• 한국농림기상학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 2007

유량 및 수질자료가 부족한 미계측 유역의 수질환경 평가를 간편하게 수행할 수 있는 대유역 수질관리를 위한 수질모형 Modified-WASP5을 개발하고, 금강하구 수질재현에 활용을 통해 그 적용성을 입증하였다. Modified-WASP5은 부하모형과, 수리모형, 수질모형으로 구성되어 있으며, 부하모형은 동리 단위로 조사된 점원 및 비점원 자료와 배출원 단위를 입력하여 소유역 배출부하량을 계산하고, 이를 통계적으로 구한 유달함수에 대입하여 유달부하량을 출력한다. 부하모형의 결과, 금강하구 유역의 BOD, TN, TP의 총 유달부하량의 상대오차는 각각 44%, 32%, 26%이고 상관계수는 0.91, 0.96, 0.87을 보였다. 위와 같은 결과를 볼 때, 자료의 분산이 나타나기는 하나, 제한된 자료로부터 실측치와 계산치가 유사한 경향을 가지므로 미계측 유역에 적용이 가능하다고 판단된다. 수리계산에 필요한 유량자료에 있어서, 경계조건으로 분류되는 상류 소유역의 유랑관측자료가 존재하지 않으므로, 부득이하게 비유량 방법을 이용하였으나, 별다른 유출입 유량이 없는 경우에도 하류에서 유량이 급등하는 등 실제 상황을 정확히 재현하는데는 어려움이 따른다. 이러한 특이 값을 제거한 후, 측정지점에 대한 비유량을 각각 구하고 이들 비유량의 평균을 사용하였으나, 현재 가용한 자료의 제한성으로 더 나은 결과를 계산할 수 없다. 수질모형의 결과, 공주와 강경의 평균 BOD 농도는 2.6mg/L 및 2.8mg/L, 모의결과는 각각 2.5mg/L와 2.4 mg/L로 나타나 개발모형에 대한 호수 및 하천구간의 예측에 무리가 없음을 확인하였다. 이와 같이, 본 연구에서는 하천과 호수가 연계된 수계에 적용이 가능한 동적 수질모형(WASP-M)을 개발하여 WASP5의 범용성을 높였으며, 개발된 부하모형과 수질모형을 이용하여 대청호 및 금강하구 유역에 적용한 결과, 그 적용성이 입증되었으며, 위에서 언급한 과제들이 연구개선 될 경우 우리나라 수계에 범용으로 적용가능하고, 미계측 유역의 수질환경평가에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.36-43
• /
• 2020

본 연구는 낙동강수계 중권역 중 최대의 농업용수 관개면적을 가지는 위천수계를 대상으로 관개용수에 대한 기초자료 마련을 위해 수리화학적 특성과 관개용 수질특성을 평가하였다. 위천수계의 유기물 오염도와 염분 함량을 나타내는 평균 BOD₅ 농도와 EC는 각각 1.1 mg/L, 350 µS/cm로 좋은 수질을 보였고, 이 중 남천은 BOD₅ 0.5 mg/L, EC 157 µS/cm로 가장 낮아 매우 깨끗한 수질을 나타내었다. 위천은 각 지류와 하수처리방류수가 유입되는 쌍계천의 합류로 인해 하류로 갈수록 염분 농도가 미미하게 증가하였으나 영향은 크지 않았다. 금속류에 대해서도 매우 안전한 수질을 보여 토양과 농산물 재배에 미치는 유해성은 없는 것으로 나타났다. 위천수계의 미네랄 형성은 탄산염암 풍화로 인한 물-암석 교환작용의 영향이 우세한 것으로 나타났고, Ca-HCO₃-Cl 수질유형에 집중분포 하였다. 위천수계의 양이온과 음이온에 대한 분포농도는 각각 Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺>K⁺, HCO₃^->SO₄^2->Cl^-> F^- 순으로 존재하였다. 이들 성분에 대해 남천은 다른 하천에 비해 2배 이상 낮은 농도분포를 보였다. 구천의 경우 Ca²⁺과 SO₄^2-농도는 다른 하천보다 각각 1.2-3.2배, 1.6-3.1배 높게 형성하고 있었다. SAR, %Na, PI, RSC 지수를 평가한 결과 위천수계 수질은 염분의 영향이 매우 낮아 농산물 재배에 적합한 관개용수로 나타났다. 특히 염분농도는 벼 수확량에 미치는 영향이 크므로 위천수계의 대표 농작물인 벼 재배를 위한 매우 중요한 수질인자이다. 위천수계는 FAO와 국내 연구자료에서 제시한 벼 재배에 대한 염분 허용농도기준을 충분히 만족하였고, 다른 농작물 생산에도 전혀 피해가 없는 우수한 수질을 갖는 것으로 나타났다. 앞으로 본 연구결과가 농산물 재배 및 우수성 홍보 등에 기초자료로 활용되어 지역 농업활동에 도움이 되길 기대한다.

