• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.535-547
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• 2019

본 연구에서는 조력발전소 가동 이후 퇴적물 내 공간적 중금속 오염변화 특성을 알아보기 위하여, 2015년 표층퇴적물, 퇴적물 코어, 입자성 침강물질 내 중금속 농도를 분석하고 가동 이전인 2009년과의 비교를 실시하였다. 2015년에 채취한 표층퇴적물 내 중금속의 평균 농도는 조력발전소 가동 이전인 2009년에 비해 8% (Cd)~31% (Zn, Hg) 감소하였다. 본 연구에서 분석된 8개 원소를 모두 포함한 오염부하지수(PLI)를 계산한 결과, 2015년 자료가 2009년에 비해 중금속 오염도가 18% 감소하였다. 하지만 2015년에도 산업단지에 인접한 상류지역에서는 여전히 Cu, Zn, Pb가 주의기준(TEL)을 초과하였다. 조력발전소 가동 이전에 비해 2015년 중금속에 오염된 퇴적 깊이는 S6 정점에서는 15 cm, S7 정점에서는 12 cm 증가하였으나 중금속의 평균농도는 감소하였다. 입자물질의 총 침강속의 평균은 2009년에 32.5 g/㎡/d에서 2015년 103.5 g/㎡/d로 입자의 침강량이 3.2배 높아졌다. 수층의 입자물질 증가는 조력발전소 가동에 따라 저층 퇴적물이 재부유된 것으로 판단된다. 코어 시료에서 오염 퇴적 깊이와 입자물질의 침강속 증가는 조력발전소 가동으로 인해 발생한 해류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유되어 다른 지역으로 이동/퇴적된 사실을 나타내고 있다. 표층퇴적물과 마찬가지로 상류지역 코어에서는 여전히 Cr, Cu, Zn, Pb, Cd이 주의기준을 초과하고 있었으며, 중금속 오염 퇴적물이 40 cm 이상 축적되어 있어 여전히 산업단지를 통한 중금속 오염이 심각한 것으로 나타났다. 조력발전소 가동에 의한 해수 유통량의 증가로 시화호 중금속 오염은 다소 감소하였으나, 산업활동을 통한 중금속의 오염은 여전히 존재하고 있으며 퇴적물 재이동을 통해 오염된 퇴적물이 시화호 외측으로 방류되어 환경 혹은 생태계에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서 금속 안정동위원소를 활용한 오염원 추적과 같은 과학적 조사와 오염원을 줄이기 위한 정책적인 결단이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.38-42
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• 2011

토석류는 산간지역에서 발생할 수 있는 가장 위험한 자연재해 중 하나로 입자-유체 혼합물인 토석류가 중력에 의해 매우 빠른 속도로 이동하는 현상을 의미한다. 산간지역에서의 토석류 발생은 도로의 횡단 배수 구조물의 통수능을 저하시키게 되며 그 결과 도로의 유실 등 막대한 피해를 발생시킨다. 잠재적인 토석류 발생 지역에서의 피해 저감을 위해서는 진보된 설계 기준이 마련되어야 하며 이를 위해 토석류의 횡단 배수구조물 내에서 토석류의 동적 거동 특성을 파악하는 것이 선행되어야 할 것이다. 이번 연구에서는 수리 실험을 통하여 횡단 배수구조물 내에서 토석류의 퇴적 특성을 파악하고자 한다. 수리 실험 장비는 폭이 일정한 사각형 수로로 접근 수로와 하류부 수로로 구성되어 있으며 접근수로의 상단부에서 일정한 유량의 토석류를 연속적으로 유입시켜 경사가 급변하는 하류부 수로 내에서의 토석류 퇴적 특성을 파악하였다. 실험 결과로 토석류의 거동 특성은 토석류의 체적 농도, 입자의 특성, 그리고 접근수로와 하류부 수로의 바닥 경사에 종속됨을 정량적으로 알 수 있었다. 또한, 토석류의 체적 농도나 수로 바닥경사 등과는 상관없이 토석류의 퇴적은 하류부 수로의 종단부인 자유 낙하 지점에서부터 시작되었고 시간이 경과함에 따라 퇴적 지점이 접근 수로 쪽으로 이동하며 퇴적량이 크게 증가하는 현상을 보였다. 이 때, 하류부 수로 내 퇴적된 토석류는 약 $12{\sim}15^{\circ}$의 경사를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.918-924
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• 2008

