• 한국수자원학회논문집
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• 제45권8호
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• pp.795-804
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• 2012

최근 강우강도 및 패턴이 변화함에 따라 전세계적으로 토양유실이 증가하고 있다. 그 결과, 수생태계 건전성이 악화되고, 농업작물이 피해를 입어 수확량이 감소된다. 그동안 유출 및 토양유실을 예측하거나 비점오염원을 감소시키는 연구가 많이 수행되어 왔다. USLE는 수년간 토양유실을 산정하는데 사용되어왔으나, 강우강도나 패턴변화를 적용하기에는 적절하지 못했다. 물리적 기반인 WEPP 모형은 다양한 강우강도 및 패턴변화를 적용하는데 적절하다. 본 연구에서는 WEPP 모형을 이용하여 Huff의 4분위, 다양한 강우간격, 설계강우에 따른 토양유실, 유출, 첨두유출을 산정하였다. 5분간격 강우 데이터와 60분 간격 강우 데이터를 비교한 결과 토양유실은 24%, 유출은19%, 첨두유출은 16%가 차이나는 것으로 나타났다. 유출 및 토양유실이 5분 간격 강우량에서 실측치와 가장 유사한 것으로 나타나 강우데이터의 간격이 짧을수록 더 정확하게 모의할 수 있는 것으로 나타났다. Huff의 4분위를 이용하여 토양유실량, 유출량, 첨두유출량을 산정한 결과 토양유실량, 유출량, 첨두유출량 모두 3분위에서 가장 높게 발생하는 것으로 나타났다. 강원도 홍천지역 빈도별 확률강우를 이용하여 토양유실량, 유출량, 첨두유출량의 변화를 모의하였다. 2년 빈도와 300년 빈도에서 강우량은 167% 증가하였다. 유사량과 유출량, 첨두유출량은 각각 906.2%, 249.4%, 183.9% 증가하여 유사량의 증가율이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 보이는 바와 같이 WEPP 모형을 이용하여 향후 기후변화에 따른 유출 및 토양유실의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제36권1호
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• pp.73-81
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• 2018

본 연구는 선행된 연구자료의 어류군집을 이용하여 강릉 남대천 내 이입종의 현황을 파악하고, 수생태계에 악영향을 미칠 수 있는 잠재적 침습성을 평가하고자 실시하였다. 강릉 남대천에 서식하고 있는 국내 타수계 이입종은 12종으로 조사되었으며, 1982년 이후로 지속적으로 증가하는 추세를 나타냈다. 이입종의 FISK 평가 결과 피라미 (Zacco platypus)와 참붕어 (Pseudorasbora parva)가 높은 침습성을 보이는 것으로 분석되었다. FISK 질문의 답변에 대한 신뢰도 값은 평균 $3.2(3.06{\pm}0.16{\sim}3.42{\pm}0.13)$로 분석되었으며, 최대 신뢰도 값이 4인 것을 고려할 때, 상대적으로 높은 수준을 나타내었다. 조사지점별 물리적 서식지 평가 (Qualitative Habitat Evaluation Index; QHEI) 결과 평균 146 (88~171)으로 최적의 서식처 환경을 유지하고 있는 것으로 분석되었다. 지점별 하천 인근 토지이용률과 QHEI, 이입종 출현빈도를 구분한 결과 하천의 고도가 낮아질수록 QHEI 값은 감소하는 결과를 나타내었으며, 토지이용 측면에서는 산림지역이 감소하고, 도심지역이 점차 증가하는 경향을 나타내었다. 어류군집, QHEI, 하천 인근 토지이용률, 이입종간의 상관관계 분석을 실시한 결과 하천 상 하류간의 연속성을 나타내는 고도와 지점별 종수 (r= -0.782, p=0.0127), 종수와 산림지역 (r= - 0.737, p=0.0234), QHEI와 도심지역 (r= - 0.292, p= 0.446)과는 음의 상관성을 나타내었으며, 타수계 이입종의 경우 도심지역과는 양의 상관성 (r=0.313, p=0.412)을 나타내었으나 통계적으로는 유의하지 않은 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.720-728
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• 2012

