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북제주 삼양화력발전소 주변해역의 식물플랑크톤 군집동태와 1차생산력
제주대학교 해양과학연구소 해양과학연구소 연구논문집 제22권 1998.12 pp.133-148
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발전소 온배수열원을 활용한 시설온실 열에너지 활용 및 탄소저감 효과 연구 KCI 등재
한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) 제23권 제4호 2021.08 pp.602-609
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A heat pump system using wasted heat from thermal effluent to supply the heating energy can reduce energy consumption and emissions of greenhouse gases by greenhouse facilities nearby. The Jeju National University consortium constructed a heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO to provide with cool or hot water to greenhouse facilities located 2.5km from the power station. In this paper, the system configuration of the heat pump system was summarized, and the results of operations for demonstration of a heating performance carried out during the winter season in 2018 were investigated. Therefore, if the heating control by supplying thermal effluent to the facility greenhouse, it can contribute to reducing the energy cost and improving quality.
발전소 온배수 난방시스템을 적용한 아열대과수의 생육정보에 대한 연구 KCI 등재
한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) 제22권 제4호 2020.08 pp.671-677
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We conducted a study on the possibility of using the power plant's thermal effluent system by using a heating system to utilize the thermal effluent from Jeju Power Headquarters of KOMIPO. In this study, growth information such as the size, leaf area, fresh weight and dry weight of subtropical persimmon fruit (A) in the facility cultivation complex were measured. In the comparison group (B), the growth information of the same crop was measured and compared in an unheated greenhouse near Harye-ri, Namwon-eup, Seogwipo. Fruit size was measured at monthly intervals, and leaf area, fresh weight, and dry weight were measured at new shoot season. Measurement results of A and B growth information, 1) Fruit diameter & length, A grew 7.3% and 9.4% than B, 2) Leaf area, A grew 4.7% than B, 3) Fresh weight, the decrease was 8.9%, but the dry weight was 3.6%, indicating that A contains more nutrients than B. Therefore, if the heating control by supplying thermal effluent to the facility greenhouse, it can contribute to reducing the energy cost and improving quality.
Thermal Effluent through Extruded Side Channel
[Kisti 연계] 한국수자원학회 Water engineering research Vol.6 1995 pp.67-79
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The reattachment of buoyant efflluent to a shore in a crossflow is investigated experimentally. The effluent is prodeced by discharging heated water through a projected side channel into a confined crossflow of the same depth. In the projecting effluent, the size of recirculating region, which is formed by deflected thermal plume on the lee of the effluent, tends to increase, but the maximum temperature decreases in the direction of the crossflow and it has more uniform transverse spreading compared to non-projected type. The heat flux across the crossflow is found to be independent of the projceted length of the side channel under relatively high buoyancy flux on the contrary to low buoyancy flux. The reattachment of th effluent can be specified by both velocity ratio and densimetric Froude number, whereas only the velocity ratio is governing factor to the reattachment of the effluent in the case of non-projecting type.
[Kisti 연계] 대한원격탐사학회 대한원격탐사학회 학술대회논문집 2002 pp.323-329
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The thermal effluent discharged from nuclear power plants can affect the offshore ecosystem change. The ability of measuring sea surface temperature in high resolution with Airborne MSS thermal spectral band(8.5 $\mu$m ~ 12.5 $\mu$m) and Landsat ETM+(10.4$\mu$m ~ 12.5 $\mu$m) gives us an information of spread range of thermal effluent. This information can be used as one of major factors fur analyzing the impact of the fish farm damage around the nuclear power plants. Every season from November 1999, this research has been conducted to investigate the extent of diffusion of thermal effluent discharged from KoRi, UlJin and WolSung Nuclear Power Plant located at the coastline of the East Sea of Korea.
[Kisti 연계] 대한원격탐사학회 대한원격탐사학회 학술대회논문집 2004 pp.331-335
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This study is focused to analyze the movement of thermal effluent dischargeed from nuclear power plant by season, ebb and flow, and before and after foundation of tide embankment using thermal infrared band image of 28 scenes observed from Landsat from 1987 to 2004, which is the early stage of operation of young-kwang nuclear power plant. In diffusion of thermal effluent discharge by seasons, spring and summer is spreading further than autumn and winter. It is considered to distribute widely mixed with thermal effluent discharge and hot water, which is distributed naturally along the seaside. It is known the fact that tidal currents control the direction of diffusion of thermal effluent discharge by the change of ebb and flow. Namely, it is distributed widely on the Southwest direction along the seaside by tidal currents when ebb and, it is moved widely on the Northeast direction along the seaside by tidal current when flood. However, in the early stage of flood current, the mainstream of thermal effluent discharge is spread on Southwest direction and, the direction is changed on Northeast way when the latter period of flood current. Similarly, in the early stage of ebb current, the mainstream of thermal effluent discharge is spread on Northeast direction and, the direction is changed on Southwest direction when the latter period of ebb current. As the result of comparing to the diffusion pattern of thermal effluent discharge before and after the foundation of seawall, discharged thermal effluent from the drain of plant by the foundation of dike is shown as curved circle pattern on Northeast to West direction from the ending portion of the seawall.
