• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.419-430
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• 2007

본 연구는 주암호, 동복호, 영산호 세 호소의 이화학적 인자, 식물플랑크톤 생체량(Chl ${\alpha}$) 및 일차생산력을 조사하기 위하여 2004년 4월부터 2006년 3월까지 총 8회에 걸쳐 계절별로 실시하였다. 소형식물플랑크톤이 우점(>60%)한 동복호의 식물플랑크톤 생체량은 상류에서 2004년 4월에 높았지만 하류에서는 2004년 6월에 높은 분포를 나타내었다. 주암호에서 식물플랑크톤 생체량이 높았던 2004련 4월에 미소형식물플랑크톤의 기여율이 높았다. 영산호는 8월 (2004, 2005)에 높은 생체량을 보였는데 이 시기 미소형식물플랑크톤의 기여율이 높았다. 일차생산력은 동복호, 영산호, 주암호 순으로 높게 분포되었다. 단순 회귀 분석결과, 동복호에서 젠체식물플랑크톤, 소형식물플랑크톤과 일차생산력은 투명도와 상관성을 보였다. 주암호에서는 하류에서 크기별 식물플랑크톤과 $PO_4^{3-}$가 상관성을 보였고 일차생산력은 수온, TN과 높은 상관성을 보였다. 영산호 상, 하류에서 식물플랑크톤은 TN/TP와 음의 상관성을 보였고 일차생산력은 상류에서 높은 상관성을 보였으나 하류에서는 탁도와 높은 상관성을 보였다. 주암호와 동복호는 기타 환경 인자와의 단순회귀분석결과로부터 인과 질소 관리의 필요성이 제기된다. 영산호는 부유물질을 관리할 필요성이 있고 하류의 높은 일차생산력으로 보아 식물플랑크톤의 내부생산 기여율에 대한 추가적인 조사를 통한 저감방안 마련도 필요한 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.224-235
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• 2019

급격한 도시화는 도시 하천에 크게 세 가지 문제점을 야기하고 있다. 첫 번째 문제는 불투수지역의 증가에 따른 강우의 토양 침투량 감소이다. 토양 침투량 감소는 도시하천의 물순환에 심각한 왜곡을 일으키게 된다. 두 번째 문제는 도시적 토지이용에 따른 비점오염물질의 증가이며, 세 번째 문제는 구도심에서의 합류식 하수관거 월류수이다. 비점오염물질의 증가 및 합류식 하수관거 월류수는 물순환 왜곡과 맞물려서 도시하천 수질오염을 가중시키게 된다. 본 연구에서는 이러한 세 가지 문제점에 대한 해결방안을 제시하고자 부산 온천천 유역을 대상으로 EPA SWMM을 구성하였으며, 미국 뉴욕시에서 실제로 시행중인 사업을 벤치마킹하여 생태저류지 설치 사업을 계획하였다. 사업 시나리오별로 물순환 개선효과와 비점오염 및 합류식 하수관거 월류수의 저감량이 요구되는 예산과 함께 분석되었다.

• 한국지형학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-76
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• 2010

전라남도 신안군의 대장도에 있는 장도습지는 유역면적이 약 147,000m²인 산지의 완경사면에 위치하고 있다. 이 습지는 그 동안 퇴적층에 대한 적절한 자료 없이 이탄층에 의해 형성된 습지로 알려져 있었다. 이 연구는 장도습지 및 그 주변의 지형을 분석하고 퇴적물 특성을 밝히는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 GIS를 이용하여 습지의 유역환경을 분석하였고, 현장조사를 통해 습지퇴적층의 분포와 깊이를 측정하였다. 또한 습지 퇴적물에 대하여 입도분석, 유기물분석, 원소분석, 방사성탄소연대측정을 실시하였다. 연구결과, 장도습지 퇴적층의 평균 두께는 약 30 cm로 측정되었으며, 구성물질의 평균 입도는 50~500μm였고, C/N비는 평균 11.5였다. 습지퇴적층의 유기물함량은 5~26%로 이탄의 기준에 미치지 못했다. 습지퇴적층의 유기물에 대한 방사성탄소연대는 180±50 ¹⁴C yr BP와 1950년대 이후로 측정되어 습지형성 이후 농경을 비롯한 자연적·인위적 교란이 지속적으로 발생하였음을 가리켰다. 결론적으로, 장도습지는 아직까지 초기단계의 습지로서 정상상태에 이르지 못하였기 때문에 작은 교란에도 민감한 변화를 나타낼 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.211-224
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• 2023