• 한국습지학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.303-318
• /
• 2014

기후변화와 도시화는 기저유출이 하천유량에 미치는 계절별 특성에 변동성을 초래한다. 이러한 기저유출의 변동성은 수생태의 혼란을 유발할 뿐만 아니라 불안정한 수자원 관리를 초래할 수 있다. 토지이용변화는 직접유출과 기저유출에 영향을 주며, 결과적으로 다른 수문순환 요소들에게 미치게 된다. 일반적으로 기저유출은 관측된 하천유량을 통해 산정되지만, 모델링의 유량 예측을 통해서 미계측 유역의 기저유출량 산정에 유용하게 사용 될 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 1) RECESS 통해 alpha factor를 산정한 후, SWAT 모형에 적용하여 보정 예측을 향상시키고, WHAT 시스템을 미계측 유역의 적용하여 기저유출을 분석하며, 3) 토지이용변화에 따른 기저유출 특성을 평가하는 것이다. 이러한 목적으로 미계측 지역인 갑천 유역에 Period 1(1990-1996)과 Period 2(2000-2006)로 설정하여 적용하였다. RECESS를 통해 alpha factor를 산정한 후, SWAT 모형 보정에 적용한 결과는 유량예측의 정확성을 향상시키고, 기저유출의 특성인 감수부분도 반영되었다. 두기간 사이의 연평균 기저유출을 비교했을 때 토지이용변화는 연평균 기저유출량에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러나 두기간 사이의 계절별 기저유출의 분포를 비교했을 때 토지이용변화는 기저유출의 계절별 특성에서 큰 상이성을 초래했다. 따라서 토지이용변화로 인한 갑천 유역의 유량 및 기저유출의 변동성은 금강 본류로 전달되기 때문에 계절별 변화에 따라 전략적으로 분석 및 관리가 필요하다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.307-316
• /
• 2010

산지복잡지형은 지구표면의 약 20%를 차지하며, 절반 정도의 인류에게 맑은 물을 제공하는 지역이고, 대부분의 주요하천의 발원지로서 국가 혹은 지역 간 사회-경제적 경쟁과 정치적 논란의 대상지역이기도 하다. 산지경관생태계는 우리에게 폭넓은 생태계 생산물과 서비스(맑은 물, 에너지, 식량 및 산림자원 등)를 제공하며, 관광과 휴식활동의 대상으로 크게 부각되고 있다. 이들 지역은 특히 매우 높은 생물다양성과 육상탄소의 주요 저장원이기도 하다. TERRECO사업은 산지복잡지형의 생태계 과정에 대한 이해를 증진하고, 생태계 서비스와 관련한 생태계 기능들을 공간적으로 평가하는 데에 중점을 둔다. 특히 정교한 평가체계를 개발함으로써 산지복잡지형에서의 기후와 토지이용변화에 따른 생태계 서비스 기능의 변화를 정량화할 것이다. 이러한 구도에서 산지복잡지형의 수문학, 수자원, 생산성, 생물다양성, 토양생지화학, 미량가스방출 및 수질 등을 복합적으로 규명하고 있다. TERRECO사업은 총 34개의 세부연구과제로 구성되었으며, 한국산지복잡지형에서의 공동연구를 통해 연구기법의 개발 및 적용을 수행 중에 있다. 세부연구과제들은 산지복잡지형의 경관비균질성에 따른 (1) 물순환과 수자원, (2) 용존유기탄소(DOC), 미세입자상 유기탄소(fPOC), 질소화합물(TN)과 인 함유 물질(TP)의 수송과 수질에 영향을 미치는 탄소와 질소 저장원, (3) 환경적 관심이 높은 미량가스($CO_2$, $N_2O$, $CH_4$)의 포집과 방출, (4) 경관의 생물다양성과 생물다양성에 기인한 생태계 서비스들, 그리고 마지막으로 (5) 농업과 산림 생산성의 차이를 조사하도록 고안하였다. 따라서 TERRECO사업은 한국 산지복잡지형의 생태계 서비스를 조절하는 원리들을 규명하고, 총 34개 세부연구과제의 결과들이 생태계 서비스의 정량적 평가체계를 수립하는 데에 기여하도록 조직화함으로써 새로운 수준의 학제간 정보교환프로그램을 개발하는 데에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.317-326
• /
• 2021