Heat Pump System Using Heated Effluent of Thermal Power Generation Plant as a Heat Source
[Kisti 연계] 한국신재생에너지학회 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 2011 p.190
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In South Korea the gross generation and heated effluent of power generation plant was 259 TWh and 4.73 billion tons in 2008. And then the waste heat from power generation was 388 TWh. It shows that the efficiency of thermal power generation plant is about 40%. Therefore to reduce $CO_2$ emission from thermal power generation plant, the energy of this heated effluent must be reused to heat buildings or farm facilities. In South Korea horticultural facilities of about 25% are heated in winter season. Total area of greenhouses which are heated is about 13,000 ha. Total heat amount needed to warm greenhouse of 13,000 ha in winter season is only 3.4% of total waste heat from power generation plant. In this study a heat pump system was designed to reuse the waste heat from power generation. Especially new heat exchanger was developed to recover the thermal energy from waste water and this model considered anti-corrosion against sea water and low cost for economic feasibility. This heat recovery system was installed in mango growing greenhouse around thermal power generation plant in Seogwipo-city, Jeju Special Self-Governing Province. The result of preliminary test shows that the heating cost of about 90% is saved as compared to boiler using tax free light oil as a fuel.
동계 저온기의 소하천 수질에 미치는 하·폐수의 온배수 영향
[Kisti 연계] 한국하천호수학회 Korean journal of ecology and environment Vol.50 No.2 2017 pp.238-253
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하 폐수는 하천과 저수지의 부영양화와 녹조현상에 대한 주요 원인 중의 하나로 잘 알려져 있으며, 또한 잠재적인 열오염의 원인을 제공하지만 온배수 관점에서 연구는 거의 없었다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년의 2월까지 동계에 연접하는 하천에서 온배수의 거동 실태와 수질에 미치는 영향을 파악하고자 생활하수, 산업폐수 및 온천폐수를 대상으로 그 시공간적 특성을 조사하였다. 조사지점은 각 하천에서 상류, 방류구 및 하류의 4개씩 선정하였고, 온배수의 배출지점으로부터 유하거리에 따른 수온 변화를 모니터링 하였다. 하천에서 하 폐수의 온도 영향과 범위는 배출수 온도와 양뿐만 아니라 현장 기온, 수온 및 하천유량에 의존하였다. 하 폐수의 수온 영향은 하천 합류 후 $2.1{\sim}5.8^{\circ}C$ 증가와 1.0~5.5 km까지 관찰되었다. 특히, 온천폐수는 양적으로 적었으나 온도 영향은 가장 컸다. 하 폐수는 온도뿐만 아니라 유기물과 영양염의 증가에도 관련되었다. 산업폐수는 N 계열, 온천폐수는 P N 계열에서 각각 높은 농도로 방류되었다. 이에 대한 차이는 화학적 총인처리의 유 무에 의한 것이었다. 부착조류 Chl-a 함량은 온배수 방류구와 하류구간에서 높았고, 대부분 부영양 수준이었다. 이러한 생태학적 결과는 하천의 높은 수온과 P 농도 때문이었고, 하 폐수의 온배수가 그에 대한 주 원인을 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 하천수질(수온, 비옥도)에 대한 하 폐수의 온배수 영향을 보다 체계화된 시공간적 연구로서 평가할 필요성이 큼을 시사한다.
The sewage and wastewater (SAW) are a well-known major source of eutrophication and greentide in freshwaters and also a potential source of thermal pollution; however, there were few approaches to thermal effluent of SAW in Korea. This study was performed to understand the behavioral dynamics of the thermal effluents and their effects on the water quality of the connected streams during winter season, considering domestic sewage, industrial wastewater and hot spring wastewater from December 2015 to February 2016. Sampling stations were selected the upstream, the outlet of SAW, and the downstream in each connected stream, and the water temperature change was monitored toward the downstream from the discharging point of SAW. The temperature effect and its range of SAW on the stream were dependent not only on the effluent temperature and quantity but also on the local air temperature, water temperature and stream discharge. The SAW effects on the stream water temperature were observed with temperature increase by $2.1{\sim}5.8^{\circ}C$ in the range of 1.0 to 5.5 km downstream. Temperature effect was the greatest in the hot spring wastewater despite of small amount of effluent. The SAW was not only related to temperature but also to the increase of organic matter and nutrients in the connected stream. The industrial wastewater effluent was discharged with high concentration of nitrogen, while the hot spring wastewater was high in both phosphorus and nitrogen. The difference between these cases was due to with and without chemical T-P treatment in the industrial and the hot spring wastewater, respectively. The chlorophyll-a content of the attached algae was high at the outlet of SAW and the downstream reach, mostly in eutrophic level. These ecological results were presumably due to the high water temperature and phosphorus concentration in the stream brought by the thermal effluents of SAW. These results suggest that high temperature of the SAW needs to be emphasized when evaluating its effects on the stream water quality (water temperature, fertility) through a systematized spatial and temporal investigation.
[Kisti 연계] 한국해양정보통신학회 한국해양정보통신학회 학술대회논문집 2000 pp.614-617
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영광 원자력발전소 온배수의 최대영향범위를 Lagrange 방법으로 파악하기 위하여 대조기에 TGPS Buoy의 궤적 및 이에 따른 표층수온의 측정을 년 4회 실시하였다. TGPS Bouy의 추적결과, 온배수는 낙조시 남서.서남서방향으로 플릅의 형태로 배수구로부터 약 12km 정도를 이동하며, 낙조류가 우세한 이 해역의 특성으로 3-4회에 걸친 거듭된 낙조류에 따라 칠산도까지 도달할 수 있었다. 그리고 온배수는 배수구로부터 춘.추계에 약 5km, 하계는 약 10km 떨어진 지점에서 수온급강하가 나타나고, 동계에는 차가운 대기에 의하여 지속적인 Cooling이 발생하는 것으로 나타났다.