강우시 상당 부분의 비점오염물질은 입자성물질에 흡착된 형태로 유출되기 때문에 비점오염물질의 유출 거동을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 입자성물질과의 상관성을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 그러나 강우시 오염물질별 유출특성과 입도분포와의 상관성에 대한 연구사례는 매우 부족한 실정으로, 특히 도시화가 진전되지 않은 비시가화지역을 대상으로 한 국내 연구는 보고된 예가 거의 없다. 본 연구에서는 논, 밭 및 임야 등으로 구성된 소규모 비시가화지역(유역면적 52.8 ha)을 선정하여 다양한 규모의 강우사상별 유출특성을 조사하고, 오염물질의 유출특성과 입자성물질의 거동 사이의 상관관계를 분석하였다. 또한, 비점오염물질의 유출에 미치는 입자성물질의 영향에 대하여 정량적인 분석을 실시하였다. 연구결과, 중소규모 강우에서도 초기유출현상이 관찰되었으며, 입자성물질이 영양염류 및 중금속의 유출과정에 큰 기여를 하고 있는 것으로 나타났다. 특히, $BOD_5$와 TOC의 유기물항목, TN과 TP의 영양염류, Al, Cr, Cu, Fe, Hg 및 Zn의 중금속항목 등이 SS (total), VSS, SS (d < $20{\mu}m$) 및 SS ($20{\mu}m$ $$\leq_-$$ d < $80{\mu}m$)와 높은 상관성을 보여 입자성물질과 유사한 유출거동을 갖는 것으로 나타났다. 한편, $COD_{cr}$, Cd, Mn 및 Pb는 입자성물질의 유출거동과 뚜렷한 상관성을 보이지 않았다. 비시가화지역에서 비점오염물질의 유출과정은 입자성물질의 거동과 상관성이 높을 뿐만 아니라 처리대상물질에 따라서도 상이한 특성을 갖는다는 점을 고려한 비점오염 저감시설의 도입이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제49권3호
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• pp.153-175
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• 2016

대청호는 담수 초기부터 부영양화와 녹조현상을 겪었고, 조류경보제는 1997년에 도입되었다. 본 연구의 목적은 강우와 수문학적 요인이 녹조현상의 증감 변동과 조류경보제의 장기화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대청호에서 19년 (1997년~2015년) 동안 운영되어 온 조류경보제의 현황을 조사하고 분석하였다. 조류경보제의 총 발령횟수는 46회였고 8월과 9월에 각각 22회 (752일), 16회 (431일)로써 82.6%를 차지하였다. 이 기간에 빈도와 일수가 많았던 것은 강우, 유량 및 수위와 관련성이 컸다. 강우 및 수문사상은 장마와 태풍과 연관되어 6월~9월에 집중되었고, 총강수량은 연강수량의 69.9%를 차지하였다. 유입량의 증가는 강우의 강도, 빈도 및 그 양에 의존적이었다. 연간 총 유입량의 68.4%를 차지하여 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기였다. 총방류량도 강우량과 밀접한 관련성이 있었고, 발전방류와 수문방류의 특성이 잘 나타났다. 또한, 상류 댐의 조절 방류로 인해 대청호의 상류수역은 녹조현상에 취약할 수 있었다. 조류경보 발령은 저수지의 수문-여수로 방류의 유무와 관련성이 컸다. 수문방류는 총 25회가 있었고, 연중 7월~9월에 17일로써 최대였다. 개방횟수와 기간은 각각 1회~4회와 3일~37일 범위였다. 수문을 개방하였을 때 경보를 울린 해는 13년이었다. 수문개방에 의한 수체 및 녹조의 이동은 비개방 때보다 약 5배 정도 빨랐고, 저수지 내 조류경보제 장기화에 지대한 영향을 주었다. 녹조현상에서 CHU (소옥천의 추소리 수역)는 여전히 심각한 상태에 있으나, JAN (본류의 장계 수역)이 더욱 중요한 것으로 지적되었다. 조류경보제는 수문-여수로 방류를 중심으로 한 강우와 수문학적 영향을 반드시 고려하여 운영되어야 하겠다. 무엇보다 녹조현상의 대응책에 우리나라의 유역과 저수지 특성에 적합한 육수학적 대책이 포함되어야 하겠으며, 이제부터라도 조류경보제 운영지점에 녹조가 도착하기를 기다리는 것보다 장마 전에 녹조현상의 촉발에 근본적 원인이 되는 저수지 내 우심수역의 체계적 관리와 가이드라인이 필요하겠다.

