The purpose of this study is to develop transgenic cell line expressing targeted human granulocyte colony stimulating factor (hGCSF) and green fluorescence protein (GFP) genes as well as production of Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) embryos derived from co-expressed transgenic donor cells. Constructed pPiggy-mWAP-hGCSF-EF1-GFP vector was chemically transfected into bovine fetus cells and then, only GFP expressed cells were selected as donor cells for SCNT. Cleavage and blastocyst rates of parthenogenetic, SCNT embryos using non-TG cell and hGCSF-GFP dual expressed SCNT embryos were examined (cleavage rate: 78.0±2.8 vs. 73.1±3.2 vs. 70.4±4.3%, developmental rate: 27.2 ±3.2 vs. 21.9±3.1 vs. 17.0±2.9%). Result indicated that cleavage and blastocyst rates of TG embryos were significantly lower (P<0.05) than those of parthenogenetic and non-TG embryos, respectively. In this study, we successfully produced hGCSF-GFP dual expressed SCNT embryos and cryopreserved to produce transgenic cattle for bioreactor system purpose. Further process of our research will transfer of transgenic embryos to recipients and production of hGCSF secreting cattle.

The purpose of this study is to improve production efficiency of vitrified-thawed transgenic bovine embryos. Transgenic bovine embryos were produced by injection of FIV-GFP lentiviral vector into perivitelline space of in vitro matured MІІ stage oocytes, and then in vitro fertilization. EGFP-expressing transgenic bovine blastocysts were cultured in serum-containing and serum–free medium. These blsatocysts were vitrified by pull and cut (PNC) container made with 0.25 cm plastic straw. Results indicate that total developmental rates of normal IVF embryo cultured in serumcontaining and–free medium into blastocyst were not significantly different (22.3 vs 21.5%) and those of GFPexpressing transgenic bovine embryo into blastocyst showed no significant difference between serum-containing (13.9%) and–free medium (13.1%). However, developmental rate of GFP transgenic embryo was significantly (P<0.05) lower than its of normal IVF embryos. In additional study, we vitrified GFP transgenic normal bovine blastocysts using PNC vitrification method. Survival rate of vitrified-thawed GFP transgenic blastocyst (23.1%) was significantly (P<0.05) lower than its of normal blastocysts (68.9%). Although, survival rate of vitrified-thawed GFP transgenic blastocyst was lower than its of normal blastocyst, our result may suggested that PNC vitrification method is feasible to cryopreserve transgenic embryos. Our next plan will be the production of GFP express transgenic bovine derived from vitrified-thawed embryos using PNC method.

Recently, the transgenic animal production technique is very important for the production of bio-parmaceutical as animal bio-reactor system. However, the absence of survival evaluation in vitro produced transgenic embryos has been a problem of the low productivity of transgenic animal because of absent of pre-estimate of pregnancy after transgenic embryos transferred into recipient. Therefore, this study is conducted to improve efficiency of transgenic cattle production by improving the non-surgical embryo transfer (ET) method. Transgenic bovine embryos were produced by injection of feline immunodeficiency virus enhanced green fluorescent protein (FIV-EGFP) lentiviral vector into perivitelline space of in vitro matured MІІ stage oocytes, and then in vitro fertilization (IVF) was occured. Normal IVF and EGFP expressing blastocysts were transferred into recipients. Results indicated that 2 expanded blastocysts (34.7%) transferred group showed significantly (P<0.05) higher pregnancy rate than 1 expanded blastocyst (26.8%) transferred group. In case of parity of recipient, ET to heifer (34.9%) showed significantly (P<0.05) higher pregnancy rate than ET to multiparous recipient (21.2%). However, there are no significant differences of pregnancy rate between natural induced estrus and artificial induced estrus groups. Significantly (P<0.05) higher pregnancy rate was obtained from recipient group which have normal corpus luteum with crown group (34.8%) than normal corpus luteum without crown (13.6%). Additionally, treatment of 100 μg Gn-RH injection to recipient group (38.6%) 1 day before ET significantly (P<0.05) increase pregnancy rate than non- Gn-RH injection to recipient group (38.6%). We also transferred 2 EGFP expressing expanded blastocysts to each 19 recipients, 7 recipients were pregnant and finally 5 EGFP transgenic cattle were produced under described ET condition. Therefore, our result suggested that transfer of 2 good-quality expanded blastocysts to 100 μg of Gn-RH injected recipient which have normal corpus luteum with crown is feasible to produce transgenic cattle.

