• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.131-131
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• 2018

하천의 생태계는 다양한 이화학적 및 생물학적 요인들에 의해 많은 영향을 받으며 그 중 수온은 수질 및 수생태계에 지대한 영향을 미치는 인자라고 할 수 있다. 하천의 수온은 인간의 활동과 도시화에 의해 인위적인 교란을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 수온변화의 원인 중 자연에서 취수한 물에 인위적으로 열에너지를 첨가하여 수온이 높은 상태에서 다시 자연으로 방류하여 문제가 되고 있는 온배수에 초점을 맞춰 분석을 시행하고자 한다. 온배수는 하류 하천의 수질 및 그곳에 서식하는 생물들의 서식처와 같은 다양한 수환경에 직접적으로 변화를 발생시킬 수 있다. 따라서 하천 생태계의 보호를 위한 방류수 수온의 관리를 위해서는 변화된 수온의 영향 범위를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 실제 방류되는 온배수의 평균 수온과 기존 하천 수온의 온도차를 이용해 물질수지식과 3차원 모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 활용하여 방류수로 인한 하류 하천의 수온 변화를 모의하고자 하였다. 또한 적절한 수온의 관리를 위해 방류수 수온 및 유량의 인자를 변화시켜가면서 하류하천의 수온변화 모의를 실시하고자 하였다. 본 연구의 결과는 하류 하천에서 서식하는 생물들에 영향을 미치지 않는 방류수의 수온 기준을 제시하는데 중요한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1063-1067
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• 2006

소양호의 유입지천 중의 하나인 인북천의 원통수위관측소에 현장용 수온계를 설치하여 수온변화를 분석하고 수온 추정을 위하여 다중회귀분석을 수행하였다. 인북천 원통수위유량관측소지점의 유량이 작은 경우, 수온은 기온의 최고점부근에서 변화하고, 이슬점은 기온의 최저점부근에서 변화하는 것으로 나타났으며, 일일 주기로 변화하는 양상을 보이고, 일교차는 각각 약 $5^{\circ}C,\;15^{\circ}C$ 및 $5^{\circ}C$정도로 나타났다. 최대수온과 최대기온은 차이가 거의 없지만 최저수온은 최저기온보다 약 $10^{\circ}C$정도 높은 것으로 나타났다. 인북천 원통수위유량관측소 지점의 유량이 증가하는 경우에는 수온과 기온이 급감하는 것으로 나타났다. 수온추정시 유량이 작은 구간과 큰 경우구간에 대하여 각각 다중회귀분석을 수행하는 것이 추정오차를 낮추는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.265-265
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• 2019

기후변화로 의한 기온의 상승은 가뭄, 홍수와 같은 재해를 일으킬 뿐만 아니라 깊은 호수나 저수지와 같은 수자원에도 용존 산소, 물질, 영양소 및 식물플랑크톤의 수직적 분포 등과 같은 다양한 부분에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 SWAT, HEC-ResSim 및 CE-QUAL-W2(이하 W2)모델을 사용하여 미래의 기후 변화에 따른 소양호의 수온, 성층강도 및 열적 안정성의 변화를 장기 예측하고 그 영향을 평가하는데 있다. W2 모델의 보정은 2005 년부터 2015 년까지의 실측 과거 데이터를 이용하여 보정하였고 기후변화 시나리오는 IPCC의 AR5 RCP 4.5 시나리오를 사용하였다. 기후자료는 GCM 모델인 HadGEM2-AO 결과를 상세화하여 모의기간의 자료를 생성하였다. SWAT모델을 이용하여 모의기간인 2016 년부터 2070 년까지 일단위로 저수지 유입을 예측했으며 HEC-ResSim모델을 이용하여 소양강댐 저수지 운영 조건에 따라 저수지 방류량 및 수위 변화를 모의하였다. 수온 해석을 위해 W2를 적용하여 저수지의 장기간의 수온 변화를 예측하였다. 결과적으로 대기 온도는 $0.0279^{\circ}C/year$(p < 0.05) 상승할 것으로 예측되었으며, 동일기간 상층(수면으로부터 5m 깊이)과 하층 (바닥으로부터 5m 높이) 수온은 각각 $0.0191^{\circ}C$/년(p < 0.05) 및 $0.008^{\circ}C$/년(p < 0.05) 상승할 것으로 예측되었다. 모의된 수온을 계절별로 분석했을 때 상층수온은 여름철 가장 큰 폭으로 상승하였으며 하층의 경우 겨울철에 가장 큰 폭으로 상승하였다. 계절별 상-하층 수온의 차는 여름이 가장 컸으며, 겨울에 온도차가 가장 작았다. 또한 미래 온도의 상승에 따라, 소양호의 성층 강도가 강해지는 경향을 보였으며 상층 및 하층의 온도차 $5^{\circ}C$를 기준으로 성층이 형성되는 기간은 큰 변동이 없었으나 소멸되는 시점이 점점 늦어지는 추세를 보여 성층 형성 기간이 길어지는 것으로 나타났다. 저수지 표면의 수온 상승은 식물플랑크톤의 계절 성장률에 영향을 미쳤는데, 특정 조건에서 규조류는 최적 성장 범위를 벗어나는 고온 조건에서 성장속도가 감소하였으나 녹조류와 남조류의 출현 시기가 빨라지며 장기화될 것으로 예측되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.780-784
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• 2009

