• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.354-374
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• 2016

본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강과 남한강의 유입부를 포함하는 팔당호의 5개 지점에서 시공간적 수질 변동성을 강우 수문학과 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 기초 수질요인들의 변동은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 형성되었고, 연도에 따라 빈산소 장기화도 관찰되었다. 질소(N) 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때 나타났고, 이때 $NH_4$는 하수 처리수의 영향을 크게 받아 $NO_3$와 상반되는 경향을 나타내었다. 인(P)의 증가는 유량이 크거나 극심한 가뭄이 지속될 때이었고, P 영양염 결핍도 빈번하게 관찰되었다. Chl-a의 증감은 유량 변동과 역상관 관계를 보였고, 그 값이 높을 때 AGP 값은 낮았다. 팔당호의 수질 변동성은 유역으로부터 하수 처리수(총량: $472{\times}10^3m^3d^{-1}$)의 오염원을 기반으로 한 유입, 방류 및 취수의 패턴에서 직간접적 관련성과 그 영향을 찾을 수 있었다. 또한 수질의 시공간적 변동 과정에서 기상(장마, 태풍, 이상강우 및 폭염더위) 수문(유량과 수위)학적 인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수, 농축 및 침전 등 형태로서 작용하였다. 하천형 저수지인 팔당호의 수질 변동은 매우 역동적이며, 국내 최대 상수원의 오염 수준을 경감하기 위한 실효 대책으로 기상 수문에 기초한 육수학적 조사연구와 P-free 하수 처리 정책 실현의 필요성을 제안한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.13-18
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• 2010

본 논문은 반변천 상류지류(임하댐 유입지천 유역)의 토양들에 의해 탁수 발생 시 부유된 물질의 특성을 규명하고자 하였다. 토양시료는 탁수유발 지역인 영양 일대 5개 지점과 청정지역인 청송 일대 2개 지점에서 시료를 채취하여 실험을 수행하였다. 청정지역 토양에 비하여 탁수지역 토양을 증류수에 분산 시 pH가 높게 나타나는 경향을 보이고 있었다. 탁수지역 토양의 XRD 분석결과 침전 전에는 모든 시료에서 석영, 일라이트, 장석 등이 확인되었다. 3일간 침전 후 탁수지역의 부유물은 대부분 석영(Quartz)과 일라이트(Illite)가 주로 존재하였다. 청정지역의 신흥교 토양에는 일라이트(Illite)만 조사되었다. 원소 분석결과 모든 지점에서 침전 전 다량의 $SiO_2$로 구성되었던 광물질들이 3일간 침전 후, $SiO_2$의 함량은 줄어든 반면 일라이트의 주요 구성성분인 $K_2O$, MgO, CaO, $Al_2O_3$ 및 $Fe2O_3$의 함량은 상대적으로 증가하는 양상을 보였다. 따라서 탁수를 유발시키는 주요 광물질은 일라이트(Illite)임을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.481-493
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• 2012

가뭄의 불확실성은 우리가 관리할 수 있는 범위를 넘어서는 현상으로 용수공급시스템의 불확실성 역시 우리가 제어할 수 있는 한계를 벗어날 수 있다. 따라서 수자원 시설물 운영에 필요한 의사결정은 여러 가지 불확실한 상황을 고려하여 다루어져야한다. 특히 극단적 강우 부족이나 저유량 상황이 장시간 지속되는 경우에는 수자원 공급에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 하천오염, 수생태계파괴, 저수지고갈, 용수공급 장애 그리고 하천미관의 악화 등이 포함될 수 있다. 그중 극한가뭄의 지속으로 인해 용수공급의 중단과 같은 사태가 발생할 경우 피해한계를 예측할 수 없는 매우 심각한 결과가 초래될 수 있다. 이런 측면을 고려하여 본 연구는 장기지속가뭄을 포함하여 극한 가뭄사상에 대한 한강수계 용수공급 시스템의 가뭄 영향을 종합적으로 평가하였다. 이를 위해 5개 소유역에 대한 추계학적 수문시계열모형을 이용하여 월 유량 기준의 지속기간별, 재현기간별 가뭄 시나리오를 개발하여 팔당댐을 기준지점으로 하는 한강유역 용수공급 시스템에 적용하여 용수공급의 이행도를 평가하였다. 평가결과 예기치 못한 가뭄의 영향을 알기 위해서는 수문학적 다양성을 반영하는 장기지속가뭄에 대한 평가가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.295-304
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• 2011