To get the maximum diffusion boundary of thermal effluent of Youngkwang Nuclear Power Plant, paths of TGPS Buoy and temperatures of surface water are obtained to 4 times at spring tide during 1 year. According to the paths of TGPS Buoy, the flumes of thermal effluent are moved about 12km from outlet to SW or WSW direction. After 3∼4 times of tidal period the waters are reached to Chilsan Island because the ebb flow is more predominant than the flood flow in this area. At the spring and fall season, a sudden drop of surface water temperature is detected around 5km radius from the outlet. At the summer season, it is measured about 10km. On the other hand the flumes are continuously cooled down by the atmosphere condition at winter season.
한국 연안해역에 있어서 온배수 배출의 생태학적 영향 1. 고리 원자력 발전소 주 변해역에서 미소 및 초미소 자가영양 플랑크톤의 중요성
[Kisti 연계] 한국해양학회 The Sea, Journal of the Korean Society of Oceanography Vol.26 No.1 1991 pp.77-82
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온배수 배출해역인 고리 원자력 발전소 주변해역에서 식물플랑크톤의 엽록소량과 일차생산력을 측정하여 분석한 결과 연구해역에 있어서 엽록소 a량은 1.89~12.68 ug/l의 범위에 들었으며 이중 미소 플랑크톤(세포 크기 3~20 um은 조사시기와 정점에 따라 총 엽록소량의 4.60~65.95%를 차지하였으며 초미소플랑크톤(세포크기 3 um 이 하)은 15.71~83.20%를 차지하는 것으로 나타났다. 일차생산력은 165.17~645.79 mgC/M$^2$/day 로 측정되었으며 이중 미소플랑크톤은 8.06~43.98%, 초미소플랑크톤은 19.64~81.45%의 기여율을 보여 세포크기가 작은 식물플랑크톤 개체군의 생물량 및 생 산력이 전체 식물플랑크톤 군집에서 중요함이 인지되었다.
Phytoplankton chlorophyll-a concentrations and primary productivities were measured and analyzed in the adjacent waters of Kori Nuclear Power Plant where thermal effluent is being discharged chlorophyll-a concentrations were ranged from 1.89 to 12.8 ug/l. Nanoplankton 9cell size; 3∼20 um) fractions of the total chlorophyll-a concentrations were ranged from 4.60 to 65.95% and picoplankton (cell size<3um) fractions contributed from 15.71 to 83.20%. Primary productivities measured by C 14 method were ranged from 165.17 to 645.79 mgC/m$^2$ /day and, nanoplankton and picoplankton contribution rate to the total primary productivity were ranged from 8.06 to 43.98% and from 19.64 to 81.45% respectively. these results imply that very tiny cell sized phytoplankton population are important in point of biomass and primary productivity of phytoplankton communities.
원자력발전소의 온배수 배출해역에서 대형 저서동물 군집구조의 차이
[Kisti 연계] 한국해양환경•에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 Vol.18 No.3 2015 pp.157-165
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본 연구는 고리원자력발전소와 신고리원자력발전소로부터 배출되는 온배수의 영향을 받는 해역에서 퇴적물 특성과 대형 저서동물의 군집구조를 조사하고 비교하였다. 두 배출해역의 퇴적물 특성들 중에서 모래와 펄, 유기물의 함량이 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 대형 저서동물의 출현종과 개체 수는 고리원자력발전소보다 신고리원자력발전소의 배출해역에서 더 많았으며, 그 수는 이전의 다른 연구결과들과 유사한 수준이었다. 두 원자력발전소의 온배수 배출해역은 퇴적물 특성과 대형 저서동물의 출현종 수에서 유의한 차이를 보였다.
This study investigated and compared sediment properties and macrobenthic community structures within heated effluent plumes at the discharge areas of Kori Nuclear Power Plant (KNPP) and Sinkori Nuclear Power Plant (SNPP) in Korea, which have different thermal effluent discharge systems. There were significant differences in sand, clay and organic carbon contents between sediments at the two discharge areas. Species richness and abundance of macrobenthos were higher at the SNPP discharge area than at that of the KNPP, although the values at both areas were comparable to previous studies in coastal areas of eastern Korea.
발전소 온배수에 의한 해양물리학적 평가기법 개선방안 연구
[Kisti 연계] 한국해양공학회 한국해양공학회지 Vol.28 No.3 2014 pp.245-253
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This research analyzed the current situation and problems with an environmental impact assessment to provide a rational ocean physics assessment technique for power plant thermal effluent. This research also tried to create an improvement plan for heated effluent diffusion impact assessment by examining the reporting regulations for environmental impact assessment, national and international evaluation guidelines, etc. In the case of evaluating the oceanographic impact of heated effluent discharged from power plants, a pre-investigation is necessary before a full-scale presentence investigation, to accurately predict and minimize power plant construction effects on the surrounding environments. Before this presentence investigation, moreover, an integrated presentence plan, which agrees with the business plan, effect prediction, and post-investigation, needs to be established. A sufficient summit investigation must be made, which considers climate changes, and new and additional power plant construction. For accurate long-term oceanic environmental change prediction, the credibility of effect prediction must be elevated by presenting an evaluation method that is categorized by numerical organization models, verification methods, result presentation, and other things. Furthermore, unproductive conflicts between the people involved in heated effluent evaluation should be reduced by these improvement plans.
