• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.15-20
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• 2007

본 연구에서는 부산신항만 축조공사 중에 발생한 준설토의 외해투기 시 투기 해역의 수질환경 변화를 조사하였다. 준설토 중에는 독성 미량금속이 포함되어 있어서 준설토의 해양투기시 해양생태계에 영향을 미칠 가능성이 있다. 이러한 이유로 준설토의 외해투기 시에는 지속적인 해양환경 모니터링이 필요하다. 총 12 회에 걸친 조사대상 해역의 환경 모니터링 분석결과를 살펴보면 수질등급으로 COD가 II등급을, T-N이 I등급, T-P가 $II{\sim}III$등급으로 나타났으며 이는 우리나라 대부분의 연안이 II등급의 수질분포를 보이는 것과 유사하게 나타났다. 준설토의 투기로 인한 해역의 수질변화에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았으나 조사항목으로 유추하면 준설토 외해투기가 해역의 수질환경에 크게 영향을 미치지는 않는 것으로 보인다. 조사대상 해역에 대해서 계속적인 환경모니터링이 필요하고, 생물조사를 통해 준설토 투기가 해양생태계에 어떠한 영향을 미치는지 조사할 필요성이 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.466-466
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• 2022

2018년 물관리 일원화를 위한 정부조직법 개정으로 기존 국토교통부의 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」 등의 사무가 환경부로 이관되었다. 과거 부처별로 나누어진 물 관리 체계에 따라 부처간 업무중복, 과잉투자 등 수량과 수질에 대한 분리된 관리체계의 한계점으로 유역 상류에 설치된 댐의 경우 저류된 댐 용수의 수질악화의 문제가 발생하였다. 또한, 물관리 일원화 이후, 「제2차 물환경관리 기본계획」에서는 2025년까지 주요 상수원 수질을 좋음(I)등급 달성을 목표로 제시하였고, 이와 연계하여 평가지표 등에 설정한 댐 수질목표를 2025년까지 매우좋음(Ia) 등급 달성을 위해서는 댐 상류 주요 오염원에 대한 과학적 분석이 필요하며 이에 대한 관리대책 마련이 시급한 상황이다. 본 연구의 공간적 범위인 사연댐은 울산공업지구의 공업용수 확보를 위해 1965년 준공되어 울산 일원에 100,000m³/일 이상의 공업용수를 공급하는 수원시설이며, 대곡댐은 기존 울산지역에 공업용수로 사용하던 사연댐의 물을 생활용수로 전환하고, 대곡·사역댐의 연계운영을 통해 연간 66백만의 생활용수를 공급하기 위한 수원시설이다. 수질 목표기준의 경우 대곡댐은 좋음(Ib), 사연댐은 매우좋음(Ia)로 설정되어 있으나, 2015~2019년까지의 TOC, T-P의 평균 달성률을 살펴보면 대곡댐은 TOC 45.8%, T-P 27.1%의 목표수질 달성률을 나타내었고, 사연댐은 TOC 및 T-P 모두 0%로 목표수질을 달성하지 못한 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 대곡·사연댐 상류 유역을 대상으로 유역의 특성 및 오염원 발생 특성을 파악하고, 이에 따른 물환경관리 종합대책을 수립하기 위하여 1) 유역 물환경 기초자료 조사와, 2) 모니터링을 통한 댐유역 오염 원인분석을 수행하였다. 그 결과를 바탕으로 소유역별 오염부하량을 분석하고 개선대책(안)을 도출하였다. 이 때, 개선대책의 효과를 분석하기 위해서 유역 모형(HSPF)과 호소수질(AEM3D) 모형을 활용하여 수질모델 구축 및 보정을 수행하였고, 개선 대책(안)에 대한 목표수질 달성여부를 파악하였다. 최종적으로 대곡·사연댐 유역의 호소수질 변화를 파악하고 댐 유역 특성을 고려한 맞춤형 물환경관리 종합대책을 제시하였다.

• 환경영향평가
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• 제23권5호
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• pp.393-405
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• 2014

본 연구에서는 권역별 수질평가 및 비점오염원 배출부하량을 산정하여, 낙동강수계 권역별 비점 오염원 오염도를 평가하고, 우선관리유역 선정 및 향후 관리방향을 설정하였다. 낙동강수계 수질평가를 실시한 결과, 중권역별 BOD농도를 기준으로 Ia등급에 해당하는 중권역이 10개, Ib등급이 6개, II등급이 5개, III등급이 1개 중권역에 해당하는 것으로 나타났다. COD 농도의 경우, Ib등급에 해당하는 중권역이 9개, II등급이 6개, III등급이 6개, IV등급이 1개 중권역에 해당하는 것으로 나타났다. 중권역 내 수질 오염도를 검토하여 오염도 순위를 적용하는 기준으로 하였으며, 그 결과 금호강 중권역, 낙동고령 중권역, 낙동밀양 중권역 및 남강 중권역이 선정되었다. 중권역별 토지계 원단위를 활용하여 비점오염원 배출부하량을 산정한 결과, 가장 많은 비점오염부하량을 배출하는 중권역은 금호강 중권역 으로 17,706.7 kg/day로 나타났다. 낙동강수계 비점오염원에 대한 수질평가 및 부하량 산정 결과 금호강중권역에 대한 비점오염원 관리가 가장 우선시 되어야 함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.637-644
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• 2006

