Earticle

서해 개야수로 인근의 파랑전파, 해수유동, 퇴적물이동을 분석하기 위해서 각종 인공구조물 설치 전(CASE1W)과 후 (CASE2W)로 분류하고, CASE1W와 CASE2W에 대한 계산결과를 비교하였다. 파랑전파에 대해서는 SWAN 수치모 형을 이용하여 입사파와 반사파의 결과를 도출하였고, 해수유동에 대해서는 FLOW2DH 수치모형을 이용하여 해수유 동에 따른 유속 결과를 도출하였다. SWAN 수치모형과 FLOW2DH 수치모형의 결과는 퇴적물이동을 예측하는 SEDTRAN 수치모형의 입력조건이 되어 개야수로 인근의 최대 저면전단응력과 부유사 농도분포를 계산하였다. SWAN 수치모형 계산결과, CASE2W의 경우 약 7 km 길이의 북측 도류제에 의해서 입사파가 회절 및 중첩되고, 반 사파가 생성되어 개야수로 인근의 파고를 CASE1W에 비해 40~50 % 증가시켰다. FLOW2DH 수치모형 계산결과, 북방파제, 북측 도류제 및 금란도에 의해서 개야수로의 유속이 CASE1W과 대비하여 CASE2W가 10~30 % 빠르게 계산되었다. SEDTRAN 수침모형의 계산결과, 복합 파랑장(입사파, 반사파, 조석)에 따른 해양환경과 각종 인공구조 물의 설치에 의해서 개야수로의 최대 저면전단응력이 1.0 N/m2 이상인 구간과 부유사농도가 80 mg/L 이상인 구간 이 넓게 분포되었다는 것은 개야수로에 퇴적현상이 발생한 것이라고 판단된다.

In order to analyze wave propagation, tidal current, and sediment transport in the vicinity of the Gaeya open channel, it was classified into before(CASE1W) and after(CASE2W) installation of various artificial structures, and the calculation results for CASE1W and CASE2W were compared. For wave propagation, the results of incident and reflected waves were derived using the SWAN numerical model, and the tidal current velocity results were derived using the FLOW2DH numerical model for tidal current. The results of the SWAN numerical model and the FLOW2DH numerical model became the input conditions for the SEDTRAN numerical model that predicts sediment transport, and the maximum bed shear stress and suspended sediment concentration distribution near the Gaeya open channel were calculated through the SEDTRAN numerical model. As a result of the calculation of the SWAN numerical model, the wave height of CASE2W was increased by 40~50 % compared to CASE1W because the incident wave was diffracted and superimposed and the reflected wave was generated by about 7 km long northen jetty. As a result of the calculation of the FLOW2DH numerical model, According to the northen breakwater, the northen jetty and Geumrando, CASE2W was calculated 10~30 % faster than CASE1W in the tidal current of the Gaeya open channel. As a result of the calculation of the SEDTRAN numerical model, the section where the maximum bed shear stress is 1.0 N/m2 or more and the suspended concentration is 80mg/L or more was widely distributed in the Gaeya open channel from the marine environment by the complex wave field(incident wave, reflected wave and tidal wave) and the installation of various artificial structures. it is believed that a sedimentation phenomenon occurred in the Gaeya open channel.

이 연구는 현재까지 국내 야생에서 확인되지 않았던 외래종 견목거북과(Podocnemididae) 아마존노란점거북(Yellow-spotted Amazon River Turtle, Podocnemis unifilis)을 처음으로 관찰한 사실을 학술적으로 보고하고자 한다. 2020년 7월 24일 제 주특별자치도 제주시 조천읍 와흘리 33°30'20.08"N 126°38'0.23"E 지점에서 아마존노란점거북 2개체가 바위에서 일광욕 하고 있는 것이 관찰되었다. 1개체는 머리에 노란색 반점이 있었고, 다른 1개체는 흑화되어 검은색을 띠었다. 관찰된 장소 는 도로와 인접해 있고, 사람들의 출입이 잦은 곳으로, 애완용으로 사육되던 개체가 연못으로 방사된 것으로 추측된다. 최근 호수, 저수지 등 국내 야생에서 확인되는 외래거북이 증가하고 있으며, 외래거북 유입으로 인한 수생태계의 피해가 예상되 는 만큼, 외래생물에 대한 시민과학 프로젝트와 환경교육을 통한 대중들의 인식 개선이 필요하다. 향후 발견된 개체에 대하 여 지속적인 모니터링을 통한 야생 적응 여부, 번식과 관련된 추가 연구가 수행되어야 할 것이다.

