Turbidity has various effects on the water quality and ecosystem of a river. High turbidity during floods increases the operation cost of a drinking water supply system. Thus, the management of turbidity is essential for providing safe water to the public. There have been various efforts to estimate turbidity in river systems for proper management and early warning of high turbidity in the water supply process. Advanced data analysis technology using machine learning has been increasingly used in water quality management processes. Artificial neural networks(ANNs) is one of the first algorithms applied, where the overfitting of a model to observed data and vanishing gradient in the backpropagation process limit the wide application of ANNs in practice. In recent years, deep learning, which overcomes the limitations of ANNs, has been applied in water quality management. LSTM(Long-Short Term Memory) is one of novel deep learning algorithms that is widely used in the analysis of time series data. In this study, LSTM is used for the prediction of high turbidity(>30 NTU) in a river from the relationship of turbidity to discharge, which enables early warning of high turbidity in a drinking water supply system. The model showed 0.98, 0.99, 0.98 and 0.99 for precision, recall, F1-score and accuracy respectively, for the prediction of high turbidity in a river with 2 hour frequency data. The sensitivity of the model to the observation intervals of data is also compared with time periods of 2 hour, 8 hour, 1 day and 2 days. The model shows higher precision with shorter observation intervals, which underscores the importance of collecting high frequency data for better management of water resources in the future.

Daecheong Reservoir was made by the construction of a large dam (>15 m in height) on the middle to downstream of the Geum River and the discharge systems have the watergate-spillway (WS), a hydropower penstock (HPP), and two intake towers. The purpose of this study was to investigate the limnological anomalies of turbid water reduction, green algae phenomenon, and oligotrophic state in the lower part of reservoir dam site, and compared with hydro-meteorological factors. Field surveys were conducted in two stations of near dam and the outlet of HPP with one week intervals from January to December 2000. Rainfall was closely related to the fluctuations of inflow, outflow and water level. The rainfall pattern was depended on the storm of monsoon and typhoon, and the increase of discharge and turbidity responded more strongly to the intensity than the frequency. Water temperature and DO fluctuations within the reservoir water layer were influenced by meteorological and hydrological events, and these were mainly caused by water level fluctuation based on temperature stratification, density current and discharge types. The discharges of WS and HPP induced to the flow of water bodies and the outflows of turbid water and nutrients such as nitrogen and phosphorus, respectively. Especially, when hypoxic or low-oxygen condition was present in the bottom water, the discharge through HPP has contributed significantly to the outflow of phosphorus released from the sediment into the downstream of dam. In addition, HPP effluent which be continuously operated throughout the year, was the main factor that could change to a low trophic level in the downreservoir (lacustrine zone). And water-bloom (green-tide) occurring in the lower part of reservoir was the result that the water body of upreservoir being transported and diffused toward the downreseroir, when discharging through the WS. Finally, the hydropower effluent was included the importance and dynamics that could have a temporal and spatial impacts on the physical, chemical and biological factors of the reservoir ecosystem.

본 연구에서는 탁수농도에 따라 생물서식지에 영향을 주는 스트레스 지수를 활용하여 탁수에 대한 어류영향실 험을 수행하였다. 국내 하천에서 우점비율이 가장 높은 피라미를 대상으로 발생단계별로 탁수에 대한 모의실험 을 수행한 결과 발생 초기단계에서는 탁수에 대한 반응 이 민감하게 나타났지만 성체단계에 이르면서 고탁수에 대한 적응하는 것으로 나타났다. 그 외 어종에 대한 탁수 반응은 어종별 내성도에 따라 다르게 나타난다. 따라서 본 연구결과는 향후 수생태 건강성평가와 연계하여 하천 의 건강성상태를 결정한 후, 평가등급에 따라 탁수에 대 한 농도와 배출 허용기간을 적용하는데 유용한 지표가 될 것으로 기대한다.

어류개체군에 대한 탁수의 영향을 파악하고자, 2004년부터 2005년까지 탁수하천(대기, 자운천)과 비탁수하천(봉산천, 계방천)에 분포하는 금강모치 개체군의 체장-체중 관계와 비만도지수의 변화를 알아보았다. 탁수하천과 비탁수하천간의 금강모치 평균전장을 비교해본 결과, 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 남한강에서 체장-체중 관계에 따른 회귀계수 b값은 봉산천에서 3.21, 그리고 대기천에서 3.07로 나타났다. 이에 반하여, 북한강에 위치한 탁수하천의 회귀계수 b값은 비탁수하천의 값보다 약간 높았다. 그 값은 계방천에서 3.20, 자운천에서 3.23으로 각각 나타났다. 우리의 연구 결과는 금강모치 개체군 단계에서 만성 탁수의 영향이 적음을 보여준다.

탁수가 어류의 조직과 혈장 단백질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 탁수역인 임하호와 비탁수역인 안동호에 서식하는 치리 (Hemiculter eigenmanni)를 공시재료로 사용하였다. 탁수역에 서식하는 치리의 아가미에서는 이차새변의 만곡, 곤봉화, 부종 및 상피세포 박리 현상 등이 나타났고, 신장에서는 사구체의 크기가 다소 작아지는 수축현상과 조직의 괴사 및 공포현상이 관찰되었다. 또한 간세포의 수가 적어졌으며 크기가 불규칙한 형태로 나타났다. 주사전

본 연구는 임하호의 고탁수 발생에 따른 식물플랑크톤군집의 변화를 조사하기 위하여 2003년 5월부터 2004년 7월까지 댐축 지점에서 매월 채집하였다. 2003년 9월과 10월의 가장 높은 탁도(1221 NTU) 형성은 태풍(매미)에 동반된 집중 호우 시기와 일치하였다. 출현한 식물플랑크톤은 모두 102분류군이고, 이 중 규조강이 63종류로 가장 많이 출현하였으며, 녹조강이 23종류, 남조강이 9종류, 시누라조강과 은편모조강이 각각 3종류 그리고 유글레나 조강이 1종류가 출현하였다. 총 현존량은 270~4,515 indls. mL-1였고, 은편모조강의 Cryptomonas ovata, 규조강의 Cyclotella sp. 그리고 남조강의 Microcystis aeruginosa 등은 고탁수의 감소후 차례로 우점하였다.

