지구상에서 육지 표면의 76%를 차지하고 있는 식생은 기후 변화와 관련하여 지역 부존 수자원과 환경 및 생태학적 시스템에 큰 변화를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 위성 영상을 통해 추출된 NDVI를 통해 미래 식생정보를 예측하고자 넓은 지역에 대한 식생 피복의 파악이 용이한 NOAA 위성의 AVHRR 센서(1994년~2004년)와 Terra 위성의 MODIS 센서(2000년~2004년)로부터 얻을 수 있는 월별 정규화 식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)를 통하여 현 식생정보를 정량화하였다. 5년 동안의 NDVI 값은 NOAA보다 MODIS가 전체적으로 20% 정도 높게 추출되었다. 이로부터 국내 5대강 유역의 토지피복별 NDVI와 월평균 기상인자(평균기온, 최고기온, 최저기온, 강수량, 일조시간, 풍속, 습도) 사이의 상관관계를 분석하였으며, NDVI는 평균기온과 상관성이 높은 것으로 판단되었다. 상관분석 결과 얻어진 NDVI-기온 선형 회귀식을 이용하여 기후변화 시나리오의 CCCma CGCM2 모의 결과 값으로부터 토지피복에 따른 미래 NDVI를 추정 하였다. NOAA NDVI에 의해 추정 된 미래 식생정보는 현재의 NDVI 최대치와 큰 차이를 보이지 않았지만, 현재 7월에서 8월 사이 최고에 이르렀다가 9월부터 감소하는 NDVI값이 미래에는 10월까지도 높게 지속되는 경향을 보였다. MODIS NDVI에 의해 추정 된 미래 식생정보는 7월에서 8월 사이에 현재보다 약 5% 정도 증가하는 경향을 보였다.
본 연구에서는 2009-2019년 기간 동안 대전시 외곽의 도심개발에 따른 인근 하천(관평천)의 상류, 중류, 하류의 구간에서 4회 조사(2009, 2010, 2016, 2019)를 통해 이화학적 수질, 어류 종 조성, 생태 건강성 특성에 대해 장기간 변화추이를 분석하였다. 본 하천지역에서 도심개발은 2008년에 이루어졌고, 2012년에는 하천복원사업이 수행되어 하천복원 전과 후의 특성변화 추이를 모니터링 하였다. 하천 생태건강도 평가를 위해 군집수준의 어류평가지수(Fish Assessment Index, FAI)를 이용하였고, 어류의 기관(Organ) 수준에서 해부학적 건강도(Necropsy-based Health Assessment Index, HAI) 분석을 실시하였다. 이화학적 수질 분석에서는 중류(St. 2)에서 가장 낮은 탁도와 엽록소(Chl-a)가 측정되었다. 이는 빠른 유속에 의한 물리적 요인 때문으로 나타났다. 어류 조사에서는 총 18종이 채집되었고, 피라미(Zacco platypus)가 가장 우점 하는 종(40.6%)으로 나타났다. 하천복원 직후(2016)에는 민감종(Sensitive species)과 충식종(Insectivore species)이 우점, 종 다양도 및 종 풍부도 지수 상승, 생태건강도 지수(FAI)가 상승하여 생태 건강도는 "최상상태(A: 87.5)"로 나타났으나 가장 최근 조사인 2019년에는 전 기간에 비해 악화되는 것으로 나타났다. 기관(Organ) 분석에 의거한 해부학적 건강도 지수(HAI) 분석에 따르면, 피부손상(Skin)은 상류에서, 신장 손상(Kidney)은 하류 역에서 나타났고, 간(Liver)과 아가미(Gill)의 손상은 모든 지점에서 나타나 해부학적 측면의 건강도에서도 영향을 받는 것으로 나타났다.