해양공간계획법 제정 이후 온배수의 활용과 규제에 관한 법·정책 개선안
[NRF 연계] 한국환경법학회 환경법연구 Vol.40 No.3 2018.11 pp.191-219
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2018년 4월 1일부터 「해양공간계획 및 관리에 관한 법률」이 시행되어 내수, 영해, 배타적 경계수역, 해안선까지 해양공간에 ‘선 계획 후 이용’관리방식을 적용한다. 이는 해양에 미치는 다양한 영향을 측정하여 해양사용을 배분하는 것으로, 과거 「연안관리법」으로 개발에 치중하는 것과는 다른 입법목적을 지니고 있는데 그것은 ‘해양생태계의 지속가능한 보전’이다. 우리나라는 1930년 화력발전, 1958년 원자력발전 도입 후 이들 발전소와 대규모 산업시설에서 온배수를 배출하고 있다. 연간 1,000억 톤 이상 배출될 것이 예상되는 가운데 온배수를 별도로 관리하는 법이 없을뿐더러 온배수의 정의부터 확산구역배출허가 등의 허가, 배수에 대한 규제가 명확하지 않아 개선이 요구된다. 4가지의 개선점을 제시하였다. 첫째, 해수의 사용하고 온배수를 배출하는데 구체적인 기준이 필요하다. 배수 후 주변 해수의 1시간 동안 최대온도변화(△Th), 24시간 최대온도변화(△T24), 확산구역경계에서의 최대온도(Tmax), 취수구와 방류구간의 온도 등에 대한 세부기준을 명확히 함으로써 법적 안정성을 높일 필요가 있다. 현재는 ‘온배수 배출 및 확산구역 사용신청서’를 해양수산부 장관에게 제출하면서 지정 전문연구기관이 타당성 조사를 하고 별개로 환경영향평가, 부처협의, 주민 의견수렴 과정에서 규제와 관리를 하고 있다. 둘째, 온배수 재이용을 위한 정의조항수정이 필요하다. 유일한 정의조항인 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」 제2조 6의 2는 “"발전소 온배수"란 취수한 해수를 발전소(원자력발전소는 제외한다)의 발전과정에서 발생한 폐열을 흡수하는 냉각수로 사용하여 수온이 상승한 상태로 방출되는 배출수를 말한다.”고 규정하고 있다. 52.8%를 차지하는 원자력발전의 온배수를 재처리수로 이용하지 못하도록 배제되어 있다. 에너지는 민법상 관리할 수 있는 자연력으로 「에너지법」에 의하면 연료, 열 및 전기가 에너지에 해당하는 것이었으나 신에너지와 재생에너지를 확대·지정하고 개발을 장려하여 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급·촉진법」에 근거하여 관리할 수 있는 자연력의 범위를 확대하여 수열에너지 사용을 촉진하고, 해양소수력발전도 확대하고 있는 가운데 원자력 재처리수의 사용을 원천 배제한 것은 타당한 이유가 없는 한 수정되어 난방에너지 등으로 재이용될 수 있어야 할 것이다. 셋째, 온배수사용과 피해에 대해 객관적 조사위원회를 통해 과학적 검증으로 대처할 필요가 있다. 넷째, 사업자가 해양생태계보전에 초점을 둘 수 있도록 해양생태계보전협력금을 부과하면서 지자체에서 해당 부과금에 대한 협력적 사용을 장려하는 방식으로 해양공간사용의 정책 방향을 설정할 필요가 있다.
In April 1st of 2018, 「Marine Space Plan and Management Law」 has implemented. From now on, inland waters, coastlines, territorial waters, EEZ, will be used under the management policy of ‘plan ahead use later’. 「Marine space plan and management law」 has the purpose of preserving the sustainable marine ecosystem. Before, marine space has been used mostly for development purpose. Power plants have been releasing thermal effluent since 1930 in Korea with the adoption of thermal power plan in 1930 and nuclear power plan in 1958. However, the regulatory framework in thermal energy lacks consistency greatly and does not provide a legal ground for mandatory management. For the specific guideline, maximum temperature(Tmax), 1-hour change(△Th), 24- hour change(△T24) of the temperature after releasing thermal effluent should be implemented. Second, a conflict between energy policy and the law has to be fixed. 「New energy and renewable energy development, use and supply promotion law」 does provide hydrothermal energy as the renewable energy source. However, 「An Act on the promotion of and support for the water reuse」 exempted nuclear plant thermal effluent. nuclear power plant thermal effluent account for 52.8%of whole thermal effluents in Korea. It can be used for the greenhouse heating in farm and it should not be banned completely without a valid reason. 「Act on promotion and support of water reuse」 already provides excellent ground to use all thermal effluent. Many laws are related to the administration of thermal effluent. Taking complementary measures will support the balance of thermal effluent and preservation of the marine ecosystem. Third, the committee for the approval and damage from the thermal effluent is needed. Fourth, already existing ‘marine eco-conservation system levy’ can be used for the licensee to more focus on the preservation of marine eco-system with the collaboration of local government.