수온은 생태계에 중요한 인자이다. 수온이 상승할수록 용존산소 용해도가 감소하며, 유입된 유기성 폐기물 분해에 많은 영향을 미친다. 낮은 온도에 민감한 수생생물들은 온도에 의해 여러가지 생화학적 생리학적 작용들이 좌우되며, 온도가 올라갈수록 먹이사슬 내에서 신진대사와 생식율이 증가한다. 따라서 댐 하류 하천에서 방류수 수온 검토 및 수온변화를 파악하기 위해 용담댐 직하류 하천에 수온계를 설치하여 수온변화를 모니터링하고, 1차원 비정상 모형을 사용하여 용담댐건설에 대한 하류하천 수온 변화를 파악하였다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.18 no.3
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• pp.313-323
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• 2016

Water temperature affects physical and biological processes in ecologies on river system and is important conditions for growth rate and spawning of fish species. The objective of this study is to compare models for water temperature during the summer season for the Fourchue River (St-Alexandre-de-Kamouraska, Quebec, Canada). For this, three different models, which are CEQUEAU, Auto-regressive Moving Average with eXogenous input and Nonlinear Autoregressive with eXogenous input, were applied and compared. Also, future water temperature in the Fourchue river were simulated and analyzed its result based on the CMIP5 climate models, RCP 2.6, 4.5, 8.5 climate change scenarios. As the result of the study, the water temperature in the Fourchue river are actually changed and median water temperature will increase $0.2{\sim}0.7^{\circ}C$ in June and could decrease by $0.2{\sim}1.1^{\circ}C$ in September. Also, the UILT ($24.9^{\circ}C$) for brook trout are also likely to occurred for several days.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.133-133
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• 2012

기후변화에 관한 정부 간 패널 IPCC의 4차 보고서에 의하면 지난 100년간 지구 평균 기온의 선형추세선 기울기가 $0.74^{\circ}C$/년을 보이고 있으며 21세기말 지구의 평균기온은 최대 $6.3^{\circ}C$까지 더 상승할 것으로 전망하고 있다. 이러한 대기기온의 상승은 저수지 및 하천의 수온과 밀접한 관계를 지니는데, 저수지 표층 수온 및 유입 하천의 수온을 증가시켜 저수지 수온 성층형성시기를 앞당겨 성층화 기간을 증가시키고 또한 성층강도도 증가하게 된다. 이러한 수온성층기간 및 강도의 증가는 심수층의 용존산소 고갈과 이에 따른 퇴적층의 영양염류 용출량을 증가시켜 저수지 수질관리에 어려움을 야기할 것으로 전망되고 있다. 특히 온대기후대에 속하는 우리나라의 대부분의 대형 인공 저수지는 여름철 뚜렷한 수온성층구조가 확인되고 있어 대기기온 상승이 수온성층구조에 미치는 영향을 분석하는 것은 미래 기후변화에 대비한 저수지 수질관리 전략 수립을 위해 필요한 기초 연구라 판단되어진다. 본 연구에서는 2차원 횡방향 평균 수치모형(CE-QUAL-W2)을 활용하여 대기 온도 변화에 따른 충주호의 수온분포를 모의하고 수온 성층구조의 변동경향을 분석하였다. 지구 온난화 영향 모의에 앞서 2010년과 2008년의 충주호 수문조건에 모형을 적용하여 수온 성층구조의 재현성을 확인하였다. 미래 대기기온 자료는 국립기상연구소에서 제공하는 한반도 기후전망 모의자료(RCM) 중 충주댐 유역의 평균 기온자료를 수집하여 사용하였으며, 모의연도는 2011, 2040, 2070, 2100으로 하였다. 또한, 대기기온과 유입수온 자료를 제외한 모든 입력자료는 보정년도인 2010년과 동일하다고 가정하여 대기기온 변화의 영향만을 고려하였다. 2011년에 비해 2100년의 대기기온이 연평균 $2.44^{\circ}C$ 증가하였을 때 표층수온은 평균 $1.72^{\circ}C$, 최대 $4.31^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났으며, 심층수온은 평균 $0.36^{\circ}C$, 최대 $1.33^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났다. 성층구조 형성기간의 비교를 위해 표층과 심층의 수온이 $5^{\circ}C$ 이상의 차이를 보이는 기간을 조사한 결과 2011년에 비해 2100년에서 5일 일찍 시작되어 11일 더 지속되는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.237-240
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• 2000