이 연구는 습지의 수생 식물이 퇴적물에 유발하는 생지화학적 변화들을 식물이 존재하는 퇴적물과 존재하지 않는 퇴적물의 공극수 및 퇴적물을 비교 분석함으로써 살펴보았다. 현장 실험을 통하여 식물의 생장기간 동안 rhizosphere에서 높은 SO$_4{^{2-}}$ 농도가 관찰되었고, 이는 식물의 뿌리에서 방출된 산소가 주변 퇴적물에 존재하고 있는 sulfide를 산화시킨 결과라 판단된다. 측정된 AVS의 농도는 SO$_4{^{2-}}$ 농도 증가를 보여주기에 충분한 양이 존재하였고, 관찰된 SO$_4{^{2-}}$ 농도를 발생시키기 위해 AVS 산화에 요구되는 산소량은 0.85 g/m$^2$ day로 다른 연구자들의 연구결과와 부합되는 결과를 도출하였다. 식물이 존재하지 않는 퇴적물의 경우 대부분의 AVS가 지표면에 존재하고 있는데 비해 식물이 존재하는 경우 rhizosphere에서 가장 높은 농도의 AVS가 존재하고 있는 것으로 보아 식물의 evapotranspiration에 의해 지표수내 SO$_4{^{2-}}$가 혐기성 상태인 퇴적물 내부로 활발히 이동되어 졌음을 알 수 있다. 그 외에도, 식물에 의해 증가된 유기물은 퇴적물에서 탄소 순환에 중요한 역할을 하는 $\beta$-glucosidase 효소의 활성도를 증가시켰다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.450-457
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• 2019

항구 주변 하천의 퇴적현상은 하천에 위치한 항구들이 공통적으로 직면하고 있는 문제이나, 그 심각성은 퇴적 속도, 수로 모양 및 크기, 강의 유체 역학적 거동 및 항구의 중요성에 따라 달라진다. 미얀마의 가장 큰 항구인 양곤항이 위치한 양곤강의 높은 퇴적율은 경제적인 측면에서 해결이 절실한 심각한 문제이다. 높은 퇴적물 침강 속도의 결과로 나타나는 양곤강, 파젠달 크릭 및 바고강이 합류하는 지역의 얕은 수심은 양곤항으로 향하는 항로를 막을 뿐만 아니라 양곤항으로 향하는 선박의 크기도 제한한다. 미얀마의 경제발전은 양곤항을 통한 교역에 크게 의존하기 때문에 양곤강의 퇴적물 수송 문제를 해결하기 위해 이 지역의 퇴적현상을 이해하는 연구가 필요하다. 본 논문은 Bagnold(1966) 이론을 적용하여 퇴적물 수송량을 계산하고 양곤 강의 강바닥 고도 변화를 예측하는 것을 목표로 한다. 양곤 강의 우기와 건기 사이의 상하수 운송에서 큰 차이가 발견 되며, 따라서 운송 된 퇴적물이 감소하는 건기에는 침강 문제가 더 심해진다. 건기에 계산한 퇴적율에 따르면 문제가 되는 양곤항 인근 하상 상승률은 연간 약 0.063 m로, 이 지역 연간 준설량을 고려할 때 향 후 50년간 하상이 약 3.15 m 상승할 것으로 예상되며 정확한 예측을 위해 보다 정밀한 관측과 수치모델 등을 사용한 심화연구과 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.349-358
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• 2007

투수성이 큰 낙동강 하구 사질 갯벌 퇴적물에서 유기탄소의 생지화학적 순환을 이해하기 위해 현장과 실험실에서 유기탄소 생산 및 소비에 대한 정보를 추정했다. 퇴적물 상부층의 Chl-a 농도와 공극수의 영양염 농도는 니질 퇴적물에 비해 낮았다. 반면, 사질 퇴적물의 산소소모율은 유기물 함량이 높은 연안 니질 퇴적물 보다 높아 이류에 의한 유기탄소의 분해와 물질의 이동이 큰 것을 의미했다. 간단한 유기탄소의 물질수지는 퇴적물에서 유기탄소의 주 공급원이 퇴적물 표층에 서식하는 저서미세조류와 수생식물의 쇄설성 유기물로 나타났다. 해수 여과율에 낙동강 전체 면적을 외삽한 일당 자연 생촉매 여과양은 부산시 7개 주요 하수종말처리장의 최대 처리량 보다 한 자리수 이상 크게 나타나 연안환경에서 사질퇴적물이 생지화학적 정화와 물질의 재분배에 매우 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.48-48
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• 2018