발전소 온배수 폐열을 이용한 제주 시설온실 냉난방용 열펌프 시스템의 난방성능 평가
[Kisti 연계] 한국에너지공학회 에너지공학 Vol.28 No.1 2019 pp.22-29
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발전소 온배수의 폐열을 회수하여 인근 농가에 난방 에너지를 공급하는 열펌프 시스템은 기존 난방방식 대비 에너지 사용량을 획기적으로 절감하고 온실가스의 배출을 줄이는 데에 기여할 수 있다. 제주대학교 컨소시움은 한국중부발전 제주화력본부에서 약 3 km의 원거리에 위치하고 있는 시설온실로 냉온수를 공급하기 위한 열펌프 시스템을 구축하였다. 본 논문에서는 열펌프 시스템의 구성과 더불어, 2018년 동절기에 수행된 난방성능 평가 실증운전 결과를 기술하였다. 열펌프 가동운전 시 대부분의 공급열 수송배관 내 담수의 온도강하는 $2^{\circ}C$ 이하로 유지됨을 확인하였다. 난방운전 시 열펌프의 성능계수는 4.0 보다 크며, 온배수를 열원으로 활용하여 최대 $50^{\circ}C$의 온수를 농가로 지속적으로 공급할 수 있음을 입증하였다.
A heat pump system using wasted heat from thermal effluent to supply the heating energy can reduce energy consumption and emissions of greenhouse gases by greenhouse facilities nearby. The Jeju National University consortium constructed a heat pump system using the thermal effluent from the Jeju thermal power plant of KOMIPO to provide with cool or hot water to greenhouse facilities located 3 km from the power station. In this paper, the system configuration of the heat pump system was summarized, and the results of operations for demonstration of a heating performance carried out during the winter season in 2018 were investigated. The preoperational tests proved that the water temperature drop through the pipeline transporting extracted heat was less than $2^{\circ}C$. The COP (coefficient of performance) of the heat pump was higher than 4.0, and hot water with the maximum temperature of $50^{\circ}C$ could be supplied to greenhouse facilities by utilizing wasted heat from thermal effluent.
온배수가 유입되는 죽당천 열대담수관상어의 서식양상 및 어류군집 특성
[Kisti 연계] 한국어류학회 Korean journal of Ichthyology Vol.38 No.2 2026 pp.118-135
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온배수가 유입되는 죽당천의 열대담수관상어의 서식양상과 자연에 미치는 영향을 밝히기 위해 2024년 3월부터 2025년 12월까지 8회 조사하였다. 온배수 유입부인 죽당천 최상류(St. 1)는 수온은 21.6~30.1℃, 전기전도도는 2,903~3,296 µS/cm, 염도 1.52~1.73 ppt로 높게 나타났고, 하류로 가면서 조금씩 하락하는 경향을 보였다. 9개 지점에서 출현한 어류는 8목 14과 36종 10,093개체였고, 우점종은 구피 Poecilia reticulata(상대풍부도, 40.6%), 아우점종은 피라미 Zacco platypus(31.4%), 그 다음으로 붕어 Carassius auratus(13.6%), 돌마자 Microphysogobio yaluensis (3.8%), 미꾸리 Misgurnus anguillicaudatus(2.1%), 잉어 Cyprinus carpio (1.6%), 참붕어 Pseudorasbora parva (1.2%) 등의 순으로 우세하게 출현하였다. 이 중 열대담수관상어는 구피와 플래티 Xiphophorus maculatus, 컨빅터 시클리드 Amatitlania nigrofasciata, 카디널 테트라 Paracheirodon axelrodi, 비파 Hypostomus plecostomus, 안시스트러스 Ancistrus sp.로 4목 4과 6종 4,140개체가 채집되었고, 구피가 4,101개체(99.1%)로 대부분을 차지하고 있었다. 대부분은 상류부 (St. 1~3)에만 서식하고 있었으나 구피는 중·상류부(St. 1~6)에 폭넓게 서식하였다. 계절별 채집 개체수 및 전장빈도분포도로 볼 때 구피와 컨빅터 시클리드는 자연번식이 가능한 것으로 판단되고 비파와 플래티는 가능성이 높은 것으로 추정되었다. 군집분석 결과, 상류에서 하류로 갈수록 우점도는 낮아지나 다양도와 풍부도는 높아지는 경향성을 보였고 균등도는 특별한 경향성을 보이지 않았으며, 군집구조는 상류부(St. 1~3)와 중류부(St. 4~6), 하류부(St. 7~9)로 구분되었다. 열대담수관상어의 유입은 어류군집 및 구조에 영향을 미치고 있었는데, 특히 구피의 유입 및 확산은 생태적 지위가 유사한 자생종 대륙송사리의 급격한 감소에 영향을 주었을 것으로 추정된다. 구피의 기형 및 하천수생태 건강성의 영향 요인 등을 파악하기 위해 수질분석이 요구되고, 인위적인 열대담수관상어의 유입 방지 대책이 필요하며, 이들의 서식양상 및 자연생태계에 미치는 영향을 파악하기 위해 지속적인 모니터링이 요구된다.
