여름과 겨울철 남해의 해수에 포함되어 있는 영양염의 분포 특성을 수온, 염분, 겉보기 산소 소모량, pH 등의 환경 인자들과의 상관도를 통해 파악하고자 하였다. 여름철에 영양염의 분포는 염분보다는 수온과 양호한 상관도를 보였으며 생물 활동과 관련이 갚은 pH, 겉보기 산소 소모량과 유의한 상관관계를 보였다. 이로 보아 여름철에 형성되는 염전선역에서 일차생산자에 의한 영양염 소비가 활발하여 염분과 영양염과의 상관성을 강력하게 변형시키는 것으로 판단된다. 겨울철에는 수온이 영양염과 가장 유의한 상관관계를 나타내어 수직 혼합된 냉수와 북상하는 난류의 세력이 만나는 열전선의 위치가 영양염 분포에 가장 중요한 요인으로 분석되었다. 여름철에 가장 우수한 상관도를 보였던 ($R^2$ >0.6) pH의 경우 겨울철에 생물 활동이 미약하여 상관도가 크게 낮아졌다($R^2$ <0.5). 수심에 대해 적분한 질산염+아질산염 인산염 규산염의 값은 각기 여름철에는 321 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 23 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 637 $mmol{\cdot}m^{-2}$이었고 겨울철에는 261 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 31 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 742 $mmol{\cdot}m^{-2}$로 계산되었다. 영양염의 질소 대 인의 비는 여름철에는 인이 상대적으로 부족한 반면 겨울철에는 이와 반대로 질소가 결핍되어 우기에 강우와 하천을 통한 질소의 유입이 남해 생태계 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.
1996년 8월 1일부터 10일까지 남해 해양조사에서 얻어진 자료를 이용하여 우리나라 남해 표층의 저염화현상과 표층수 중 영양염류의 분포특성에 대해 고찰하였다. 제주도 서쪽에 위치한 313선의 05점과 제주도 남쪽에 위치한 314선의 09점에서 20.00 psu 이하의 저염수가 출현하고 있으며, 이 저염수의 핵을 중심으로 30.00 psu 이하의 저염수가 남해 동부해역을 제외한 제주도 주변 대부분의 해역들에 나타나고 있다. 이러한 저염수의 최저염분 농도는 과거 30년 동안의 평균값보다 11.78 psu 낮은 값으로서 이는 양자강 유역에서 6월과 7월에 평년보다 훨씬 많은 강수량에 의해 막대한 양의 담수가 유출되었기 때문이라고 생각된다. 또한, 이러한 저염수는 대체적으로 수심 10~20 m 상부층에 존재하고 있어서 중 저층수와는 확실히 구분되고 있다. 표층수 중 영양염류는 인산인의 경우 농도가 비교적 낮고, 해역별 차이도 매우 작았다. 그러나, 질산질소와 규산규소는 저염수가 분포하고 있는 제주도 서쪽 및 남서쪽 해역에서 비교적 높은 농도를 보이며, 특히 염분농도가 가장 낮은 정점에서 농도가 가장 높았다. 질산질소와 규산규소의 경우 보존성 성분인 염분과 역의 상관성을 보이는데, 이는 양자강 유출수와 같이 영양염류 농도가 풍부한 물이 제주도 서쪽 해역으로 이동되어 왔음을 의미한다. 그라나, 인산인이 다른 영양염류 성분과는 달리 염분의 큰 변동에도 불구하고 농도 변화가 거의 일정한 것은 해수중의 물질순환과정이 질산질소 및 규산규소와는 다름을 의미한다.
1999년 3월, 7월, 9월 및 11월에 섬진강 하구역에서 염분경사에 따른 영양염의 거동을 조사하였다. 조사 정점은 지리적 위치보다는 각 조사시마다 표층 염분을 현장에서 측정하여 결정하였다. 질산 질소와 규산 규소의 주요 공급원은 섬진강이었으며 아질산 질소와 인산 인은 섬진강 하구입구와 인접한 광양만에서 배출되는 도시하수와 공장폐수에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 암모니아 질소는 난초도로부터 약 $6\~8km$ 지점에서 공급양상을 보였다. 암모니아 질소, 인산 인,규산 규소의 강한 제거 거동은 엽록소 $\alpha$ 농도가 $>8{\mu}g/L$ 이상으로 매우 높았던 11월 $5\~15psu$ 염분역에서 나타났다. 엽록소 a 최고치 지점에서 N : P 비가 높고 인산 인이 거의 제거된 것은 인산 인이 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용하고 있다는 것을 시사해 주고 있다. 11월에 $5\~15psu$ 염분 역에서의 상대적으로 높은 Rb/Ra (Rb: Fluorescence before acidifcation, Ra: Fluorescence after acidification) 비는 식물플랑크톤이 이 지역에서 생리적으로 성장하기에 좋은 환경이었음을 의미한다.