본 연구에서는 주 단위 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였다. 강수의 지하수위에 대한 영향을 고려하기 위하여 한계 침투량을 고려한 강우이동평균 방법을 통해 지하수위와의 상관계수를 산정하였다. 취약 시기 평가 기준을 개발하고 평가 기준에 대한 가중치를 엔트로피 방법을 이용하여 산정하였다. 강수와의 상관계수와 산정된 가중치를 이용한 주 단위 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였으며, 개발한 방법을 통하여 소규모 행정구역을 대상으로 취약시기를 평가하였다. 본 연구에서 개발된 방법은 지역적일뿐만 아니라 계절적인 지하수자원의 효율적 관리 대책 수립의 근거가 될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 주 단위 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였다. 강수의 지하수위에 대한 영향을 고려하기 위하여 한계 침투량을 고려한 강우이동평균 방법을 통해 지하수위와의 상관계수를 산정하였다. 취약 시기 평가 기준을 개발하고 평가 기준에 대한 가중치를 엔트로피 방법을 이용하여 산정하였다. 강수와의 상관계수와 산정된 가중치를 이용한 주 단위 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였으며, 개발한 방법을 통하여 소규모 행정구역을 대상으로 취약시기를 평가하였다. 본 연구에서 개발된 방법은 지역적일뿐만 아니라 계절적인 지하수자원의 효율적 관리 대책 수립의 근거가 될 수 있을 것이다.

기후변화와 기후변화 외적인 요인으로 인해 지하수자원은 고갈되어가고 있다. 지하수자원의 효율적인 관리를 위해 유역 단위의 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였다. 유역 단위의 취약시기 평가는 취약 지역 평가와 소유역에 대한 취약시기 평가를 독립적으로 진행하여 각각의 지수를 산정하였다. 취약 지역 평가 지수를 표준화하여 독립적으로 진행한 취약시기 평가 지수에 적용하여 유역 단위의 취약시기 평가 방법을 개발하였으며, 개발한 방법을 낙동강 상류 지역인 봉화군, 안동시, 예천군, 문경시, 상주시에 적용하였다. 그 결과 상주의 8월이 0.278로 가장 취약한 것으로 나타났으며, 안동시는 1년 중 8개월간 5개 지역 중 지하수자원 관리에 취약한 것으로 나타났다. 개발된 방법을 이용하여 지하수자원의 시공간을 고려한 효율적인 관리방안을 모색할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 SEAWAT을 이용하여 여수지역의 해수침투 피해 면적을 파악하고, 기후변화 시나리오 적용에 따른 미래의 해수침투 피해 예상 면적을 산출하였으며 해수침투 피해 저감 대책의 피해면적 저감 능력을 분석하였다. 2015년 기준 여수지역의 해수침투 피해 면적은 14.90 km2로 나타났고, 기후변화 시나리오를 적용하였을 때 2099년 여수지역의 예상 해수침투 피해 면적은 RCP 4.5의 경우 19.19 km2이며, RCP 8.5의 경우 20.43 km2로 나타났다. 이에 대한 저감대책으로 인공함양을 고려하였을 때, 총 300 m3/d, 100 m3/d, 50 m3/d의 함양 시나리오를 설정하였을때 RCP 4.5의 경우 해수침투 면적은 평균 7.03%, RCP 8.5의 경우 8.32% 감소하였다. 물리적 차수벽 대책의 경우는 차수벽의 두께를 0.8 m, 1.3 m, 1.8 m 로 설정하였을 때 RCP 4.5의 경우 해수침투 면적은 평균 9.80%, RCP 8.5의 경우 10.30% 감소하였다. 본 연구는 연안지역의 해수에 의한 지하수 오염과 그에 수반한 2차적인 피해를 막기 위한 대비책을 결정하기 위한 정량적인 근거로서 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

TOPSIS (Techniques for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)를 이용하여 낙동강 유역의 21개 시 ․ 군을 대상으로 지하수위 관리 취약성을 평가하였다. 낙동강 유역 21개 시 ․ 군을 대상으로 자연, 인문, 사회적 자료를 수집하여 10개의 지표를 선정하였다. 선정된 지표를 스케일 재조정법을 이용하여 표준화 하고, 전문가 집단의 설문을 반영하여 각 지표에 가중치를 부여하였다. 가중치 산정 설문 결과 연평균 지하수 위 지표가 0.157으로 가장 큰 가중치를 받았으며, 연평균 강수량 지표가 0.154, 연도별 지하수함양량 지표가 0.152로 얻어졌다. 가장 적은 가중치를 얻은 지표는 인구 밀도로 0.043 의 가중치를 얻었다. 최종적으로 지하수위 관리 취약성 평가 결과, 상주가 연평균 강수량, 연평균 지하수 함양 량, 연평균 지하수 이용량 지표에서 높은 순위의 취약성을 보여 낙동강 유역 21개 시 ․ 군 단위 행정구역 중 가장 취약한 것으로 결과가 나타났다. 그 뒤로 예천군, 함안군의 순으로 취약성이 높게 나타났다. 향후 한국의 5대강 유역 지하수위 관리 취약성 평가는 전국 지하수위 관리 정책 수립에 필수적이라고 판단된다.