본 연구에서는 한국 동해 대륙붕 해역에서의 주요 해양현상인 수직 수온구조의 단기변동, 수온전선, 그리고 내부파의 변동을 분석하고 이들 변화에 따른 음파의 음장변화를 고찰하였다. 한국 동해항 근해에서 수온의 수직적 변화는 계절적인 변화 이외에 약 2주간의 짧은 기간에도 매우 극적인 변화가 존재함이 실측자료를 통해 밝혀졌다. 1999년 관측된 CTD 자료를 바탕으로 음장 변화를 살펴본 결과 주파수 1kHz, 음원수심 $30{\cal}m$ 인 경우 수신기 수심에 따라 최소 3dB, 최대 10dB까지 차이를 가져올 수 있음을 알 수 있었다. 한국 동해에서 연안과 외해 사이에는 수온전선이 매우 자주 발달하며 여름에 가장 강한 것으로 알려져 있다. 동해항 근해에는 대표적인 수괴인 대마난류수와 북한한류수가 공존하며 이들의 상대적인 세력 변화 때문에 수은(음속)이 거리에 따라 급격하게 변하는 수온전선이 발달할 수 있다. 저주파수 대역 (200Hz)에 대한 간단한 시뮬레이션 결과는 수온전선이 정상적인 분포에 비해서 거리에 따라 7dB 정도의 큰 전파손실을 초래할 수 있음을 보인다. 한국 동해 연안에도 내부파가 존재한다는 사실이 최근 3년간의 연구 결과 밝혀졌다. 내부파는 외해에서 발생하여 대륙단을 거쳐 대륙붕으로 진행해 오면서 내부파 군 (Packets)으로 분산된다. 수직적 변화가 전체 수층의 $14\%$를 차지하는 간단한 형태의 내부파를 가정하여 음장변화를 시물레이션 한 결과 주파수 1 kHz, 음원수심 $20{\cal}m$인 경우 내부파는 수렴구역 형성을 현저하게 방해하여 최대 5dB까지의 차이를 유발하였다. 추후 이에 대한 연구는 내부파 전체의 시,공간적 분포 특성이 구체적으로 규명되면 보다 정확한 음장변화 추정이 이뤄져야 할 것으로 보인다. 또한 내부파와 음파의 상대적인 진행 방향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.

• Journal of Environmental Policy
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• v.13 no.2
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• pp.21-38
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• 2014

In response to global warming, the effect of the air temperature on water temperature has been noticed. The change in water temperature in river environment results in the change in water quality and ecosystem, especially Dissolved Oxygen (DO) level, and shifts in aquatic biota. Efforts need to be made to predict future water temperature in order to understand the timing of the projected river temperature. To do this, the data collected by the Ministry of Environment and the Korea Meteororlogical Administration has been used to build a nonlinear relationship between air and water temperature. The logistic function that includes four different parameters was selected as a working model and the parameters were optimized using SCE algorithm. Weekly average values were used to remove time scaling effect because the time scale affects maximum and minimum temperature and then river environment. Generally speaking nonlinear logistic model shows better performance in NSC and RMSE and nonlinear logistic function is recommendable to build a relationship between air and water temperature in Korea. The results will contribute to determine the future policy regarding water quality and ecosystem for the decision-driving organization.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.331-335
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• 2007

