Denitrification activity of microbial communities in sand-gravel sediments and biofilms developing on a concrete riverbed of an urban small stream, Nogawa River, was measured monthly by laboratory incubations after the acetylene inhibition technique during une year from December 1987. The annual mean denitrification rate of the biofilm samples, 1.5 mgN m-2 h-1. was higtrer than the rate ut the sandgravel sediment samples. 0.8 mgN m-2 h-1. Contrary, ratios of the denitrified nitrogen to the total inorganic nitrogen fluxes was lower at the stretch where an attached microbial community developed un the concrete riverbed the stretch with sand-gravel riverbed. The longer residence times of water masses ut the site with a sand-gravel riverbed is responsible for the above relationship. Based on the average denitrifieation rates, if all the channel of Nogawa River were covered with concrete, the proportion of denitrified nitrogen to the input nitrogen should decrease to 1.3 %, whereas the ratio is 2.5% when the riverbed is composed of sands and gravel. The results suggest that the efficiency of nitrogen removal by benthic denitrification is strongly affected by the structure of a channel of the river.

기후 변화에 민감하게 반응하는 북극해는 지구 기후 변화의 흔적을 고스란히 간직하고 있으므로, 북 극해 퇴적물 연구는 지구 기후 변화를 연구하는 데 매우 중요하다. 2016년에 수행된 아라온호의 ARA07C 북 극해 탐사를 통하여 동시베리아해 연변부에서 획득한 ARA07C-St02B 중력 코어를 이용하여 퇴적학적, 광물 학적, 지화학적 특성을 연구하고 이를 이용하여 기원지를 추정하였다. 코어 퇴적물은 색, 입도와 빙운쇄설물 의 함량에 의하여 4개의 유닛으로 구분하였는데, 갈색층을 포함하는 유닛 1과 3은 회색층으로 구성된 유닛 2 와 4보다 모래와 빙운쇄설물의 함량이 다소 높다. ARA07C-St02B 코어 주변에서 연구된 ARA03B-27 코어 와 비교를 통하여 이들은 MIS (Marine Isotope Stage) 1부터 4시기에 퇴적된 것으로 여겨진다. 갈색층을 포 함하는 유닛들과 회색층으로 이루어진 유닛 사이에는 벌크 광물 조성, 점토광물 조성, 지화학 조성에서 차이 가 난다. 벌크 광물과 점토광물 특성은 조립질 퇴적물과 세립질 퇴적물 사이에 기원지가 다를 수 있음을 시 사한다. 조립질 퇴적물은 대부분 랍테프해와 동시베리아해로부터 동시베리아 연안류나 추크치해로부터 보퍼트 환류를 따라 운반된 것으로 여겨지지만, 세립질 퇴적물은 대부분 동시베리아해, 추크치해, 보퍼트해로부터 해 류에 의하여 운반된 것으로 추정된다. 유닛 1의 일부 조립질 퇴적물과 유닛 3의 세립질 퇴적물은 보퍼트해와 캐나다 북극 군도로부터 해류, 빙산 또는 해빙에 의하여 연구 지역에 퇴적된 것으로 판단된다. 잠재적인 근 원지의 지화학 조성에 관한 자료를 획득하게 되면, 연구 지역의 코어 퇴적물의 기원지와 공급 방법에 대하여 좀 더 자세하게 규명될 수 있을 것으로 판단된다.

This study investigated the distributional pattern of meiobenthos associated with future deep-sea mining in the Korea Deep Ocean Study area present in the Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCFZ) located in the southeastern part of the North Pacific Ocean. Standing stocks of meiobenthos were investigated in benthic impact experiment sites (BIS) and Korea Institute of Ocean Science & Technology long-term monitoring (KOMO) sites during the 2008-2014 annual field survey. A total of 14 taxa of meiobenthos were identified. Nematodes were the most abundant taxon (60-86%). Harpacticoid copepods (5-26%) and benthic foraminifera (1-12%) were also dominant at all sites. The total meiobenthic densities varied from 4 to 150 ind./10 cm2. The mean value of total meiobenthic abundance was higher at BIS than at KOMO sites, but there was no significant difference between the two sites. The mean values of the number of taxa and biomass at BIS and KOMO sites were similar. The mean abundance of nematodes that were the most dominant taxa was also higher at BIS than at KOMO sites. The standing stocks in our study sites were relatively lower than those previously reported at other CCFZ sites. These results seem to reflect a low organic concentration in the study area.