본 연구는 1993${\sim}$1994년 대청호에서 호수 형태 및 수리수문학적 변동에 대한 몬순강도의 영향을 평가하였다. 연구기간 동안, 강우, 유입수 및 방류량과 같은 수리수문학적 변수들은 뚜렷한 연간 대조를 보였다. 계절별 강우에 따르면, 강우량의 큰 격차는 7${\sim}$8월 장마기간에 일어났으며, 강으로부터의 유입량, 방류량 및 수체류 시간에 영향을 주었다. 1993년 총 유입량은 1994년에 비해 4배 이상을 넘었으며, 특히 1993년 하절기 유입량은 1994년 하절기에 비해 8배 이상을 상회하였다. 연평균 호수의 수체류 시간은 1993년, 1994년에 각각 93.2일, 158.6일로서 뚜렷한 대조를 보였으며, 장마기간에 가장 큰 차이를 보였다. 호수의 형태적 특성은 연간 대조적인 수리 수문학적 차이를 반영하여, 호수면적, 체적, 만 형성도, 및 평균수심은 1993년에 장마전 부터 장마후까지 계속적으로 증가한 반면, 1994년은 같은 기간에 대해 감소하였다. 이런 결과는 1993년 호수물의 얕은 연안대와의 접측 면적이 1994년에 비해 증가하여 저질과 영양염류 교환의 증가를 가져왔다. 또한 대청호수계면적과 호수면적의 비는 평균 해수면 80m에서 60.7로서, 국내 인공호인 소양호 및 안동호에서의 값보다 2${\sim}$3배 컸고, 자연호 보다는 10배 이상 컸다. 이런 호수 형태 및 수리 수문학적인 특성은 부영양화 현상을 조절하는 가장 중요한 인자중의 하나인 호수내 영양염류 농도에 영향을 주는 것으로 사료된다. 기존의 영양염류 부하량 모델은 계절적으로 안정된 유입량 및 수체류 시간하에서 적용될 수 있다고 가정하기 때문에, 하절기 변동이 극대화되는 우리나라 상황에서 호수 영양염류를 산정 예측할 때 Mass-Balance Model 이용은 신중을 기해야 된다고 사료된다.
반폐쇄적인 구조의 천수만에서 환경요인과 동 식물플랑크톤 군집과의 관계를 파악해 보았다. 식물플랑크톤 군집은 계절에 따라 변하는 일사량과 수온 그리고 담수 유입에 따른 영양염 공급에 의해 조성변화가 일어났으며, 한 달 이내의 짧은 기간에 서해 연안의 다른 해역에서보다 큰 폭으로 변화하였다. 담수 방류가 겨울철(2월)에는 규조류의 증식에, 여름철(7~8월)에는 표층에 한해서 와편모류의 증식에 많은 영향을 미치고 있었으며, 식물플랑크톤 중 규조류 군집은 크기별 천이현상이 관측되었다. 동물플랑크톤은 먹이농도와 수온, 염분에 의해 군집의 구조가 변하고 있었으며, 주성분 분석 결과 계절변화와 그에 따른 식물플랑크톤 현존량 변동에 약 32%, 담수방류에 의해 약 17%정도의 영향을 받고 있는 것으로 추측되었다. 과거 1985-1986년, 1991-1992년과의 비교에서 주요 우점종인 Acartia hongi, Paracalanus parvus sensu lato, Centropages abdominalis는 비슷한 계절별 변동과 조성률을 보였으나 출현양은 과거보다 약 3배 이상 증가하였고, 요각류 이외의 다른 분류군에서는 조성의 변화가 관측되었다.
The purpose of this study is to investigate climatological variations from the temporal and spatial surface particulate organic carbon (POC) estimates based on SeaWiFS spectral radiance, and to determine the physical mechanisms that affect the distribution of pac in the Gulf of Mexico. 7-year monthly mean values of surface pac concentration (Sept. 1997 - Dec. 2004) were estimated from Maximum Normalized Difference Carbon Index (MNDCI) algorithm using SeaWiFS data. Synchronous 7-year monthly mean values of remote sensing data (sea surface temperature (SST), sea surface wind (SSW), sea surface height anomaly (SSHA), precipitation rate (PR)) and recorded river discharge data were used to determine physical forcing factors. The spatial pattern of POC was related to one or more factors such as river runoff, wind-derived current, and stratification of the water column, the energetic Loop Current/Eddies, and buoyancy forcing. The observed seasonal change in the POC plume's response to wind speed in the western delta region resulted from seasonal changes in the upper ocean stratification. During late spring and summer, the low-density river water is heated rapidly at the surface by incoming solar radiation. This lowers the density of the fresh-water plume and increases the near-surface stratification of the water column. In the absence of significant wind forcing, the plume undergoes buoyant spreading and the sediment is maintained at the surface by the shallow pycnocline. However, when the wind speed increases substantially, wind-wave action increases vertical motion, reducing stratification, and the sediment were mixed downward rather than spreading laterally. Maximum particle concentrations over the outer shelf and the upper slope during lower runoff seasons were related to the Loop Current/eddies and buoyancy forcing. Inter-annual differences of POC concentration were related to ENSO cycles. During the El Nino events (1997-1998 and 2002-2004), the higher pac concentrations existed and were related to high runoffs in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico. During La Nina conditions (1999-2001), low Poe concentration was related to normal or low river discharge, and low PM/nutrient waters in the eastern Gulf of Mexico, but the opposite conditions in the western Gulf of Mexico.