금번 연구에서는 낙동강 유역내 주요하천을 대상으로 자연도 평가와 수질을 분석하였다. 하천 자연도의 종합평가 결과는 $1.428{\sim}4.107$의 1등급과 4등급으로 평가되었으며, 부문별 평가 결과는 하천형태의 평가지수가 $1.929{\sim}4.429$로 2등급에서 4등급으로, 하천환경의 평가지수는 $1.774{\sim}3.643$의 1등급에서 4등급으로 평가되었다. 수질 평가 결과는 수소이온농도는 $7.102{\sim}8.497 mg/l$이었으며, 생물화학적 산소요구량은 $0.748{\sim}5.271 mg/l$, 용존산소량 $5.077{\sim}12.335 mg/l$, 부유물질은 $3.668{\sim}19.960 mg/l$ 이었다. 하천 자연도 평가 지표의 독립성과 유사성을 판단하기 위하여 하천 자연도 평가와 수질 상관분석을 실시한 결과, 상관계수가 $-0.1503{\sim}-0.5886$로 낮은 상관성을 갖고 있으며, 서로 독립적인 지표인 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.386-390
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• 2006

금번 연구에서는 낙동강 유역내 주요하천을 대상으로 자연도 평가와 수질을 분석하였다. 하천 자연도의 종합평가 결과는 $1.428{\sim}4.107$의 1등급과 4등급으로 평가 되었으며, 부문별 평가 결과는 하천형태의 평가지수가 $2.111{\sim}4.048$으로 2등급에서 4등급으로, 하천환경의 평가지수는 $1.774{\sim}3.643$의 1등급에서 4등급으로 평가되었다. 수질 평가 결과는 수소이온농도는 $7.102{\sim}8.497mg/{\ell}$이었으며, 생물화학적 산소요구량은 $0.748{\sim}5.271mg/{\ell}$, 용존산소량 $3.668{\sim}19,960mg/{\ell}$, 부유물질은 $5.077{\sim}12.335mg/{\ell}$이었다. 하천 자연도 평가 지표의 독립성과 유사성을 판단하기 위하여 하천 자연도 평가와 수질 상관분석을 실시한 결과, 상관계수가 $-0.1503{\sim}-0.5886$로 낮은 상관성을 갖고 있으며, 서로 독립적인 지표인 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.254-258
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• 2006

경제발전 과정에서 급격한 도시화로 인해 건기의 하천 수량은 줄어들고, 비점오염 발생량은 증가하였으며 심지어 하천이 복개되고 직강화되어 홍수 피해 및 수질오염은 더욱 증가하고 있다. 다행히 최근 소득수준의 증가와 여가시간이 확대됨에 따라, 그 동안의 도시화와 산업화로 인한 오염된 하천을 다시 복원하려는 운동이 활발하게 진행되고 있다. 안양천은 이 같은 하천 중 가장 대표적인 하천 중 하나이다. 본 연구에서는 다속성선택법(CE: choice experiments)을 적용하여 안양천이 어떠한 속성을 갖고 있으며 각각의 속성에 대해 안양천 유역주민들의 사회적인 경험과 인식, 그리고 각 속성의 수준간의 상쇄관계(trade-off)를 고려함으로써 소비자선호에 근거한 한계가치(marginal value)를 추정하였다. 2차례에 걸친 예비조사를 통해 안양천이 가진속성을 홍수피해위험, 가뭄시 하천유량, 수질등급, 하천형태로 설정하였고 설문지 작성을 위해 개별 속성들간의 직교성(orthogonality)을 보장해 주는 주효과 직교설계(orthogonal main effects design) 방법을 이용하였다. 작성된 설문지를 이용해 안양천 유역 10개 지자체 거주민을 대상으로 설문조사를 실시하였고 설문조사 결과를 통해 추정된 각 속성에 대한 가구당 매월 한계지불의사액은 하류구간의 잠재적 홍수피해(PFD가 0.5)가 보통일 경우는 1,764.8원/월, 낮을(PFD가 0.5이하) 경우는 1,783.8원/월, 가뭄시 하천수가 목표유지유량보다 는 작지만 매말라 있지 않은 경우에는 1,496.8원/월, 가뭄시 하천수가 목표유지유량 이상 유지될 경우에는 2,274.9원/월, 수질 등급 3등급일 경우 1,721.5원/월, 수질 등급 2등급일 경우 1,764.4원/월, 하천둔치를 체육공원과 산책로를 조성할 경우 2,078.1원/월, 하천둔치를 자연친화형 하천으로 보존할 경우 2,441.7원/월으로 분석되었다. 또한 추정된 가구당 매월 한계지불의사액을 통해 각 지자체별 정책대안의 기대효과에 대한 편익을 추정하였다. 각 기대효과는 치수, 수량확보, 수질, 생태로서 각각의 기대효과에 대해 가장 높은 편익을 나타내는 것은 부천시의 하수처리장 건설로서 이는 매년 926.8억원의 편익이 발생되며 그 다음으로는 부천의 하수관거정비(역곡)로서 이는 매년 601.5억원의 편익이 발생하는 것으로 추정되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제20권2호
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• pp.235-258
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• 2006

