년 동안 화학적 산소요구량 (COD), 생물학적 산소요구량 (BOD), 총질소 (TN), 총인 (TP)은 1.6 ${\sim}$ 5.3배까지 감소하였고, 상류부터 하류까지 4배 이상의 공간적인 수질 차이를 보였다. 생물학적 건강도지수를 나타내는 SHA모델 값은 평균 23였고, 지점에 따라 20 ${\sim}$ 26까지 변이를 보여 건강도는 ‘보통(Fair)-악화' 상태 (poor)로 나타났다. 서식지 건강도를 나타내는 물리적 서식지 평가지수는 상류부터 하류까지 39(악화상태) ${\sim}$ 124(양호상태)의 범위로 상류역에 위치한 지점 1을 제외하고는 나머지 3개 지점에서 모두 낮은 값을 보였다. US EPA (1993)의 기준에 의거할 때, 생물학적 건강도는 TN, TP, BOD 및 COD 값이 최고치를 보인 지점 4에서 ’악화상태‘로 나타났으며, 화학적 수질 및 서식지 건강도가 타 조사지점들보다 높은 최상류의 지점 1에서 생물학적 건강도는 양호한 것으로 나타났다. 또한 민감종의 상대빈도는 수질과 직접적인 함수관계에 있었으며, 이런 양상은 내성종의 구성비에서도 나타났다. 이 같은 결과는 어류를 이용한 생물학적 건강도는 이화학적 수질 및 물리적서식지 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.254-263
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• 2007

본 연구에서는 낙동강 수계의 본류에 해당하는 6개 지점을 선정하여 2004년 7월(풍수기), 2005년 3월(갈수기), 2회에 걸쳐 생물학적 건강도 지수(Index of Biological Integrity, IBI), 정성적 서식지평가지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI) 분석 및 이화학적 수질분석을 통해 통합적 하천 생태 건강성 평가를 실시하였다. 생태 건강성 평가를 위한 생물통합지수 모델은 국내 특성에 맞게 수정 보완된 10개 다변수 메트릭 모델(Multimetric model)을 이용하였고, 물리적 서식지 지수인 QHEI는 국내 하천 특성에 맞게 변형한 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 낙동강의 생물통합지수는 평균 20.8(n=12)로 "악화상태" (Poor)를 나타냈으며, 각 지점에서 전반적으로 낮은 생태학적 건강도 값을 나타냈다. 이는 이화학적 수질 악화와 물리적 서식지의 교란으로 인해 수체 내의 생물에게 직접적인 영향을 끼친 것으로 사료되었다. 물리적 서식지평가지수인 QHEI의 전 지점에 대한 평균값은 110으로 "보통${\sim}$양호상태" (Fair${\sim}$Good)를 보였다. 지점별 분석에 따르면, 1, 5지점은 양호상태(Good)를 보였고, 나머지 4개 지점에서는 모두 보통상태 (Fair)를 보였다. 그러나 3,4지점은 보통${\sim}$악화 (Fair${\sim}$poor)에 가까운 상태를 보여 서식지의 교란이 큰 것으로 판단되었으며, 특히 $M_1{\sim}M_5$, $M_7$, $M_{10}$에서 매우 악화된 상태를 보여 향 후 메트릭에 대한 복원이 필요할 것으로 사료되었다. 이화학적 수질은 3지점에서 금호강의 유입과 인근에 위치한 분뇨처리시설의 직접적인 영향으로 인해 크게 악화되었다. 낙동강의 하류에 해당하는 4, 5, 6지점은 남강과 황강의 유입에 의한 희석효과 및 생물학적 자정작용에 의해 수질이 개선되거나 일정농도를 유지하는 것으로 나타났다.