There are many long and round shape shores due to terrain characteristics in Daecheong reservoir. Therefore it is indicated different spatial distribution of algae every year since the stream is being regulated by these terrain characteristics and reservoir operation about inflow and outflow discharge. Also oversupply of nutrient salt from tributaries of Daecheong reservoir where pollutants were concentrated generates massive growth of algae and depending on hydrological, reservoir operation condition, those proliferated algae at the stagnant tributaries moves to the mainstream of Daecheong reservoir which could create problems of water quality. In this study, it was analyzed the tendency of algae generation by examining algae occurring status for the last 4 years since 2008, and implemented hydraulic analysis at Daecheong reservoir through numerical tracer simulation by applying 3-dimensional hydrodynamic model, ELCOM. Also it was implemented a quantitative analysis of causal relationship based on the algae generation tendency and hydraulic behavior at Daecheong reservoir. Through numerical tracer simulation in this study, it could be noticed the degree of spread of inflow indicated similar trend to the algae occurring status at Daecheong reservoir and verified the different tendency of algae generation in 2011 unlike previous year caused by the rise of water temperature.
Organic compost has been widely applied to the cropland because it has been thought as Environmentally Sound Agriculture (ESA) in Korea. In this study, two-year indoor rainfall experiments were performed. Surface runoff and groundwater volume from 10% and 20% slope plots were measured and water quality samples were collected and analyzed for BOD, COD, T-P and T-N. Flow weighted mean concentration (FWMC) values were computed to assess effects of various fertilizer treatments. FWMC BOD values for organic compost treated plots were higher than chemical fertilizer treated plots. FWMC BOD values for 20% slope plots were higher than those from those for 10% slope plots. The similar trends were found for COD and T-P. FWMC T-N values for chemical fertilizer treated plots were higher than organic compost treated plots. FWMC T-N values for 10% slope plots were higher than those for 20% slope plots. In Korea, excessive use of organic compost has caused extremely high levels of organic matter contents at the cropland. Since organic compost is very slow in releasing its nutrients to the soil, farmers usually apply excessive organic compost for immediate effects and maximum crop yields, which has been causing soil and water quality degradations. Therefore, thorough investigations for better nutrient management plans are needed to develop the ESA strategy in Korea.
신뢰도 높은 수질 모의를 위해서는 유역 내 정확한 유출 모의가 반드시 선행되어야 한다. 본 연구에서는 연속방정식과 운동파 근사에 의한 Manning의 식이 결합된 비선형 저류방정식에 근거한 하도추적법과 금일 강수량을 고려하여 시간적으로 가중 평균된 유출곡선지수를 산정하도록 개선된 지표유출계산 모듈이 수질 모의에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 대표적 준분포형 모형인 SWAT에 탑재하여 충주댐 유역에 적용하여 각 개선모듈별 독립적인 분석과 전체 개선의 효과를 개선 전 후로 분석하였다. 각 개선 모듈별 수질 모의의 기여도를 분석한 결과 지표유출계산 모듈의 개선보다는 하도추적의 개선이 더 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이는 비점오염원의 특성 상 하도추적의 개선으로 인한 유출 지체 현상의 개선이 부하량의 배출에 가장 큰 요인으로 작용하였기 때문이라고 판단된다.
It has been well-known that the Nonpoint Source (NPS) pollutions are the primary contributors to water quality degradation in the receiving water bodies as well as the Point Source (PS) pollutions. To develop an effective management practice for water quality improvement, pollutant loads must be first estimated. In many studies, the Numeric Integration (NI) method has been used because of its ease of application, irrespective of the total number of samples collected for each storm event. Thus, there have been needs for more accurate pollutant load estimation with a limited number of water quality samples. In this study, NI method and regression method using the USGS ESTIMATOR model were comparatively used to calculate the pollutant loads for the Wolgokri watershed, Gangwon Province. The $NO_{3}$-N, T-N, and T-P loads using NI method and ESTIMATOR model were 13.85 kg/ha, 45.92 kg/ha, and 1.887 kg/ha, and 11.93 kg/ha,43.20 kg/ha, and 1.650 kg/ha, respectively. The estimated loads using ESTIMATOR model were lower than those using NI method by $86\%$, $94\%$, and $87\%$. These discrepancies in the estimated loads using a different load estimation method could be explained in that the total number of samples were not sufficient enough for NI method. Thus, ESTIMATOR model is recommended for the frequently stream discharge and less frequently measured water quality data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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