This study is the first official report on the wild habitats of alien species, Yellow-spotted Amazon River Turtle (Podocnemis unifilis) in Republic of Korea. On July 24, 2020, two P.unifilis were observed basking on rocks at 33°30'20.08"N 126°38'0.23"E, Waheul-ri, Jocheon-eup, Jeju-si, Jeju. One individual had a yellow spots on the head where as the other contains black spot. Our observatory site is close to road and easy access to people. Thus, these individuals were believed to be released in the pond after raising as pets. Recently, the number of alien turtles identified in wild(etc. lake, resevoir) is increasing, which is predicted to damage the aquatic ecosystem due to the inflow of exotic turtles. So, it is necessary to improve the people's awareness of alien species through citizen science projects and environmental education. We suggest that research on habitat adaptation, reproduction and management through continuous monitoring is needed in the future.

본 연구에서는 우리나라의 갯벌에서 조사대상으로 삼는 멸종위기야생생물이자 해양보호생물, 흰발농게(Austruca lactea)의 전체 개체수 추정 방법을 검토하였다. 일반적으로 무한모집단에 대한 전수조사는 불가능하며 이는 갯벌 내 제한된 서식처에 서 개체수를 추정하더라도 마찬가지이다. 표본으로부터 추정되는 서식 밀도 역시 다양한 생물학적, 생태학적 요인들로 인해 높은 변동성을 보인다. 서식처 경계와 면적은 측정 오차뿐만 아니라 생물의 주기성이나 리듬 활동(주야, 간만 주기 등)에 따라서도 달라진다. 따라서 밀도와 서식처 면적으로 산출되는 전체 개체수는 일시적인 것으로 간주되어야 한다. 이 같은 추 정은 인천 송도 갯벌에서 3년 간 관찰된 흰발농게(A. lactea)의 평균 밀도와 표준오차 범위 그리고 공간분포의 시공간적 변동성에 근거하면 타당한 것으로 볼 수 있었다. 본 연구에서는 로지스틱 회귀모형의 출현 확률인 50%를 기준으로, 서식처 보존 가 치의 중요성을 반영하는 잠재적 서식처 면적을 전체 개체수 추정의 대안으로 제시하였다. 보편성을 갖춘 모형으로부터 예측 되는 잠재적 서식처는 대상종의 주요 환경조건이 급격하게 변하지 않는다면 시간에 따라 일정한 모습을 유지할 것이다. 특 정종을 대상으로 개발되는 모형은 추후 서식처 복원/조성 사업에서도 원하는 생물의 정착을 유도하는데도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

We reviewed the methods employed in Korean tidal flat surveys to measure the local abundance of the endangered wildlife and marine protected species, the fiddler crab, Austruca lactea. A complete census for infinite population is impossible even in a limited habitat within a tidal flat, and density estimates from samples strongly vary due to diverse biological and ecological factors. The habitat boundaries and areas shift with periodicities or rhythmic activities of organisms as well as measurement errors. Hence the local abundance calculated from density and habitat areas should be regarded as transient. This conjecture was valid based on the spatio-temporal variations of the density averages, standard error ranges, and spatial distribution of the crab, A. lactea observed for 3 years (2015-2017) in Songdo tidal flat in Incheon. We proposed the potential habitat areas using the occurrence probability of 50% from logistic regression model, reflecting the importance of habitat conservation value as an alternative to local abundance. The spatial shape of potential habitat predicted from a generalized model would remain constant over time unless the species’ critical environmental conditions change rapidly. The species-specific model is expected to be used for the introduction of desired species in future habitat restoration/creation projects.

