• 한국수자원학회논문집
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• 제43권12호
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• pp.1029-1038
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• 2010

우리나라는 기상학적으로 연중 총강수량의 약 2/3가 6~9월에 편중해서 내리고 있고, 지형적으로 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 경사가급해 수해를 입을 가능성이매우 크다. 또한 산업화 및 도시화로인해 불투수층의 증가로 강수량의 대부분이 직접유출로 기여해 강우초기에 노면상의 오염물질을 급속히 하천으로 이동시켜 오염을 가중시키고 있다. 특히 위락시설지역은 도시화에 따른 인구집중으로 지역민들에게 휴식공간 및 공원기능의 제공으로 비점오염원의 이동능력도 증가하여 수질관리가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구는 위락시설지역의 비점오염원 유출특성분석을 위해 SOM(Self-Organizing Map) 이론을 도입하여 시험유역에서 측정된 유출 및 BOD, TOC자료에 대해 패턴분류를 수행하여 분할구역별 자료의 특성을 분석하였다. 그 결과 BOD 농도는 4개 TOC 농도는 각각 4개, 6개 분할구역으로 구분되었으며 BOD 농도의 경우 Cluster1과 Cluster2가 TOC 농도의 경우 Cluster4와 Cluster5가 비점오염원 유출 연구에 있어서 매우 중요한 요소인 초기강우 양상을 나타내었다. 또한 유출량 자료 수집과정에서 불가피하게 발생하는 이상치 자료를 정상적으로 측정된 수위와 유출량관계를 통해 추정된 회귀식을 이용하여 보완하여 이상치 자료를 활용하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.15-24
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• 2010

최근에는 확률강우량을 산정할 경우 지점빈도해석의 단점을 보완한 지역빈도해석법이 자주 실무에 적용되고 있으나, 가뭄에 관련한 연구에서는 대부분 아직까지 지점자료를 이용한 가뭄분석을 실시하고 있다. 본 연구에서는 가뭄의 지역적 특성 분석을 실시하기 위하여 필요한 동질한 가뭄특성을 지닌 지역을 구분하는 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 기상청 강우관측 지점자료 중 30년 이상의 강우자료를 보유한 58개의 관측지점을 대상으로 표준강수지수(SPI)를 산정하여 가뭄의 심도, 지속기간, 강도, 발생빈도 등과 같은 가뭄특성인자를 생성하였다. 가뭄특성인자는 수문학적으로 동질한 특성을 지닌 지역을 구분하는데 중요한 정보를 제공한다. 본 연구에서는 다양한 가뭄특성인자를 효율적으로 활용하여 K-means 기법을 적용한 군집분석을 실시하여 동질한 가뭄특성을 지닌 지역을 6개 지역으로 구분하였다. 이러한 지역구분은 가뭄 특성의 공간적 해석을 가능하게 할 수 있고, 지점빈도 해석의 단점을 보완하는 지역빈도 해석도 가능하게 할 수 있다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권1호
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• pp.45-53
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• 2019

Water and soil properties in paddy fields subjected to organic and conventional farming were characterized over the rice cycle in South Korea. To achieve the goals of this study, we sampled and analyzed soil and water from 24 organic paddy plots and 11 conventional paddy plots in March, May, August, and October 2016. The results were analyzed using statistical analyses, including analysis of variance (ANOVA), cluster analysis, and principal component analysis. The ANOVA results showed that water content (WC), electrical conductivity (EC), organic matter (OM), and available phosphorus ($P_2O_5$) in soil varied significantly (p < 0.01) depending on the farming method. Higher OM, EC, and $P_2O_5$ of soil were observed in the conventional paddies than in the organic paddies. All soil properties, except pH and ammonium, depended on seasonal variation. Cluster analysis revealed that soil properties in May were distinctly separated from those in other seasons mainly due to basal fertilization. The principal component analysis distinguished the soil properties in different seasons, but such a distinction was not observed between the soil properties in organic and conventional paddies. Low contents of WC, OM, and total N were observed in March. High concentrations of nitrate and total P were observed in May, but these were low in August and October. The soils from October were also characterized by high concentrations of EC and $P_2O_5$. These results indicate that the sampling time for soil and water can significantly influence the evaluation of soil properties with different farming methods.