효과적인 수질관리를 위해서는 수질정보의 기대수준에 맞는 신뢰성 있는 수질자료가 확보되어야 한다. 이런 점에서 볼 때 수질모니터링은 조사지점, 수질항목, 측정주기 등이 성패의 중요한 요인이 되며, 이중에서 특히 조사지점은 가장 중요한 사항으로 판단된다. 그러나 지금까지 수질조사를 위한 관측지점은 대부분 정성적 판단에 따라 정해지고 있었기 때문에 수질 대표성이 문제가 되기도 하였다. 본 논문에서는 이와같은 수질측정망 구축 시 문제점을 과학적인 통계기법을 적용하여 개선한최적수질측정망구축시스템으로제시하였다. 구축된 최적수질측정망 구축시스템은 SAS 프로그램 버전 9.2를 기반으로 만들었으며, 이용자의사용편의성을 고려하여 간단한 입력으로 측정망을 구축할 수 있는 체계로 구성하였다. 분석 데이 터형식은 자료 입출력 및 관리가 용이한 엑셀데이터를 사용하도록 하였으며, 관측지점별 데이터는 시트로만 구별하게 하였다. 시스템에서는 시계열 분석과 유사성계산을 하여, 각 수질의 변화패턴을 고려할 수 있는 상관계수를 활용한 다차원척도법을 적용하여 그 결과를 덴드로그램으로 제시하며, 그 결과를 활용하여 군집 개수를 결정한다. 이용자가 최종 산점도 출력시스템에 원하는 군집의 개수를 입력하면 수질 특성 파악이 가능한 주성분 산점도가 출력되며, 군집 내 관측지점의 중심점을 대표지점으로 선정하면 된다.

• 상하수도학회지
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• 제24권3호
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• pp.351-359
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• 2010

최근 들어, 기상이변 및 국지성 집중호우로 인한 침수피해가 계속적으로 발생하고 있다. 따라서 재해 피해 저감을 위한 대책을 수립할 시에 풍수해 관리 분야에 있어 대부분이 홍수피해에 집중되고 있는 실정이다. 그러나 가뭄 재해 또한 홍수피해에 못지 않은 규모의 피해를 발생시키고 있으며, 가뭄 피해는 그 발생빈도가 아직 크지 않으나 점차 증가하고 있다는 부분에 주목할 필요가 있다. 강원도 태백시는 2008년 가을부터 2009년 봄까지 심한 가뭄 피해를 입어 심각한 물부족에 시달린 중요한 예시이다. 따라서 본 연구에서는 이 지역에 대한 물 부족 요인을 파악하기 위하여 수문기상학적 분석을 통한 가뭄빈도를 분석하였으며, 광역상수도 공급원인 광동댐의 운영과 수요-공급 분석을 통하여 물 부족 원인에 대하여 분석하였다. 그 결과, 갈수우량의 빈도 분석을 통한 태백지역 가뭄은 20년 빈도에 해당하는 것으로 나타났으며, 이를 바탕으로 광동댐 저수지에는 저수율이 약 52% 만 확보 가능한 것으로 나타났다. 또한, 갈수기의 강우량은 평년에 비하여 작게 발생하였다. 그러나 피해 발생 시 태백시의 상수도 수요는 평년에 비하여 많았던 것으로 판단되었다. 본 연구를 통하여, 가뭄시 물 부족 원인을 분석하였으며, 이는 가뭄시 물 부족 대책 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 생태와환경
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• 제43권4호
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• pp.492-502
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• 2010

The study objects were to analyze long-term and seasonal variations of nutrients (N, P), suspended solids, N:P ratios, algal chlorophyll, and trophic state along with general water quality parameters in four sampling sites including two intake tower sites supplying drinking water in Daechung Reservoir. For the analysis, we used water quality long-term data sampled during 1998~2007 by the Ministry of Environment, Korea. Interannual and seasonal trends in inflow and discharge near the intake tower facilities over the ten years were directly influenced by rainfall pattern. The distinct difference between wet year (2003) and dry year (2001) produced marked differences in water temperature, pH, dissolved oxygen, organic matter contents, nutrients, and these variables influenced algal biomass and trophic state. Values of TP varied depending on the year and locations sampled, but monthly mean TP always peaked during July~August when river inflow and precipitation were maxima. In contrast, TN varied little compared to TP, indicating lower influence by seasonal flow compared to phosphorus. The number of E. coli were highest in Site 2 (Chudong intake tower) and varied largely, whereas at other sites, the numbers were low and low variations. Contents of chlorophyll-${\alpha}$ (CHL), as an estimation of primary productivity, varied largely depending on the year and season. The maximum of CHL occurred at Muneu intake tower (S4) during 2006 when the precipitation and inflow were lowest. In contrast, another CHL peak was observed in Site 2 (Chudong intake tower) in 2006 when one of the largest typoons (Ewinia) occurred and river runoff were maximum. So the CHL maxima were associated with both wet year (high flow, high nutrient supply) and dry year (low flow, nutrient supply by littoral zone). Such conditions influenced trophic states, based on Trophic State Index of nutrients and CHL. Based on all analyses, we can provide some clues for management and protection strategies of two intake tower sites.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.235-243
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• 2014

