본 연구에서는 혼합사로 구성된 망상하천에서 사주의 변화와 하상토 분급현상을 실내실험을 통하여 파악하였다. 하상경사가 급한 하도에서 유사 유출량은 시간의 변화에 따라 매우 불규칙하지만, 경사가 완만한 하도에서 유사 유출량은 규칙적이고, 일정한 주기를 나타내었다. 또한 2중 퓨리에 해석을 통하여 지배적인 사주의 특성과 진폭을 분석하였다. 하상고가 상승하면 무차원 하상토 입경은 작아졌지만, 하상고가 저하되면 무차원 하상토 입경은 커졌다. 기층에서 무차원 한계소류력과 표층에서 무차원 한계 소류력의 비가 증가하면, 표층에서 평균입경과 무차원 하상토 중앙입경이 작아졌다. 또한 국부적으로 하상경사가 증가하면서, 유사의 선택적 이동에 의하여 하상토가 분급되고, 평면적으로 입경이 불균일하게 분포하는 분급 특성이 나타났다.
본 연구에서는 식생에 의한 하도 변화와 하상토 분급특성을 파악하였다. 유사의 유출 특성은 불규칙하며, 식생 밀도가 증가함에 따라 유출되는 유사량은 감소하였다. 하상고는 불규칙하게 변하며, 하상토 표층에서 유사 입경은 작아졌다. 식생 밀도가 증가함에 따라 하상 표층에서 무차원 중 앙입경의 비는 감소하였다. 식생대에서 유사가 포착되거나, 식생대와 주흐름 사이에 경계층 흐름이 발생하여 유사가 퇴적되며, 식생대에서 흐름의 방향이 변화되어 표층에서 하상토 입도는 불규칙하게 분포하였다. 무차원 하상토 입경이 감소함에 따라, 차폐효과는 일정하게 감소하였다. 식생밀도가 증가함에 따라 하상 표층에서 차폐효과가 증가하며, 이것은 실험 수로 하류단에서 유사 유출량이 감소하는 것과 일치한다. 식생 밀도가 $0.5stems/cm^2$에서 저수로 이동은 감소하고 안정적인 특성을 보여주었으나, $0.7stems/cm^2$에서 저수로 이동은 증가하였다. 이것은 식생 밀도가 증가하면서 저수로 사행도가 증가하고, 식생대에서 유사가 퇴적되어 새로운 저수로가 형성되었기 때문이다.
The sediment geochemistry, including REE of surface and core samples in the western part off Jeju Island have been carried out in order to understand the provenance and hydrolic sorting. The sediment in the study area were primarily composed of coarse silt with a mean grain size of $2.8{\sim}82.8{\mu}m$. The ratios of TOC over total nitrogen (TN) showed that the study area sediments contained more organic matters of marine origin than those of terrigenous origin. The total A1203, Fe203, K20, MgO, and MnO contents and REE concentration of the fine sediments are higher than those of the coarse sediments. The higher Zr/Th and Zr/Yb ratios in coarse sediments relative to fine-grained detritus indicates sedimentary sorting. Grain size influence the REE concentrations of the study area sediment significantly. The < $63{\mu}m$ fraction of the sediment has higher REE concentration and different REE patterns when compared with those in bulk samples, due to the presence of REE-enrich heavy minerals. The REE distribution patterns of the western part of Jeju Island sediments are relatively enriched in most LREEs than the Yellow River sediment and depleted in the Changjiang River, but the LaN/YbN ratios are similar to the Changjiang sediment. The Eu/Eu* ratios ranged from 0.594~0.665(0.631) is much similar to the Yellow River sediment, possibly mixture of the sediments from these two rivers.
