• 제목/요약/키워드: 하천특성인자

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Deep Neural Network와 Convolutional Neural Network 모델을 이용한 산사태 취약성 매핑 (Landslide Susceptibility Mapping Using Deep Neural Network and Convolutional Neural Network)

  • 공성현;백원경;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1723-1735
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    • 2022
  • 산사태는 가장 널리 퍼진 자연재해 중 하나로 인명 및 재산피해 뿐만 아니라 범 국가적 차원의 피해를 유발할 수 있기 때문에 효과적인 예측 및 예방이 필수적이다. 높은 정확도를 갖는 산사태 취약성도를 제작하려는 연구는 꾸준히 진행되고 있으며 다양한 모델이 산사태 취약성 분석에 적용되어 왔다. 빈도비 모델, logistic regression 모델, ensembles 모델, 인공신경망 등의 모델과 같이 픽셀기반 머신러닝 모델들이 주로 적용되어 왔고 최근 연구에서는 커널기반의 합성곱신경망 기법이 효과적이라는 사실과 함께 입력자료의 공간적 특성이 산사태 취약성 매핑의 정확도에 중요한 영향을 미친다는 사실이 알려졌다. 이러한 이유로 본 연구에서는 픽셀기반 deep neural network (DNN) 모델과 패치기반 convolutional neural network (CNN) 모델을 이용하여 산사태 취약성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구지역은 산사태 발생 빈도가 높고 피해가 큰 인제, 강릉, 평창을 포함한 강원도 지역으로 설정하였고, 산사태 관련인자로는 경사도, 곡률, 하천강도지수, 지형습윤지수, 지형위치 지수, 임상경급, 임상영급, 암상, 토지이용, 유효토심, 토양모재, 선구조 밀도, 단층 밀도, 정규식생지수, 정규수분지수의 15개 데이터를 이용하였다. 데이터 전처리 과정을 통해 산사태관련인자를 공간데이터베이스로 구축하였으며 DNN, CNN 모델을 이용하여 산사태 취약성도를 작성하였다. 정량적인 지표를 통해 모델과 산사태 취약성도에 대한 검증을 진행하였으며 검증결과 패치기반의 CNN 모델에서 픽셀기반의 DNN 모델에 비해 3.4% 향상된 성능을 보였다. 본 연구의 결과는 산사태를 예측하는데 사용될 수 있고 토지 이용 정책 및 산사태 관리에 관한 정책 수립에 있어 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

순물소모량 개념에 의한 제주도 농업용수 수요량 산정 및 평가 (Estimation and evaluation of irrigation water need using net water consumption concept in Jeju Island)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권7호
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    • pp.503-511
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    • 2017
  • 수자원 계획 및 운영을 위한 수요량을 추정하는데 있어, 실제 이용 추세를 반영한 생활용수나 공업용수와 달리 농업용수는 용수공급시설의 규모를 결정하기 위한 방법론이 주로 적용되어 왔다. 이는 불가피하게 농업용수의 과다추정으로 이어질 수 있으며, 전체 수자원 계획의 관점에서 각 용도별 용수 수급계획의 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법론과 비교하여 순물소모량 개념의 접근방법의 차이에 대해 고찰하였으며, 이를 제주도 전역에 적용하여 농업용수 수요량 특성을 분석하였다. 수요량 산정에 핵심적인 인자인 증발산량의 정확한 추정을 위하여 SWAT 모형을 적용하고, 제주도 지역의 지형 및 기상, 유출, 물이용 특성을 반영한 유역 모델링을 수행하였으며, 기존 물수지 결과와 비교하여 모델링 자료의 신뢰성을 평가하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 제주도 전체의 수요량은 연간 427 mm로 분석되었으며, 동부와 서부 해안지역을 중심으로 상대적으로 높은 수요량을 나타내었다. 유역면적 $30km^2$ 이상인 10개 하천유역에 대해서도 연평균 수요량 및 계절별 변화 특성을 분석하였다. 또한, 장래 2020년 지역별 작물재배면적을 적용하여 10년 빈도 가뭄에 대응한 수요량을 산정한 결과 기존 제시된 수요량 대비 54% 수준으로 나타났다. 이는 수요량 산정목적에 따른 접근방법의 차이로 인해서 나타난 결과로서, 수자원 관리 및 운영의 관점에서 보면 순물소모량만큼의 추가적인 수요가 예상되지만, 실제 공급의 관점에서는 기존 수요량만큼의 시설계획이 필요하다고 판단할 수 있다. 본 연구에서 적용된 방법론 및 결과의 실무 활용을 위해서는 공학적인 검증은 물론이고 정책적 제도적인 측면에서의 합리적인 논의가 필요할 것이다.

