Earticle

하천 생태계는 농업 및 산업 활동 등 수많은 인간 활동에 영향을 받으며, 저서성 대형무척추동물은 중요한 생물학적 지표로 이용된다. 이에 본 연구에서는 평택시 산업지역의 2개 하천과 농업지역의 2개 하천에 대하여 하천 주변 토지 이용 현황에 따른 하천 생태계에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 이화학적 수질평가를 위해 수온, 용존산 소(DO), 수소이온농도(pH)를 측정하였고, 저서성 대형무척추동물을 이용하여 군집분석, BMI 및 ESB를 산정하여 수 환경평가를 실시하였다. 수환경평가를 통해 두 지역 하천의 환경 상태를 비교한 결과, 산업지역에 비해 농업지역 하 천의 환경 상태가 보다 양호한 것으로 나타났다. 결과적으로 인위적인 활동의 차이에 따라 하천 생태계에 미치는 영 향에 정도가 다른 것을 확인할 수 있었다.

The river ecosystems are influenced by numerous human activities such as agriculture and industrial operations, and benthic macroinvertebrates are utilized as important biological indicators. In this study, we aimed to assess the impact of land use surrounding rivers on river ecosystems in two industrial areas and two agricultural areas in Pyeongtaek city. We measured water temperature, dissolved oxygen (DO), and pH for physicochemical water quality assessment, and conducted water environment evaluation using benthic macroinvertebrates, cluster analysis, BMI, and ESB. Through water environment assessment, the environmental condition of rivers in agricultural areas was found to be more favorable compared to those in industrial areas. Consequently, it was observed that the impact on river ecosystems varied depending on the differences in anthropogenic activities.

노후된 관거 및 지하구조물의 균열 보수에 아스팔트계 주입재, 우레탄계 주입재, 시멘트계 주입재, 아크릴계 주입재 등 다양한 주입재가 사용되고 있다. 친환경적이고 습윤상태에서 경화가 잘되고 온도변화에 안정적인 물성을 갖는 아 크릴계 누수 보수재에 대하여 연구하였다. 개량된 아크릴 누수 보수재와 기존 아크릴레이트 주입재의 성능 비교를 위 하여 KS 규격의 실험방법에 준용하여 수중침지 길이변화율 시험, 수중 유실 저항성 시험, 내화학 성능시험을 실시하 였다. 비교 실험해 본 결과 개량된 아크릴 누수 보수재는 기존 아크릴레이트 주입재보다 습윤상태, 온도변화, 화학적 반응에 따른 수축변화가 없었고 수중 저항성 실험에서 유실되지 않았다. 또한, 개량된 아크릴 누수 보수재의 환경적 영향성을 알아보기 위해 어류급성독성 실험과 급성경구독성 실험을 진행하여 관찰해 본 결과 실험체의 사망률이 없 었고 특별한 유의점이 발견되지 않았다. 본 연구의 실험결과 개량된 아크릴 누수 보수재가 성능적으로 우수하고 환경 적으로 안전하고 인체에 무해하다고 판단되었다. 본 연구의 다양한 실험결과 기존의 아크릴레이트 보수재보다 개량된 아크릴 누수 보수재가 관거 및 지하구조물 균열 부위의 보수재로 사용되기 적합하다고 사료된다. 본 연구는 아크릴 누수 보수재에 대한 적용성 평가에 대한 연구로 향후 기술 개발에 활용자료로 제안하고자 한다.

Various injection materials, such as asphalt-based injection materials, urethane-based injection materials, cement- based injection materials, and acrylic-based injection materials, are used for the repair of aged conduits and underground structures with cracks. In this study, research was conducted on an environmentally friendly acrylic- based leak repair material that exhibits good curing properties even in humid conditions and stability in temperature fluctuations. To compare the performance of the improved acrylic leak repair material with the existing acrylate injection material, experiments were conducted using KS standard methods, including underwater length change rate tests, underwater leakage resistance tests, and chemical performance tests. The comparative experiments revealed that the improved acrylic leak repair material showed no changes in shrinkage due to humidity, temperature variations, or chemical reactions compared to the existing acrylate injection material. In the underwater resistance test, the improved acrylic leak repair material did not show any leakage. Additionally, to assess the environmental impact of the improved acrylic leak repair material, acute fish toxicity tests and acute oral toxicity tests were conducted, and the results showed no mortality and no specific concerns with the test specimens. The experimental results led to the conclusion that the improved acrylic leak repair material is considered to be superior in performance, environmentally safe, and harmless to the human body. Based on various experimental results, it is inferred that the improved acrylic leak repair material is suitable for use as a repair material for cracks in manholes and underground structures compared to the existing acrylate repair material. This study aims to propose valuable data for future technological development by evaluating the applicability of acrylic leak repair materials.