하천생태계가 호수나 습지생태계와 비교하여 갖는 가장 큰 특징은 '흐름'이 강하게 존재한다는 점이다. 댐과 보 등의 인공물은 하천 내 흐름을 변화시키고, 유량을 조절함으로써 하류에서의 퇴적물 축적, 입자크기, 강의 경사 등의 환경적인 요인이 변화하게 된다. 낙동강 하류는 상류부에 설치되어 있는 안동, 임하, 합천, 밀양 및 남강댐 등 다목적댐과 그 사이에 설치된 보에 의해 지속적으로 하천 유량이 조절되고 있다. 댐/보와 하구둑이 연계된 정체성 조절하천 시스템인 낙동강의 경우, 기후변화와 그에 따른 강우패턴의 변화에 직접적인 영향을 미친다. 특히, 다기능보는 하천을 횡단하는 수공구조물로써 보의 수문운영 방식에 따라 유량이 변화하여 하상변동 및 유사이동 형태의 변화 가능성이 있다. 그러나 기후변화에 따른 유출량 변화와 하상변동을 연계하여 분석한 연구는 매우 드물기 때문에 본 연구가 충분히 가치가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 구미보 하류와 칠곡보 구간에서 미래기후시나리오를 예측하여 SWAT 모형에 적용하여 수문모의를 통한 유출량 분석을 수행하였다. 미래 유출량 분석결과를 하상변동 모델인 GSTARS의 입력자료로 적용하여 유출량 변화에 따른 하상변동 양상을 분석하고자 하였다. GSTARS 모델의 수류튜브와 유사량 공식을 적용하여 연구구간에서의 최심하상고 분석과 주요지점에서의 횡단면 사행분석을 수행하여 유출량 변화에 따른 하상의 변화와 그에 따른 수리계수들의 변화를 분석하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제3권3호
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• pp.12-19
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• 2000

계상 내의 미지형에 영향을 주며 형성된 하상퇴적지의 안정과 보전을 도모하고 계류환경을 보호하기 위하여 계성천 상류유역에서 식생정보를 이용한 하상퇴적지의 식생구조와 시간적 및 공간적 유로변동 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 퇴적지의 생성은 산림 내 상류구간은 주로 산사태 및 토석류 등의 중력침식 현상에 의하여 일어나고, 운반작용에 의해 형성된 하상퇴적지는 식생의 침입에 따라 더욱 안정화되고 있음을 볼 수 있었다. 2. 퇴적지에 생장하고 있는 식생을 통하여 퇴적지의 생성연대를 추정할 수 있어 토석류 등의 토석유출로 인한 하상변동사를 파악하는데 식물지표가 유효한 정보원이 될 수 있었다. 3. 상류 퇴적지의 식생은 근처 산림지역으로부터 종자의 비산으로 치수가 성장하여 자라고 있으므로 비교적 주변식생과 유사하여 완벽한 자연성을 보였는데 특히, 소나무, 때죽나무, 상수리나무, 갯버들, 달뿌리풀 등이 많이 출현하여 계반림 경관을 구성하는 주된 종으로서 교란이후 다른 식생보다 빨리 정착하는 선구수종으로 나타났다. 4. 1 - 5년의 퇴적지는 물이 불어나면 빠른 시간 내에 유로로 전환될 수 있는 공간이며, 11 - 20년의 퇴적지는 계상 내 단구가 비교적 높아 퇴적 및 체류된 시간이 오래 되고 안정화된 퇴적공간이었으며, 퇴적지 토사량은 하폭이 넓을 수록 많았다. 5. 식생침입에 따른 하상퇴적지는 이동규모, 이동빈도 및 체류시간 등의 정도에 따라 안정화가 유지되면서 유로의 변동에 많은 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 6. 퇴적지의 횡단면 구조를 통하여 퇴적지 생성년대에 따른 토사의 재이동 및 체류시간을 파악하여 토사이동규모에 따른 적정한 공작물을 설치하므로서 상류산지의 황폐계류 및 유역환경을 보전할 수 있도록 하여야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.174-174
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• 2016

하천은 침식작용과 퇴적작용에 의해 유사를 하류방향으로 이동시킨다. 하천의 침식작용은 하상을 변화시키고 교량, 보 등의 하천 구조물의 안전성을 저해하여 국민의 재산과 생명에 막대한 피해를 입힌다. 또한 퇴적작용은 상류로부터 이동한 유사를 하도 내에 퇴적시켜 하천의 형상을 변화시키고, 통수면적을 감소시켜 홍수기에 범람 빈도와 규모를 증가시킨다. 이처럼 부유사 자료는 하천 구조물의 설계, 수자원 개발 및 관리를 위한 하천계획의 전반에 있어 매우 중요한 자료이지만, 국내의 경우 유사량 측정방법에 대한 연구가 미비하여 대부분 유사량 채집기를 활용한 직접 측정이 이루어지고 있다. 하지만 유사량 채집기를 활용한 관측은 매우 제한된 지역에서 간헐적으로 실시되고 있어 측정 자료가 부족한 실정이다. 이러한 한계를 극복하고자 간접적인 측정 방식을 개발하였으나 우리나라의 강우 특성상 홍수기를 거치면서 하천의 수리학적 특성이 변화하여 관계식의 신뢰도가 떨어지며 자주 갱신해야 한다는 어려움이 있다. 본 연구에서는 횡방향 유속과 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하는 H-ADCP(SonTek, SL-3000)와 레이저 회절을 이용하여 지점의 입도분포와 부유사 농도를 측정하는 레이저부유사측정기(LISST : Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)를 이용하여 자료를 취득하였다. 그리고 취득된 신호대잡음비, 부유사 농도간의 관계분석을 통해 회귀식을 구축한 후, 초음파 산란도로 정의되는 신호대잡음비를 활용하여 실내 실험수로의 부유사량을 산정하였고 실측 부유사량과의 비교를 통해 오차 분석을 실시하였다. 오차 분석 결과 실측 부유사량은 138.15g/s, 추정 부유사량은 165.372g/s로 신호대잡음비를 이용하여 추정한 부유사량이 약 19% 과다산정 하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 현재 우리나라에 다수 설치되어 있는 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)를 활용한 지속적인 부유사량 관측의 토대를 마련할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권1호
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• pp.1-12
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• 2004