의암호 수체 흐름과 혼합 패턴에 관한 모델 연구 (A Hydrodynamic Modeling Study to Analyze the Water Plume and Mixing Pattern of the Lake Euiam)

  • 박성원;이혜원;이용석;박석순
    • 생태와환경
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    • 제46권4호
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    • pp.488-498
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    • 2013
  • 본 연구에서는 상류 댐 및 유입 지류의 물리적, 지형적 특성을 고려하여 의암호 수체의 혼합 거동을 해석하고 수질 분포에 미치는 인자로 수체간 혼합 과정을 파악하기 위하여 3차원 시변화 모델, GEMSS 모델 시스템을 구축하였다. 실측 자료를 바탕으로 적용 모델의 재현성을 검토한 결과 본 연구에서 적용된 GLLVHT 모델은 상이한 강우 및 유량 조건에서 의암호 내 열수지 및 수체 혼합 특성을 잘 재현하고 있는 것으로 판단되었으며, 모델 보정 결과를 바탕으로 의암호의 수온, 전기전도도 그리고 체류시간의 시 공간적 분포와 유입지류의 흐름 특성을 분석하였다. 의암호는 상이한 목적을 가진 소양강댐과 춘천댐의 방류량과 유입 지류의 큰 변동폭에 수리 및 수질이 영향을 많이 받고 있다. 의암호는 봄과 여름철에는 수온이 높은 춘천댐의 방류량에 상대적으로 영향을 크게 받아, 전체적으로 높은 수온 분포를 나타낸다. 반면 가을과 겨울철에는 소양강댐의 방류 유량이 많고 수온이 높고, 춘천댐의 유량이 매우 적어 상대적으로 전기전도도가 낮은 소양강댐 방류수의 수온이 의암호의 온도 분포에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 전기전도도는 춘천하수처리장과 공지천의 높은 유입으로 하류 의암댐 부근까지 높은 전기전도도의 분포를 나타낸다. 의암호의 체류시간은 춘천댐과 소양강댐의 방류수가 유입되는 상류 수역은 체류시간이 비교적 짧게 나타나며 의암댐 부근의 하류에서 점차 증가하는 것으로 분석되었다. 중도 부근의 낮은 수심으로 인해 소양강댐 방류량이 많은 시기에는 역류현상이 발생하여 체류시간이 일시적으로 증가한다. 또한 하중도의 우안에서 공지천과 춘천하수처리장이 유입되는 수역, 중도의 우안에서는 연중 20일 이상의 체류시간을 보이고 있다. 이러한 정체수역에서는 지류들의 혼합률이 저하되고 유속이 낮은 특징을 가지기 때문에, 식물성 플랑크톤의 과대성장 우려가 있어 수질관리에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 여름철 집중 강우시에는 유입 및 유출의 급격한 증가로 체류시간은 크게 감소하며, 춘천댐과 소양강댐의 방류수는 약 10일 이하의 짧은 체류시간으로 의암호로 유입되는 것으로 예측되었다. 의암호 내 표층에서는 소양강댐의 방류가 많은 비중을 차지하며, 특히 중도의 우안의 상류부까지 소양강댐의 방류수가 역류하는 현상이 나타나며, 중도의 좌안과 붕어섬 상류부에서 소양강댐 방류수가 흐르는 것을 알 수 있다. 춘천댐의 방류량이 큰 경우에는 소양강댐의 방류수가 중도 좌안에 거의 영향을 주지 않으며 우안을 따라서 그대로 방류되는 특징을 보인다. 또한 붕어섬 상류부를 통하여 춘천댐의 방류수가 중도 좌안 및 소양강댐 방류 합류지점까지 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 공지천의 방류수는 소양강댐의 방류수가 많은 시기에 동시에 증가하여 공지천과 의암호 합류부의 상류로 역류하는 현상을 보이고 있다.