부족한 하천유출 관측 데이터는 모델 보정 작업을 어렵게 만들어 모델의 성능 향상을 제한한다. 위성 기반 원격탐사 자료는 수문 관련 데이터의 확보에 적극적으로 활용될 수 있으므로 새로운 대안이 될 수 있다. 최근에는 여러 연구를 통하여 기존의 개념적/물리적 모델보다는 인공지능을 이용한 해법이 더 적절하다는 평가를 받고 있다. 본 연구에서는 다양한 순환 신경망들과 의사결정나무 기반 알고리즘들을 결합한 자료 기반 접근 방식을 제안하였다. 또한 인공지능 학습을 위하여 인공위성 원격탐사 정보의 활용성을 조사하였다. 본 연구에서 위성영상은 MODIS와 SMAP의 자료가 사용된다. 공적으로 공개된 25개 유역의 자료를 사용하여 제안된 접근 방식을 검증하였다. 전통적인 지역화 접근법에 서 착안하여 모든 유역의 자료를 통합하여 하나의 자료 기반 모델을 학습하는 전략을 채택하였으며, Leave-one-out cross-validation 지역화 설정을 이용하여 하나의 모델이 다양한 유역의 하천유출을 예측함으로써 제안된 접근 방식 의 잠재력을 평가하였다. GRU + Light GBM 모델이 대상 유역에 적합한 모델 조합으로 판명되었으며(25개 미계측 유역 일 하천유량 예측 모형효율계수 평균 0.7187) 하천유출이 매우 작은 시기를 제외하면 우수한 미계측 유역의 하 천유출 예측 성능을 보여주었다. 인공위성 원격탐사 정보의 영향력은 최대 10% 정도로 파악되었으며, 위성 정보의 추가 적용이 풍수기 또는 평수기보다는 저수기 또는 갈수기의 하천유출 예측에 더 큰 영향을 미쳤다.

Lack of streamflow observations makes model calibration difficult and limits model performance improvement. Satellite-based remote sensing products offer a new alternative as they can be actively utilized to obtain hydrological data. Recently, several studies have shown that artificial intelligence-based solutions are more appropriate than traditional conceptual and physical models. In this study, a data-driven approach combining various recurrent neural networks and decision tree-based algorithms is proposed, and the utilization of satellite remote sensing information for AI training is investigated. The satellite imagery used in this study is from MODIS and SMAP. The proposed approach is validated using publicly available data from 25 watersheds. Inspired by the traditional regionalization approach, a strategy is adopted to learn one data-driven model by integrating data from all basins, and the potential of the proposed approach is evaluated by using a leave-one-out cross-validation regionalization setting to predict streamflow from different basins with one model. The GRU + Light GBM model was found to be a suitable model combination for target basins and showed good streamflow prediction performance in ungauged basins (The average model efficiency coefficient for predicting daily streamflow in 25 ungauged basins is 0.7187) except for the period when streamflow is very small. The influence of satellite remote sensing information was found to be up to 10%, with the additional application of satellite information having a greater impact on streamflow prediction during low or dry seasons than during wet or normal seasons.

양서류는 오염 및 개발로 인한 위협을 경고하는 환경지표종이며, 그들의 신체 상태와 주변 서식 환경 정보는 생태계 건강성을 파악할 수 있는 중요한 지표로 이용될 수 있다. 본 연구의 목적은 멸종위기 야생동물 Ⅱ급 맹꽁이의 출현 시기 및 성별에 따른 신체 상태와 암수가 출현한 기후환경 차이를 알아보기 위해 수행되었다. 서울특별시 강동구 고 덕동 일대에 서식하는 맹꽁이를 대상으로 2018년 6월부터 10월까지 총 53회 조사를 수행하였고, 각 개체별 무게와 길이를 이용하여 신체 상태 지수(SMI, Scaled mass index)를 산출하였다. 그 결과, 수컷 235개체, 암컷 161개체 총 396개체를 포획하였고, 암컷은 수컷보다 SVL이 길고, 무게가 무거웠으며 신체 상태 지수 또한 높게 확인되었다. 월별 신체 상태 지수는 6월에 수컷이 암컷보다 낮았고, 7월부터 9월까지 암수 간 차이를 보이지 않았다. 암컷과 수컷이 출 현한 기후환경 중 강우량과 습도와 관련된 환경변수들은 차이를 보였다. 이러한 연구 결과는 추후 맹꽁이에게 적합한 서식환경을 확인하고 개발로 인한 대체서식지를 선정하는 데도 중요한 기초정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

The amphibians serve as environmental indicator species warning of threats from pollution and development, and information regarding their body condition and surrounding habitat can be utilized as crucial indicators for assessing ecosystem health. The objective of this study was to investigate the differences in body condition and the climate environments according to the season and sex of Class II endangered Kaloula borealis. A total of 53 surveys were conducted from June to October 2018, targeting frogs inhabiting the Godeok-dong area of Gangdong-gu, Seoul. Using the weight and length of each individual, the body condition index (SMI, Scaled mass index) was calculated. Results showed a total capture of 396 individuals, consisting of 235 males and 161 females. Females exhibited longer SVL and greater weight compared to males, with higher body condition indices. Monthly body condition indices were lower for males in June, while no differences were observed between males and females from July to September. Among the climate environments where females and males appeared, environmental variables related to precipitation and humidity showed differences. These research findings are deemed crucial for providing fundamental information to ascertain suitable habitats for Kaloula borealis and selecting alternative habitats due to developmental impacts in the future.

