• 환경생물
• /
• 제37권4호
• /
• pp.640-651
• /
• 2019

본 연구는 2005년부터 2018년까지 14년간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하여, 남조류에 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 파악하고자 연구를 수행하였다. 특히 2012년 이후 유해남조류(Harmful algae) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다. 조사기간 동안 두 지점의 유해남조류 현존량은 주암댐: 10~24,891 cells mL^-1, 신평: 13~26,043 cells mL^-1의 범위로 출현하였다. 전반기 시기 두 지점의 평균 현존량은 각각 2,575 cells mL^-1, 2,557 cells mL^-1로, 이는 후반기 시기 평균 현존량(42 cells mL^-1, 82 cells mL^-1)에 비해 약 60배, 30배의 큰 세포수 차이를 보였다. 남조류가 상대적으로 많이 출현하는 여름 시기(6~9월)를 대상으로 상관분석을 실시한 결과, 유해남조류는 TN, 방류량, 저수량과 양의 상관관계를 보였고, 전기전도도와는 음의 상관관계를 보였다. t-검정 결과 TN, EC, 체류시간의 유의미한 차이를 확인하였다. 특히 TN은 0.566~1.292 mg L^-1의 범위로 평균 0.862 mg L^-1로 보였다. 전반기, 후반기 평균 TN은 전반기 0.912 mg L^-1, 후반기 0.811 mg L^-1로 감소하였다. 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여 변동성이 큼을 알 수 있었다. 강우량이 집중된 여름(6~9월) 시기의 전반기와 후반기 강우량 감소하는 패턴이 원인인 것으로 판단된다(전반기 263.3 mm, 후반기 219.9 mm). 즉, 전반기에 비해 강우량은 감소하였으며, 이로 인해 TP의 변동성이 감소되었다고 판단된다. TP의 변동성의 감소로 인해 전반기에 남조류의 luxury consumption이 가능하여 남조류의 성장률이 높았을 것으로 추측된다. 따라서 주암호 유해남조류 감소 원인은 강우량의 감소로 인한 영양염의 감소(TN) 및 변동성의 감소(TP)의 결과로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제37권3호
• /
• pp.108-115
• /
• 2012

국제원자력기구(IAEA)에서 주관하는 국제비교프로그램 EMRAS-2($\underline{E}$nvironmental $\underline{M}$odelling for $\underline{RA}$diation $\underline{S}$afety, Phase 2)의 도시오염평가분과에서는 도시지역의 방사성핵종 거동 모델에 대한 평가능력의 시험과 향상을 위해 방사능사고 시나리오를 설계하였다. 모델간 예측결과의 비교를 위해 선정된 도시지역에서 방사능오염 사건이 발생한 계절(여름철, 겨울철) 및 사건이 발생한 당일의 강우조건(강우 없음, 약한 강우, 강한 강우)을 고려하였고, 각기 다른 피폭자 위치에서의 다양한 대응행위에 대한 공기중 흡수선량률의 시간에 따른 변화를 분석하였다. 국내모델 METRO-K를 사용한 예측결과가 모델간 비교를 위해 도시오염평가분과에 제출되었다. 본 논문에서는 동 시나리오에 대해 METRO-K로 예측한 결과의 일부로써 대상 도시지역에 위치한 24층 상업용 건물의 1층 실내에서의 대응행위에 따른 선량저감의 효과를 제시하고 분석하였다. 평가 결과, 방사능오염 사건이 발생한 당일의 강우강도 및 계절에 따른 대응행위별 피폭저감 효과는 분명한 차이를 나타냈다. 이는 방사성핵종의 각기 다른 표면으로의 침적량과 침적 후 거동, 적용되는 대응 행위에 대한 저감효과의 차이에 기인한 것으로 분석된다. 이러한 결과로 부터 만일의 원자력발전소 사고나 방사능분산장치의 폭발 등과 같은 불의의 사건이 발생하여 도시지역에서 방사능오염이 발생될 경우, 방사능피폭에 따른 인체위해 뿐 아니라 경제 사회적 영향을 최소화하기 위해서는 사건이 일어난 시점의 계절 및 강우조건을 고려한 대응행위의 선택이 중요한 것으로 확인되었다.