Water and sediment qualities were investigated in the Oncheon Stream and at the Wondong bridge of the Suyoung River, during the summer rainy season, 2019. Dissolved oxygen (DO) showed the lowest levels at 4.7 and 5.0 m/L, and biogeochemical oxygen demand (BOD) showed the highest at 5.3 mg/L downstream where the tributary flows into the main river. Chemical oxygen demand (COD) increased from 2.0 to 5.9 mg/L on average as it flowed downstream, The COD/BOD ratio decreased gradually as it flowed downstream, reaching 1.0. However, COD/BOD ratio at the Wondong bridge was 5.8-22.2, indicating that easily biodegradable and non-biodegradable organic matter flows into the Oncheon Stream and Suyoung River, respectively. Total nitrogen (T-N) / total phosphorus (T-P) ratio tended to decrease from 72 to 21 as it flowed downstream, measuring 71 to 86 at the Wondong bridge. The water quality index (WQI) generally improved better than grade IV after heavy rainfalls. However, DO and T-P were the parameters that deteriorated the WQI. Ignition loss (IL), COD, T-N, and T-P of sediments had distribution of 1.44 ± 1.01%, 0.35 ± 0.16%, 43 ± 63 mg/kg, and 10.9 ± 21.9 mg/kg, respectively. These were several times lower than the annual averages of IL, T-N, and T-P in 2017 before the dredging project was conducted in the first half of 2018.

We investigated the spatial and temporal variation in characteristics and pollution assessment of sediments in the watersheds of Andong-Dam and Imha-Dam, in Korea. Surface sediments were collected from six sites once a year for three years (2015-2017), and analyzed for organic matter (water content, IL, COD, TOC, TN, and TP), grain size, and concentration of trace metals (Al, Li, Zn, Cr, Pb, Cu, Ni, and As). Organic matter generally tended to increase, and was higher in the Andong watershed compare to Imha watershed. Surface sediments were mainly composed of silt. Coarse sediments were mainly distributed at the site adjacent to Andong-Dam, and showed fining after coarsening. Fine sediment were mainly distributed at the site adjacent to Imha-Dam, and were gradually coarsening. Concentration of trace metals generally tended to increase, and was higher for sites in watershed of Andong watershed (PLI > 1) than for sites in Imha watershed (PLI < 1). Trace metals in the study area were considered to be affected by fine sediment (silt), and contamination of trace metals was somewhat affected by Pb, and greatly affected by Zn and As.

In this study, we performed a sediment elution experiment to evaluate water quality in terms of phosphorus, as influenced by the dissolved oxygen consumed by sediments. Three separate model column treatments, namely, raw, calcined, and sonicated oyster shell powders, were used in this experiment. Essential phosphorus fractions were examined to verify their roles in nutrient release from sediment based on correlation analyses. When treated with calcined or sonicated oyster shell powder, the sediment-water interface became “less anaerobic,” thereby producing conditions conducive to partial oxidation and activities of aerobic bacteria. Sediment Oxygen Demand (SOD) was found to be closely correlated with the growth of algae, which confirmed an intermittent input of organic biomass at the sediment surface. SOD was positively correlated with exchangeable and loosely adsorbed phosphorus and organic phosphorus, owing to the accumulation of unbound algal biomass-derived phosphates in sediment, whereas it was negatively correlated with ferric iron-bound phosphorus or calcium fluorapatite-bound phosphorus, which were present in the form of "insoluble" complexes, thereby facilitating the free migration of sulfate-reducing bacteria or limiting the release from complexes, depending on applied local conditions. PCR-denaturing gradient gel electrophoresis revealed that iron-reducing bacteria were the dominant species in control and non-calcined oyster shell columns, whereas certain sulfur-oxidizing bacteria were identified in the column treated with calcined oyster powder.

This study introduces the navigational environment database(DB) compiling water depth, sediment type and marine managed areas (MMAs) in coastal waters of South Korea. The water depth and sediment data were constructed by combining their sparse points of electronic navigation chart and survey data with high spatial resolution using the inverse distance weighting and natural neighbor interpolation method included in ArcGIS. The MMAs were integrated based on all shapefiles provided by several government agencies using ArcGIS because the areas should be used in an emergency case of ship. To test the validity of the constructed DB, we conducted a test application for grounding and anchoring zones using a ship accident case. The result revealed each area of possible grounding candidates and anchorages is calculated and displayed properly, excluding obstacle places.