To investigate the habitat patterns of tropical freshwater ornamental fishes and their impacts on the natural ecosystem in Jukdangcheon receiving thermal effluent, eight surveys were conducted from March 2024 to December 2025. At the uppermost site receiving thermal effluent (St. 1), water temperature ranged from 21.6 to 30.1℃, electrical conductivity from 2,903 to 3,296 µS/cm, and salinity from 1.52 to 1.7 ppt; these values were relatively high and gradually decreased toward downstream sites. A total of 10,093 individuals representing 36 species, 14 families, and 8 orders were recorded across nine sites. The dominant species was Poecilia reticulata (relative abundance, 40.6%), followed by the subdominant species Zacco platypus (31.4%), other prevalent species included Carassius auratus (13.6%), Microphysogobio yaluensis (3.8%), Misgurnus anguillicaudatus (2.1%), Cyprinus carpio (1.6%), and Pseudorasbora parva (1.2%). Among these, tropical freshwater ornamental fishes comprised six species in four orders and four families - P. reticulata, Xiphophorus maculatus, Amatitlania nigrofasciata, Paracheirodon axelrodi, Hypostomus plecostomus, and Ancistrus sp.-with a total of 4,140 individuals collected. P. reticulata accounted for the vast majority (4,101 individuals, 99.1%). Most ornamental species were restricted to the upper reaches (St. 1~3), whereas P. reticulata was widely distributed from the upper to middle reaches (St. 1~6). Based on seasonal abundance and total-length frequency distributions, P. reticulata and A. nigrofasciata were considered capable of natural reproduction, while H. plecostomus and X. maculatus were estimated to have high reproductive potential in the wild. Community analysis showed that dominance index decreased from upstream to downstream, whereas diversity and richness index increased; evenness index exhibited no clear trend. The community structure was classified into upper (St. 1~3), middle (St. 4~6), and lower (St. 7~9) reaches. The introduction of tropical freshwater ornamental fishes affected the fish community and its structure; in particular, the introduction and expansion of P. reticulata may have affected the rapid decline of the native species Oryzias sinensis, which shares a similar ecological niche. Water quality analysis is required to identify factors influencing deformities in P. reticulata and the ecological health of the stream. In addition, measures are needed to prevent the artificial introduction of tropical freshwater ornamental fishes, and continuous monitoring is necessary to assess their habitat patterns and impacts on the natural ecosystem.
포천지역 계류 (부소천)의 수질과 부착조류 생물량에 온배수와 수소이온농도 (pH) 영향
[Kisti 연계] 한국하천호수학회 Korean journal of ecology and environment Vol.50 No.1 2017 pp.96-115
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온배수와 산성화는 오래 전부터 전 세계를 통해 육수학과 수생태학에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 그러나 우리나라는 아직까지 초보적이거나 접근 조차 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 5개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~3 (하류))에서 수질환경과 부착조류 생태계에 온배수와 산성비의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 수온의 범위(평균값)는 $1.7{\sim}28.8^{\circ}C$($15.0^{\circ}C$)이었다. 특히 HSW의 범위와 평균값은 17.5 (1월)~$28.8^{\circ}C$(9월), $24.2{\pm}3.7^{\circ}C$로서 고온을 유지하였고, 다른 지점에 비해 월등히 높았다. 온배수는 하천수의 수온 증가와 영양염 펄스로서 작용하였으며, 그 영향은 갈수기와 저온기 (12월~3월)에 우세하였다. 그리고 온도의 영향권은 유하 거리에 따라 멀지 않았으나, P N 영양염은 다소 원거리까지 미칠 수 있는 잠재력을 갖고 있었다. pH는 5.1~8.4 (6.9)이었다. 수중 pH 감소의 원인은 계절적으로 강설과 산성비의 습윤 산성강하물에 있었고, 그 영향은 부착 규조류 중 호산성 종조성(Eunotia pectinalis, Tabellaria flocculosa)의 생물학적 분포에서 간헐적(3월과 8월)으로 확인되었다. 부소천의 수질과 부착조류 생태계는 열 오염, 부영양화 및 산성화에 의한 역동적인 상태이었고, 계류, 온배수 및 대기오염과 같은 지리 지역적 특성에 기반한 인위적 영향이 지배적이었다.
Understanding effects of thermal pollution and acidification has long been a concern of aquatic ecologists, but it remains largely unknown in Korea. This study was performed to elucidate the effects of thermal wastewater effluent (TWE) and acid rain on water quality and attached algae in a small mountain stream, the Buso Stream, a tributary located in the Hantan River basin. A total of five study sites were selected in the upstream area including the inflowing point of hot-spring wastewater (HSW), one upstream site (BSU), and three sites below thermal effluent merged into the stream (1 m, 10 m and 300 m for BSD1, BSD2, and BSD3, respectively). Field surveys and laboratory analyses were carried out every month from December 2015 to September 2016. Water temperature ranged $1.7{\sim}28.8^{\circ}C$ with a mean of $15.0^{\circ}C$ among all sites. Due to the effect of thermal effluent, water temperature at HSW site was sustained at high level during the study period from $17.5^{\circ}C$ (January) to $28.8^{\circ}C$ (September) with a mean of $24.2{\pm}3.7^{\circ}C$, which was significantly higher than other sites. Thermal wastewater effluent also brought in high concentration of nutrients(N, P). The effect of TWE was particularly apparent during dry season and low temperature period (December~March). Temperature effect of TWE did not last toward downstream, while nutrient effect seemed to maintain in longer distance. pH ranged 5.1~8.4 with a mean of 6.9 among all sites during the study period. The pH decrease was attributed to seasonal acid rain and snow fall, and their effects was identified by acidophilic diatoms dominated mainly by Eunotia pectinalis and Tabellaria flocculosa during March and August. These findings indicated that water quality and periphyton assemblages in the upstream region of Buso Stream were affected by thermal pollution, eutrophication, and acidification, and their confounding effects were seasonally variable.
