• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.403-418
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• 2007

본 연구의 목적은 대전 산업단지 폐수종말처리장 내 국가지하수관측망(대전, 문평)의 6가 크롬 오염지하수의 오염 현황을 파악하고 그 확산 여부를 평가하는 것이다. 대전(문평) 관측소에서 나타나는 6가 크롬($Cr^{+6}$) 수질장해의 원인을 규명하고 6가 크롬의 오염 범위를 파악하기 위해 금번 연구에서는 보조 관측정을 설치 활용하였다. 수질분석 결과, 6가 크롬이 $3.2{\sim}4.5mg/L$ 정도 검출됨으로써 6가 크롬에 의한 관측소 충적공의 수질오염은 지속되고 있음이 파악되었다. 그러나 관측소의 암반관정 및 0.05mg/L 수질기준 이하의 농도를 보이는 MPH-1과 3번 관측공을 제외한 주변 관측공에서는 검출되지 않았다. 따라서 6가 크롬 및 총 크롬 함량의 오염 범위는 관측소 충적층 관정 인근에 한정되어 나타나고 있는 것으로 파악되었다. 또한 신규 5개 보조 관측정에서 채취한 77개의 시추 코어 및 슬라임 시료 모두에서 수용성/교환성 6가 크롬이 검출 한계(0.01mg/L) 이하로 나타나, 오염이 관측된 관측소 관정 주변의 토양 및 풍화토에서는 직접적으로 6가 크롬의 오염원이 확인되지 않았다. 지하수 수질분석 및 코어시료 분석 결과, 그 오염원의 중심 및 오염 확산 범위는 관측소 주위 반경 100m 이내로 매우 한정되는 것으로 판단되며 그 확산의 범위가 매우 좁을 것으로 예상된다. 시추조사 결과, 폐수종말처리장 부지조성 당시의 불량 매립층이 확인되었으며, 이러한 불량 매립산업폐기물이 관측소 인근의 6가 크롬 수질장해 원인으로 추론된다. 지표매질의 6가 크롬 자연저감능 평가를 위해 초기 농도 5mg/L Cr(VI)을 이용한 6가 크롬 유효 환원능을 분석하였다. 그 결과, 암회색 점토층에서 각각 58%, 66%, 64% 정도의 높은 6가 크롬 저감율을 보였으며, 이는 유기물 함량과 상호 관련이 있을 것으로 판단되었다. 비포화대/충적층 매질에 대한 6가 크롬 함량 및 자연저감 능력의 정량적 평가 결과, 매질에 의한 6가 크롬의 자연 저감능이 확인되었으며 관정 주변으로의 오염 확산은 충분히 제어되고 있는 것으로 판단된다. 그러나 시추 관측정 및 기설 관정의 수가 부족했기 때문에 매우 제한적인 선택적 유동(preferential flow) 경로에 의한 확산 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 정기적인 양수작업을 통하여 지하수에 부화된 6가 크롬의 농도를 지속적으로 제거하고 관측소 주변에 설치된 보조 관측정들을 지속적으로 활용하여 6가 크롬의 농도 변화 추이 및 시간의 흐름에 따른 오염 확산 여부를 지속적으로 관측하고 감시하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제42권4호
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• pp.476-486
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• 2009

Major objective of our study was to introduce initial researches of national long-term ecological monitoring studies on Daechung Reservoir, as one of the representative lentic reservoir ecosystems in Korea. For the long-term ecological research (LTER), we conducted preliminary field monitoring during 2008~2009 and analyzed biological parameters such as phytoplankton, zooplankton, and freshwater fish along with chemical water quality and empirical model analysis. According to phytoplankton surveys, major taxa have varied largely depending on seasons and sites sampled. Overall phytoplankton data showed that cyanophyta dominated in the summer period and diatoms dominated in the winter. In zooplankton analysis, 25 species including 20 rotifers, 3 cladocerans and 2 copepods were collected during the survey. The relative abundance of rotifers (86.5%) was always greater than that of cladocerans (6.3%) or copepods (5.1%). There were distinct spatial and inter-annual changes in the abundance of zooplankton in the reservoir, displaying similar patterns in three sites with the exception of S3 during the study. According to fish surveys, 8 families and 39 species were observed during 2008~2009. The most dominant fish was an exotic species of Lepomis macrochirus (23%), indicating an severe influence of exotic species to the ecosystem. TP averaged $17.9\;{\mu}g\;L^{-1}$ ($6{\sim}80\;{\mu}g\;L^{-1}$), which was judged as a mesotrophy, and showed a distinct longitudinal gradients. TN averaged $1.585\;{\mu}g\;L^{-1}$ during the study and judged as hypereutrophic condition. Unlike TP, TN didn't show any large seasonal and spatial variations. Under the circumstances, nitrogen limitation may not happen in this system, indicating that nitrogen control is not effective in the watershed managements. These data generated in the LTER station will provide key information on long-term biological and water quality changes in relation to global warming and some clues for efficient reservoir ecosystem managements.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권2호
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• pp.39-52
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• 2020