• 한국물환경학회지
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• 제30권3호
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• pp.283-291
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• 2014

To study the distribution characteristics of diatom communities in relation to the gradient of water quality and land-use, water samples and epilithic diatoms were collected from 90 sites including mainstream and tributaries, in the Geum River System (GRS) during no rainfall, May 2011. Of 239 taxa identified, Achnanthes convergens and Cymbella minuta were dominated over all the sites. Cluster analysis on the GRS divided into three groups. Group 1 (G1) is the mountainous upstream, a relatively good water quality, and mainly consisted of saproxenous species. Group 2 (G2) is the urban sites, polluted (high in electric conductivity, total phosphate and soluble reactive phosphorus), and saproxenous and common species. Group 3 (G3) is the agriculture sites, and polluted (turbidity, total nitrogen, nitrate), and saprophilous species. There were some discrepancies between abiotic and biotic variables in GRS; biologically similar between G1 and G2, but abiotically similar between G2 and G3. These differences may attribute to not only physiological characteristics of diatom cells, but complicate relationships between microhabitat and water quality. Thus, an urgent development of generalized or standardized methods to diminish the differences between epilithic diatom community and environments is advent.

• 대한환경공학회지
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• 제39권11호
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• pp.641-649
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• 2017

본 연구에서는 오염원의 변화 특성이 다양한 임진강유역을 대상으로 통계분석을 이용하여 상관분석, 주성분 및 요인분석, 군집분석을 통해 수질특성을 파악하였다. 신천3 지점의 평균 수질농도가 BOD 13.4 mg/L, COD 19.9 mg/L, TN 11.145 mg/L, TP 0.336 mg/L, TOC 14.2 mg/L로 높게 나와 전체 유역 중 신천 유역에 대한 집중적인 수질관리가 필요한 것으로 나타났다. 전체 수질측정 자료의 상관분석 결과 COD는 TOC, BOD, TN 수질인자와 유의한 상관관계를 보여 유기물과 영양염류인자간의 상관성이 높은 것으로 나타났다. 주성분분석 결과 전체 측정소 자료는 81.221%로 2개의 주성분, 계절별 자료는 96.241%로 3개의 주성분이 추출되었다. 요인분석 결과 전체 측정소 자료와 계절별 자료의 수질영향 요인은 공통적으로 BOD, COD, TN, TP, TOC 항목이 나타났다. 시 공간적 군집분석 결과 계절별 특성 및 토지이용에 따라 각각 4개, 3개 그룹으로 나타났다. 본 연구는 임진강유역을 중심으로 8년간 시 공간적 특성을 고려한 수질 요인을 분석한 것으로 향후 유역환경변화에 따른 임진강 유역의 수질 변화를 이해하기 위한 기초 분석 자료가 될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.471-482
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• 2010

수문학적 물순환과정에서 강우는 여러 기상학적 인자들과 밀접한 관련을 갖으며 발생한다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 수문기상인자인 해수면온도와 한반도에 발생하는 월강우량 사이의 관계에 대하여 분석하였다. 우리나라의 61개 지점의 월평균 강우량과 위도 및 경도 자료를 이용하여 군집분석을 수행하였다. 군집 분석 결과에서 우리나라의 월강우자료를 이용하여 크게 4개의 군집으로 구분할 수 있었다. 군집별로 구분된 강우관측소의 월강우량 자료들을 주성분을 추출하였다. 추출된 주성분과 해수면온도와의 상관성 분석을 수행하였다. 상관성 분석 결과에서 양(+)의 상관관계가 음(-)의 상관관계보다 더 크게 나타났다. 또한, 상관관계가 가장 큰 지점의 해수면온도를 이용하여 3개월의 월강우량을 지역가중다항식을 통해 예측하였다. 지역가중다항식을 통한 예측 결과는 군집에 따라 정확성에 차이는 있으나, 정량적인 예측이 가능한 것으로 판단되었다. 따라서 해수면온도와 같은 수문기상인자를 통한 강우량의 예측에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권1호
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• pp.1-13
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• 2010

