• 한국해양학회지:바다
• /
• 제14권4호
• /
• pp.229-239
• /
• 2009

2007년과 2008년 Cochlodinium 적조발생규모에 영향을 미친 주요원인을 파악하기 위하여 적조발생기간 중 해양학적, 기상학적 특징 등을 비교분석하였다. 2007년도 남해연안과 동해연안에서 115억원의 수산피해를 일으킨 대규모 적조발생원인은 적조발생기간 중 집중강우, 냉수대발생으로 인한 연안용승, 수온성층 약화로 인한 연안역의 풍부한 영양염과 낮은 포식 동물플랑크톤 때문으로 해석되었다. 한편, 2008년도 남해안 일부 연안에서 수산피해없이 발생한 소규모 적조원인은 적조발생기간 중 지속된 가뭄과 빈영양 외양수가 연안역에 강하게 영향을 미침으로써 연안역의 낮은 영양염과 예년보다 월등히 높은 밀도의 포식 동물플랑크톤 영향 때문으로 풀이되었다. 따라서, 영양염 농도, 외양수 영향, 포식 동물플랑크톤은 2007년과 2008년 적조발생 규모에 많은 영향을 미친 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제53권10호
• /
• pp.877-887
• /
• 2020

우리나라 4대강 사업에 의해 건설된 낙동강의 달성보와 함안보, 금강의 세종보와 백제보, 영산강의 송촌보와 죽산보를 대상으로 3차원 수리-수질모델을 이용하여 가동보 운영에 따른 수질 및 녹조 현상 예측 결과를 비교 분석하였다. 가동보를 전면 개방하였을 때, 금강과 영산강에서는 상류에 위치한 세종보와 승촌보에서 연중 및 하절기 Chl-a 농도와 남조류 농도가 감소되는 것으로 예측되었으나, 하류에 위치하는 백제보와 죽산보에서는 하절기에 모두 증가되는 것으로 나타났다. 금강과 영산강에서 수문이 닫힌 경우, 상류에서는 체류시간이 증가하여 조류가 성장에 필요한 용존성 무기인을 충분히 섭취하면서 조류 농도가 증가하지만, 하류에서는 용존성 무기인이 고갈되어 상대적으로 조류의 성장이 제한되는 현상이 발생하는 것으로 분석된다. 반면 낙동강의 달성보 및 함안보에서는 연평균과 하절기 평균 농도가 모두 증가하는 것으로 나타났다. 낙동강에서는 금강과 영산강과 같이 용존성 무기인의 농도가 심각하게 증가하지 않은 반면 수문 개방으로 수심이 감소함에 따라 조류가 이용하는 평균 광량이 증가하면서, 조류의 성장이 증가한 것으로 분석된다. 결과적으로 수문을 전면 개방 또는 폐쇄하였을 경우, 녹조현상 발생 특성은 위치에 따라 수리학적 체류시간, 용존성 무기인 농도 및 수위변화에 따른 광량의 변화 등에 의해 서로 다르게 나타나는 것으로 분석된다.

• 상하수도학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2019

The algal blooms in stagnant streams and lakes have caused many problems. Excessive algae leads to disturbance of ecosystem and overload of water treatment processes. Therefore, phosphorus(P), source of algal blooms, should be controlled. In this study, a filtration trench has been developed to convert dissolved phosphorus into hydroxyapatite(HAP) so that it could be crystallized on the surface of 'phosphorus removal granular material'; and residual particulate phosphorus could be removed by additional precipitation and filtration. The front and rear parts of filtration trench consisted of 'phosphorus removal granular material contact bed' and 'limestone filtration bed', respectively. As a result of the column test using phosphorus removal granular material and limestone serially, $PO_4-P$ was removed more than 90% when EBCT(empty bed contact time) of the contact bed was over 20 minutes; and T-P represented 60% of removal efficiency when total EBCT was over 1.5 hours. The results of column tests to figure out the sedimentation characteristics showed that more than 90% of particulate phosphorus could be removed within 24 hours. It was necessary to optimize the filtration part in order to increase removal efficiency of T-P additionally. Also, it was confirmed through the simulation of Visual MINTEQ that most of particulate phosphorus in the column tests is the form of HAP. Based on the results of the study, it could be suggested that the design parameters are over 0.5 hour of EBCT for phosphorus removal granular material contact bed and over 1.5 hours of EBCT for limestone filtration bed.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권spc1호
• /
• pp.1167-1181
• /
• 2021