청계천 복원공사 전(2003) 중(2004) 후(2005)의 수질과 식물 및 식생모니터링결과 청계천의 수질등급은 공사 전에는 $BOD_5$가 평균 51.1mg/L로서 등급 외이었으나, 공사 후에 한강수와 지하철 역사의 물이 공급되면서 $BOD_5$가 3.3mg/L로 낮아져 수질이 3등급으로 향상되었다. 식물의 경우는 공사 전에 총 121종에서 공사후에 132종으로 다소 증가하였다. 특히 다년초의 비율이 공사 전 24.8%에서 공사 후 35.6%로 증가되었으며, 갈대군락과 잔디군락이 도입식생으로 관찰되었다. 그러나 공사구간은 공사 전 우점 군락이었던 식생보전등급 1인 환삼덩굴과 망초군락이 여전히 우세하여 식물의 생태성은 공사전과 후의 변화가 크지 않았다. 또한 이 같은 조사내용을 비교대상구간과 비교하면 비교대상구간의 수질은 $BOD_5$ 0.8mg/L인 1등급으로 공사구간보다 양호하고, 식물종수도 154종으로 공사구간보다 다양할 뿐 아니라 귀화식물의 비율은 13%로서 공사구간의 28.8%보다 낮았다. 따라서 현재까지는 공사구간이 비교대상구간보다 생태적으로 떨어지는 것으로 평가된다. 그러나 하천복원이란 장기적이며 복합적인 과정으로서 본 연구 에서와 같은 단기조사만으로 복원의 효과성을 논할 수 없으며, 앞으로 장기간에 걸친 다른 주요항목에 대한조사도 병행되어야만 청계천 복원의 효과성을 검증할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.448-448
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• 2021

최근 급격한 기후변화와 도시화 및 산업화로 인한 지류하천에서의 수량과 수질의 변동은 생물 다양성 감소와 수생태계 건강성 저하에 큰 영향을 미치고 있다. 효율적인 수생태 관리를 위해서는 지속적인 유량, 수질, 그리고 수생태 모니터링을 통한 데이터 축적과 더불어 면밀한 상관 분석을 통해 수생태계 건강성의 악화 원인을 규명해야 할 필요가 있다. 그러나 수많은 지류하천을 대상으로 한 지속적인 모니터링은 현실적으로 어려움이 있으며, 수생태계의 특성 상 단일 영향 인자만으로 수생태계의 건강성 변화와의 관계를 정확히 파악하는데 한계가 있다. 따라서 지류하천에서의 유량 및 수질의 시공간적인 변동성과 다양한 영향 인자를 고려하여 수생태계의 건강성을 효율적으로 예측할 수 있는 기술이 필요하다. 이에 본 연구에서는 경험적 데이터 기반의 머신러닝 모델 구축을 통해 미계측 하천에서의 수생태계 건강성 지수(BMI, TDI, FAI)의 등급(A to E)을 예측하고자 하였다. 머신러닝 모델은 학습 데이터셋의 양과 질에 따라 성능이 크게 달라질 수 있으며, 학습 데이터셋의 분포가 불균형적일 경우 과적합 또는 과소적합 문제가 발생할 수 있다. 이를 보완하고자 본 연구에서는 실제 측정망 데이터셋을 바탕으로 생성적 적대 신경망 GAN(Generative Adversarial Network) 알고리즘을 통해 머신러닝 모델 학습에 필요한 추가 데이터셋(유량, 수질, 기상, 수생태 등급)을 확보하였다. 머신러닝 모델의 성능은 5차 교차검증 과정을 통해 평가하였으며, GAN 데이터셋의 정확도는 실제 측정망 데이터셋의 정규분포와의 비교 분석을 통해 평가하였다. 최종적으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 통해 예측 된 미계측 하천에서의 데이터셋을 머신러닝 모델의 검증 자료로 사용하여 수생태계 건강성 등급 예측 정확도를 평가하였다. 본 연구에서의 GAN에 의해 강화된 머신러닝 모델은 수질 및 수생태 관리가 필요한 우심 지류하천 선정과 구조적/비구조적 최적관리기법에 따른 수생태계 건강성 개선 효과를 평가하는데 활용될 수 있을 것이다. 또한 이를 통해 예측된 미계측 하천에서의 수생태계 건강성 등급 자료는 수량-수질-수생태를 유기적으로 연계한 통합 물관리 정책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2064-2068
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• 2007