본 연구의 목적은 낙동강 수계의 하도습지인 구담습지의 식물군락을 분류하고 식생의 수직적 구조에 따라 군락 특성을 파 악하여 관리방안을 마련하는 것이다. 구담습지 식물군락은 식생상관적 분류를 통해 총 19개의 군락이 나타났으며, 식생 수 직구조에 따라 교목 우점 군락, 관목 우점 군락, 초본 우점 군락으로 나누어 분석하였다. 군락 특성 분석 결과를 살펴보면, 종다양도 지수는 교목 우점 군락이 가장 높았으나 가시박과 같은 외래식물의 유입으로 종다양도 감소가 우려되었다. 관목 우점 군락은 관목식물의 종수에 의해서 종다양도 지수가 편중된 경향을 보였다. 초본 우점 군락은 종다양도 지수에 의해 습 생초지 군락과 건생초지 군락으로 나뉘었고, 인위적인 교란으로 인한 종다양도 지수 감소에 대한 대책이 필요하였다. 중요 치는 교목 우점 군락에서는 교목성 버드나무속이 가장 높았고, 관목 우점 군락에서는 족제비싸리와 같은 외래식물의 중요치 가 높았다. 또한, 초본 우점 군락에서는 달뿌리풀과 같은 습생초지식물이 높았다. 서열법에 따른 분석결과, 교목 우점 군락 과 관목 우점 군락은 외래식물 종수에 의해서 군락이 분화되었고, 초본 우점 군락은 계층 수와 경사도에 의해서 군락이 분 화되었다.

This study aims to classify the plant communities of the Gudam wetland, a riparian wetland in Nakdong River basin, and to identify the characteristics of the communities according to the veritical structure to prepare management plan. In the Gudam wetland, a total of 19 plant communities were found through physiognomical vegetation, and were analyzed by dividing into tree dominant community, shrub dominant community, and herbaceous dominant community according to the vertical structure. When examining the results of the community characteristics analysis, the species diversity index was the highest in the tree dominant communities but there was concern about a decrease in species diversity due to the influx of exotic plants such as Sicyos angulatus. The shrub dominant community tended to have a biased species diversity index on shrub plants. The herbaceous dominant communities ware divided into wetland herbaceous communities and dryland herbaceous communities according to the species diversity index, and measures were needed to reduce the species diversity index due to artificial disturbances. The importance value was the highest in the arboreal Salix genus in the tree dominant communities, and the exotic plants such as Amorpha fruticosa were the highest in the shrub dominant communities. In the herbaceous dominant communities, wetland herbaceous plants such as Phragmites japonicus were high. As a result of the analysis according to ordination the tree dominant communities and shrub dominant communities were differentiated by exotic plant factors, and the herbaceous dominant communities were differentiated by hierarchy number and slope.

최근 반복되고 있는 녹조는 수질관리에 가장 큰 과제로서 대두되고 있다. 현재 환경부에서는 7일 단위의 선행수질예측을 통한 수질예보를 수행하고 있으나, 선제적인 조치를 위해서 좀 더 장기간의 수질예측이 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서 는 수질예보의 보완자료로서 대청호의 Chl-a 농도를 3개월 선행예측하기 위한 방법론을 제안하고 그 적용성을 검토하고자 한다. 이를 위하여 대청호의 수질자동측정망 자료와 ECMWF의 수문기상예측자료를 수집하였으며 각 시계열 자료의 특성 을 분석하였다. 대청호의 Chl-a 농도와의 상관 및 웨이블릿 분석을 바탕으로 수문기상입력인자를 결정하고 지연시간을 가 지는 NARX모형을 이용하여 대청호의 Chl-a에 대한 3개월 선행예측 모형을 구축하였으며, 결과에 대한 비교분석을 통하 여 모형의 적용성을 제시하였다.

In recently, the green algae bloom is one of the most severe challenges. The seven days prior prediction is in operation to issues the water quality warning, but it also needs a longer time of prediction to take preemptive measures. The objective of the study is to establish a method to conduct a 3-month prior prediction of Chl-a concentration in the Daechong Lake and tested its applicability as a supplementary of current water quality warning. The historical record of water quality in the Daechong Lake and seasonal forecasting of ECMWF were obtained, and its time-series characteristics were analyzed. The Chl-a forecasting model was established using a correlation between Chl-a concentration and meteorological factor and NARX model, and its efficiency was compared.