• 대한지리학회지
• /
• 제51권6호
• /
• pp.779-797
• /
• 2016

보정된 수문모델은 기후변화와 지표피복변화가 하천의 유량과 수질, 그리고 하천퇴적물의 양에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있는 수단이 된다. 라오스 중부에 위치한 시방파이(Xe Bang Fai) 유역($10,064km^2$)은 태풍의 영향권에 놓여 있으며, 여름철은 높은 강우강도로 인해 매년 주기적인 범람의 위험을 안고 있다. 특히 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 태풍의 빈도와 강도가 크게 변할 것으로 예상되기 때문에 홍수로 인한 피해의 위험성은 점차 높아지고 있다. 이 연구의 목적은 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모델을 이용하여 예상되는 기후변화 시나리오에 따라 하천유량에 미치는 영향을 예측하는 것이다. 이 연구에서 SWAT 모델은 2001년과 2005년 사이 기후 및 유량자료를 통해 보정하였으며, 2006년과 2010년의 예측치와 실측치 비교를 통해 검증하였다. 모의한 월별 유량과 실제 측정된 유량간의 일치도는 $R^2$ 값이 0.9(ENS>0.9)를 넘어 모델의 예측력이 높은 것으로 나타났다. 세 개의 기후모델(IPSL CM5A-MR 2030, GISS E2-R-CC 2030 and GFDL CM3 2030)은 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 가까운 미래인 2030년에는 여름 몬순기간 동안 강우량이 약 10% 증가할 것으로 예측된다. 이 경우 우기인 7월과 9월 사이 시방파이 다리 부근에서 관측되는 하천의 유량은 현재보다 약 $800m^3/s$ 정도 증가할 것으로 예측되었다. 이 연구에서 보정된 SWAT 모델은 향후 홍수저감과 라오스의 지속가능한 발전정책의 수립에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2010

2012 여수 엑스포 부지인 신항해역의 생물해양학적 환경특성과 이를 조절하는 물리 화학적 요인의 경시적인 변동특성을 파악하기 위해 1개 정점을 대상으로 2006년 4월부터 2007년 12월까지 일주일 간격을 원칙으로 현장조사를 실시하였다. 수온은 표층에서 $6.8{\sim}27.8^{\circ}C$, 저층에서 $6.3{\sim}25.9^{\circ}C$의 범위를, 염분은 표층에서 12.8~33.0 psu의 범위를, 저층에서 25.2~33.6 psu의 범위를 보였다. 강우가 집중된 하계에 급격하게 염분이 낮아지면서 표·저층사이에 강한 염분약층이 형성되었다. 용존무기질소(DIN)는 표층에서 $1.36{\sim}82.7{\mu}M$, 저층에서 $1.27{\sim}25.2{\mu}M$의 범위를, 인산성 인은 표층에서 $0.06{\sim}2.13{\mu}M$, 저층에서 $0.07{\sim}1.38{\mu}M$의 범위를, 규산성 규소는 표층에서 $1.68{\sim}52.0{\mu}M$, 저층에서 $1.37{\sim}30.7{\mu}M$의 범위를 나타내었으며, 영양염류는 계절적으로 강우량이 많은 시기와 저수온기에 높고, 춘계와 추계에 크게 감소하였다. N/P ratio는 표층에서 4.43~325, 저층에서 3.57~321의 범위로 변동하였으며, 강우가 집중되는 시기에 급격히 증가하고, 그 외 시기에는 16 내외의 값을 나타내었다. $Chlorophyll{\alpha}$는 표층에서 $0.46{\sim}65.0{\mu}g$ $L^{-1}$, 저층에서 $0.71{\sim}15.0{\mu}g$ $L^{-1}$의 범위를 나타내었으며, 저수온기에는 낮은 농도로 유지되다 고수온기에 생물량이 급격히 증가하였다. 주성분분석과 중회귀분석 결과, 본 연구해역의 물리 화학적 및 생물학적 요인의 경시적인 변동은 염분의 변화로 표현되는 담수유입에 의해 크게 지배되는 구조를 보이고, 공급된 무기영양염은 식물플랑크톤의 흡수 동화를 통해 비교적 효율적으로 조절되고 있으며, 또한 저수온기에는 무기화과정과 영양염 순환을 통해 재생산된 영양염이 이 해역의 환경구조에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2018