A high quality, long-term, high-resolution precipitation dataset is an essential in climate analyses and global water cycles. Rainfall data from station observations are inadequate over many parts of the world, especially North Korea, due to non-existent observation networks, or limited reporting of gauge observations. As a result, satellite-based rainfall estimates have been used as an alternative as a supplement to station observations. The Climate Hazards Group Infrared Precipitation (CHIRP) and CHIRP combined with station observations (CHIRPS) are recently produced satellite-based rainfall products with relatively high spatial and temporal resolutions and global coverage. CHIRPS is a global precipitation product and is made available at daily to seasonal time scales with a spatial resolution of 0.05° and a 1981 to near real-time period of record. In this study, we analyze the applicability of CHIRPS data on the Korean Peninsula by supplementing the lack of precipitation data of North Korea. We compared the daily precipitation estimates from CHIRPS with 81 rain gauges across Korea using several statistical metrics in the long-term period of 1981-2017. To summarize the results, the CHIRPS product for the Korean Peninsula was shown an acceptable performance when it is used for hydrological applications based on monthly rainfall amounts. Overall, this study concludes that CHIRPS can be a valuable complement to gauge precipitation data for estimating precipitation and climate, hydrological application, for example, drought monitoring in this region.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.73-85
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• 2024

하천과 저수지의 수질을 예측하는 것은 수자원관리를 위해 필요하다. 높은 정확도의 수질 예측을 위해 많은 연구들에서 인공신경망이 활용되었다. 기존 연구들은 매개변수를 탐색하는 인공신경망의 연산자인 옵티마이저로 경사하강법 기반 옵티마이저를 사용하였다. 그러나 경사하강법 기반 옵티마이저는 지역 최적값으로의 수렴 가능성과 해의 저장 및 비교구조가 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 인공신경망을 이용한 수질 예측성능을 향상시키기 위해 개량형 옵티마이저를 개발하여 경사하강법 기반 옵티마이저의 단점을 개선하였다. 본 연구에서 제안한 옵티마이저는 경사하강법 기반 옵티마이저 중 학습오차가 낮은 Adaptive moments (Adam)과 Nesterov-accelerated adaptive moments (Nadam)를 Harmony Search(HS) 또는 Novel Self-adaptive Harmony Search (NSHS)와 결합한 옵티마이저이다. 개량형 옵티마이저의 학습 및 예측성능 평가를 위해 개량형 옵티마이저를 Long Short-Term Memory (LSTM)에 적용하여 국내의 다산 수질관측소의 수질인자인 수온, 용존산소량, 수소이온농도 및 엽록소-a를 학습 및 예측하였다. 학습결과를 비교하면, Nadam combined with NSHS (NadamNSHS)를 사용한 LSTM의 Mean Squared Error (MSE)가 0.002921로 가장 낮았다. 또한, 각 옵티마이저별 4개 수질인자에 대한 MSE 및 R²에 따른 예측순위를 비교하였다. 각 옵티마이저의 평균 순위를 비교하면, NadamNSHS를 사용한 LSTM이 2.25로 가장 높은 것을 확인하였다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2003년도 추계국제학술대회
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• pp.27-27
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• 2003