녹조 현상과 관련하여 독성물질을 배출하는 남조류 4종의 경우 유해 남조류로 지정하여 관리하고 있으며, 물리적인 모형을 이용한 예측 정보도 함께 발표하고 있다. 그러나 조류는 살아 있는 생명체로 물리 역학에 따른 예측에 어려움이 있으며, 기상, 수리·수문, 수질 등 수많은 인자에 의한 영향을 고려하기가 쉽지 않다. 따라서, 최근 머신러닝을 이용한 녹조발생 예측 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 경북 영천에 소재한 보현산댐과 영천댐을 대상으로 랜덤 포레스트 모형을 이용하여 유해남조류 발생에 영향을 미치는 수질인자의 특성중요도를 분석해 보았으며, 이 중 가장 높은 특성중요도를 나타낸 수온을 이용하여 머신러닝과 딥러닝을 이용하여 유해남조류 발생을 예측하고 그 정확성을 확인하였다. 특성중요도 분석 결과, 수온과 총질소(T-N)이 공통적으로 높게 나왔으며, 인공신경망(ANN)을 이용한 유해남조류 발생예측에서도 실제와 근접한 값이 예측되어 앞으로 녹조관리를 위해 유해남조류 예측이 필요한 저수지의 경우 이를 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.10-20
• /
• 2019

전 세계적으로 기후변화로 인한 불규칙적인 강우의 영향으로 수계에서는 비점오염에 의한 부영양화, 녹조현상 등이 빈번하게 발생되고 있다. 특히 이러한 수계오염은 원활한 용수공급을 위한 저수지 유속이 느린 하천이 인접해있고, 축사 퇴비 등이 다수 분포해 있어 비점오염의 수계유입이 쉬운 농업지역이 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 영상과 수계부영양화를 발생시키는 총인 총질소, 녹조발생과 간접적인 연관성이 있는 클로로필-a의 상관분석을 통해 소하천 수질 특성 파악에 UAV의 활용 가능성을 분석하였다. 분석에는 대상지인 양천, 함양위천 소권역에서 수집한 다중분광 영상 및 녹조탐지에 사용되는 식생지수 NDVI(Normalized difference vegetation index), NDRE(Normalized Difference Red edge), CIRE(Chlorophyll Index Red edge)를 활용하였다. 채수지점에 대한 영상값과 수질분석 값의 상관관계를 분석한 결과 총인은 유의수준 0.05 이내에서 CIRE(0.66)와 클로로필-a는 Blue(-0.67), Green(-0.66), NDVI(0.75), NDRE(0.67), CIRE(0.74)와 상관관계를 보였다. 총질소는 유의수준 0.05에서 Red(-0.64), Red edge(-0.64), NIR(-0.72)와 상관관계를 보였다. 본 연구결과를 통해 UAV 기반 다중분광 영상과 수질오염 발생 인자에 대한 유의미한 상관관계를 확인하였고, 녹조탐지에 사용하는 식생지수의 경우 클로로필-a뿐만 아니라 총인의 파악에도 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이는 농업지역의 비점오염 관리우심 지역 선정 등 관리대책을 마련하는데 유의미한 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.937-950
• /
• 2016

Algal blooming in 4 major rivers introduces substantial impacts to water front activity. Concentrations of algae are increasing at major points along the Geum River. Ecosystem food webs can be affected by algal blooming because blue-green algae release toxic materials. Even though there have been many studies on blue-green algae, its causality to environmental factors has not been completely determined yet. This study analyzed the exclusive correlation between various hydrometeorological, water quality, and hydrologic variables and the cell number of cyanobacteria to understand causality of blue-green algae in the Geum River. A prewhitening process was introduced to remove the autocorrelation structure and periodicity, which is useful to evaluate the effective relationship between two time series.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제24권3호
• /
• pp.404-411
• /
• 2019