본 연구에서는 다중 기후모델에 의한 미래 기후자료를 기반으로 SWAT-K 유역모형을 적용하여, 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수자원 영향을 평가하였다. 기후모델에 따른 미래 전망자료의 불확실성을 고려하여 9개의 GCM 모델의 기후자료를 미래기간(2010~2099년)에 대한 SWAT-K 모형의 기상자료로 적용하였다. 과거(1992~2013년) 및 미래기간에 대한 연도별 수문변화를 분석한 결과 강수량, 유출량, 증발산량, 함양량 모두 증가하는 추세로 나타났다. 과거기간에 비해 유출량의 변화가 가장 크게 나타났으며(최대 50% 증가), 증발산량은 상대적으로 작게 나타났다(최대 11% 증가). 월별로는 8월과 9월의 강수량 증가에 따라 유출량과 함양량도 크게 증가하는 반면, 동일기간에 대한 증발산량은 감소하는 것으로 분석되었다. 1월과 12월은 반대의 경향이 나타났다. 미래의 물수지 변화를 분석한 결과 강수량 대비 유출량, 증발산량, 함양량의 비율은 변화가 크지 않으나, 과거와 비교했을 때 RCP 8.5 시나리오에서 유출량 비율은 최대 4.3% 증가하는 반면, 증발산량 비율은 최대 3.5% 감소하는 것으로 나타났다. 기존의 타 연구와 본 연구에서 도출한 결과를 종합해 볼 때, 현재 제시되고 있는 기후변화 시나리오 가정 하에서는 미래로 갈수록 점차 강수량과 유출량이 증가할 것이고 특히 여름철 강수량 및 유출량의 증가가 예상된다. 이로 인해 제주도 지역의 함양량도 함께 증가할 것으로 판단할 수 있다. 다만, 본 연구는 장기적인 측면에서 자연적인 기후변화로 인한 영향을 분석한 것이며, 추가적으로 단기적인 수재해 대응을 위한 홍수와 가뭄관리, 인위적인 용수 수급 관리 등에 대한 종합적인 분석을 통해 제주도 수자원의 지속가능한 이용을 위한 대응방안이 필요하다고 판단된다.