탑정저수지의 부영양화 특성 및 주요 변수 간의 상호관계 (Trophic State Characteristics in Topjeong Reservoir and Their Relations among Major Quality Parameters)

  • 박유미;이의행;이상재;안광국
    • 생태와환경
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    • 제42권3호
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    • pp.382-393
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.

대형 배양장치에서 기능그룹에 기초한 식물플랑크톤 천이 특성 (Characteristics of Phytoplankton Succession Based on the Functional Group in the Enclosed Culture System)

  • 이경락;노성유;이재윤;윤성애;이재학;신유나;이수웅;류덕희;이재관
    • 생태와환경
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    • 제50권4호
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    • pp.441-451
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    • 2017
  • 2016년 8월 19일부터 12월 31일까지 현장원수와 퇴적물이 주입된 현장 배양장치 실험을 통해 환경요인의 영향에 따른 식물플랑크톤 기능그룹(phytoplankton functional group, PFG)의 천이 특성을 연구하였다. 본 연구에서 확인된 식물플랑크톤은 총 27속 50종이었으며, 분류군별로는 녹조류 30종, 규조류 11종, 남조류 7종, 편모조류 2종으로 나타났다. 실험구에서 총 25속 47종(녹조류 30종, 규조류 9종, 남조류 6종, 편모조류 2종), 대조구에서 총 23속 45종(녹조류 26종, 규조류 10종, 남조류 7종, 편모조류 2종)의 식물플랑크톤이 각각 확인되었다. 식물플랑크톤 기능그룹(PFG)은 총 19개(B, C, D, F, G, H1, J, K, Lo, M, MP, N, P, S1, $T_B$, $W_0$, X1, X2, Y)로 확인되었으며, 실험구와 대조구에서는 H1을 제외하고 18개의 PFG가 모두 출현하였다. 생체 부피(biovolume)에 기초했을 때 $W_0$, J 및 M 그룹은 원수만 주입된 대조구와 비교하여 원수와 퇴적물이 주입된 실험구에서 영양염의 내부순환(internal cycling)의 영향으로 더 높은 생체부피를 보이면서 뚜렷한 천이 양상을 나타내었다. PCA 분석 결과에 기초할 때 PFG의 천이 양상은 영양염, 수온 및 조도 등의 주요 환경인자들과의 상관성에 따라 뚜렷한 차이를 나타내었다. 결론적으로 본 연구에서 PFG를 적용하여 주어진 환경조건에서 식물플랑크톤 적응 및 천이(성장) 특성을 확인할 수 있었으며, PFG는 향후 국내 수계의 식물플랑크톤 천이를 이해하기 위한 새로운 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.

친수지구의 계절별 수질특성과 친수활동의 적합성에 관한 연구 (A Study on the Seasonal Water Quality Characteristics and Suitability of Waterfront Activitiesin Waterfront Areas)

  • 김택호;장윤영
    • 환경영향평가
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    • 제32권2호
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    • pp.134-145
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    • 2023
  • 현재 주요하천의 홍수터는 레저활동의 증가와 접근성 개선에 따라 다양한 형태의 친수공간으로 변모하고 있다. 일반적으로 하도내의 친수활동은 여름철에 집중되는 경향이 있고 이 시기의 친수활동은 수질에 직접적 영향을 미친다. 이에 따라 친수활동이 집중되는 시기의 친수활동의 특성과 수질에 대한 정확한 비교평가가 필요하다. 본 연구에서는 친수지구 이용자의 친수활동 현황과 친수지구 수질을 비교분석 하기 위해 다음과 같이 연구를 수행하였다. 첫째, 환경부 수질측정망 정보를 이용하여 조사대상 친수지구 3개소를 선정하였다. 둘째 친수지구 이용자를 대상으로 친수활동 만족도 및 유형에 대한 설문조사를 실시하였다. 셋째, 월별 수질측정 인자를 기준으로 수질등급을 산정하고 이를 비교하였다. 넷째, 최근 5년간의 수질측정 자료를 이용하여 친수활동이 높은 시기와 그렇지 않은 시기의 수질특성에 유의한 차이가 있는지를 통계분석(일원배치 분산분석) 하였다. 이러한 분석결과 본 연구에서는 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 친수활동 이용도는 캠핑, 수상스키, 낚시, 수영, 래프팅 등의 순으로 조사되었다. 둘째, 친수활동 만족요소는 활동편이성, 수질, 수변경관, 교통접근 편의성, 기온 등의 순으로 조사되었다. 셋째, 친수지구 수질만족도는 관할기관에서 제시되는 수질등급과는 상관없이 대체로 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 넷째, 환경부 수질측정망 데이터를 수질등급으로 비교결과 대체로 양호한 등급이 나타났고 특히 BOD항목 등은 계절별로 등급 빈도간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 다섯째, 수질관측망 자료를 계절별로 통계분석(일원배치 분산분석) 결과 DO를 제외한 COD, BOD, TP, TOC는 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 종합하여 볼 때 친수지구내의 수질개선에 대한 종합적 관리체계 마련과 친수활동이 높은 시기에 대해서는 수질개선 노력이 더 필요하며 향후 에는 친수지구의 수질예보 체계 마련이 필요할 것으로 판단된다.