In this study, we designed a data-driven model to predict chlorophyll-a using M5P model tree and extreme learning machine (ELM). The Juksan weir in the Youngsan River has high chlorophyll-a, which is the primary indicator of algal bloom every year. Short-term algal bloom prediction is important for environmental management and ecological assessment. Two models were developed and evaluated for short-term algal bloom prediction. M5P is a classification and regression-analysis-based method, and ELM is a feed-forward neural network with fast learning using the least square estimate for regression. The dataset used in this study includes water temperature, rainfall, solar radiation, total nitrogen, total phosphorus, N/P ratio, and chlorophyll-a, which were collected on a daily basis from January 2013 to December 2016. The M5P model showed that the prediction model after one day had the highest performance power and dropped off rapidly starting with predictions after three days. Comparing the performance power of the ELM model with the M5P model, it was found that the performance power of the 1-7 d chlorophyll-a prediction model was higher. Moreover, in a period of rapidly increasing algal blooms, the ELM model showed higher accuracy than the M5P model.

• 환경생물
• /
• 제37권1호
• /
• pp.48-59
• /
• 2019

본 연구는 2004~2017년 동안 금강수계에서 백제보 건설 전 후의 화학적 수질 특성 및 경험적 모델 분석을 실시하였다. 4대강 사업 전후의 표층수의 수질에 대한 비교평가에 따르면, TP의 농도는 보 건설 후 급격히 감소하는 현상을 보였고, 총질소 역시 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 식물성 플랑크톤의 1차 생산력의 지표인 CHL-${\alpha}$ 농도와 EC는 보 건설 후 증가한 것으로 나타났다. 즉, 보 구간에서 수체류 시간의 증가로 인해 N, P의 농도는 감소하였지만, CHL/TP 비는 크게 증가하였고, 이로 인해 단위 인(P) 농도 대비 1차생산력은 증가한 것으로 나타났다. 경험적 모델의 회귀분석에 따르면, 보 건설 전 기간에 CHL-${\alpha}$ 농도는 TP와 유의한 관계를 보이지 않았으나(r=0.068, p=0.860, n=58), 보 건설 이후에 두 변수 사이에는 유의한 관계(r=0.6102, p<0.05, n=56)를 보였다. TN 및 이온희석 현상의 지표로 이용된 EC는 계절별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보이며 강우와 역상관 관계(r=0.5378, p<0.01, n=163)를 보였으나, 계절별 TP과 부유물 농도(SS)는 갈수기에 비해 장마기에 증가하는 특성을 보여 강우와 정상관 관계(r>0.40, p<0.01, n=163)를 보였다. 2018년 현재 보 구간의 완전한 상시방류를 시행할 경우, 향후 수체의 하천화에 의해 TP 농도는 증가하며, 녹조 현상은 감소할 것으로 사료된다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2017

One of the most threatening consequences of eutrophic freshwater reservoirs is algal blooming which typically occur after the long a mega drought or/and irregular rainfall under influence of climate change. The long-term experiences of chemical treatment are known as a most practical effort to reduce health concerns from human exposure of harmful cyanobacteria as well as to preserve ultimate freshwater resources. Even though these conventional chemical treatment methods do not completely solve the algal residue problem in water treatment plant or directly in the water bodies, they still have big advantages as fast and efficient removal process of cyanobacteria due to cheaper, easier to manage. This review summarizes their chemical treatment scenarios of the representative coagulants, pre-oxidants and algaecides composed to chemical compounds which immediately may help to manage severe cyanobacteria blooms in the summer seasons.

• Fisheries and Aquatic Sciences
• /
• 제11권4호
• /
• pp.209-211
• /
• 2008

Heterotrophic dinoflagellate Pfiesteria piscicida (Dinophyceae) has been claimed to produce potent ichthyotoxins that cause disorientation and eventually death of fish and other marine animals. A real-time PCR probe targeting for SSU rRNA gene was used for detection of P. piscicida in Chinhae Bay, Korea. PCR inhibitors were successfully removed by dilution of template DNA. Positive detections were shown from surface water samples indicating the presence of P. piscicida in Chinhae Bay.