인공습지는(CW)는 침투, 흡착, 저류, 식물과 미생물의 증발산 등과 같은 수문학적 및 생태학적 기작에 의하여 오염물 질 제거, 탄소흡수 및 저장, 생물다양성 향상 등의 생태계서비스를 제공한다. 본 연구는 수평지하흐름 인공습지(HSSF CW)의 미생물 군집과 토양의 물리·화학적 특성 및 처리효율의 상관관계를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구를 위한 모니터링은 강우시 수질특성, 토양특성, 미생물 분석이 수행되었다. 따뜻한 계절(>15°C) 에서 TSS, COD, TN, TP 및 중금속(Fe, Zn, Cd) 제거효율이33~74% 범위로 나타났다. 그러나 추운 계절(≤15°C)에서 TOC 35%로 가장 높은 제거 효율이 나타났다. 인공습지 내 토양은 인근에서 채취한 토양의 토양유기탄소(SOC) 함량보다 3.3배 더 높은 함량을 가 지고 있는 것으로 나타났다. 유입부와 유출부의 탄소(C), 질소(N) 및 인(P)의 화학양론비(C:N:P)는 각각 120:1.5:1 및 135.2:0.4:1로 나타났으며, 탄소에 비해 질소와 인의 비율이 매우 낮아 미생물 성장에 문제가 발생될 수 있다. 미 생물 분석에서는 생물다양성 지수를 통해 미생물 군집의 풍부도, 다양성, 균질성 및 균일성이 따뜻한 계절이 추운 계 절에 비해 높게 나타났다. 인공습지의 강우유출수 오염물질 중 질소고정 미생물인 Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes가 우점종으로 미생물 생장을 촉진하는 것으로 평가되었는데 이는 특정 토양특성 및 유 입수 특성이 미생물 풍부도와 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

Constructed wetlands (CWs) deliver a range of ecosystem services, including the removal of contaminants, sequestration and storage of carbon, and enhancement of biodiversity. These services are facilitated through hydrological and ecological processes such as infiltration, adsorption, water retention, and evapotranspiration by plants and microorganisms. This study investigated the correlations between microbial populations, soil physicochemical properties, and treatment efficiency in a horizontal subsurface flow constructed wetland (HSSF CW) treating runoff from roads and parking lots. The methods employed included storm event monitoring, water quality analysis, soil sampling, soil quality parameter analysis, and microbial analysis. The facility achieved its highest pollutant removal efficiencies during the warm season (>15°C), with rates ranging from 33% to 74% for TSS, COD, TN, TP, and specific heavy metals including Fe, Zn, and Cd. Meanwhile, the highest removal efficiency was 35% for TOC during the cold season (≤15°C). These high removal rates can be attributed to sedimentation, adsorption, precipitation, plant uptake, and microbial transformations within the CW. Soil analysis revealed that the soil from HSSF CW had a soil organic carbon content 3.3 times higher than that of soil collected from a nearby landscape. Stoichiometric ratios of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) in the inflow and outflow were recorded as C:N:P of 120:1.5:1 and 135.2:0.4:1, respectively, indicating an extremely low proportion of N and P compared to C, which may challenge microbial remediation efficiency. Additionally, microbial analyses indicated that the warm season was more conducive to microorganism growth, with higher abundance, richness, diversity, homogeneity, and evenness of the microbial community, as manifested in the biodiversity indices, compared to the cold season. Pollutants in stormwater runoff entering the HSSF CW fostered microbial growth, particularly for dominant phyla such as Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, and Bacteroidetes, which have shown moderate to strong correlations with specific soil properties and changes in influent-effluent concentrations of water quality parameters.

조류발전은 조석 현상에 의해 발생하는 조류를 이용하여 에너지를 생산하는 발전 방식이다. 조석 현상은 지구가 존재 하는 한 발생하는 자연적인 현상으로 조류발전을 통하여 지속가능하고, 규칙적인 에너지 생산이 가능하다. 이에 많은 국가에서 조류에너지 개발에 노력을 기울이고 있는 실정이나, 조류발전이 해양 동물에 미치는 영향에 대한 우려도 여 전히 존재하고 있다. 이에 본 논문에서는 조류발전이 해양동물에 미치는 다양한 영향을 종합적으로 검토하고, 향후 추진해야 하는 과제들에 대하여 고찰하였다.

Tidal current power generation is a power generation method that produces energy using tidal currents generated by tidal phenomena. Tidal current power generation is a sustainable and regular energy production because tidal phenomenon occurs as long as the earth exists. Many countries are focusing on the development of tidal energy, but there are still concerns about the impact of tidal energy on the marine animals. In the present study, we reviewed on the various impacts of tidal power generation on marine animals and the future assignments.