본 연구에서는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 기반의 식생을 고려하는 후방산란모델 Water Cloud Model (WCM)을 활용한 토양수분 산정 연구를 수행하였다. 금강 상류의 용담댐유역을 포함한 40 × 50 km² 영역의 Sentinel-1 SAR 및 Sentinel-2 MSI (Multi-Spectral Instrument) 영상을 수집하여 연구에 활용하였다. WCM의 식생변수로는 Sentinel-1 기반의 식생지수 RVI (Radar Vegetation Index), 탈분극비(Depolarization Rario, DR)와 Sentinel-2 기반의 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 활용하였다. WCM의 정모델링(forward modeling)은 토양수분과 후방산란계수의 특성이 유사한 3개 Group으로 나누어 수행하였다. 토양수분과 후방산란계수의 선형적인 관계가 명확할수록 Group의 모의 성능이 더 높게 나타났으며, 식생지수 별로는 NDVI, RVI, DR 순으로 정확도가 높았다. 토양수분을 모의하기 위해 모의된 후방산란계수를 반전(inversion)하였으며, 모의 성능은 정모델링 결과와 비례하였다. WCM 모의의 오류는 실측 후방산란계수 기준 약 -12dB를 기점으로 증가하는 양상을 보였다.

• 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.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.398-404
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• 1999

토양과 수질에 영향을 주는 주인자를 찾아내기 위하여 한강 수계에서 집약적 농업이 이루어지고 있는 지역을 대상으로 토양과 수질에 대한 요인 분석을 하였다. 화학성 분석을 위한 토양 시료는 고랭지 농업이 이루어지고 있는 평창군 일대에서 그리고 수질 시료는 한강의 소유역인 구리, 춘천, 둔내 및 대관령에서 1996년과 1997년에 채취하여 분석하였다. 분석된 토양의 질 11요소에 대한 상호 상관분석에서 55개 상관쌍 중 29개 상관쌍의 유의성이 인정되었다. 시료채취 적정성을 위한 전체 Kaiser값은 0.6이었다. 토양의 질 요소 중 부하가 큰값을 보이는 제1요인은 pH, Ca 및 Mg이었다. 제2요인은 인산과 미량요소이었으며, 제2요인은 인산과 미량요소이었으며, 제3요인은 유기물과 EC, 그리고 제4요인은 칼리와 철이었다. 수질 요소 20개의 190개 상관쌍 중 86개 상관쌍의 유의성이 인정되었다. 전체 Kaiser값은 0.74이었다. 수질요소 중 제1요인은 EC로 전체 변이의 27.1%를 차지하였으며 Na, Ca, SO4, Mg, K, Cl, NO3 그리고 T-N이 높은 부하를 보였다. 제2요인은 중금속 중 Zn, Fe, Mn 그리고 Cd이었다. 제3요인에서 제7요인은 각각 PO4, TSS, 무기질소, pH 와 T-P 그리고 Cu이었다. EC 요인 스코어는 구리에서 가장 높았고, 춘천, 둔내 및 대관령의 순이었다. 이 연구 결과는 요인 분석이 농업 소유역에서 토양과 수질에 영향을 주는 주요인 분석 선정에 유용함을 의미하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.215-221
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• 2005