밀어의 개체군생태 연구를 위하여 2003년 5월부터 2005년 6월까지 북한강수계에서 조사, 연구한 결과는 다음과 같다. 조사 하천 중 밀어의 밀도가 가장 높은 주된 서식지는 호수 유입부와 인접한 하천의 하류부였으며 돌과 자갈이 많은 여울지역에서 다수 채집되었다. 주된 동서어류는 피라미, 갈겨니, 돌마자, 참종개 등이었다. 암, 수컷 모두 만 1년이면 성적으로 성숙하는 것으로 나타났으며, 산란시기는 5-6월 (수온 $22{\sim}25^{\circ}C$), 산란성기는 5월 20일경부터 6월 10일경으로 판단되었고, 평균 포란수는 $989{\pm}511$ (151~2,209)개였다. 성비는 1 : 0.90 (♀:♂)으로 근소하게 암컷이 우세하였다. 연령은 전장 약 40 mm 이하군은 만 1년생, 40~52mm군은 만 2년생, 52~65mm군은 만 3년생 그리고 65 mm 이상군은 만 4년생으로 추정되었으며, 암, 수간 성장의 차이는 없었다. 산란소는, 수심 평균 $13.7{\pm}5.8$ (5~31) cm (N = 80), 유속 평균 $9.6{\pm}4.8$ (10~19) cm/sec (N = 35)의 장소에 형성하였으며, 알을 보호하고 있는 수컷의 보유 난수는 평균 $1,974{\pm}1810$개였다 (egg number = $95.022_{TL}-3507$ ($r^2=0.3591$, N = 33). 유하한 부화자어는 6월말부터 8월까지 소상하였으며 이 때 최소형의 전장은 대부분 20 mm 이상이었다.
줄종개, Cobitis tetralineata의 생태를 섬진강 지류인 추령천에서 조사하였다. C. tetralineata는 하상이 모래이고, 유속이 $10{\sim}20cm/see$, 수심은 $30{\sim}150cm$인 곳에 대부분 서식하였다. 활동은 낮에만 활동하는 주행성 어류로 3월부터 10월까지 활동하였고, 이후 11월부터 이듬해 2월까지는 바닥 속으로 파고들어가 월동하였다. 성비는 암컷과 수컷이 1 : 0.57로 나타났고, 암컷이 수컷보다 $20{\sim}30mm$(TL)이 더 컸다. 줄종개(암컷)의 연령은 $20{\sim}40mm$가 당년생, $45{\sim}65mm$가 1년생, $65{\sim}90mm$가 2년생, 90 mm 이상이 3년생 이상으로 추정되었다. 부화 후 $13{\sim}14$개월 이후에 수컷 가슴지느러미 제2기조에 골질반이 형성되어 암수가 구별되었으며, 또한 수컷은 산란시기에 반문변 이가 일어났다. 산란시기는 수온이 $22{\sim}26^{\circ}C$인 6월 말부터 7월 중순으로 추정되었고, 포란수는 $1,288{\pm}583(474{\sim}2,976)$개, 난경은 $0.98{\pm}0.1mm$이었다. 섭식은 주로 깔다구류, 꽃병벌레류, 물벼룩류, 조류 등을 섭식하였으며, 섭식률은 4월과 9월에 높게 나타났고 월동기에는 섭식하지 않았다.