하구둑 없이 자연적으로 열린 한강하구는 한강, 임진강, 예성강의 흐름과 서해의 조류가 만나는 곳이기 때문에 하도수리적 인 ‘작용(impact)-응답(response)’ 구조가 복잡하다. 민간인 통제 구간에서도 군부대 통제 하에 극히 제한된 장소와 시간에 만 접근 조사가 가능하다. 2020년에는 8월 홍수에 유실된 지뢰 발견, 코로나-19 확산에 따른 관계기관 대면 접촉 제약 등 의 이유로 현장 조사에 어려움이 있었다. 이러한 상황을 토대로 비대면, 비접촉 하안선 변화 조사 방법의 필요성이 제기되 었다. 이의 대응 연구 수단으로써 공간 정보 분석 프로그램인 QGIS를 기반으로 미국 USGS가 운영하는 LANDSAT의 위성 사진을 수집하여 영상처리 후 복잡한 하천지형 변화 양상을 분석하는 방법을 택하였다. 연구대상은 한강하구 산남습지 인근 으로 설정하였다. 결과적으로 장기적 관점에서는 산남습지를 기준으로 하류에서는 침식 영향이 큰 것으로 나타났으며, 상류 에서는 미미한 퇴적 현상이 나타났다. 위성사진 오차를 고려한다면 하천관리 측면에서는 과거 하천측량 자료를 바탕으로 비 교 검토해볼 때 거의 변화가 없는 것으로 평가되면서 이 방법의 유효성이 입증되었다. 산남습지 인근 지역은 포괄적인 시간 관점에서 볼 때 조석 영향이 상류로부터 유입되는 흐름의 영향보다 큰 것으로 나타났다. 즉 조류에 의한 응답(사주의 거동 양상) 구조의 패턴 변화가 한강하구 인근의 하천시설물의 피해 유발에 더 작용하고 있는 것으로 판단된다. 따라서 향후 이 를 감안한 적절한 하천관리 방안이 모색되어야 할 것이다.

The naturally opened Han river estuary is a place where the flows of the Han river, Imjin river, Yaesung river meet with West Sea of Korea, so the hydrodynamic mechanism(Impact-Response) structure of Han river estuary is complex. Continuous observation and measurement due to the morphological characteristics at the estuary are required to maintain the estuary environment and river management facilities. However, the Sannam wetland(the study area) is in the military operation area. Therefore, Sannam wetland has the limited access under the control from military office. In 2020, there had a natural disaster due to flooding in August and COVID-19, and it made a survey hard. The noncontact survey technique, the analysis of LANDSAT images at Sannam wetland, was applied to analyze riverbed fluctuation and morphological transformation around Sannam wetland. LANDSAT images obtained from EarthExplorer, USGS and analyzed by QGIS. The analysis was performed based on the area and the distance near Sannam wetland. As a result, an erosion was happened on the downstream of the study area, and the upstream of the study area did not have any serious sediment transport. Considering the resolution of LANDSAT images, this noncontect survey technique is applicable to manage the study area. From the analysis of LANDSAT images, it is assumed that the tidal effect is greater than the inflow from the upstream. The pattern change of tidal response causes the damage of the river facilities near the Hangang river estuary.

본 연구는 아세안+3 13개국의 습지 복원 관련 법 제도의 한계를 도출하고 개선 방향을 제언하였다. 우리나라는 통합법 또 는 컨트롤타워가 부재하며 하구 복원을 위한 법 제도 기반이 미흡하다. 많은 국가가 습지에 생계를 의존하는 만큼 습지 가 치에 대한 인식 제고를 통해 지속가능한 이용과 보전에 대한 지지를 확보하는 것이 필요하다. 일부 국가는 습지 정의를 구 체적으로 정립할 필요가 있으며, 개도국은 국제협력을 통해 국가 역량 강화를 도모해야 한다. 이탄지와 맹그로브 숲에 미치 는 영향을 해소하고 이를 보전하기 위한 법 제도 기반이 필요하다.