온배수가 유입되는 계류 (부소천)에서 부착조류의 생태학적 특성
[Kisti 연계] 한국하천호수학회 Korean journal of ecology and environment Vol.50 No.2 2017 pp.216-237
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온천의 온배수는 오래 전부터 전 세계를 통해 지질학, 육수학 및 수생태학에서 온도구배와 담수조류의 관계에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 반면에, 우리나라는 인공온천이 전국적으로 개발되었으나 아직까지 이에 대한 연구가 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 4개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~2 (하류))에서 부착조류 생태에 온배수의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 온배수의 수온 영향권은 <1.0 km이었고, 동시에 N P 영양염의 주요 공급원으로 작용하였다. 그 영향은 저온 갈수기(12월~3월)에 우세하였고, 고온 풍수기 (7월~9월)에 약세를 보여 다소 계절적인 특성을 반영하였다. 이러한 환경에서 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 구성되었다. 이 중에서 규조류가 21속 83종 (58.0%), 남조류가 9속 21종(14.7%) 및 녹조류가 25속 32종(22.4%)을 차지하였다. 또한, 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었으며, 시공간적 분포는 수온 ($5^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$) 및 유속 ($0.2m\;s^{-1}$와 $0.8m\;s^{-1}$)과 밀접한 관련성을 가졌다. 그리고 연중 높은 수온을 유지하는 기초 환경에서 수중의 $PO_4$에 친화력이 크거나, $NO_3-PO_4$가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군이 우점하였다. 결과적으로, 부소천은 온배수에 의해 연중 과영양 및 과열 오염이 지속되어 국내에서 조사된 선행 부착조류 생태연구의 결과와 비교할 때 오염이 심한 상태로 평가되었고, 상 하류 간에 계절적으로 동질성 (하계~추계)과 이질성(동계~춘계)이 반복되는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.
Thermal effluent of the hot spring has long been a field of interest in the relationship between temperature gradient and freshwater algae in geology, limnology and aquatic ecology throughout the world. On the other hand, many artificial hot springs have been developed in Korea, but the research on them has not been still active. This study was performed every month from December 2015 to September 2016, to elucidate the spatiotemporal effects of thermal wastewater effluent (TWE) on the ecosystem of benthic algal assemblage in four stations(BSU (upstream), HSW (hot spring wastewater outlet), BSD1~2 (downstream)) of the upstream reach of the Buso Stream, a tributary located in the Hantan River basin. During the survey, the influencing distance of temperature on TWE was <1.0 km, and it was the main source of N P nutrients at the same time. The effects of TWE were dominant at low temperature and dry season (December~March), but it was weak at high temperature and wet season (July~September), reflecting some seasonal characteristics. Under these circumstances, the attached algal communities were identified to 59 genera and 143 species. Of these, the major phylum included 21 genera 83 species of diatoms(58.0%), 9 genera 21 species of blue-green algae (14.7%) and 25 genera 32 species of green algae (22.4%), respectively. The spatiotemporal distribution of them was closely related to water temperature ($5^{\circ}C$ and $15^{\circ}C$) and current ($0.2m\;s^{-1}$ and $0.8m\;s^{-1}$). In the basic environment maintaining a high water temperature throughout the year round, the flora favoring high affinity to $PO_4$ in the water body or preferring stream habitat of abundant $NO_3-PO_4$ was dominant. As a result, when compared with the outcomes of previous algal ecology studies conducted in Korea, the Buso Stream was evaluated as a serious polluted state due to persistent excess nutrient supply and high thermal pollution throughout the year round by TWE. It can be regarded as a dynamic ecosystem in which homogeneity (Summer~Autumn) and heterogeneity (Winter~Spring) are repeated between upstream and downstream.
화력발전소 온배수열 활용 시설하우스 열공급 모형 경제성분석 연구
[Kisti 연계] 한국화학공학회 Korean chemical engineering research Vol.56 No.1 2018 pp.6-13
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석탄화력발전소 온배수열 활용하여 발전소 인근지역 시설농업에 난방열을 공급하는 사업의 배관투자비는 설치거리에 비례하여 증가하고 발전소와 떨어진 거리는 경제성 확보에 문제를 낳는다. 또한, 설치거리가 짧은 경우는 난방열 수요 확보가 어려워 경제성 확보의 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 기준 열배관로 신설길이 1 km에 대한 경제성 평가와 열배관로 신설길이 변동에 따른 민감도를 정부지원금 수준, 난방열 수요량 수준과 정부지원금 증가에 따른 경제성 확보가능 열배관로 신설거리 수준에서 분석하였다. 분석결과 기준 열배관로 신설길이에서는 NPV 131백만원, IRR 15.73%로 경제성을 확보 가능한 것으로 평가되었다. 다만, 민감도 분석결과 열배관로 신설길이가 2.6 km를 초과하는 경우 NPV가 음수로 나타나 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 결과적으로 초기투자비의 50%를 정부가 지원하는 경우 5.3 km, 80%를 지원하는 경우 11.4 km 이내에서 경제성을 확보하는 것으로 분석되었다. 기준 열배관로 신설길이에서는 난방열 수요가 기준 열수요 대비 62% 수준 이하로 감소하는 경우 경제성이 없으며, 열배관로 신설길이가 2 km에서는 기준 열수요 대비 14%만 감소하여도 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 초기투자비대비 정부지원금 비율이 증가하는 경우 열배관로 신설거리의 탄력성이 증가하여, 열수요 1단위에서 부담하는 시설투자비인 고정비가 감소한다. 이는 단위당 생산원가가 감소하는 효과로 나타나고 시설농업에 더 저렴한 수준으로 열을 공급할 수 있음을 의미한다. 정부지원금은 열배관로 신설거리가 증가하는 효과로 경제성이 확보될 수 있고, 열수요 개발가능 범위 증가에 따라 추가적인 경제성을 확보할 수 있다. 초기투자비 대비 정부지원금 비율이 증가할수록 생산단가 감소로 인한 시설농가의 에너지비용 또한 감소할 것으로 예측된다. 본 연구결과는 발전소 온배수열 활용사업에 대한 정부지원금의 효과성을 경제적 평가측면에서 분석한 점에서 의의를 가지며, 향후 시범적용 또는 Pilot 단계의 실제 적용사례를 기반으로 한 경제성 평가결과에 대한 필요성을 제기할 수 있는 근거가 된다.