본 연구는 환경부에서 지정하여 보호받고 있는 멸종위기야생생물 II급인 기수갈고둥(Clihton retropictus (Martens, 1879))의 분포 및 생태를 파악하고, 종과 서식지에 대하여 효과적인 보전과 관리방안을 제시하고자 진행하였다. 먼저 기수갈고둥의 분포를 전국적으로 조사하였고, 본 종의 생태적 특성을 고려하여 염분도 및 하상재료 등 환경요인을 분석하였다. 또한, 조사구별 기수갈고둥의 개체크기, 밀도, 이동을 분석하였다. 기수역 일대에서 서식하는 본 종의 특성상 염분도 분석 결과, 간조 시 0.7 ~ 16.6‰, 만조 시 1.0 ~ 17.3‰로 분석되었다. 하상재료 분석결과, 조사대상 하천별 하상재료의 구성에는 다소 차이가 존재하나 대부분 자갈(Pebble, 16 ~ 64 mm) 이상의 구성비가 높게 나타나는 것으로 확인되었다. 한편, 개체크기는 각경의 길이를 측정하였고, 기수갈고둥이 서식하는 범위가 짧은 경우, 개체크기는 거의 변화가 없었으나, 서식범위가 길수록 개체크기가 켜지는 경향을 보였다. 개체밀도는 계절별로 측정하였으며, 하계(7월~8월) 및 추계조사(9월~10월) 시 상대적으로 높은 밀도로 확인되었고, 수온이 저하되는 동계(11월~12월)로 갈수록 개체수는 현저히 감소되는 것을 확인하였다. 보전 및 관리방안을 효과적으로 수립하기 위하여 이동거리를 측정하였고, 활동기인 하계 및 추계조사 시 동계조사 시보다 많은 거리를 이동하는 것으로 확인되었다. 이와 같은 연구결과를 활용하여 기수갈고둥의 서식지 조성, 불가피한 개발행위에 의한 이주사업 및 이주대상지 선정 등 효과적인 관리방안을 수립하기 위한 기초자료로 활용되길 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권10호
• /
• pp.819-833
• /
• 2021

본 연구는 안동댐 하류(4,565.7 km²)를 대상으로 준분포형 수문모델인 SWAT과 서식처모델인 PHABSIM을 연계하여 적용성을 평가하고, 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하였다. 대상유역 내 다목적 댐 2개(안동댐: ADD, 임하댐: IHD)의 실제운영자료를 구축하여 SWAT에 적용하였으며 추가로 1개의 수위관측소(구담: GD)을 선정하여 ADD, IHD, GD에 대해 유입·유출량 검보정을 수행하였다. 검보정 결과 R²는 0.52 ~ 0.74, NSE는 0.48 ~ 0.71, RMSE는 0.92 ~ 2.51 mm/day로 분석되었다. 검보정된 GD의 유출량을 이용하여 2012년부터 2020년까지의 유황분석을 실시한 결과, 관측값의 유황분석 결과와 비교하여 평균 Q185는 36.5 m³/sec (-1.4%), 평균 Q275는 23.8 m³/sec (0%)로 분석되어 Q185와 Q275를 PHBASIM의 유량 경계조건으로 적용하였다. PHABSIM의 대상하천은 GD가 위치한 410 m 구간으로 선정하였고 하천기본계획보고서 기반으로 하천단면 및 수리인자를 구축하였다. 대상하천의 우점종은 피라미, 아우점종은 돌고기로 분석되었으며 문헌조사를 통해 대상어종의 HSI를 수집하였다. PHABSIM 수위 모의결과, Q185, Q275에서 각각 -0.12, +0.00 m의 오차가 발생하였고, 유속모의의 경우 Q185, Q275에서 각각 +0.06, +0.09 m/s의 오차가 발생하여 연계모의가 적절하게 된 것을 확인하였다. PHABSIM의 서식처 모의 결과, 피라미의 평균 가중가용면적 WUA와 환경생태유량은 76,817.0 m²/1000m, 20.0 m³/sec, 돌고기의 평균 WUA와 환경생태유량은 46,628.6 m²/1000m, 9.0 m³/sec로 분석되어 피라미가 돌고기보다 대상하천에 대해 적응성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.303-320
• /
• 2019