새만금호의 수질 특성 및 영양상태지수를 이용한 부영양화 평가 (Assessment of Eutrophication Using Trophic State Index and Water Quality Characteristics of Saemangeum Lake)

  • 김종구
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.587-597
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    • 2023
  • 조류의 이상증식을 일으키는 새만금호 부영양화를 평가하기 위해 Carlson 지수를 적용하였다. 연구를 위해 2021년 월별로 새만금호내 총 7개 정점에서 수질조사를 실시하였다. Chl.a의 농도는 동계에는 만경수계가 약간 높았고, 춘계와 하계에는 동진수계가 약간 높게 나타났으나, 일부 시기를 제외하고는 전체적으로 호소 수질환경기준 3등급과 비슷하거나 낮은 농도를 나타내었다. COD는 만경수계와 동진수계 모두 하계와 추계에 호소 수질환경기준 4등급과 유사하거나 상회하는 수질을 나타내었다. TOC는 모든 지점에서 3등급 이내의 수질을 보였다. 총인 농도는 호수 수질환경기준 4등급을 초과하였고, 월별로는 1월과 강우 후 8월에 높게 나타났다. 수질인자간의 상관성 분석에서 염분 농도에 대한 유기물, 총인, 총질소의 상관성이 상대적으로 높게 나타나 배수갑문을 통한 해수유입과 상류 하천을 통한 담수 유입에 의한 담수역, 기수역, 해수역의 수질 특징을 반영하고 있었다. 영양상태지수에 의한 새만금호의 부영양화 변동 특성을 보면, Chl.a와 SD, TN의 지수에서 부영양화 초기 단계의 수질을 보였으며, TP 지수의 경우 심각한 부영양화 상태를 나타내고 있었다. 수질인자간 부영양화 지수의 크기는 모든 수계에서 TSI(TP) > TSI(TN) > TSI(SD) > TSI(CHL)의 순으로 나타났다. TSI(CHL)에 대한 TSI(TP) 및 TSI(SD)와의 편차를 2차원 평면으로 나타낸 사분면 분석 결과를 보면, 조류 성장에 대한 총인이 영향에서는 모든 수계에서 대부분의 총인(TP)에 의한 제한적 영향은 나타나지 않았으며, 빛 감쇠에 영향을 미치는 인자는 외부로부터 유입되는 적은 입자상 물질에 의한 영향이 크게 나타나는 것으로 평가할 수 있다.

생활용수 소비패턴 및 실사용량 분석 (Analysis of Domestic Water Consuming Pattern and Metered Water Use)