본 연구에서는 장기간의 현장관측 수온, 염분자료를 분석하여 동중국해 북부해역에서 계절별 수온, 염분의 변동 특성을 조사하였다. 표층의 경우 춘계 수온상승에는 공간적인 차이가 있다. 또한 서부해역($125^{\circ}E$ 이서)에서는 32 psu 이하의 저염 분포가 나타나고 제주 남서해역에서 33psu 이하의 저염수가 춘계부터 제주 주변해역으로 확장한다. 하계 표층염분은 $28.0{\sim}32.4$ psu로 연중 최저값은 보이며, 전해역 표층 염분이 33psu 이하로 저염의 양자강 희석수가 하계에 동중국해 북부해역 표층 전체에 영향을 미치고 있다. 추계의 표층수온과 염분은 동고서저형의 수평분포를 나타낸다. 수온 하강은 서부해역인 대륙 연안수역이 동부의 대마난류수역에 비해 크고, 서부해역에서 33psu 이하의 설상형 저염분포가 이시기에 남동쪽으로 관입되는 형태로 나타나 동계의 남북방향의 염분전선과 이어지게 된다. 연직해황의 경우 동계 수온과 염분은 활발한 대륙작용에 의해 전수층에서 균일한 분포를 나타내며, 대륙연안수역에서는 저온, 저염($12^{\circ}C$, 33psu 이하)의 분포를, 대마난류수역에서는 고온, 고염($16^{\circ}C$, 34.4psu 이상)분포의 지역적인 특성으로 구별된다. 춘계에는 수온약층이 형성되며, 저층에는 동계에 형성되어 대륙연안수와 외양수 사이에 고립된 $13^{\circ}C$ 이하의 냉수괴가 분포한다. 염분은 표층 저염화가 시작된다. 하계에는 양자강 유출수의 영향으로 전해역 표층에서는 30psu 이하로 전해역에서 저염화 양상이 나타나며, 표층에서 30m 층까지 매우 강한 염분약층이 형성된다. 추계 수온 엽문은 균일한 연직수온분포가 나타나며, 동부해역에서는 수심 $75{\sim}100m$사이에서 수온, 염분약층이 형성된다. 동중국해의 수괴는 뚜렷한 계절 변동을 보이며, 대마난류수역인 동부해역에서는 수괴 계절변동의 요인으로 계절 수온변동이 지배적이고, 수온변동은 춘계와 하계 사이에 가장 크다. 중앙부와 대륙연안역인 서부해역에서는 수괴 계절변동에 수온외에 염분 변화가 주요한 요인으로 작용하며, 염분은 하계와 추계 사이에 가장 변동이 크게 나타난다. 즉, 동중국해의 수괴변동에는 변동요인에 따른 공간적인 차이가 있으며, 수괴변화 특성으로 동중국해는 수온변화가 수괴변동에 직접요인이 되는 동부 대마난류수역과 염분변화가 수괴변동의 직접요인인 서부의 대륙연안수역으로 구분된다.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.17 no.6
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• pp.557-565
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• 1984

The year-to-year fluctuations of seasonal variation of sea surface temperatures (SST) in the Korea Strait are studied based on monthly SST data for more than 50 years at Mitsushima ana Okinoshima in the strait. The frequency distribution of SST has two peaks at temperatures below and above the multi-year average, but that of SST anomalies has only one peak at the zero anomaly. More than $95\%$ of the anomalies are in the range of ${\pm}2^{\circ}C$. The harmonic constansts of seasonal SST variation vary from year to year. The standard deviations of annual means, annual amplitudes, ana semi-annual amplitudes are less than $1^{\circ}C$, and those of the annual ana semi-annual phases are about $5^{\circ}$ and less than $50^{\circ}$, respectively. The SST in the Korea Strait have a tendency to decrease their amplitudes as the annual means increase. Physical mechanisms responsible for the analyzed results are discussed in this paper.