합류식 하수도는 오수와 우수를 동시에 배제하는 하수관거 시스템으로 시공이 쉽고 건설비용이 저렴한 반면에 강우시 차집되지 않고 월류되는 유출량으로 인해 수체에 악영향을 초래한다. 관거에서 유출되는 유출수는 강우 초기에 유역에서 집중적으로 유출되는 비점오염원과 하수 및 관거내 오염물질 등을 동반하여 수질 개선을 어렵게 하고 수질 악화를 가중시킨다. 본 연구에서는 기존 유역에 설치된 합류식 하수관거를 분류식으로 개선하고 강우시 초기 세척에 의해 유입하는 비점오염원을 삭감하기 위한 초기우수 처리시설 설치에 따른 M 저수지 수질개선 효과를 수치모델을 사용하여 모의하였다. 저수지의 수질예측은 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 및 수질모델인 CE-QUAL-W2를 사용하였다. 저수지 유입량은 군산기상대에서 관측한 일별 강우량 자료를 이용하여 일별 유출량을 산정하였고, 댐 방류량 자료는 M저수지의 2006년 일별 관측수위를 이용하여 유입량과 수위-체적 곡선으로부터 산정하였다. 모델의 보정은 2005년 5월과 8월에 측정한 수질자료를 이용하여 수행하였으며, 저수지의 관측값과 모의결과는 저수지 중앙부 대표지점에서 이루어졌으며, 모델은 관측값을 잘 반영하였다. 모의 결과 M 저수지의 연평균 BOD농도는 합류식(1.25 mg/L)에 비해 분류식 하수 관거(0.91 mg/L)를 도입할 경우 27.2% 개선되었으며, 초기우수 처리시설(0.84 mg/L)을 추가 할 경우 32.8%까지 개선효과가 상승하였다. 기존 합류식 하수관거의 경우 연간 유출부하량은 7,713 kg/yr이었으며, 분류식으로 전환할 경우 2,256 kg/yr, 초기우수처리시설을 추가할 경우 902 kg/yr로 삭감되는 것으로 예측되었다. 분류식하수관거와 초기우수처리를 모두 이행할 경우, BOD와 COD 기준이 호수 수질 기준 II등급 이내로 유지되며, T-P 농도는 0.02mg/L 이하로 유지되어 6월 이후 여름철에 저수지내 조류성장 억제에 효과가 클 것으로 예측되었다. 하수관거 정비사업을 통해 M 저수지는 기존의 농업용 저수지의 목표수질뿐만 아니라, 친수공간으로써 적합한 II등급 수질을 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.490-490
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• 2022

국내 대하천 및 중·소규모 하천의 홍수터 공간을 활용하여 체육시설 및 공원 등과 같은 친수 시설물을 조성하여 친수공간으로 활용하고 있으며, 시민들의 친수활동 빈도는 증가추세에 있다. 특히 하천 내에서 수상 레크레이션 활동 등과 같은 다양한 친수활동이 증가하고 있으며, 하천친수에 관한 정보 수요가 급증하고 있으나 체계적인 공급은 미흡한 수준이다. 따라서 본 연구에서는 친수공간 조성 및 유지관리에 대한 측면과 친수공간에서의 쾌적한 친수활동을 위한 정보제공 목적으로 하천 친수공간에서의 복합모니터링을 이용한 친수활동 종합지수를 산정 방법을 개발하고자 하였다. 센서 기반의 시계열 데이터 구축을 위해 하천 수질, 수리인자의 복합모니터링을 진행하였다. 수리인자(수위, 유속, 수면폭 등)와 수질인자(탁도, Chl-a, pH 등), 기상학적 인자(자외선 지수, 미세먼지 등) 등급에 따른 허용기준을 설정하여 각 등급 별로 수리인자의 값을 0~1 사이 값인 소속도로 변환하여 소속도의 합성 및 친수활동 등급을 결정하였다. 최종적으로 수리, 수질, 기상 인자별 소속도 함수 산정을 통한 퍼지합성 이론 기반의 친수활동 종합지수를 산정하였다. 그리고 친수활동 종합지수를 예보하기 위한 모델 적용을 위한 방향성을 정립하였다.