To assess short-term variation of summer phytoplankton community structure in different water masses, phytoplankton and environmental factors were monitored from 31 stations on and off the southern coasts of Korea, from June 18 to June 20 2009. According to multidimensional scaling (MDS) and cluster analysis based on phytoplankton community data from each station, the southern sea was divided into two groups. The first group included stations in the south-eastern region of Jeju Island, which is strongly influenced by the Kuroshio warm current. The second group located along the coastal region of the southern sea, which was mainly comprised of Bacillariophyceae and Crytophyceae. Of these stations, St. 13 and 28 formed a temperature front caused by different hydrological conditions. In particular, nutrients and Chl.a concentrations in these two stations were significantly higher compared to those in the other stations. This indicates that phytoplankton population and subsequent microalgal growth under high nutrient concentrations vary in different water masses. Our results support the theory that phytoplankton community structure in the southern sea of Korea can be influenced on a short-term scale by different water masses and currents.

• Water Engineering Research
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• 제1권2호
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• pp.147-158
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• 2000

In this study, we characterized the seasonal variation of rainrate fields in the Han river basin using the WGR multi-dimensional precipitation model (Waymire, Gupta, and Rodriguez-Iturbe, 1984) by estimating and comparing the parameters derived for each month and for the plain area, the mountain area and overall basin, respectively. The first-and second-order statistics derived from observed point gauge data were used to estimate the model parameters based on the Davidon-Fletcher-Powell algorithm of optimization. As a result of the study, we can find that the higher rainfall amount during summer is mainly due to the arrival rate of rain bands, mean number of cells per cluster potential center, and raincell intensity. However, other parameters controlling the mean number of rain cells per cluster, the cellular birth rate, and the mean cell age are found invariant to the rainfall amounts. In the application to the downstream plain area and upstream mountain area of the Han river basin, we found that the number of storms in the mountain area was estimated a little higher than that in the plain area, but the cell intensity in the mountain area a little lower than that in the plain area. Thus, in the mountain area more frequent but less intense storms can be expected due to the orographic effect, but the total amount of rainfall in a given period seems to remain the same.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.879-892
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• 2003

본 연구에서는 강우의 지역빈도분석에 필요한 수문학적 동질성을 갖는 지점강우의 권역화를 수행하였다. 이를 위해 전국에 걸친 기상청 산하의 60개 강우관측소에 대한 32개의 강우특성자료를 추출하였으며, 추출된 각 지점의 많은 강우자료들은 다변량 분석의 자료축약기법인 주성분분석과 그룹화 기법인 군집분석을 통하여 합리적이고 효율적으로 권역화되었다. 본 연구의 결과인 지점강우의 권역은 강우지역을 수문학적 동질성의 5개 권역과 3개의 기타지역으로 분류되었으며, 각 강우성분의 권역별 평균값으로부터 각 권역의 강우특성을 상대적으로 비교 분석하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제33권2호
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• pp.99-111
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• 2011

To estimate the effects of limitation nutrients for phytoplankton growth and its influences on short-term variations of a winter phytoplankton community structure, we investigated the abiotic and biotic factors of surface and bottom waters at 20 stations of inner and offshore areas from 6 to 7 February in Gwangyang Bay, Korea. Also, several algal bio-assay studies were conducted to identify any additional nutrient effects on phytoplankton assemblage using surface water for the assay. The dominant species in the bay was diatom Skeletonema costatum, which occupied more than 70% of total species in most stations (St.1-16) of the inner bay. According to a cluster and multidimensional scaling (MDS) analysis based on phytoplankton community data from each station, the bay was divided into three groups. The first group included stations from the south-western parts of Myodo lsland, which can be characterized as a semien-closed eutrophic area with high phytoplankton abundance. The second group included most stations from the north-eastern part of Myodo lsland, influenced indirectly by surface water currents from offshore of the bay. The standing phytoplankton crops were lower than those of the first group. The other cluster was restricted to samples collected from offshore of the bay. In the bay, silicon (Si) and phosphorus (P) were not a major limiting factor for phytoplankton production. However, since the DIN: DIP and DSi: DIN ratios clearly demonstrated that there were potential stoichiometric N limitations, nitrogen (N) was considered as a limiting factor. Based on the algal bio-assay, in vivo fluorescence values in N (+) added experiments were higher compared to control and P added experiments. Our results suggested that nitrogen may act as one of the most important factors in controlling primary production during winter in Gwangyang Bay.