본 조사는 1986년 1월부터 4월까지 하동군 김 양식어장 일대의 해역을 중심으로 기상, 해황, 저질중 금속 등의 어장환경과 김 생산과의 관계를 규명하기 위해 실시되었다. 그 결과 기상 특이성분석에서 양식초기에 월평균 최저기온, 풍속, 강수량, 상대습도가 강한 양의 특이성을 나타낸 반면 일조량은 음의 특이성을 보였다. 특히 양식초기의 과다강수량은 김 생육에 직접${\cdot}$간접적인 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 양식기각중의 수온은 예년과 비교할 때 안정적으로 나타났으며, 이러한 수온의 변화는 전반적으로 김 생육에 호적조건을 제공하였을 것으로 생각된다. 염분농도의 경우 섬진강 하구역에서 낮았으며, 섬진강 하구역에서 멀어질수록 높은 염분농도를 보였다. 등염분선은 지진도를 기준으로 북동방향의 경향성을 보였고 광양제철소 부지조성공사 전에 비해 다소 고염분을 나타내였다. pH는 $7.70\~8.75$의 범위였으며 대체로 pH 8.3 전후의 안정된 상태를 유지하였다. 강도는 부분적으로 다소 높은 농도를 나타내는 곳도 있었으나 수심이나 조석류에 의한 일시적인 현상에 불과하였으며 전반적으로는 평균 10ppm 이하를 나타내어 안정된 상태로 회복되는 경향을 보였다. 따라서, 탁도가 김의 생육에 영향을 준 것으로는 생각되지 않으나 공사기관중 저질에 침적된 부이와 유속의 감퇴 등으로 인한 김 엽체 위의 부이침적은 김 생육에 영향을 주었을 것으로 생각된다. 비중은 염분농도와 매우 유사한 경향을 보였다. 유속의 측정결과 부분적으로 정체현상을 나타내는 곳이 관찰되었으며, 섬진강으로부터의 빈약한 질소공급에 비추어 볼 때 김 양식장 중앙부에서의 느린 유속이 김의 생육에 부적합한 영향을 주었을 것으로 생각된다. 저질중금속 함량은 전반적으로 낮은 농도치를 보여 중금속오염의 흔적은 보이지 않았으며 저질중금속에 의한 김 생육에의 영향은 없었을것으로 생각된다. 따라서 1985-1986년도 광양만 하동 김 양식어장의 경우 양식초기의 과다 강수량, 저질에 침적된 부이, 그리고 유속의 감퇴에 의한 섬진강으로 부터의 빈약한 질소공급 등이 본 조사기간 동안의 김 생산감소의 주된 요인으로 추정된다.
회전하는 원통형 이층 유체에 하층 유체와 동일한 밀도의 유체를 경사진 하층 바 닥의 둘레를 통하여 주입시 하층 내부는 일정한 수직 운동을 하게 되며 이러한 수직운 동은 결국 하층 유체에 Sverdrup type의 운동인 남향의 서안 경계류와 북향의 내부 운 동을 발생시킨다. 이때 $\beta$-효과와 동시에 하층 유체가 상층 경계면과 만나게 하므로써 소위 극전선 효과를 갖고 있는 상층 유체의 운동 특성을 관찰하였다. 서안에서 의 순 압성, 동안에서 의 경압성 운동이 뚜렷하게 나타나고 특히 동안 경계류의 남향과 서안 경계류의 남향은 서안에서 의 이안 현상을 야기시킨다. 상층에 $\beta$-효과를 증가시 서안 경계류의 폭이 감소하는 이안 현상후 내부에 "eddy" 모양의 흐름이 존재한다. 한편 경압성 Rossby wave는 동안 부근에서 뚜렷하게 관측되나 서쪽으로 진행하면서 소멸되 는 현상이 관측되었다. 하층 유체에 국지적 지형 효과서 준 경우 상층수의 서안 경계 류 및 동안 경계류가 민감하게 반응하여 동안에서는 정상파 형태의 운동이 나타나고 서안에서는 이안 현상 없이 경계류의 폭이 증가함을 보인다. 이는 하층의 순압성 운동 이 지형 효과를 느끼는 반면, 그 영향은 상층에 직접전달되지 못하고 있음을 보여주고 있는 것이라 사료된다. 상층의 $\beta$-효과 증가시 internal radius보다 훨씬 큰 규모의 파형이 내부에 존재하는 특성을 보여 주고 있다. 보여 주고 있다.