Lake Texoma is located on the border of southern Oklahoma and northern Texas. It has 93,000 surface acres, and is a focus of the recreation, and farming industries in the region. There are potential stressors around the Lake Texoma watershed that may cause adverse ecological effects in the lake. System assimilative capacity (SAC) is the ability of abiotic and biotic processes to atteuniate the stressors. SAC Exceeded indicates potential of occuring adverse eco-effects. A number of representative chemical release sites and stressor sources in the surrounding watershed were characterized, and several impact sites having stressors sources, such as being near agriculture, landfills, housing areas, oil production fields and heavy use recreational activity, were selected for surface water, sediment, and groundwater monitoring. A paired reference site, having similar physical characteristics as its impact site, was also chosen based on its proximity to the impact site. Lake water samples were collected at locations identified as marina entrance, gasoline filling station, and boat dock at five marinas selected on Lake Texoma from September 1999 to December 2001. Paired water and sediment samples were also collected. Groundwater samples were collected at about 70 producing monitoring wells. Water quality parameters measured were inorganics (nitrate, nitrite, orthophosphate, ammonia, sulfate, and chloride), dissolved methane, total organic carbon (TOC) (or DOC), volatile organic compounds (VOCs) such as methyl tert-butyl ether (MTBE) and BTEX, and a suite of metals. Biotic communities were evaluated at impact and reference sites. Five basic components were measured; two terrestirial components (plants and bird comminitires) and three aquatic components (benthic inverbrates, litteral-zone fishes, ecosystem attribures). Potential impacts to these comminites were evaluated.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.73-87
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• 2011

An abnormal mono-specific bloom of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa had developed at a specific location (transitional zone, monitoring station of Hoenam) in Daecheong Reservoir from middle of July to early August, 2001. The maximum cell counts during the peak bloom reached 1,477,500 cells/mL, which was more than 6~10 times greater than those at other monitoring sites. The hypothesis of this study is that the timing and location of the algal bloom was highly correlated with the local environmental niche that was controled by physical processes such as hydrodynamic mixing and pollutant transport in the reservoir. A three-dimensional, coupled hydrodynamic and ecological model, ELCOM-CAEDYM, was applied to the period of development and subsequent decline of the bloom. The model was calibrated against observed water temperature profiles and water quality variables for different locations, and applied to reproduce the algal bloom event and justify the limiting factor that controled the Microcystis bloom at R3. The simulation results supported the hypothesis that the phosphorus loading induced from a contaminated tributary during several runoff events are closely related to the rapid growth of Microcystis during the period of bloom. Also the physical environments of the reservoir such as a strong thermal stratification and weak wind velocity conditions provided competitive advantage to Microcystis given its light adaptation capability. The results show how the ELCOM-CAEDYM captures the complex interactions between the hydrodynamic and biogeochemical processes, and the local environmental niche that is preferable for cyanobacterial species growth.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.487-491
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• 2016

영산강 섬진강수계는 1999년 한강수계(경기도 7개 시군)에서 임의제로 도입한 이후 2002년 낙동강, 금강수계와 함께 의무제 기반으로 오염총량제를 추진하고 있다. 이에 따라 2004년부터 영산강물환경연구소에서 영산강 섬진강수계의 단위유역 말단 지점의 유량과 수질을 약 8일 간격으로 동시에 측정함으로서 단위유역 내 오염원으로부터 배출된 오염물질이 말단에서 실제 나타나는 오염부하량(유달부하량)의 파악이 가능하게 되었다. 그러나 최근 4대강사업으로 하천의 구조적 수질관리 환경의 커다란 변화가 있어 기존 모니터링지점에 대한 전면적인 재검토가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 영산강 섬진강수계의 수질총량측정망 총 56개 지점을 대상으로 설치목적과 선정기준에 대한 적합성평가를 위한 평가기법을 공간적 대표성, 수리학적 안정성, 시간적 대표성, 정보취득 안정성의 4개 특성과 13개 평가부문, 20개 평가항목으로 3단계 평가기법으로 구성하여 개발하였으며 평가 결과, I등급이 29개소(53%), II등급이 25개소(45%), III등급이 2개소(3%)로 평가되었으며, 변경 및 폐쇄 권장에 해당하는 IV~V등급으로 평가된 지점은 없는 것으로 평가되어 대체로 우수한 지점들로 구성되어 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.15-20
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• 2005