This study aims to draw the limitations of wetland restoration related legal systems of ASEAN+3 countries and suggest the improvements. In the case of Korea, there is no integrated law or integrated management organization for wetland restoration, and the legal basis for estuaries restoration is insufficient. As many ASEAN countries depend on wetlands for their livelihood, public support for sustainable use and conservation of wetlands should be preceded through raising awareness about the value of wetlands. Some countries need to establish a specific wetland definition, while developing countries need to strengthen national capacities through international cooperation. A legal basis is needed to eliminate the impacts on peatlands and mangrove forests and conserve them.

수자원의 보전과 관리를 위해서는 갈수시의 유량감쇄 특성을 파악하는 것이 중요한 과제 중에 하나이다. 감쇄특성을 하천 유량자료를 이용하여 표현하기 위해서 여러 복잡한 특성을 고려하여야 하므로, 편의성을 위하여 선형 감쇄분석이 주로 적용 되어 왔다. 그러나, 최근의 연구에서 제시된 지하수 유출과 비피압대수층의 저장능력의 비선형성을 고려하면, 비선형 감쇄 모형의 적용성이 더 높다고 할 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 유출자료를 이용하여 지하수의 증발손실, 저류 및 재함양 과 같은 비선형 특성을 고찰하는 데 있다. 한강의 상류인 평창강 유역의 유출자료를 이용하여 분석을 수행하였으며, 지하수 수지를 구성하는 주요한 요소인 지하수 유출, 증발손실, 저류, 재함양에 대해서 고찰하고 정량화하였다. 연구결과에 따라서, 식생에 의한 지하수 손실이 감쇄곡선을 편향시키는 것으로 나타났다. 또한, 계절적 강우와 잠재증발산 경향을 감쇄분석에 적용하여 월별 증발산 손실과 지하수 함양량을 정량화하여 제시하였다.

It is important to extract and assess low-flow recession characteristics for water resources management in the upper reaches of a stream. It is difficult to express the groundwater flow recession characteristics for streamflow synthetically. The linear recession model has been widely used by baseflow recession analysis for reason of simplicity and convenience, but recent studies show that nonlinear recession models fit well, and the relationship between the reservoir storage of shallow unconfined aquifers and the groundwater discharge was to be identified as nonlinear in the literature based on the analysis of numerous streamflow recession curves. The objective of the study is to decode these nonlinear characteristics, including evaporation loss, storage, and recharge of groundwater using streamflow. By analyzing the observed time series of streamflow from the study area, which is the Pyeongchang River basin in Korea, the main components of the underlying groundwater balance, namely, discharge, evaporation loss, storage, and recharge, can be identified and quantified. As a result of the study, depletion of groundwater by evapotranspiration losses through the water uptake of tree roots was found to bias the recession curves and the estimated reservoir parameters. The seasonality of both rainfall and potential evaporation, analysis of the recession curves, stratified according to time of the year, allowed the quantification of evapotranspiration loss as a function of a calendar month and stored groundwater storage.

소규모 하수처리장의 경우 유입수량의 변동폭이 크고 하수관거 노후화로 인한 불명수 유입 등에 의해 하수처리 운영이 어 려운 것으로 보고되고 있다. 특히, 동절기 수온저하로 인한 전반적인 운영문제가 많아 본 연구에서는 산악지역에 위치한 소 규모 하수처리시설의 운영현황과 온도에 따른 수질변화를 분석하였다. BOD, COD, SS의 경우 온도에 따라 방류수 수질 농 도가 크게 변화하는 것으로 나타났으며, 특히 COD가 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 한시적으로 동절기 수온 저 하 대책을 적용하고자 생물반응조 수위를 0.4m 상승시켰으며, 생물반응조 덮개를 설치하고 운영하였을 때 결과를 비교 분 석한 결과 유의미한 개선효과가 발생하였다. 이외 동절기 생물반응조 처리효율 저하에 대한 개선방안을 생물반응조 체류시 간 연장하는 방안으로 생물반응조 규격을 확대하는 방안, 유량조정조를 신설하고 외부반송하는 방안, 무산소에 산기장치를 설치하여 동절기 비상시 호기조로 사용하는 개선방안을 제시하였다. 본 연구결과는 동절기 소규모 하수처리시설 운영방안 에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