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기 때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.

본 연구에서는 국내 하천에서 실측한 유사량 자료를 기초로 데이터 마이닝의 Model Tree 기법을 통해 유사량 산정 공식들을 도출하였으며, 이를 활용하여 내성천에서의 안정하도 단면을 평가하였다. 본 연구에서 도출한 유사량 공식은 국내 모래하상 전체를 대상으로 한 경우, 하폭, 유속, 수심, 경사, 하상토 중앙입경을 선택하였을때 적합도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 내성천으로 자료의 범위를 한정한 경우에는 경사를 제외한 하폭, 유속, 수심, 하상토 중앙입경을 선택한 유사량 공식의 적합도가 가장 높게 나타났다. 각각의 Model Tree 공식들은 내성천 영주댐 하류 용혈 지점에서의 안정하도 단면 평가를 수행하는데 적용되었으며, 현재 내성천의 단면과 비교했을 때 향후 안정하도 단면으로의 변화를 위해 하상의 침식이 발생할 것으로 예측되었다. 또한 현재 하상보다 완만한 경사가 유지될 경우 장기적으로 평형상태에 도달할 것으로 예측되었다.

In this study, heavy metal levels at the sediment monitoring network site upstream of the Gangjeong-Goryeong weir in the Nakdong River were surveyed from 2012 to 2016. We assessed the sediment pollution level using various pollution indexes based on ICP-MS analysis. The stream sediment pollution assessment standard, established through Regulation No. 687 of the National Institute of Environmental Research (2015), pollution load index (PLI), potential ecological risk index (RI), and mean PEL Quotient (mPELQ) were used to evaluate the sediment pollution level. We verified the representativeness of the monitoring point through the distribution of sedimentation and scour behavior by river bed surveying using anacousticDopplercurrentprofiler.

본 연구에서는 VFSMOD-W 모형을 활용하여 새만금 유역의 초생대 기법 적용에 따른 유사저감효과를 예측하고자 하였다. 먼저 모형의 신뢰도 확보를 위해 새만금 유역 내 초생대 실측치를 활용하여 매개변수를 보정하였으며, 새만금 유역 내 밭경지 특성을 파악하여 이를 토대로 모의 시나리오를 개발하였다. 다양한 밭경지 특성을 반영하기 위해 개발된 모의시나리오는 밭경지 규모 1 ha, 5 ha, 10 ha로 밭의 폭과 길이 비는 1 : 1를 적용 하였으며, 밭의 경사는 7%, 15%를 고려하였다. 또한 강우조건은 50 mm, 100 mm, 150 mm, 200 mm 일강우량을 적용하였다. 그 결과, 초생대의 유출저감효과는 밭경사 7%와 15%에 대해 2.9~13.5%, 2.9~12.1%로 각각 나타났으며, 유사저감효과는 33.8~97.0%, 27.1~85.9%로 각각 나타나 유출저감효과에 비해 상대적으로 높은 저감효과를 나타내었다. 유출 및 유사 발생에 영향을 미치는 밭규모, 경사 및 강우량 인자에 따라 초생대 효과는 큰 차이를 나타내었다. 본 모의 결과를 바탕으로 새만금 유역내 밭경지 규모 10 ha 미만, 경사 15% 이내의 조건에서 밭면적 10% 규모로 초생대를 조성할 경우 유사저감 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

토사유출에 대한 자료는 극히 제한되어 있으며 이에 대한 관측지점 또한 대하천에 국한되어 있다. 더욱이 대하천 하류의 해안부근 유사량 자료는 전무한 실정이다. 본 연구는 지속적인 토사유입으로 인하여 그 면적이 줄어들고 있는 동해안의 석호인 유역면적 8.2km²의 향호를 대상으로 토사량 유출량을 계산하여 유호성을 검증하였다. 그 결과 향호로 유입되는 비유사량은 약 280 t/km²/yr 이었으며 유사전달률은 약 0.78이었다. 본 접근방법은 현재 육역화가 대부분 진행되어 있는 동해안 석호의 토사유입 과정을 유추하는데 유효한 자료가 될 것으로 기대한다.