  • 김주환;조임영;박노혁;우형민;안효원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1310-1315
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    • 2004
  • 용수수요 추정의 기본은 수도계획에 사용할 수 있는 실사용량에 대한 조사로 이에 대한 자료가 거의 없기 때문에 각 수도사업별로 제시되는 추정방법이 조금씩 상이하며, 추정방법의 진위를 가릴 수 없이 수요추정의 악순환을 초래하고 있는 실정이다. 기존 물사용량 예측은 급수량 기준의 도시 전체에 내한 평균 LPCD를 이용함에 따라 물사용 특성을 충분히 고려찬 수 없어 지역별 실제 물사용량과 큰 오차가 유발되었다. 그러므로 수도계획 및 설계에 사용할 수 있는 신뢰성 있는 설계인자를 도출하기가 불가능하여 물수요 관리정책 수립, 수도요금체계 조정 및 누수방지계획 수립 등 경제적인 수도시설의 건설에 애로를 겪고 있다. 본 연구에서는 생활용수 중 가정용수에 대하여 세탁기, 변기, 싱크대 등 수도전에 유량계를 설치 실제 가정에서 사용하고 있는 용도별 사용량을 실측, 파악하였으며, 이로부터 얻은 용도별 사용량에 대한 기간별 소비특성을 분석하였다. 이로부터 생활용수 사용량의 소비패턴 및 시간대별 부하율 산정이 가능하며, 각종 용도별 사용수량의 소비형태를 찾아낼 수 있었다. 또한 가정용수 중 용도별 물 사용비율은 세탁용수, 변기, 주방, 목욕용수의 순으로 나타났으며 주택유형별로는 아파트 연립주택, 다세대 주택, 단독주택의 순으로 단독주택에서의 물사용량이 가장 적게 나타났다. 생활용수 공급량에 내해서는 시간별, 주별, 월별 그리고 계절변동 총량을 파악하였으며 시간대별로는 오후 3시경이 최대 소비량을 보였고, 주별로는 월요일 그리고 월별로는 7월의 용수사용량이 가장 큰 것으로 조사 되었다. 본 연구로부터 도출된 용도별 실측 물사용량 자료 및 분석결과로부터, 지금까지 공급량 기준의 계획수립이 이루어져왔던 파종 수도시설 규모결정시 합리적인 용수수요예측 및 수요관리가 이루어질 수 있을 것으로 판단되며, 용수수요의 과다예측 오해 해소 등 경제적, 과학적 물관리 정책수립을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.는 경제적인 방법이 될 수 있다. 하천수 등의 상호 관계 분석을 통해 장기간의 유역 물순환체계 변화를 분석할 수 있었다.골풀과, 닭의장풀과가 각 1종씩으로, 조사지점( I )보다 좀 더 많은 종이 분포하는 것으로 조사되었다. 또한 어류는 조사지점( I )에서 3회에 걸쳐 총 396개체가 채집되어 3목 8과 21종이었다. 이 중 한국 고유종은 11종이었고, 외래 어종은 검정우럭과 2종이 조사되었으며, Zacco platypus(피라미), Zacco temmincki(갈겨니), Acheilongnathus koreanus(칼납자루), Odontobutis platycephala(동사리), Coreoleuciscus splendidus(쉬리) 순으로 분포하고 있었고, Acheilognathus signifer(묵납자루)는 댐 건설 전에는 많이 분포하였으나 현장조사에서 서식을 확인 할 수 언어 개체수의 큰 감소내지 멸종된 것으로 추정되었다.에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식하는 해방적 행동에 대한 목표를 강조하여 적용할 필요가 있음을 시사하고 있다.교하여 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 HSP 환자군에서도 $IL1RN^{*}2$ allele 빈도와 carriage rat

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농업지역 소하천의 수질 특성 파악을 위한 UAV 영상 활용 가능성 분석 (An Analysis on the Usability of Unmanned Aerial Vehicle(UAV) Image to Identify Water Quality Characteristics in Agricultural Streams)

  • 김성현;문병현;송봉근;박경훈
    • 한국지리정보학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.10-20
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    • 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.

생육환경 분석을 통한 서울·인천·경기지역 천연기념물 노거수의 관리방안 (Management Guidelines on the Large Old Trees as the Natural Monuments in Seoul, Incheon, and Gyeonggi Province through the Analysis of the Growing Environment)

