• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.2
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• pp.101-108
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• 2013

Ara Canal is the first artificial canal in Korea that connects the Han River and the Yellow Sea. Due to mixture of waters with different salinity and water quality, complicated hydrodynamic and water quality distributions are expected to occur inside the canal. An integrated hydrodynamic and water quality modeling system was developed using the 3 dimensional hydrodynamic model, EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) and the water quality model WASP (Water Quality Analysis and Simulation Program). According to the modeling results, BOD, TN, TP and Chl-a concentrations inside the canal were lower at the West Gate side than the Han River side since influent concentrations of the West Gate side are significantly lower. Chemical stratification due to salinity difference were more evident at the West Gate side as vertical salinity difference were more pronounced in this area. On the other hand, Chl-a concentrations showed more pronounced vertical distribution at the Han River side as Chl-a concentrations were higher in this area. It was notable that Dissolved Oxygen concentrations can be lower than 2 mg/L occasionally in the middle part of the canal. While major factor affecting DO concentrations in the canal are inflows via both gates, the other important factor was found to be BOD decay in the canal due to extended hydraulic residence time. This study can be used to predict hydrodynamic conditions and water quality in the canal during the year and thus can be helpful in the development of gate operation method of the canal.

• Economic and Environmental Geology
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• v.49 no.3
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• pp.167-179
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• 2016

Water quality of Oseepchun, Dogye area, was investigated quantitatively for its origin and hydrogeochemistry in relation to the influence of groundwater. Groundwater appears to be the principal source of Oseepchun from the water-quality monitoring data including redox potentials, composition of dissolved ions and their correlations, hydrogen and oxygen stable isotopic ratios, and the distribution and occurrence of contaminants. Water-quality type of the surface water was grouped by the water-rock interactions as $Ca-HCO_3$ type originated from carbonated bed-rocks in the Joseon Supergroup, (Ca, Mg)-$SO_4$ type related with dissolution of surfide minerals in coal beds of Pyeongan Supergroup, and (Ca, Mg)-($HCO_3$, $SO_4$) type of the mixed one. Locally water pollution occurs by high $SO_4$ from mine drainage and $NO_3$ from waste-treatment facility. Intensive precipitation in summer has no effect on the water type of Oseepchun, but increases the inflow of nitrate and chloride originated from land surface. Results of this study direct that groundwater-surface water interaction is intimate, and thus surface-water resource management should begin with groundwater characterization.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.205-205
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• 2012

국내에서 새로운 댐 저수지 건설을 통한 수자원의 안정적인 확보는 어려운 여건에 있다. 따라서 수자원의 효율적인 확보, 댐 하류하천의 수질 개선, 신규댐 건설 대체 효과를 기대하기 위해 기존 댐 저수지의 연계운영이 중요하게 인식되고 있다. 본 연구에서는 다수의 댐 저수지 수체를 연계하여 모델을 통해 해석하고자 안동-임하호를 연결한 2차원 모델(CE-QUAL-W2)을 구축하고, 2002년과 2006년 수문사상을 재현하였으며, 수리해석을 실시하였다. 안동호의 좌안인 임동면 마리와 임하호의 우안인 망천리를 연결하고, EL. 140 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m로 콘크리트 터널을 연결하는 것으로 가정하였다. 관내 바닥 마찰계수와 미소 마찰손실 값은 0.05를 입력하였다. 저수지 실측수위와 모의수위를 시계열로 비교한 결과, 2002년과 2006년 안동호와 임하호에서 여름철 유입량 증가에 따른 수위 상승을 잘 반영하였고, 결정계수값($R^2$)이 모두 0.9953 이상으로 나타나 모델은 두 저수지 물수지 계산에 있어서 높은 신뢰도를 보였다. 2006년을 대상으로 안동호와 임하호의 댐 앞에서 수심별 수온의 실측값과 모의값을 비교한 결과, 안동호는 4월부터 성층이 진행되어 5월에 수온약층이 EL. 130 m에 형성되었다. 7월 홍수가 중층 밀도류를 형성하여 수온 성층구조를 교란하였고, 기존의 수온약층이 EL. 120 m 로 하강하였으며, 표층 EL. 145 m에 새로운 수온약층이 형성되는 2단 성층 구조를 보였다. 여름철 동안 이러한 현상은 지속되었고, 10월부터 대기기온 강하와 함께 수직혼합이 시작되었다. 수온예측 오차는 AME $0.336{\sim}1.806^{\circ}C$, RMSE $0.415{\sim}2.271^{\circ}C$의 범위로 실측값을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 임하호도 안동호와 유사한 경향을 보였고, 모델은 두 저수지에서 전 기간에 걸쳐 모두 안정적으로 저수지 수온 성층현상을 모의하였다. 2002년 수문사상에서 안동-임하 연계 운영시 안동호의 평균 수위는 1.38 m 상승하였고, 임하호는 3.75 m 낮아지는 것으로 모의되었다. 수위변동에 따른 유동 유량은 임하호에서 안동호로 3억 6천 4백만 톤, 안동호에서 임하호로 2억 9천 1백만 톤으로 임하호에서 안동호로 유동한 유량이 높게 나타났다. 유역면적에 비해 저수용량이 작은 임하호의 경우 두 저수지간 유량의 이동에 따라서 저수용량의 증가로 인한 홍수 저감 효과가 있을 것으로 판단된다. 반면, 안동-임하 연계 운영시 임하호의 차가운 물이 안동호로 유입되는 경우, 안동호의 수온 성층구조에 영향을 주었다. 안동호의 경우는 단독운영시보다 높은 위치에 수온약층(EL. 140 m)이 형성되었으며, 임하호는 반대로 저수위가 낮아지면서 단독운영시보다 수온약층의 위치가 약간 낮아졌다. 이러한 결과는 두 저수지 연결시 안동호의 탁수와 수질 환경에 변화가 있을 수 있음을 시사한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.42 no.5
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• pp.639-650
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• 2022