The ministry of Environment, Korea, are designing the TMDL(Total Maximum daily Load) program far 4 major large rivers to improve water quality from possible pollutants. It can be successfully performed as controling of nonpoint pollutants from watershed area. Railway stations are stormwater intensive land use because of high imperviousness and high pollutant mass emissions from various activities. Especially the metal pollutants from the railway station were recognized as an important pollutants because of its toxicities. In order to characterize the washed-off pollutants. the monitoring were performed on a railway station during storms. Pollutant concentrations are exponentially decreasing during the storm duration. The 95％ confidence interval of pollutant concentrations in an hour storm duration ranges from 61.6 to 115.4mg/L for TSS(mean=88.50mg/L),103.8-244.1mg/L for COD(mean=174 mg/L) and 7.68-17.32mg/L for Oil & Grease(mean=12.5mg/L). The ranges of metals were 39.2-84.0 $\mu\textrm{g}$/L for total Cu(mean=61.6$\mu\textrm{g}$/L), 14.0-25.8$\mu\textrm{g}$/L for total Pb(mean=19.9$\mu\textrm{g}$/L) and 182.2-376.l $\mu\textrm{g}$/L for total Zn(mean=279.2$\mu\textrm{g}$/L). The first flush criteria for best management practices can be suggested to 50％ pollutant mass emissions during 30％ of the total flow.

• 한국수산과학회지
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• 제45권6호
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• pp.561-569
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• 2012

To evaluate the bacteriological water quality in Yongnam-Gwangdo, located in western Jinhae Bay, seawater samples were analyzed using sanitary indicator bacteria at 57 sampling stations. According to survey results from January 2007 to December 2009, the range of the geometric mean and the estimated 90th percentile for coliforms and fecal coliforms in the samples were <1.8-16.5 and 1.8-246.8 MPN/100 mL and <1.8-7.1 and 1.8-74.8 MPN/100 mL, respectively. The samples, including those taken from stations located in Wonmunman, Gwangdo, and Dangdong, showed high levels of microbial contamination caused by the climate and weather patterns in the marine environment. The bacteriological water quality in the area met Korean criteria for a designated shellfish growing area for export and National Shellfish Sanitation Program criteria for an approved shellfish growing area, except at station #49. A total of 24 direct pollution sources were discharged into the shellfish growing area. The radius of impact was calculated for each pollution source to assess the effect on the shellfish growing area. The calculated radius of impact for most of the pollution sources was below 300 m. However, the radius of impact for the combined pollution sources in Kyeonnaeryang was 93-1973 m. There were significant differences between the calculated closed sea area and actual monitoring results. The closed sea area values calculated from the fecal coliform load in drainage water tended to be higher than the actual monitoring results. Tidal currents and environmental factors such as salinity, water temperature, sunlight, and microbiological factors affect the survival of fecal indicator bacteria in seawater.

• 한국환경생태학회지
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• 제20권2호
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• pp.235-258
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• 2006

청계천 복원공사 전(2003) 중(2004) 후(2005)의 수질과 식물 및 식생모니터링결과 청계천의 수질등급은 공사 전에는 $BOD_5$가 평균 51.1mg/L로서 등급 외이었으나, 공사 후에 한강수와 지하철 역사의 물이 공급되면서 $BOD_5$가 3.3mg/L로 낮아져 수질이 3등급으로 향상되었다. 식물의 경우는 공사 전에 총 121종에서 공사후에 132종으로 다소 증가하였다. 특히 다년초의 비율이 공사 전 24.8%에서 공사 후 35.6%로 증가되었으며, 갈대군락과 잔디군락이 도입식생으로 관찰되었다. 그러나 공사구간은 공사 전 우점 군락이었던 식생보전등급 1인 환삼덩굴과 망초군락이 여전히 우세하여 식물의 생태성은 공사전과 후의 변화가 크지 않았다. 또한 이 같은 조사내용을 비교대상구간과 비교하면 비교대상구간의 수질은 $BOD_5$ 0.8mg/L인 1등급으로 공사구간보다 양호하고, 식물종수도 154종으로 공사구간보다 다양할 뿐 아니라 귀화식물의 비율은 13%로서 공사구간의 28.8%보다 낮았다. 따라서 현재까지는 공사구간이 비교대상구간보다 생태적으로 떨어지는 것으로 평가된다. 그러나 하천복원이란 장기적이며 복합적인 과정으로서 본 연구 에서와 같은 단기조사만으로 복원의 효과성을 논할 수 없으며, 앞으로 장기간에 걸친 다른 주요항목에 대한조사도 병행되어야만 청계천 복원의 효과성을 검증할 수 있을 것이라고 사료된다.