Utilizing the heat of cooling water discharge of coal-fired power plant, pipeline investment costs for businesses that supply heat to agricultural facilities near power plants increase in proportion to installation distance. On one hand, the distance from the power plant is a factor that brings difficulties to secure economic efficiency. On the other, if the installation distance is short, there is a problem of securing the heating demands, facility houses, which causes economical efficiency to suffer. In this study, the economic efficiency of 1km length of standard heat pipeline was evaluated. The sensitivity of the heat pipe to the new length variation was analyzed at the level of government subsidy, amount of heating demand and the incremental rate of pipeline with additional government subsidy. As a result of the analysis, it was estimated that NPV 131 million won and IRR 15.73%. The sensitivity analysis showed that NPV was negative when the length of heat pipe facility exceeded 2.6 km. If the government supports 50% of the initial investment, the efficiency is secured within the estimated length of 5.3 km, and if it supports 80%, the length increases within 11.4 km. If the heat demand is reduced to less than 62% at the new length of the standard heat pipe, it is expected economic efficiency is not obtained. If the ratio of government subsidies to initial investment increases, the elasticity of the new bloc will increase, and the fixed investment, which is the cost of capital investment for one unit of heating demand, will decrease. This would result in a reduction in the cost of production per unit, and it would be possible to supply heat at a cheaper price level to the facility farming. Government subsidies will result in the increased economic availability of hot plumbing facilities and additional efficiencies due to increased demand. The greater government subsidies to initial investment, the less farms cost due to the decrease in the price per unit. The results of the study are significant in terms of the economic evaluation of the effectiveness of the government subsidy for the thermal power plant heat utilization project. The implication can be applied to any related pilot to come.
[Kisti 연계] 한국방재학회 한국방재학회 학술대회논문집 2007 pp.387-390
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The mixing characteristics of heated water discharged from different types of effluents are simulated using a commercial software, Flow-3D model. In order to verify the model, the comparison of numerical results with the experimental data are conducted for each type of effluent, the submerged and surface overfall. It is observed that the numerical results show a reasonable agreement with the experimental data. Based on this study the application to the heated water discharge problem in the field can be expected as a further study and it can be the fundamental data when determining the type of effluent in a powerplant.
양식장 배출수에 첨가된 항생제 제거 위한 수중 비열 유전체장벽 방전 플라즈마 처리 효과
[Kisti 연계] 한국환경생물학회 Korean journal of environmental biology Vol.40 No.4 2022 pp.641-650
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본 연구의 목적은 양식장 배출수 내에 포함된 5종의 항생제(tetracycline, doxycycline, oxytetracycline, clindamycin 및 erythromycin)를 제거하기 위해 사용한 수중 비열 유전체장벽 방전 플라즈마(Dielectric Barrier Discharge plasma, DBD plasma) 장치 안으로 공기와 산소를 각각 주입했을 때 항생제의 제거효율을 비교하는 것이다. DBD plasma를 발생시키기 위해서 주어진 전압은 27.8 kV이었고, 처리간격은 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 및 32분이었다. 3종의 tetracycline계 항생제는 공기를 주입했을 때는 4분만에 유의하게 감소하였고, 산소를 주입했을 때는 30초만에 유의성을 나타내었다. 32분째 공기와 산소를 각각 주입한 결과, tetracycline은 78.1%와 95.8%, doxycycline은 77.1%와 96.3% 그리고 oxytetracycline은 77.1%와 95.5% 감소하였다. Clindamycin은 공기를 주입했을 때 59.6%가 감소되었고, 산소는 83.0% 감소되었다. 또한, erythromycin은 공기주입 시 53.3%가 감소되었고 산소 주입 시 74.3%가 감소하여 두 항생제 모두 tetracycline계 항생제보다 낮은 제거 효율을 보였다. 결론적으로 수중 DBD plasma는 양식장 배출수 내에 포함된 5종의 항생제를 감소시킬 수 있고, 제거 효율은 공기보다 산소를 주입하는 것이 더 효과적이다.
The purpose of this study was to compare the efficiency of air and oxygen injected into the underwater non-thermal dielectric barrier discharge plasma (DBD plasma) device used to remove five types of antibiotics (tetracycline, doxycycline, oxytetracycline, clindamycin, and erythromycin) artificially contained in the fish farm discharge water. The voltage given to generate DBD plasma was 27.8 kV, and the measurement intervals were 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16 and 32 minutes. Tetracycline antibiotics significantly decreased in 4 minutes when air was injected and were reduced in 30 seconds when oxygen was injected. After the introduction of air and oxygen at 32 minutes, 78.1% and 95.8% of tetracycline were removed, 77.1% and 96.3% of doxycycline were removed, and 77.1% and 95.5% of oxytetracycline were removed, respectively. In air and oxygen, 59.6% and 83.0% of clindamycin and 53.3% and 74.3% of erythromycin were removed, respectively. The two antibiotics showed lower removal efficiency than tetracyclines. In conclusion, fish farm discharge water contains five different types of antibiotics that can be reduced using underwater DBD plasma, and oxygen gas injection outperformed air in terms of removal efficiency.
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