본 논문에서는 하상변동 및 유사입자의 시간적 공간적 분포를 동시에 모의할 수 있는 2차원 수치모형을 제시하였다. 사행수로의 하상변동은 만곡부의 외측에서는 하상이 세굴되고 훨씬 더 거친 입경의 재료로 구성되며, 만곡부의 내측에서는 하상이 상승하고, 세립토로 구성되었다. 또한 사행하천에서 흐름의 방향에 대한 입자분포 과정은 상류의 변곡점에서 시작하여, 하류 변곡점에서 마치게 되는 것을 보여주었다. 하천의 경계가 불규칙하고 복잡한 하천에서는 혼합사호 형성된 하천에서보다 균일사로 이루어진 하천에서 하상이 깊게 세굴되는 현상을 보여준다. 혼합사로 이루어진 하천에서의 공간적 입도 분포는 사행하천에서와 마찬가지로 하상이 퇴적되는 사행의 내측에서는 세립토로 구성되고 하상이 세굴되는 외측에서는 굵은 입자로 구성되는 것을 보여주었으며, 하천 폭이 좁은 부분에서는 하상의 세출 및 하상재료가 굵게 변화되는 것을 보여주었다.
모멘트 입도분석을 통해 구해진 퇴적물 입도조직변수(평균입도, 분급도 및 왜도)를 이용하여 동해 연안사질 퇴적물 이동경향을 밝힐수 있는 Gao and Collins(1992) 방법을 소개하였다. 그 결과로서 파랑에 기인한 연안류가 연안 퇴적물 이동에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 동해 연안 표층퇴적물의 이동 경로를 제시할 수 있는 퇴적물이동벡터가 제시되었으며, 실제 이를 반영하는 지형적인 형태로서 남대천 입구에 사취가 존재하는데 연안류에 의한 퇴적물 이동의 결과로 사취가 남쪽으로 길게 발달해 남대천과 바다와의 순환을 차단하는 결과를 가져왔다. 차후 이를 검증할만한 계절적인 조사와 수역학적인 관측이 보완되어야 할 것이다.
하상재료와 같은 이질적인 토사의 입도 특성을 나타내기 위해서 특정한 비율의 대표입경이 사용된다. 대표입경은 토사의 평균 입경을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 분급(sorting), 왜도, 첨도 등 입도 분포의 다양한 특성을 나타낼 수 있다. 모래와 점토질(실트, 점토)가 포함된 토사의 경우 대표입경은 두 가지 단계를 거쳐 산정된다. 그 하나는 체분석, 비중계 분석 등을 통해 입경별 중량을 구하는 실험적 단계차이며, 그 다음은 입경별 중량 곡선을 그려서 내삽을 통해 대푯값을 찾아내는 과정이다. 그 중에 두 번째 과정은 통상 그래프를 보고 직접 구하는 그래프법이 사용되어 왔다. 그래프법은 단순하고 직관적이기는 하지만 산정해야 할 대표입경이 여러 가지인 경우에 시간이 많이 소요된다는 단점이 있었다. 이에 본 연구에서는 MS Excel을 이용하여 그래프법에 의해 대표입경을 바로 내삽하여 계산하는 프로그램을 제작하였다. 내삽법은 단순 직선에 의한 방법과 대수 곡선을 이용한 방법을 사용하였다. 그래프법에 의해 육안으로 판정한 대표입경과 비교할 때, 단순 직선 내삽은 평균 5.31%, 대수 내삽은 1.29%의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 이용하여 자동으로 대표입경을 계산해 주는 엑셀 프로그램(PDA)을 제작하였다.
The vertical structure of sediment temperatures in the tidal flats of Geunso Bay and Seonyu Island in western Korea were measured for more than a year and analyzed. Mean temperature decreased with depth in spring and summer. On the contrary, it increased with depth in fall and winter, faithfully reflecting the seasonal variation resulting from the heating and cooling of the surface sediment. The surface sediment temperatures are shown to be strongly dependent on solar radiation, M2, and M4 tidal components. They are also weakly affected by precipitation. Thermal diffusivity of sediment is estimated at each depth and in each of the four seasons by applying the amplitude equation method. In Geunso Bay, the estimated seasonal-mean values decreased with depth, while they showed little change in Seonyu Island. Depth-averaged thermal diffusivity in Geunso Bay ($1.94 {\times}10^{-7}m^2/s$) was smaller than Seonyu Island ($2.20 {\times}10^{-7}m^2/s$). The variability of thermal diffusivity is shown to corelate with sediment composition and sorting from the grain-size analysis of intertidal sediments in Geunso Bay and Seonyu-do.