식물은 다양한 생물적 무생물적 환경요인과 상호작용한다. 한 가지 종이 소유하는 특성을 이해하기 위해서는 다양한 정보가 요구된다. 특별히 어떤 종이 멸종의 위협에 직면해 있는지를 평가하는데 있어서 한두 가지의 정보만으로는 한계가 존재한다. 북방계식물로 우리나라가 분포의 남방한계에 해당하는 층층둥굴레는 2015년 12월까지도 멸종위협에 직면해 있는 것으로 평가되었다. 최근 분포범위가 비교적 넓고 다수의 개체군이 보고되었음에도 개체군의 낮은 유전적 다양성으로 인해 취약하다고 평가 하였다. 본 연구에서는 우선적으로 분포현황을 평가하였다. 이를 바탕으로 분포지의 식생환경, 개체군의 구조, 식물계절학, 토양환경, 자가불화합성 여부를 평가하였다. 마지막으로 분포지에서 나타나고 있는 현재의 위협요인을 평가하였다. 분포지는 일부 산지의 사면에 위치하는 경우를 제외하고 대부분은 하천의 가장자리에 위치한 미사가 퇴적되는 공간에 위치하였다. 대부분은 안정적인 개체군 구조를 나타내었고 재정착하는 유묘가 존재하였다. 지상으로의 줄기 출현은 토양 중에 위치한 근경의 깊이에 따라 차이가 존재하였다. 특히 유묘와 어린 개체는 토양 중에 얕게 근경이 위치하였다. 종자의 결실은 화분매개곤충의 방문과 수분의 성공이 중요한 요인으로 평가되었다. 각각의 분포지에서 관찰된 주요한 위협요인으로는 경작지의 확대, 건물의 신축, 제방과 도로의 건설이 있었다. 관찰된 위협요인에도 불구하고 넓은 분포범위, 270만 개체 이상의 전체 개체 수 및 재정착에 의해 새롭게 형성되는 개체군의 존재에 따라 급격한 감소와 절멸은 나타나지 않을 것으로 예상되었다.

• 유기물자원화
• /
• 제30권2호
• /
• pp.17-28
• /
• 2022

본 실험은 벼 재배 기간 동안 활성바이오차팰렛 비료(ABPFs) 시용에 따른 벼 생육 반응, 논 표면수 및 토양의 화학적 특성 변화를 평가하였다. 시험구 처리는 대조구, 활성왕겨바이오차 팰렛 비료(ARHBP-40%), 활성 야자수 바이오차 팰렛 비료(APBP-40%)로 구성되어 있다. ARHBP-40% 처리구에서 논 표면수의 NH₄⁺-N 및 PO₄^--P의 농도가 가장 낮게 관측되었으며, 대조구에서 토양 중의 NH₄⁺-N농도가 이양 후 30일 까지 급격하게 감소되었다. 또한, 바이오차 혼합처리구에서 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 1일에 9.18 mg L^-1로서 가장 낮았으며, 이양 후 56일에 ABPFs 처리구에서 NH₄⁺-N 농도가 1 mg L^-1 이하로 관측되었다. 이앙 후 30일 까지 ARHBP-40% 처리구에서 PO₄^--P농도는 0.06 mg L^-1에서 0.08 mg L^-1 범주로 처리구 사이로 가장 낮았다. 대조구에 있어 논 토양 중의 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 14일에 177.7 mg kg^-1 에서 49.4 mg kg^-1로 급격히 감소한 반면, NO₃^--N 농도는 13.2 mg kg^-1로 가장 높았다. 토양 중의 P₂O₅ 농도는 처리에 관계없이 이양 후부터 수확기 까지 증가하는 경향 이었다. APBP-40% 처리구에서 K₂O 농도는 이앙 후 84일에 252.8 mg kg^-1로 가장 높았다. 대조구에서 초장은 다른 처리구에 비해 높았으며, 수량은 대조구와 ARHBP-40% 처리구 사이에 차이가 인정되지 않았다. 따라서 농업 생태계에서 ARHBP-40% 처리를 함에 따라 질소와 인산 시용량을 줄일 수 있다.