In areas where large-scale sediment transport occurs, it is important to apply appropriate countermeasure method because the phenomenon tends to accelerate by time duration. Among the various countermeasure methods applied so far, beach nourishment needs to be reviewed as an erosion prevention measure because the erosion pattern is mitigated and environmentally friendly depending on the particle size. In the case of beach nourishment. a detailed review is required to determine the size, range, etc., of an appropriate particle diameter. In this study, we investigated the characteristics of the related topographic change using the change in the particle size of nourishment materials, the application of partial area, and the condition under the coexistence of waves and wind as variables because those factors are hard to be analyzed and interpreted within results and limitation of that the existing numerical models are not able to calculate and result out so that it is required that phenomenon or efforts are reviewed at the same time through physical model experiments, field monitoring and etc. So we attempt to reproduce the tendency of beach erosion and deposition and predict possible phenomena in the future using machine learning techniques for phenomena that it is not able to be interpreted by numerical models. we used the hydraulic experiment results for the training data, and the accuracy of the prediction results according to the change in the training method was simultaneously analyzed. As a result of the study it was found that topographic changes using machine learning tended to be similar to those of previous studies in short-term predictions, but we also found differences in the formation of scour and sandbars.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.316-316
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• 2020

1970년대 이후 급속한 경제성장과 함께 도시화와 산업구조의 변화로 인간 활동과 밀접한 관계를 맺고 있는 수환경은 크게 훼손되어 왔다. 특히 인간 활동으로 인한 대량 생산과 소비는 하천의 자정작용을 초과하는 오염물질을 배출하고 오염된 하천은 본래 기능을 상실하였으며 각종 생활 오·폐수의 배수구로서의 역할이 부여되어 대부분 복개되기에 이르렀다. 이처럼 현재 우리나라의 하천은 고유의 기능인 용수원으로의 기능과 도시민의 휴식 및 친수공간으로서의 기능을 상실하였으며 중소하천의 건천화에 따른 하천 유지유량의 부족은 하천을 중심으로한 각종 용수의 부족, 수질 오염의 증가, 수변환경 친수기능 상실 등의 문제를 초래하고 있다. 중소하천의 건천화현상은 2000년대 이후 계속 증가, 진행되어 소하천뿐만 아니라 지방하천도 이미 메마르고 있는 상태이며 이로 인한 2차적 비용증가 등 경제적인 측면의 손실도 매년 심해지고 있어 건천화에 대한 원인 규명과 방지책에 대한 연구가 시급한 실정이다. 특히 새만금유역은 농업용수 사용이 많은 유역의 특성상 하천의 건천화 문제가 지적되었으나, 대부분 새만금유역의 용수이용체계 등에 연구가 추진되어 주로 농업용수 이용실태와 수질측정을 위주로 하고 있으며, 건천화의 실태와 원인, 그리고 건천화로 인한 물환경의 영향 등에 대해 조사된 바가 없다. 따라서 본 연구는 만경강유역 하천에 대하여 대조하천, 도시하천, 준도시하천, 농업하천으로 대표지점을 선정하여 현장조사와 유역모델링을 통해 건천화의 원인별 기여율을 파악하였고, 만경강유역의 건천화 규모를 추정하였다. 건천화 원인을 평가하기 위해 유역 내 인위적인 물이용이 없는 상태인 기준유량(자연유량)을 산정하였고, 댐 및 방류량의 영향, 하수처리수 유입에 의한 영향, 수자원이용에 의한 영향, 수리구조물(수자원이용)에 의한 영향의 조건을 고려하였으며 건천화 평가지수를 활용하여 대상하천 소유역의 건천화 현황을 파악하였다. 또한 분석된 결과를 토대로 만경강유역의 토지이용도를 고려하여 만경강유역의 건천화 규모를 추정하였다. 분석결과, 수리구조물(수자원이용)에 의한 영향이 25.5%, 수자원이용에 의한 영향이 13.9%, 방류량에 의한 영향이 12.3%, 하수처리수 유입에 의한 영향이 6.54%로 나타났으며, 수리구조물(수자원 이용)에 의한 영향이 가장 크게 평가되었고, 하수처리수 유입에 의한 영향이 가장 작은 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과는 향후 하천의 건천화현상에 대한 원인을 규명하고 방지하기 위한 대책 수립에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.35 no.3 s.99
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• pp.198-212
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• 2002