  • 이승제
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권1호
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    • pp.88-99
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    • 2009
  • 본 연구는 우리나라 노거수의 생육환경의 악화 및 훼손에 따른 관리방안을 제시하기 위하여 천연기념물 노거수의 생육환경을 분석함으로서 과학적인 보호관리대책을 수립하기 위한 목적으로 실시하였다. 연구대상지는 서울, 인천, 경기 지역의 천연기념물 노거수 20주를 대상으로 개체별 특성을 파악하였다. 생물학적 특성은 수종명, 수령, 수고, 근원둘레 4개항목을 조사하고, 입지현황은 입지유형, 입지환경의 2개 항목, 근원부 성상은 나지화, 복토깊이의 2개 항목, 건강도는 고사지율, 공동크기, 수피이탈율, 병충해, 신초생장의 5개 항목, 토양환경은 토양 pH, 유기물함량, 유효인산, 치환성양이온(K, Ca), 토양경도의 6개 항목으로 설정되었다. 이와 같은 조사항목별 현황조사 결과를 토대로 노거수의 입지현황과 생육환경 및 토양환경과의 상호관련성을 파악하기 위하여 상관관계 분석을 실시하여 노거수의 건강에 가장 영향을 끼치는 인자를 구명하고, 이에 따른 과학적인 관리방안을 제시하고자 하였다. 조사항목별 현장조사 결과 생물학적 특성에 있어서는 천연기념물 노거수는 백송(4주), 은행나무(3주), 향나무(3주), 다래, 등나무, 측백나무, 굴참나무, 탱자나무(2주), 회화나무, 느티나무, 물푸레나무, 소나무로 12종로 분포하였으며, 수고는 4.2~39.2m, 근원둘레 1.01~15.2m이었다. 입지현황은 건물내부형(4주), 유적지형(5주), 주택지형, 들판형, 동산형이 각 3주, 하천 및 해변형이 각 1주로 구분되었으며, 생육환경의 나지화 정도에 있어서는 조사지역 중 75%가 나지화가 진행된 상태이며, 복토깊이는 복토되지 않은 지역 4주(25%)를 제외하고 10cm 이상 복토가 이루어졌다. 건강도에 있어서 첫째, 고사지율은 용문사 은행나무 20%, 강화군 사기리 탱자나무 5%였으며, 그 외 지역은 관리가 이루어져 고사지가 발생되지 않은 상태이었다. 둘째, 공동크기에 있어서는 전 조사지역에서 $5{\sim}100cm^3$로 공동이 발생하였으며, 셋째, 수피이탈율에 있어서는 5~50%로서 공동발생이 높은 서울지역의 수송동 백송 및 문묘의 백송, 삼청동 등나무, 강화군 사기리 탱자나무가 45%로 높은 수피이탈율을 나타내었다. 넷째, 병해충의 피해는 인위적인 관리가 이루어지고 있어 경미한 상태이었으며, 다섯째, 신초생장에 있어서 창덕궁, 선농당 향나무의 신초생장이 1/2로서 주변 대기오염의 영향을 받고 있는 것으로 사료되었으며, 파주 적성면의 물푸레나무, 이천 백사 도립리의 소나무는 신초의 생장상태가 양호하여 근원부 복토가 되지 않아 신초생장에 영향을 미치는 것으로 사료되었다. 토양환경에 있어서 토양 pH 5.2~8.3, 유기물함량 및 유효인산이 각각 12~56%, 104~618ppm으로서 토양의 시비 관리가 이루어지고 있는 것으로 파악할 수 있었다. 토양경도에 있어서는 7~28mm이었으며, 조사대상 중 수송동의 백송, 삼청동의 측백나무, 문묘 은행나무, 용문사 은행나무 지역은 토양경도 21~28mm로 나지화 현상이 심하게 나타나고 있었다. 이러한 조사결과를 토대로 상관관계분석을 실시하였는데, 복토깊이가 수목의 생육에 커다란 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 향후 세부적인 자료구축을 통한 상관관계성 규명이 필요할 것으로 사료되었다. 본 연구를 통하여 노거수의 주변환경으로 건물, 시설지의 제한적인 관리 및 규제 등을 통한 인위적인 영향을 최소화하고 노거수의 양호한 생육을 위한 복토제거 등 근권확보가 필요할 것으로 사료되었다. 이와 같은 노거수 환경에 따른 문제점을 극복하고, 지속적인 관리시스템 구축을 위하여 동일 수종별 객관적인 비교, 분석을 통한 적정한 생육환경 조성 방안의 구축이 필요하며, 지속적인 모니터링을 생육의 피해현상 및 토양환경과의 지속적인 데이터축적을 통하여 관리 시스템의 정립이 이루어져야 할 것이다.