• 생태와환경
• /
• 제48권2호
• /
• pp.95-107
• /
• 2015

경포호에서 수질 변수들의 장기적인 경향을 파악하기 위하여 1998년부터 2013년까지 매년 3월부터 11월까지 2개월에 1회씩 3개 지점에서 조사된 15가지 수질변수들과 강우량자료를 이용하였으며, Mann-Kendall test, Sen's slope estimator 및 linear regression을 적용 분석하였다. 계절 변화 분석에는 Mann-Kendall test 및 Sen's slope estimator만 이용하였다. 분석결과 염분, 투명도 및 영양염류 (총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소, 암모니아성 질소)의 변수들만 통계학적으로 유의적인 경향을 보였다. 선형회귀 분석에서는 염분 (표층과 심층의 전 지점)과 투명도 (지점 1)만이 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 나타냈으나, 비모수법에 의한 분석에서는 염분과 투명도 모두 전 지점에서 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 보였다. 통계학적으로 유의적인 감소 경향을 보인 수질변수들은 선형회귀분석에서는 용존산소 (표층 지점 1, 심층 지점 2와 3), 총인(지점 1과 2), 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소, 비모수법에 의한 분석에서는 용존산소 (심층 전지점), 총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소였다. 계절적인 경향을 분석한 결과 봄에는 염분, 탁도, 투명도 및 부유물질 (SS), 여름에는 염분, 투명도, 질산성 질소 및 부유물질, 가을에는 수온, 염분, 투명도 및 부유물질 만이 증가하는 경향을 보였으며 이들 변수들이 계절에 따라 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 봄과 여름에 비해서 가을철에 Mann-Kendall test 및 Sen's Slope estimator에 의해 유의적인 경향을 나타낸 수질변수들이 많았다. 가장 강한 증가 경향을 보인 것은 염분이었으며 봄보다는 여름과 가을에 뚜렷하였다. 투명도도 염분과 유사한 특성을 보였다. 강우량은 조사기간 동안 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 경포호에서 영양염류의 유의적인 감소경향은 그동안 강릉시에서 추진해온 석호 복원사업 및 해수유통 (수중 보철거) 등과 관련이 있는 것으로 판단되나 정확한 원인 규명을 위해서는 보다 면밀한 조사가 수반되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.605-619
• /
• 2019

본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정 상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 $Log_{10}TN$, $Log_{10}TP$, $Log_{10}CHL$의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.424-431
• /
• 2018

강우유출수 내 포함된 입자상 물질, 유기물, 영양물질, 중금속 등의 오염물질은 수계에 악영향을 미친다. 이러한 강우유출수 내 포함된 오염물질 감소와 처리를 위해 최적관리기법(BMP)을 도입하고 있으며, 비용효율적인 방법으로 평가되고 있다. 하지만, 잘못된 설계와 유지관리 부족은 시설의 성능을 저하시켜 원활한 기능을 수행하지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 지속적인 유지관리가 진행된 침투도랑(IT)의 시설에 대한 평가를 수행하였다. 2009년부터 2016년까지 총 41회의 모니터링을 수행하였으며 침투도랑(IT)의 오염물질 저감효율 평가를 수행하였다. 수질 및 수문학적 분석결과, 시설에 유입되는 유입수는 단위 오염 부하량에 영향을 미치는 요인으로 나타났다. 또한, 계절의 변화는 오염물질 저감능력에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 여름철 강수량 및 강우강도의 증가로 인해 Overflow 및 유량의 증가가 발생되었으며, 이로 인해 저감효율이 감소하였다. 또한, 겨울철 낮은 온도로 인해 여재 및 화학적 메카니즘의 효과 감소로 오염물질 저감 효율이 감소되는 것으로 분석되었다. 침투도랑(IT)의 유지관리는 시설의 효율에 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 시설 설치 이후 2년 동안 유지관리 부족으로 오염물질 저감효율이 낮은 것으로 나타났으며, 일부 모니터링에서 지오텍스타일 내 제거 되지 않은 퇴적물로 인해 오염물질 저감효율의 감소를 보였다. 본 연구를 통하여, 시설의 유지관리는 오염물질 저감효과에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, BMP 시설의 최적 유지관리 기간 및 방법 등은 향후 유용한 자료로 사용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
• /
• 제51권4호
• /
• pp.287-298
• /
• 2018