경상대학교 해양과학대학 실습선 경양호 기관의 회전수와 추진기의 핏치각을 전속(全速)(R.P.M. 680, P.A. $18^{\circ}$), 반속(半速)(R.P.M. 640, P.A. $16^{\circ}$), 미속(微速)(R.P.M. 580, P.A. $10^{\circ}$)의 상태로 하고, 이들 각각에 따른 시험선의 트림을 2.45m, 2.15m, 1.45m 선미 트림으로 조정하여 마일 포스트를 왕복하여 도플러 로그의 대지 속력과 실속력을 측정하여 비교 분석한 결과 도플러 로그 지시속력은 트림의 변화에 큰 영향을 받았으나 속력에는 그다지 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 한편 세 경우 모두 선의 트림이 2.15m 선미 트림 일때 속력 변화의 폭과 오차가 가장 적어 선체가 안정되고, 트림의 순간적 변화가 적으므로 최적의 상태라 할 수 있다. 그리고 미속 전진중 일때 속력 변화의 폭이 가장 크게 나타났는데 이것은 마일 포스트 사이를 통과 하는데 소요되는 시간이 전속, 반속 전진중 일때 보다 많이 소요되므로 그 간에 외력의 영향을 많이 받았기 때문이라 추정되었다. 특히 세 경우 모두 처음 마일 포스트를 통과한 후 약 30초 사이에는 도플러 로그의 지시속력이 저속임과 동시 속력 변화의 폭이 아주 크게 되었다가 그 후는 완만한 속력 변화를 보였는데 이러한 원인은 기관의 회전수와 핏치각을 변화시킨 후 최적의 상태가 되기 이전에 마일 포스트를 통과한 때문이라 생각된다.
The objective of this study was to evaluate seasonal patterns and diel variations of fish movements in the Juksan Weir which was constructed in 2010 at the down-stream of Yeongsan-River watershed. For this study, we monitored day-and-night movement(24 Hr cycle) and seasonal fish migration(June ~ August) patterns in 2011 along with species compositions and abundances depending on the locations of the traps within the fishway. Total number of species sampled was 14 and the total number of individuals was 1,263 with only the size-fractions(as total length) of the fish < 20 cm during the study. Seasonal analysis of fish movement in the fish way showed that highest frequency in the movement occurred in June - July, which is closely associated with a spawning peak season. The most dominant species using the fishway was Squalidus chankaensis tsuchigae, and this species turned out to be 26.9% of the total in the use rate of fishway. Daily monitoring of fish movements showed that most frequent movements occurred between 18:00 PM and 21:00 PM when the fish have a feeding time generally. The migratory fish were not found in the fishway during the study. Mean current velocity during the study $0.42{\pm}0.02ms^{-1}$(n = 42), and there were no significant statistical differences(p > 0.05) among the daily and monthly velocities in the fishway. The use rate of fish passage, in terms of fish species, was 48%, compared with total sampling of fish species(29 species) at the down-river regions during the same period, indicating a low use rate. Further continuous long-term monitoring should be conducted to evaluate the impacts of the weir construction in the river.
본 연구에서는 조이스틱을 이용하여 프로펠러와 타, 선수/선미 쓰러스터를 갖는 선박의 접이안을 위한 제어 알고리즘을 개발하였다. 조이스틱으로부터 전진 방향 및 회전 방향의 속도명령을 받아 전진 방향 및 회전 방향의 속도를 제어하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 비선형 제어 알고리즘을 개발하기 위해 저속 조종수학모형을 사용하였다. 또한, 본 연구에서는 비선형 및 PID 제어기의 성능을 검증하기 위해 선박 접이안 가상 HILS(Hardware in the Loop Simulation) 프로그램을 구현하였다. HILS 프로그램은 LabWindow/CVI를 이용하여 개발하였으며, 사용자는 선박의 현재 위치와 원하는 궤적을 모니터를 통해 본 후 조이스틱을 이용하여 선박의 전진 방향 및 회전방향 속도를 제어함으로서 선박을 조종한다. 시뮬레이션 결과를 보면 비선형 제어기와 PID 제어기는 개루프 조이스틱 제어기보다 타와 쓰러스터의 입력 크기뿐 아니라 선박의 위치오차 면에서도 우수한 성능을 보였다.