A numerical variation and abnormalities were studied on egg bags and embryos of Korean salamander, Hynobius leechii from agricultural habitat. The teratogenic and toxic effects of fungicide benomyl were also investigated with early embryos from non-agricultural habitat. We collected 144 egg bags from agricultural region, and 3418 of early embryos were contained. The lengths of egg bags were varied from 10 to 23 cm and the most frequent length was 19 cm. The number of embryos was varied from 7 to 43, and the most frequent range was 22 to 26. Spontaneous abnormalities were occurred in 406 embryos among 116 egg bags, and 24 kinds of external abnormalities were found. Individuals showing severe external defect were histologically studied and they showed optic dyspalsia, thyroid carcinoma, somatic muscular dysplasia, partial biaxial structure, decrease of red blood cells in the heart, cephalic degeneration and intestinal dysplasia. 385 embryos from non-agricultural region were exposed to 200 nM${\sim}$ 1 ${\mu}$M of benomyl at blastula or gastrula for 12 days. All embryo were dead in the concentration of 1 ${\mu}$M (LD$_{100}$) and 75% of embryos were dead in 800nM of benomyl. Speciflc effect due to benomyl was acrania or cephalic dysplasia and this restult suggests that the benomyl inhibit stongly to the development of neural tissue. These abnormal developments may be caused by antimitotic action, inhibition of tubulin complex, destruction of microtubule, inhibitions of neurulation and closing of neural fold, and by the inhibition of the movement of neural crest cells.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.35 no.3 s.99
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• pp.152-159
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• 2002

The seasonal variations of nitrifying bacterial population sampled from 3 sites in Moon-Chon reservoir were analyzed by in situ hybridization with fluorescently labeled rRNA-targeted oligonucleotide probes from August 2000 until July 2001. In addition, physico-chemical parameters such as temperature, pH, chi-a and DOC were measured to determine correlations between those factors and the size of nitrifying bacterial populations. Total bacterial numbers varied in the range of $0.8{\sim}1.5{\times}10^6\;cells/ml$ independent of sites and had the maximal values in March at all 3 stations. The ratio of eubacteria to total bacteria ranged from 44.9% to 79.5%, and the ratio of each nitrifying bacteria to eubacterial numbers reached only $1.0{\sim}7.4%$. The variations of ammonia-oxidizing bacteria ranged from $1.1{\times}10^4$ to $3.0{\times}10^4\;cells/ml$ without noticeable peak values whereas those of nitrite-oxidizing bacteria varied in $1.3{\sim}5.7{\times}10^4\;cells/ml$ with the increasing tendency in winter regardless of the sites. Moreover it was observed that the numbers of nitrite-oxidizing bacteria were higher than those of ammonia-oxidizing bacteria. Total bacterial numbers correlated with water temperature (r = 0.355, p<0.05) and DOC (r = 0.58G, p<0.01) positively whereas nitrite-oxidizing bacteria correlated with temperature (r = -0.416, p<0.05) and pH (r = -0.568, p = 0.001) negatively. In addition, DOC represented good correlations with eubacterial numbers (r = 0.448, p<0.01). These results indicate that temperature, DOC and pH might be one of the main factors affecting variations of bacterial populations in the aquatic ecosystem. It was also suggested that FISH method is a useful tool for detection of slow growing nitrifying bacteria.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.2
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• pp.141-148
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• 2009