강우부족현상이 지속되었던 2015년 팔당호에서의 이화학적 요인과 동물플랑크톤 군집 특성은 선행연구에서의 몬순기후에 의한 강우와 수리 수문학적 요인의 영향을 받아 변화하던 동물플랑크톤 군집과 다른 양상을 나타냈다. 조사기간 동안 팔당호의 수리학적 체류시간은 2014년부터 지속된 강우부족현상에 영향을 받아 2013년대비 크게 증가하였다. 이에 따라 유입 방류량이 감소하여 팔당댐앞(St.1)의 이화학적 수질은 호소형 특성의 남한강수역(St.2) 수질보다 하천형 특성의 북한강수역(St.3) 수질과 비슷한 특성이 나타났다. 동물플랑크톤의 군집변화는 봄(3~5월)에는 주로 소형 윤충류(Syncheata, Keratella)가 우점하였으며, 여름(7~9월)에는 집중호우가 적어 연중 가장 높은 현존량을 기록했으며 우점종은 윤충류인 Keratella cochlearis와 원생동물인 Difflugia corona로 나타났다. 가을(9~11월)에는 수온이 감소함에 따라 윤충류와 원생동물의 현존량이 감소하고 요각류 유생(Nauplius)이 우점하는 천이를 보였다. 통계분석결과 복합적 수계의 특성을 보여주는 팔당호에서 북한강수역은 하천형, 남한강수역과 경안천수역은 호소형 특성으로 지점별 상이하게 구분되며, 이에 따라 동물플랑크톤 군집 또한 영향을 받을 수 있음을 나타냈다.

• 생태와환경
• /
• 제45권4호
• /
• pp.378-391
• /
• 2012

본 연구에서는 2009~2010년 동안 한강 수계 인공댐 호소수 8개 지점 및 한강 본류 수계의 하천수 10개 지점의 총 18개 지점에서 인공댐 및 하류역 하천들에 대한 수질변이특성을 평가하고자 하였다. 이미 건설된 연속적 인공댐들이 상류로부터 하류까지 질소 (N), 인(P), 엽록소-a(CHL-a) 등의 화학적 수질 구배특성(Chemical gradient)에 미치는 영향을 분석하고, 수질 변수간의 경험적 모델(Empirical model)을 적용하여 하절기 몬순강우 특성 및 연별 집중강우 영향을 분석하였다. 한강수계는 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보였고 특히, 점오염원에 의한 오염물질의 유입은 수질변이에 가장 크게 작용하였으며, 특히 하류부의 중랑천 유입수는 수질을 급격하게 악화시키는 것으로 나타났다. 또한 하절기의 몬순강우는 하류역에서 총인(TP), 총질소(TN) 및 전기전도도(EC)값을 크게 낮추어 수질향상에 기여하였다. 5개의 인공댐들에서 총질소(TN), 총인(TP) 및 N:P 무게비에 대한 엽록소-a (CHL-a)의 경험적 모델식 평가에 따르면, 로그전환된 총인(TP)은 엽록소-a (CHL-a)농도 변이를 33.8% ($R^2$=0.338, p<0.001, 회귀식 기울기=0.710) 설명하였으나, 총질소 (TN) 변이는 21.4% 설명에 그쳤다 ($R^2$=0.214, p<0.001). 또한 N:P 무게비의 산정에 따르면, 본 인공호들에서는 모두 N:P 비가 29 이상으로 인 제한효과로 나타났으며, 총질소(TN)의 농도는 모든 수체에서 이미 $1000{\mu}g\;L^{-1}$을 상회하여 조류성장에 풍부한 것으로 나타나 엽록소-a (CHL-a)의 증감은 인(P)에 의해 조절되는 인 제한요인(P-limitation)으로 나타났다. 그러나 엽록소-a (CHLa)의 증감은 또한 개별적 인공댐에서 보여주는 바와 같이 부유물 증가에 의한 광투과도 저하, 수체류시간 감소에 의한 세척효과(Washing-out) 등도 부가적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 한강수계에서 하천 및 인공댐의 연속선 상에서 하천에 대한 댐의 이화학적 수질 특성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 반면, 유입 지천과 하천 유역의 점오염원으로부터의 방류수 유입은 이화학적 수질 변이에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연속적 인공댐의 수체에서 대형 무척추동물 및 어류와 같은 생물학적 지표를 이용한 영향평가도 수질과 같은 측면에서 연구될 필요가 잇는 것으로 사료되었다.