• 생태와환경
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• 제39권2호통권116호
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• pp.145-156
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• 2006

본 연구의 목적은 2004년 8월부터 2005년 6월까지 금호강의 5개 조사지점에서 다변수 메트릭 모델을 이용하여 물리적 서식지건강도 평가(QHEI)및 생몰학적 건강도 평가를 실시하고자 하였다. 본 연구의 접근방식은 본 연구에서 직접측정한 정성적 식지평가지수(QHEI),어류를 이용한 생물학적 건강도 지수(IBI)및 환경부에 획득한 지난 10년간(1995 ${\sim}$ 2004)의 수질 모니터링 자료와 비교 평가에 기반을 두었다. 본 연구를 위해 이미 한국의 지역적 생태 특성에 맞게 개발된 An(2003)의 모델이 생물학적 건강도 평가에 적용되었다. 총체적인 건강성평가EPA(1993)및 Barbour et al. (1999)의 기준에 따르면, 금호강의 생물학적 건강도 지수는 평균 30이었고, 지점에따라 23 ${\sim}$ 48까지의 변이를 보이며, 건강도는 보통상태(Fair)로 나타났다. 금호강의 이화학적 수질자료 석에 따르면, 1995년부터 2004년 가지 10년 동안 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 소요구량(COD), 전기전도도(Conductivity), 총인 (TP), 총질소(TN), 총부유물(755)은 조사지점별, 계절별, 연별로 오염농도 변화 폭이 크게 나타났다. 계절에 따른 강우량에 BOD, COD, TP, TSS, Conductivity은 상류지점 1에서는 영향이 적었지만 하류로 올수록 많은 영향을 받아 유량에 의한 희석현상으로 장마후에 수질이 향상되는 양상으로 보아 강우가 수질의 이차학적 변이에 중요한 요소임이 확인되었다. 군집분석에 따르면 종다양도 지수는 지점 1에서 최대치를 보였고(H'=0.781), 지점 3에서는 끄리의 착실한 우점도를 보였다. 대조적으로 잡식성, 내성종 비율이 상류보다 하류로 갈수록 높았다. 전체적으로 본 연구에서는 하류의 지점들은 수환경생태의 생물학적 건강도 향상을 위하여 복원이 필요함을 제시하는 바이다.

• 환경생물
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• 제31권4호
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• pp.393-401
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• 2013

본 연구는 금강의 백제보에서 2012년 10월 중 하순 발생된 어류폐사 전 후의 어종 분포 및 길드분석을 통한 어류 군집특성 비교 및 생태건강도 평가모델(IBI)을 이용하여 생태건강도 특성을 평가하였다. 백제보 상 하류 구간에서 채집된 어류는 총 32종이었으며, 이들 중 한국고유종은 10종으로 35%를 차지하였다. 외래종은 3종이었고, 폐사 후($A_f$) 0.4%까지 감소하였다. 우점종은 폐사 전(Bf) 끄리(13%), 폐사 후($A_{f-I}$, $A_{f-II}$, $A_{f-III}$) 몰개(17%)로 나타났다. 폐사 후($A_{f-I}$) 생체량은 폐사 전($B_f$)과 비교해 1/10 수준으로 감소한 것으로 나타났다. 대형종인 붕어의 생체량은 어류폐사 이후 98%가 감소하였고 이후 시간이 경과하면서 폐사 전 수준으로 회복하였다. 중형종인 끄리는 지속적으로 감소하였고, 소형종인 밀어는 꾸준히 증가한 것으로 나타났다. 군집분석 결과에 따르면, 종 풍부도 지수, 종 균등도 지수, 종 다양도 지수는 폐사전($B_f$)에 가장 높게 나타났고, 이후 감소하였다. 어류의 내성도 길드분석에 따르면, 내성종(TS)은 67%로 가장 높은 출현빈도를 나타냈고, 반면 민감종(SS)은 2%로 나타나 가장 낮은 출현빈도를 보여, 생태계가 악화 된 것을 나타냈다. 백제보에서 생태건강도 평가에 따르면, IBI 모델 값은 17.5로 보통상태로 진단되었다. 종합적으로, 어류폐사는 어류 종 성분, 어류군집 구조 및 트로픽 길드/내성도 길드 지표 특성에 큰 영향을 미친 것으로 나타났으며, 점차 회복하는 것으로 나타났다. 따라서 백제보에서의 대규모 어류폐사를 예방하기 위해서는 지속적인 생태모니터링이 중요하다고 사료된다.