납석광산 폐석의 중화제로서 Solvay 공정에서 발생되는 알칼리성 부산물인 부산석회의 활용 가능성을 평가하기 위하여 폐석을 충진한 컬럼 용출시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 폐석의 pH 값은 3.67로 매우 낮았으며 화학성분 중 $Al_2O_3$ 함량은 16.44%, $Fe_2O_3$의 함량은 11.62%로 높게 나타났다. 컬럼시험에서는 폐석 단독 처리구의 경우 침출수의 pH가 $3.5{\sim}4.0$으로 매우 낮게 나타났으나 폐석+탄산석회 전층혼합 및 폐석+부산석회 전층혼합 처리에서는 침출수의 pH가 $7.0{\sim}8.0$의 수준으로 유지되어 뚜렷한 중화효과를 나타내었다. 침출수의 EC 값은 폐석+부산석회 전층혼합 처리에서 초기에 높게 나타났는데 이는 부산석회에 Ca을 비롯한 염류물질이 다량 함유되었기 때문인 것으로 판단되었다. 침출수 중 Fe의 농도는 폐석+부산석회 전층혼합 처리예서 1 mg $L^{-1}$ 이하의 수준으로 나타났고, Al의 농도는 초기 용출에서 다소 높게 나타났으나 이후 1 mg $L^{-1}$ 이하의 수준으로 안정화되었다. 이상의 결과를 통해 부산석회는 복토제의 피복 없이도 납석광산 폐석의 오염물질 유출을 차단할 수 있는 중화제로 활용할 수 있을 것으로 판단되었고, 부산석회는 폐석과 혼합하여 처리하는 것이 효율적이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권5호
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• pp.383-391
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• 2007

수계 내 농경지로부터의 비점오염은 토양유실과 밀접한 관련이 있어 토양침식 정도를 산정하는 것은 비점오염 관리의 기초가 될 수 있으며 환경오염 예측모델의 정도 향상에도 도움이 될 것이다. 본 연구는 표준유역단위인 소유역에서 토양연접군에 따라 소유역을 분류하고 소유역별로 토양침식 위험성을 산정해 통합적 수계관리의 방향을 제시하고자 수행하였다. 건설교통부 소유역 분류에서 토양조사가 되어 있는 10개의 소유역을 선정해 토양연접군에 따른 분류를 통해 금강본류 21, 남강 03, 동진천, 가평천 01, 경안천 02 소유역은 편마암 유래토양이 50% 이상을 차지하는 편마암 유래토양 소유역 그룹으로 분류되었고, 금강본류 16, 병성천 01, 대신천, 북천 02, 영상강 본류 08 소유역은 화강암 유래토양 면적이 60% 이상인 화강암 유래토양 소유역 그룹으로 분류되었다. 대상유역의 경지이용 형태는 편마암 유래토양이 주로 분포하고 있는 소유역 그룹에서 화강암 유래토양이 주로 분포하는 소유역보다 산림의 면적비율이 높게 나타났고 밭의 분포면적 비율이 그다지 높지 않은 것을 보여주었다. 또한 토양도 상의 경사도 분포는 편마암 유래토양이 주로 있는 소유역에서는 산림면적이 많은 관계로 경사 60% 이상인 E와 F slope이 많았고 화강암 유래토양이 주로 분포하는 소유역에서는 대부분의 유역이 경사도에 따라 고르게 분포하는 경향이었다. 각각의 소유역별 토양유실량 산정에 따른 면적별 분포는 산림이 포함된 관계로 편마암이나 화강암 유래토양 대부분에서 A나 B 등급이 많았으나 전체적으로는 편마암 유래토양이 주가 되는 소유역은 B와 C 등급이 많이 분포하고 있었으며, 화강암 유래토양이 주가 되는 소유역에서는 영산강 08을 제외하면 A와 B 등급에 많이 분포하고 있었다. 산림을 제외하는 경우에는 전체적으로 토양유실 등급의 면적분포가 A 등급이 많아졌고 편마암 유래토양 소유역에서 상대적으로 G 등급의 면적분포가 상승하고 등급별 분포가 고르게 되었다. 소유역에서 경지이용형태별 토양유실량은 논이 가장 작은 값을 보였고, 다음이 산림이었으며 제일 큰 토양유실량을 보인 것은 밭이었다. 토양유실량 산정에 따른 토양연접군별 소유역단위 특성을 살펴보면 송산지곡 연접군으로 분류할 수 있는 편마암 유래토양이 주로 분포하고 있는 소유역들의 연간 평균 토양유실량은 $7.66ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었고, 삼각상주 연접군으로 분류되는 금강본류 16, 병성천 01, 대신천, 북천 02 소유역의 평균 토양유실량은 $5.55ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$이었다. 송정백산 연접군으로 분류할 수 있는 영산강 08 소유역의 토양유실량은 $9.6ton\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ 이었으나 이 연접 소유역군은 다른 소유역군들처럼 더 많은 분류가 있어야 평균 토양유실량을 산정할 수 있을 것으로 여겨진다. 이런 결과로 보아 토양연접군에 따른 소유역의 분류와 유역그룹별 토양유실량을 산정하면 토양연접군별 소유역그룹의 비점오염 기여도를 파악할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 다양한 수문 환경 모형들의 적용성을 확대시켜 수계 내 수질 관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제20권4호
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• pp.415-424
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• 2006