In the case of small-scale sewage treatment plants, it is reported that the amount of inflow fluctuates and it is difficult to operate the sewage treatment due to the inflow of unknown water due to the aging of sewage pipes. In particular, there are many overall operational problems due to the decrease in water temperature in winter. In this study, the operation status of small-scale sewage treatment facilities located in mountainous areas and water quality changes according to temperature were analyzed. It was found that the concentration of BOD, COD, and SS in effluent water was greatly changed depending on the temperature, and it was found that COD was particularly affected. Accordingly, the water level of the bioreactor was raised by 0.4m in order to temporarily apply measures to lower the water temperature in winter. As a result of comparing and analyzing the results when the bioreactor was covered and operated, a significant improvement effect occurred. In addition, a plan to improve the treatment efficiency of the bioreactor in winter is to extend the residence time of the bioreactor, a plan to expand the bioreactor specification, a new flow control tank and transport it to the outside, and an oxygen-free air diffuser to be used as an aerobic tank in case of an emergency in winter. The improvement plan was suggested. The results of this study are expected to be used as basic data for the operation plan of small-scale sewage treatment facilities in winter.

인공습지는 농업용 저수지의 수질개선을 위하여 많은 곳에 적용되고 있다. 인공습지는 수심분포, 유입량 및 유출량, 물흐름 분포, 체류시간, 수질 처리효율, 종횡비, 개방수역/폐쇄수역 구성비 등이 중요한 설계인자이다. 특히, 인공습지 높은 효율 증 대를 위해서는 취입보 형식, 유입보, 인입수로 길이, 셀(Cell) 형태, 셀 연결 형태 등의 설계는 매우 중요하다. 본 연구는 농 업용 저수지에 조성되어 운영중인 23개 인공습지의 현장조사를 통하여 설계시 고려하여야 할 인자 및 효율적 운영방안을 제시하고자 수행되었다. 인공습지 중에서 비정상적 운영이 나타나는 습지는 수위센서 미작동, 취입보 내부의 유사퇴적 및 기계식 수문틀의 협잡물 문제가 중요한 원인으로 나타났다. 또한, 인입수로의 길이가 길어질수록 취입보 하류부와 상류부의 생태적 단절구간이 늘어나는 것도 문제점으로 분석되었다. 습지 대부분은 2~5개의 셀로 조성되었으며 셀의 크기가 지나치 게 클 경우 수리학적 효율이 떨어지고 관리가 어려운 것으로 평가되었다. 작은 규모의 습지에 많은 셀이 존재하는 경우 큰 수두손실로 인하여 적절한 유수흐름이 나타나지 않는 것으로 평가되었다.

To improve the water quality of agricultural reservoirs, constructed wetlands are applied in many places. These are technologies that establish ecosystems and important design factors include water depth distribution, inflow and outflow, water flow distribution, hydraulic residence time, water quality treatment efficiency, aspect ratio, and the distribution of open water and covered water surfaces. For high efficiency during the operation of a constructed wetland, the design needs to be optimized and this requires consideration of the different types and length of the intake dam as well as the type and connection of wetland cells. Therefore, this study was conducted to investigate and suggest factors that needs to be considered during the design and for efficient operation measures through field surveys of 23 constructed wetlands that have been established and operated in agricultural reservoirs. Results of the field investigation shows that several sites were being operated improperly due to the malfunctioning or failure of the water level sensors, sedimentation in the intake dam, and clogging of the mechanical sluice frames. In addition, it was found that as the length of the inlet channel increases, the ecological disconnection between the intake dam upstream and the wetland outlet downstream also increases and was identified as a problem. Most of the wetlands are composed of 2 to 5 cells which can result to poor hydraulic efficiency and difficulty in management if they are too large. Moreover, it was found that the flow through a small wetland can be inadequate when there are too many cells due to excessive amounts of headloss.