Naeseongcheon is Korea's representative sand stream, and it is one of the regions where the dynamic changes of various river topography developed in the sand bed can be observed. Most of drainage area near of the river channel are formed with Daebo granite, and the granite weathering zone is developed at the surface of hill. Due to the massive input of sediment flux, braided channel reaches are found some of the area. However, the results of the study shows that the alluvial layer is very thin in some reaches. In addition, bedrock or weathered materials, including the Tors are exposed at the channel beds. On the other hand, during the flood, a considerable amount of sediment was introduced, causing the massive sediment to be close to 1m thick. In addition, despite the short distance, large changes in the particle size and sorting of the sediment were observed. Vegetation, on the other hand, has been shown to have a significant effect on the development of the overall channel bed topography, as reported in previous studies. In small floods or low water levels, vegetation's protection role of the surface is predominates, but in large flood conditions, herbaceous loss at the surface of the point bars, accelerating the erosion of surface.
1. 연구지역내 sand ridge들은 10$\~$20 m 높이의 비대칭형태이며, 등수심선과 평행하게 발달해 있고, sand ridge의 경사진 부분에서는 지역에 따라 sand wave 형태의 이미지가 나타나는 것으로 보아 현재 다소 활동성이 있는 것으로 보인다. 2. Ridge 주변 위치별 입도, 물리적 성질, 음파전달속도 값은 차이가 크지 않았는데, 이것은 본 연구지역의 주 퇴적상인 사질의 퇴적층이 판의 형태로 넓게 분포하고 있기 때문이다. 3. 코어 하부에는 해수면이 상승하면서 생성된 transgressive sand sheet 퇴적상의 특징을 지시하는 40$\~$200cm 두께의 자갈, 패각편, 조립사가 혼재된 퇴적상이 나타난다. 이들 사질의 분급이 양호하지 않은 이유는 해수면이 상승하면서 조류나 고에너지 환경에서 재동(reworking)되어 퇴적된 palimpsest와 관련된 것으로 사료된다.
Sediment bacterial communities are critical to the biogeochemical cycle in river ecosystems, but our understanding of the relationship between sediment bacterial communities and their specific input streams in rivers remains insufficient. In this study, we analyzed the sediment bacterial community structure in a local river receiving discharge of urban domestic sewage by applying Illumina MiSeq high-throughput sequencing. The results showed that the bacterial communities of sediments samples of different pollution types had similar dominant phyla, mainly Proteobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi and Firmicutes, but their relative abundances were different. Moreover, there were great differences at the genus level. For example, the genus Bacillus showed statistically significant differences in the hotel site. The clustering of bacterial communities at various sites and the dominant families (i.e., Nocardioidaceae, and Sphingomonadaceae) observed in the residential quarter differed from other sites. This result suggested that environmentally induced species sorting greatly influenced the sediment bacterial community composition. The bacterial co-occurrence patterns showed that the river bacteria had a nonrandom modular structure. Microbial taxonomy from the same module had strong ecological links (such as the nitrogenium cycle and degradation of organic pollutants). Additionally, PICRUSt metabolic inference analysis showed the most important function of river bacterial communities under the influence of different types of domestic sewage was metabolism (e.g., genes related to xenobiotic degradation predominated in residential quarter samples). In general, our results emphasize that the adaptive changes and interactions in the bacterial community structure of river sediment represent responses to different exogenous pollution sources.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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