남쉐틀랜드 군도 북쪽 대륙주변부에 분포하는 후기 제 4기 퇴적층에 대한 퇴적상과 고해상 탄성파상 분석을 통하여 빙하 발달기 해저퇴적작용을 규명하였다. 중력시추기를 이용하여 채취된 퇴적물은 퇴적구조와 조직 특성을 달리하는 6개의 퇴적상으로 구분되었으며, 3.5 KHz 고해상 탄성파 특성은 반사파들의 명확성(또는 반사강도), 측면연속성, 형태 및 해저지형에 따라 6개의 탄성파상으로 분류되었다. 이들 퇴적상과 탄성파상, 그리고 해저지형의 특성은 마지막 빙하최대발달기와 그 이후 빙하 쇠퇴기 동안에 상당한 퇴적작용의 변화가 있었음을 지시한다. 마지막 빙하기 동안 현재의 대륙붕 지역에는 극빙하가 확장하여 대부분의 지역을 덮었고, 기저빙하의 유동으로 침식된 깊은 해곡이 대륙붕 상에 형성되었으며, 이 당시 퇴적된 조립질 빙퇴석 퇴적체가 대륙붕 지역에 우세하게 분포한다. 이후 빙하기가 종식되어 남극 대륙빙하가 후퇴하면서, 빙하말단에서 저온의 음빙수가 다량 방출되어 고탁도의 밀도류를 형성하였고, 이러한 고탁도의 수류는 이전 빙하기에 형성된 대륙붕의 해곡을 따라 대륙사면까지 이동하면서 상당량의 퇴적물을 해곡 내의 수로와 대륙사면의 협곡에 집적시켰다. 아울러 대륙사면에서는 드물지만 해저사태와 일시적인 해저류에 의한 퇴적활동도 일어났으며, 남쉐틀랜드 해구에서는 대륙사면으로부터 유입된 저탁류가 간헐적으로 해 구축을 따라 이동하였다. 그러나 빙하가 완전히 후퇴한 현재에는 반원양성의 퇴적이 대륙붕과 대륙사면 전반에 걸쳐 우세하며, 남쉐틀랜드 해구에서는 저탁류가 간헐적으로 발생하여 해구축을 따라 이동된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.93-102
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• 2007

수 저층의 퇴적물에서는 자체 내에서의 물질이동과 변환뿐만 아니라 외부로부터 유입된 물질과 수계 자체에서 생성된 여러 물질들이 침강하고 퇴적되고 있다. 또한 퇴적물에서 수층으로 물질들이 용출하는 등 저층의 퇴적물과 수층 간에는 끊임없이 물질교환이 이루어 지고 있다. 수 저층 퇴적물의 오염상태를 나타내는 저질은 수 저층의 퇴적물 자체를 의미하는 것이 아니라 퇴적물의 오염도를 의미하며 이는 수질과는 달리 시 공간적으로 쉽게 변하지 않아 오랜 기간의 수계 환경의 오염 상태를 알 수 있어 최근 수질조사와 더불어 수 환경의 오염도 평가와 수생생물, 저서생물과 관련한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 주요 저질의 항목으로는 영양염과 중금속 함량, 강열감량(IL), 총 황화물(TS), 산화환원치(ORP), COD, 색, 냄새와 악취, 용출량 등이 있다. 이러한 저질 인자들이 하천이나 호소 및 해양의 과거 및 현재의 오염상태를 알 수 있는 오염의 지표로 이용될 수 있으나 퇴적물의 채취방법, 조사 지점 수, 분석방법, 결과의 상호 비교 평가 등의 여러 문제점이 있어 실제 우리나라에서는 저질조사 연구가 많이 이루어지고 있지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저질 조사의 중요성과 채취방법, 각 저질 항목의 분석방법, 저질변동과 분석 및 평가에 관하여 소개하고자 하였다.