Each river in each country has peculiar channel characteristics at every section. Korea consists of mountains at the rate of 70%. Due to this, the sections that display unique channel form are scattered. One of the typical features is the narrow pass of channel section that presents in the process of the generation of alluvial channel and deformation channel. Around as this narrow pass of channel, it often comes to be regular flood disaster section. Regardless of this situation, investigations and plans that reflect channel characteristics at the narrow pass of channel have been wholly wanting until now. In accordance with this, we have investigated and analysed hydraulic significance and channel form of the narrow pass of channel in Seonsan in this study. The study has found real minute classification of sediment phenomenon at river bed of low flow channel on investigation section which is sand-bed river, but it was vaguely difficult to conclude that classification of sediment arises from explicit natural force. We were able to assume that the phenomenon comes from gentle bed slope, supply of river bed materials which is nearly uniformity. However, classification of sediment would come from collecting an aggregate rather than natural force. And we found that compound cross section conversion has been developing dramatically with channel form of movable bed section referring to movement which was active before at drainage district of the narrow pass of channel. With this, we could find the phenomenon that river width of low flow channel diminished largely. This kind of situation implies that it may cause compound section weighting, flood dimension decreasing, revetment at low flow channel or the local scour at bottom of levee when extraordinary flood occurs.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.459-463
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• 2005

몬순지역에 속한 우리나라의 대부분 저수지에서는 여름철 집중호우시 탁수가 유입되므로, 저수지 수질관리를 위해 고탁수층의 진행경로, 시공간적 분포, 그리고 방류량조절 등에 의한 탁수저감효과를 예측할 필요성이 있다. 저수지의 성층현상이 임하호의 탁도분포에 미치는 영향을 검토하기 위하여 월별 수온분포가 검토되었고 또한 수리 및 수질모형 CE-QUAL-W2를 이용하여 2차원 수치모의가 수행되었다. 임하호의 6월 수온분포는 표층은 $24^{\circ}C$이고 심층은 $6^{\circ}C$이고 중층은 비교적 선형으로 변화한다. 8월달 수온 분포는 표층의 수온은 $30^{\circ}C$정도이고 심층은 심층은 $6^{\circ}C$이고중층은 $22^{\circ}C$에서 $18^{\circ}C$이고 2개의 수온약층이 존재한다. 6월과 8월의 중층수온분포를 비교해보면 6월은 상대적으로 수온변화가 크고 8월은 수온변화가 작으므로 중층에서의 이송확산이 8월에 보다 활발할 것으로 판단된다. 임하호 성층현상이 탁도분포에 미치는 영향을 파악하기 위하여 6월과 8월의 수온분포의 경우에 대하여 임하호 유역에 80 mm와 120 mm의 총강우량이 발생한 경우에 대하여 수치모의를 수행하였다. 초기 저수위는 El. 148 m와 El. 152 m의 조건을 적용하였다. 수치모의결과는 2002년 태풍루사의 경우에 대하여 검증하였다. 수치모의결과는 다음과 같다. 탁수층 선단이 댐체에 도달하는 시간은 초기 저수위가 높고 중층의 수온분포가 상대적으로 균일한 8월이 긴 것으로 나타났다. 이러한 현상은 유입수가 저수지로 유입되면서 초기수위가 높은 경우에 운동량이 상대적으로 많이 소멸되기 때문으로 판단된다. 또한 탁수층의 두께도 8월 성층의 경우가 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 이는 중층의 8월 수온분포 또는 밀도분포가 상대적으로 균일하기 때문에 연직방향 이송$\cdot$확산이 많이 이루어졌기 때문으로 판단된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.30 no.4
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• pp.314-327
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• 1997

A 2-dimensional soil water flow model was developed to describe the migration of soil moisture in drip-irrigated root zone employing cylindrical coordinate system. Several natural phenomena were incorporated into the model such as transpiration, various types of evaporation, and ponding due to the increase in irrigation rate. Model was solved numerically by finite difference method. The model was verified in several ways leading to the conclusion that it can describe the soil moisture migration in drip-irrigated root zone fairly well. From sensitivity analysis, vertical migration of soil moisture was found to move faster than the horizontal one, which indicates the vertical location just under the dripping point are adequate for measuring points of soil moisture. The pot shape of soil moisture in irrigated zone was proved to be caused by evaporation at the soil surface. Also, it was found that the hydraulic conductivity has greatly influential to the soil moisture migration, and that the soil moisture continues to migrate vertically after irrigation stops.