• 생태와환경
• /
• 제55권1호
• /
• pp.35-48
• /
• 2022

한반도 하구의 어류군집 구조 및 다양성을 확인하고 해역에 따른 특성을 분석하기 위해서 2016년부터 2018년까지 3년간 총 325개 하구에 대해 어류군집을 조사하였다. 전체 하구의 규모(하폭)는 하구별 편차가 크게 나타났으며(14~3,356 m), 염도 2 psu 이하의 저염도 하구가 68.9%로 다수 분포하였다. 한반도 하구의 전체 출현종은 52과 149종이며, 우점종은 황어(relative abundance, RA, 12.5%), 아우점종은 숭어(RA, 9.5)로 나타났다. 한반도 하구는 해역에 따른 물리적, 화학적 서식 환경이 다르게 구성되어 있었으며, 이에 따라 어류군집도 통계적으로 유의한 차이를 보였다(PERMANOVA, Pseudo-F=26.69, P=0.001). 또한, 해역별 낮은 어류군집 유사도(SIMPER, 21.79~26.39%)에서도, NMDS 분석 결과 해역별로 유사한 어류군집을 가지고 있음을 확인하였다. 동해 하구의 어류군집은 타 해역과 비교하여 회유성 어종과 보호종의 중요성이 높게 나타나며, 남해 하구는 기수성 어종의 중요성이 높게 나타난다. 서해 하구의 어류군집은 담수와 관련 있는 요인(1차 담수어, 외래종)의 중요성이 크게 나타나는데, 이는 서해 하구의 많은 수가 닫힌하구 (78.2%)로 구성되어 염도가 낮게 나타나는 것과 관련이 있다. 이러한 해역별 어류군집 특성은 SIMPER 분석의 군집 유사도 기여종 분석에서도 유사한 결과를 보였다. 국내에서 하구의 어류군집 관련 연구는 대부분 단일하구 단위로 이루어져서 국가 단위의 하구 특성을 이해하고, 정책을 마련하는데 어려움이 있었다. 본 연구는 국가 단위의 하구 어류군집 구조의 현황 및 특성에 대한 자료를 제공할 뿐만 아니라, 군집지수의 분포, 주요 출현종의 서식처 염도 범위, 회유성 어종의 주요 소상 지점 등의 추가 자료를 제시하였다. 이러한 정보는 향후 한반도 하구의 관리를 위한 자료 및 연구에서의 참조 기준으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제57권8호
• /
• pp.533-548
• /
• 2024

최근 기후변화와 이상기후로 인해 지금까지 경험하지 못했던 극한 강우의 발생이 빈번해지고 있다. 홍수 피해 자체를 완벽히 예측하거나 제거하는 것은 한계가 존재하여 기존의 예방 중심의 대응보다는 신속히 이전의 상태로 복구하거나 더 나은 상태로 개선하는 능력을 의미하는 '회복력(Resilience)' 개념이 중시되고 있다. 본 연구에서는 1) 4R (가외성(Redundancy), 내구성(Robustness), 신속성(Rapidity), 자원부존성(Resourcefulness))을 기반으로 국내 홍수회복력 지표를 개발하였다. 특별재난지역을 대상으로 적용성 평가를 수행하였으며 개발된 홍수회복력 지표의 적합성을 확인하기 위해 다중공선성 분석을 수행하였다. 분석 결과 20개 지표 모두 공차 한계 0.1 이상, VIF (Variance Inflation Factor) 10 미만으로 다중공선성이 존재하지 않아 인자로서의 적합성을 갖는 것으로 판단하였다. 또한 각 지표의 상대적 중요도를 판단하기 위해 AHP 분석 방법을 활용하였다. 분석 결과, 지표별 중요도는 내구성 0.46, 신속성 0.22, 가외성 0.17, 자원동원력이 0.16으로 내구성이 가장 큰 중요도를 나타냈다. 4R의 항목별로 가장 큰 영향을 미친 세부 지표의 경우 내구성은 하천제방 정비, 신속성은 보건의료서비스, 자원동원력은 지방자치단체 재정자립도, 가외성은 배수시설로 나타났다. 본 연구는 특별재난지역을 대상으로 회복력에 영향을 미치는 요인을 분석함으로써 국가에서 홍수의 예방 및 대응을 전략적으로 관리할 수 있는 기초를 마련하였다는 점에서 의의가 있다.