산림유역 조건에 따른 붕괴 토사량을 측정하여 사면 붕괴가능성을 평가하고 붕괴위험 지역에 대한 예지기술(豫知技術)을 개발함으로서 산지사면에서 발생하는 각종 재해에 대한 피해를 최소화 할 수 있는 산림유역 관리에 대한 기술적 기초 자료를 제공하고자 연구하였다. 붕괴 위험지역을 평가한 결과 I급지(매우 위험지역)는 화성암지 역으로 침엽수림이며 임령은 20년생 이하, 토심은 30cm 이하, 토성은 사질식양토(SCL), 석력함량은 $31{\sim}40%$, 사면방위는 남${\sim}$동$(S{\sim}E)$사면, 주하천길이는 $2,501{\sim}3,500m$, 총하천수는$26{\sim}30$개, 총하천길이는$5,501{\sim}10,000m$, 하천차수는 3차수, 일차하천수는 $11{\sim}15$개 또는 16개 이상, 사면경사는 $31^{\circ}$이상의 지역으로 평가되었고, II급지(위험지역)는 변성암지역으로 활엽수림이며 임령은 $21{\sim}24$년생, 토심은$31{\sim}40cm$, 토성은 미사질식양토(SiCL) 또는 사질식양토(SCL), 석력함량은 $11{\sim}20%$, 사면방위는 남${\sim}$서$(S{\sim}W)$사면, 주하천길이는 $1,501{\sim}2,500m$, 총하천수는 $6{\sim}10$개, 총하천길이는 $3,501{\sim}5,500m$, 하천차수는 2차수, 일차하천수는 $6{\sim}10$개, 사면경사는 $31^{\circ}$이상의 지역으로 평가되었으며, III급지(비 위험지역)는 퇴적암지역으로 임상은 혼효림, 임령은 25년생 이상, 토심은 $41{\sim}50cm$, 토성은 미사질식양토(SiCL), 석 력함량은 10% 이하, 사면방위는북${\sim}$서$(N{\sim}W)$사면, 주하천길이는 500m 이하, 총하천수는 5개 이하, 총하천길이는 1,000m 이하, 하천차수는 1차수, 일차하천수는 2개 이하, 사면경사는 $25^{\circ}$이하의 지역으로 평가되었다. 붕괴위험 예측치를 이용하여 붕괴위험지역을 예지한 결과 점수의 합계가 I급지는 4.8052점 이상이며 II급지는 4.8051점에서 2.5602점 사이에 해당하며 III급지는 2.5601점 이하의 지역으로 분석되었다.

• 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.