하천에서 유량을 산정하기 위해서 전자파표면유속계를 이용하여 표면유속을 측정하고 수심평균유속환산계수 0.85를 일률적으로 적용하여 수심평균유속을 산정하고 있다. 이 수심평균유속환산계수 0.85의 적절성에 대한 논의가 지속되어져 왔으나 그 동안에는 이에 대한 현장검증을 할 수 있는 방법이 없었던 실정이다. 하지만 최근 들어서는 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)의 하천용 Application인 StreamPro ADCP가 개발되어 이를 이용하면 홍수기에 수심별 유속을 측정할 수 있다. 다만 홍수기에 StreamPro ADCP의 적용시에는 여러 가지 높은 위험성이 상존하는 것은 인지의 사실이지만, 그 외의 별다른 방법이 없는 실정이다. 따라서 홍수기에 StreamPro ADCP를 이용하여 수심별 유속을 측정하고 이와 동시에 측정한 표면유속을 이용하여 수심평균유속환산계수를 산정하여 기존에 환산계수로 적용하고 있는 0.85의 적절성을 파악하고자 하였다. 흐름조건별 수심평균유속환산계수 산정을 위하여 평수기 용담 수자원시험유역의 동향지점에서 수심평균유속환산계수를 산정한 결과 0.632~1.352로 넓게 분포하고 있음을 파악하였다. 이렇게 계수가 실제 적용하는 0.85와는 크게 차이가 나는 이유로는 수심이 얕아서 바닥마찰의 영향이 크기 때문인 것으로 판단되었다. 이에 본 연구에서는 여러 지점에서 홍수기 수심별 유속의 실측을 통하여 수심평균유속환산계수 분포정도를 산정하고자 하였다. 대청댐 상류의 수통수위표가 위치해 있는 적벽대교지점에서 StreamPro ADCP를 이용하여 수심평균유속환산계수를 산정한 결과 0.735~0.986 사이에 분포하고 있다. 측정한 결과의 수심평균유속환산계수의 평균값은 0.853으로 기존에 수심평균유속의 산정을 위하여 적용하고 있는 0.85와 거의 일치함을 보이고 있다. 측정당시 수심이 3.6 m에 이르고 있고 유속 또한 1.55 m/s에 이르고 있어 홍수시 일반하천에서 발생하는 수위와 유속임을 감안할 때, 0.735~0.986의 수심평균유속환산계수는 홍수시 순간적인 변화의 폭이 큼을 알 수 있다. 이렇게 순간적인 변화가 큰 이유로는 난류의 성분이 강해서 나타나는 것으로 이를 평균하면 0.853으로 나타나고 있어 홍수시에 수심평균유속환산계수를 0.85를 사용하여도 무방함을 알 수 있다. 동향지점에서 홍수기에 수심별 유속의 실측을 통하여 수심평균유속환산계수를 산정하고자 하였다. 그러나 이 지점은 강한 와류로 인하여 ADCP가 심하게 흔들림으로 인하여 순간적인 유속의 차이가 최대 4배까지 보임을 알 수 있다. 이로 인하여 수심평균유속환산계수의 범위는 0.233~0.983에 이른다. 측정당시 표면유속이 2.07 m/s 인 것을 감안하여 이 표면유속에 상응하는 수심별 유속 자료만을 이용하여 산정시, 수심평균유속환산계수는 0.876이다. 하천의 하류지점에서 수심별 유속을 측정하여 수심평균유속환산계수를 산정하고자 한강하류로 유입하는 굴포천의 구교 및 박촌1교 지점에서 유속측정을 실시하였다. 이들 두 지점은 홍수기에 조차도 유속이 1 m/s 에 이르지 못하는 지점으로, 수심평균유속환산계수를 산정한 결과 각각 0.826, 0.833을 나타내고 있어, 수심평균유속환산계수 0.85가 홍수기뿐만 아니라 평 갈수기에도 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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