현재 국내 일정규모 이상 댐들에 대해서는 "안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(댐)" 기준에 따라 정밀안전진단을 수행하고 있다. 하지만 여러 평가 기준 중 수문학적 안전성 평가는 가능최대홍수량(Probable Maximum Flood, PMF)에 대한 기존 댐 안전성을 평가하는 것으로 대부분의 농업용저수지에 대해서는 적용성이 많이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 계수화 모델과 AHP 기법을 통해 다각적 위험요인을 고려한 농업용저수지의 수문학적 안전성을 재평가하고자 한다. 이를 위하여 농업용저수지의 다양한 인자를 반영하기 위한 수문학적 안전성 상 하위 평가항목을 선정하여 계수화 모델을 개발하였다. 평가항목 별 지표 점수의 총합을 산출한 후 전문가 집단의 응답에 대한 검증절차를 실시하였고, 평가항목의 가중치를 산정하여 최종적으로 다각적 위험요인을 고려한 농업용저수지의 수문학적 안전성 평가를 위한 실용계수를 산정하였다. 본 연구 결과 기존 평가기준은 댐의 가능최대홍수량에 대한 수문학적 안전성을 평가하는 기준으로 대부분의 농업용저수지에 대해서는 홍수방어능 부족에 따른 제체의 월류로 저수지의 파괴위험성이 큰 것으로 분류되었다. 그리고 가능최대홍수량에 대한 여유고 기준을 만족하는 저수지에 대해서는 댐의 형식 및 상태별 여유고에 대한 평가만으로 필댐을 평가하는 것으로 나타났다.

• Spatial Information Research
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• 제17권4호
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• pp.431-443
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• 2009

최근 탁수문제는 댐과 저수지관리 업무에서 중요한 이슈중의 하나가 되고 있으며, 고탁수를 유발하는 주요원인은 강우강도 에너지에 의한 유사량이다. 기존의 연구들은 다양한 작물형태를 고려하지 않아 정확한 토양 침식 및 유사량을 계산할 수 없었다. 본 연구에서는 IKONOS 위성영상으로부터 추출한 인삼밭 레이어를 이용하여 토양침식량과 유사량의 저감효과를 분석하였으며, 인삼밭의 면적과 점유비율은 각각 $0.290km^2$와 0.94%로 나타났다. GIS 기반 RUSLE 모델을 이용하여 인삼밭을 고려한 토양침식량의 저감효과를 분석한 결과는 0.9%로 낮게 나타났으며, 이는 인삼밭의 면적이 다른 농경지에 비해 상대적으로 작기 때문으로 해석된다. 미래의 토지이용변화를 반영하기 위해, 본 연구에서는 논, 밭, 과수원 그리고 기타 재배지들이 인삼밭 지역으로 전환된다는 시나리오를 고려하여 토양침식과 유사량의 저감효과를 평가하였다. 시나리오에 따른 인삼밭의 저감효과를 분석한 결과, 밭지역을 인삼밭으로 전환한 시나리오 (1)과 모든 농경지를 인삼밭으로 전환한 (4)가 인삼밭을 고려하지 않은 기존의 연구와 비교할 때 31.3% 및 34.8% 더 높은 저감효과를 나타내었다. 본 연구에서 제시한 방법론은 고탁수와 관련된 저수지관리를 지원하기 위한 매우 효과적인 도구가 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.201-210
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• 2017

본 연구에서는 저수지에 유입된 부유사 밀도류에 의해 유사가 포집되는 현상을 모의하기 위한 수치모형을 제시하였다. 개발된 모형을 Toniolo and Schultz (2005)의 실내 실험에 적용하여, 부유사 밀도류의 전파, 하도형태의 변화, 그리고 댐에 의한 유사의 포집현상을 모의하였다. 삼각주의 전면층에서 침강된 밀도류가 빠르게 댐까지 전파된 후, 댐에 의해 차단되고 두께가 증가되어 상류로 영향을 전파하는 일련의 과정을 모의하였다. 또한, 소류사와 부유사에 의해 저수지 삼각주에서 전면층이 전진하고, 부유사에 의해 기저층의 두께가 상승하는 현상을 잘 모의하였다. 댐 취수구의 높이에 따른 밀도류의 최대 두께와 내부 도수 발생 위치를 확인하였다. 유사 포집 효율은 수치모형으로 실측 결과의 값을 적절히 모의하였으나, 실험의 한계로 인해 댐 취수구의 높이와 포집 효율과의 관계는 찾아볼 수 없었다. 수치모의 결과를 이용하여 유사 포집 효율의 민감도 분석을 수행한 결과 부유사의 입자 크기가 포집 효율에 가장 민감하게 작용하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.130-138
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• 2015

현재 국내 일정규모 이상 댐들에 대해서는 "안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(댐)" 기준에 따라 정밀안전진단을 수행하고 있다. 하지만 여러 평가 기준 중 수문학적 안전성 평가는 가능최대홍수량(Probable Maximum Flood, PMF)에 대한 기존 댐 안전성을 평가하는 것으로 대부분의 농업용저수지에 대해서는 적용성이 많이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 계수화 모델과 AHP 기법을 통해 다각적 위험요인을 고려한 농업용저수지의 수문학적 안전성을 재평가하고자 한다. 이를 위하여 농업용저수지의 다양한 인자를 반영하기 위한 수문학적 안전성 상 하위 평가항목을 선정하여 계수화 모델을 개발하였다. 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 농업용저수지의 수문학적 안전성 확보를 위해서는 단기적 방안으로 신속한 개선이 가능한 안전점검 상태평가 등급의 개선이 유용하며, 장기적으로 여수로 방류능력과 제체의 여유고를 확보하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.