기능성 스크린이 부착된 집수관의 정량적인 취수량을 분석하고, 여과 재료를 통한 부유물질 및 탁도의 개선효과를 알아보기 위해 네 단계의 연구 방법을 제시하였다. 첫 번째 단계에서는 소규모의 실험장치를 구성하여 실증 플랜트 여과 재료의 구성 방법을 결정하였고, 두 번째 단계에서는 견 본 장치를 구성하여 기능성 스크린이 장착된 집수관을 통해 유량 값을 측정하였다. 세 번째 단계에서는 각각의 여과 재료에 대해서 탁도의 상태를 달리하여 유량을 측정하고, MODFLOW를 이용하여 투수계수를 추정하였다. 마지막으로 견본 장치를 MODFLOW로 수치모델을 구성하여 세 번 째 단계에서 추정된 투수계수를 각각 적용하고 취수량을 분석하였다. 0 NTU일 때 추정된 투수계수 적용 결과 실제 관측 유량에 비해 모델링 결과 는 39.96% 높게 나타났다. 이에 비해 100~120 NTU일 때 추정된 투수계수 적용 결과 유량의 차이는 9.41% 높게 나타났다.

본 연구에서는 포아송 클러스터 강우생성모형의 일종인 Modified Bartlett-Lewis Rectangular Pulse (MBLRP) 강우생성 모형의 도시홍수 모의에 있어 적용성을 살펴보았다. 이를 위하여 서울 홍제천 유역의 남가좌 배수분구에 대하여 2차원 관망-지표면 홍수 모의 프로그램인 XP-SWMM 모형을 구축하고, MBLRP 모형을 사용하여 생성된 200년 길이의 가상강우 시계열을 입력 강우자료로 하여 홍수량, 침수면적을 산정하고 이를 설계강우에 근거하여 산출된 값들과 비교하였다. 비교 결과, MBLRP 모형을 사용하여 산출된 홍수량 및 침수면적은 설계강우에 근거한 값들과 비교하였을 때 다소 작은 값을 가졌고, 과소산정의 정도는 8%(5년 빈도)에서 34% (200년 빈도)의 값을 가졌으며, 설계강우의 재현기간에 따라 과소산정의 정도는 증가하였다. 본 연구의 결과는 도시유역에서의 홍수 모의에 있어 몬테카를로 분석을 통한 침수관련 변수들의 불확실성을 정량적으로 표현할 수 있는 방법론을 제시하고 그 적용성 및 한계점을 제시했다는 점에서 그 의미를 찾을 수 있을 것이다.

최근 다양한 기후변동성으로 인해 전세계적으로 극한호우사상이 동시다발적으로 일어나고 있다. 우리나라의 극한호우사상은 주로 여름철 태풍으로 인한 호우와 국지성 집중호우에 의해서 발생한다. 극한호우사상에 대한 적절한 확률강우량을 추정하기 위해서, 본 연구에서는 연최대치일강우를 태풍으로 인한 강우와 집중호우로 인한 강우로 구분하여 확률적 거동을 고려하였다. 일반적인 강우빈도해석법은 연최대치강우가 단일 모집단을 이룬다고 가정하여 단일 분포함수를 적용하여 확률강우량을 추정하는 반면, 본 연구에서는 연최대치강우를 구성하는 두 가지 호우의 통계적 특성을 수문빈도해석에서 고려하기 위해, 혼합 분포함수를 적용하였다. 비교적 긴 관측강우자료를 보유한 15개 지점을 선정하여, 일강우량에 대한 확률강우량을 산정하고 비교분석을 실시하였다. 혼합 검벨분포모형에 의한 확률강우량은 단일 검벨분포함수를 적용한 확률강우량과 비교하여 지역에 따라 증감이 나타났으며, 이러한 결과는 홍수방어시스템의 계획 및 설계에서 유용한 정보를 제공할 것이다.

쌍천 유역의 강수량과 지하수위의 관계를 분석한 결과 융설 효과를 확인하였고 갈수기에 지하수위가 현저히 저하됨을 확인하였다. 지하댐 운영을 위해 개발된 Groundwater dam Operation Index(GOI)는 이동평균값을 사용하여 상용 로그값을 취한 것으로 지하수위와의 상관관계를 분석하여 비교적 높은 상관관계가 있을 시 지하댐 운영지표로 사용하는데 목적을 두고 개발되었다. 그러나 유역별, 자료별로 이동평균기간이 다를 수 있기 때문에 여러 이동평