본 연구에서는 댐의 효율적인 계획 및 운영을 위해 댐 저수지의 최적 퇴사위 결정 방법에 대해 고찰하였다. 현재 우리나라는 안전한 설계에 의거하여 댐 저수지 사수위 내의 퇴사위 결정 방법은 비교적 높게 산정되는 수평퇴사법을 주로 적용하고 있지만, 댐 저수지의 퇴사위는 정확하게 계획되어야 하며, 이는 댐 생애주기 평가 차원에서도 중요한 요소이다. 댐 저수지의 퇴사위 결정을 위해 대표적인 방법으로는 RMA-2와 연계된 SED-2D의 모형에 의한 방법, 수평퇴사법, 면적증분법(area increment method), 경험적면적감소법(empirical area reduction method)이 있다. 본 연구에서는 최적 퇴사위 결정을 위해 이를 산정하여 2007년 기준 실측 퇴사위와 비교하였다. 또한, 현재 및 미래 퇴사위를 예측하여 각 방법별로 경향과 추이를 분석하였다. 실측 퇴사위와 산정된 퇴사위를 비교한 결과, 경험적면적감소법이 실측값과 가장 근사하게 산정된 것을 확인할 수 있었으며, 현재 및 미래의 퇴사위는 전반적으로 과거 퇴사위의 경향과 추이를 따라가는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 연구의 결과를 토대로 보면 경험적면적감소법의 이용이 적절할 것으로 판단되고, 모형에 의해 분석 결과의 타당성을 검정하는 것이 합리적이라 생각된다.

본 연구에서는 낙동강에서 보운영에 의한 유사이송능력에 영향을 주는 수리학적 특성변화를 분석하고, 낙동강 주요 4개 지점(낙동, 구미, 왜관, 진동)의 유량-유사량 실측값을 분석하여, 각 지점별 지수형 유량-유사량 관계식을 유도하였다. 모든 지점에서 유사이송능은 감소할 것으로 예측되 었으며 실제로 4대강 사업 이후인 2013년도 실측결과 사업 이전에 비해 유사이송 능력이 확연히 감소된 것을 확인하였다. GUIDE 프로그램에서 제공하는 9개 범용 유사이송능 산정기법의 적용성을 검토하여 4개 지점별로 적용 가능한 기법을 선정, 제시하였다. 주요 9개 지류를 포함한 낙동강 전 구간에 대한 유사수지분석 결과 전체적으로 퇴적이 우세한 것으로 나타났다. 유사이송능 산정기법으로는 Engelund-Hansen 공식이 가장 작은 오차를 보였으며 이는 4개 지점별 유사이송능 산정기법 적용성 검토 결과와도 일치한다. 한편 유사수지분석이 내포하는 오차가 낙동강 9개 지류로 부터 유입되는 유사량 오차보다 더 작게 나타나 낙동강의 경우 지류의 유입유사량 산정기법에 대한 정밀도 향상이 시급한 과제임을 확인하였다.

일반적으로 배사에 비해서 준설은 경제적 부담이 크기 때문에 배사를 효율적으로 운영하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2차원 하상변동 모형 인 Nays2DH를 이용하여 홍수기 운영수위에 따른 배사효율을 낙동강에 위치한 달성보를 중심으로 분석하였다. 분석결과, 가동보의 수 만큼 배사 수로가 형성되었으며, 배사수로 상류에는 퇴적이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 홍수기 운영수위를 EL. 14.5 m로 운영하는 것이 EL. 14.0 m로 운영하는 것에 비해서 배사효율이 약 4.6% 증가하여 퇴사가 약 4.5% 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 분석한 홍수기 운영수위에 따른 배 사효율의 변화를 고려한다면, 저수지 퇴사 저감 및 준설주기의 장기화가 가능할 것으로 판단된

연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간 평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5°C에서 21°C까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로 서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월 후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬 수 있는 것으로 평가되었다.

South Korea is a maritime nation, surrounded by water on three sides; hence, it is important to preserve in a sustainable manner. Most areas, especially those bordering the East Sea, have been suffering from severe coastal erosion. Information on the sediment yield of a river basin is an important requirement for water resources development and management. In Korea, data on suspended sediment yield are limited owing to a lack of logistic support for systematic sediment sampling activities. This paper presents an integrated approach to estimate the sediment yield for ungauged coastal basins by using a soil erosion model and a sediment delivery rate model in a geographic information system (GIS)-based platform. For applying the sediment yield model, a basin specific parameter was validated on the basis of field data, that, ranging from 0.6 to 1.2 for the 19 gauging stations. The calculated specific sediment yield ranged from 17 to 181 t/km2.yr in the various basin sizes of Korea. We obtained reasonable sediment yield values when comparing the measured data trends around the world with those in Korean basins.