This study investigated both leaching of heavy metals and ecological toxicity when coal bottom ash (CBA) generated by power plants has been used to reduce both erosion and turbidity of surface runoff at construction sites. The Korean leaching test (KLT) method, sequential extraction method, and acute toxicity test using Daphnia magna were performed to evaluate the environmental impacts and the ecological risks of CBA. According to the results of the KLT method of CBA, trace amounts of Cu were leached at limit of quantitation whereas metal leaching was not monitored for other heavy metals. Through the sequential extraction method of CBA, the relatively high leaching potential was found for As and Pb due to greater fraction of exchangeable (F1) and bound to carbonates (F2), and reasonable probability of leaching under the reducing/anaerobic environment was expected for Cu due to high faction of bound to Fe?Mn oxides (F3). However, significantly low probability of leaching was expected for Cd, Cr, Ni, and Zn with grater fractions of bound to organic matter (F4) and residual (F5). Additionally, total amount of heavy metals in CBA was lower than criteria for soil pollution concerns, and were similar or slightly lower levels than the ‘15 National soil average concentration excluding Cr6+. Finally, acute toxicity test using Daphnia magna display no impact for mobilization and lethality in either the prefiltration or post-filtration experiment, indicating that the ecological toxicity was insignificant with zero values of toxic unit. Consequently, no environmental impacts or ecological toxicity are expected when CBA generated by power plants has been used to reduce both erosion and turbidity of surface runoff at construction sites.

본 연구에서는 충주댐을 대상으로 유역모델인 SWAT과 저수지모델인 CE-QUAL-W2를 연계 적용하여 기후변화에 따라 저수지로 유입되는 하천의 유량 및 탁수발생량을 모의하고, 저수지내의 탁수변화 및 부영양화 영향평가를 통한 저수지 수환경 변화를 전망하였다. 먼저 SWAT을 적용하여 강우시 저수지 유입하천의 유량 및 수질을 모의하여 모델의 재현성을 검토하였으며, 모형의 보정(2000～2005)과 검증(2006～2010) 결과 모델 예측값과 실측값이 적절하게 일치하는 것으로 나타났다. SWAT의 결과를 CE-QUAL-W2의 하천유량 및 유입수 수질 경계조건 입력 자료로 활용하고, 보정(2010년)과 검증(2008년)을 통하여 저수지 내 시간에 따른 물수지, 수온 변화, 부유물질(SS), T-N, T-P 및 부영양화(Chl-a) 양상 등을 분석하고 모델의 재현성을 검토하였다. 이후 기후변화 시나리오 적용에 따른 저수지 내 수환경 변화를 모의하기 위한 기후변화 자료로 IPCC AR4 GCM(ECHO-G)을 고해상도 지역기후시나리오로 개선시킨 RCM(MM5)의 A1B 시나리오를 다시 태풍사상을 고려한 인공신경망 기법에 의해 상세화하여 이용하였다. 기후변화 시나리오에 따른 기온증가의 영향으로 미래로 갈수록 상층수온은 증가하는 반면 심층수온은 감소하는 경향을 보였다. SS 최고유입농도는 평수년에 비해 풍수년에 17%, 갈수년에 0.2% 가량 증가하는 것으로 나타났다. 호소내 SS 10mg/L 이상 점유일수는 평수년에 비해 풍수년이 6일, 갈수년이 17일 증가하였고, 점유율 역시 풍수년에 24%, 갈수년에 26% 가량 증가하는 것으로 분석되었다. 미래로 갈수록 기후변화가 충주댐 탁수 장기화에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. Chl-a의 최고농도는 평수년에 비해 풍수년에 19%, 갈수년에 3% 가량 조류의 농도가 증가되는 것으로 나타나 조류의 영향이 커지는 것을 알 수 있었다.

저수지 탁수 모델링에서 실측자료가 없는 경우 유입하천 부유사 농도(SS) 산정을 위해 유량(Q)과 SS 관계식이 자주 사용된다. 일반적으로 하천을 통과하는 SS 부하율은 유량에 의해 변동된다는 가정 하에 유량과 SS의 멱함수(SS=aQb) 관계가 가장 빈번히 적용되고 있다. 그러나 Q-SS 관계는 측정 지점에 따라 배타적 특성을 가지며, 동일 지점에 대해서도 연중 계절적 변동성이 있다. 더욱이, Q-SS 관계는 동일한 수문곡선에서도 유량 상승기와 하강기

국내 많은 저수지들과 그 하류하천은 높은 탁도를 가진 물의 장기적인 방류로 인해 수자원 이용과 수생태계 관리에 많은 어려움을 겪고 있다. 탁도()는 물의 탁한 정도를 나타내는 척도로써, 수질과 수환경의 건강을 평가하는 매우 중요한 지표로써 광범위하게 사용되어 왔지만, 모형의 검증에 필요한 실험 자료의 부족으로 인해 탁도 모델링에 대한 연구는 지금까지 매우 부족하였다. 본 연구의 목적은 광범위한 현장 실측자료를 이용하여 성층화된 대청호로 유입한 탁수의 밀

저수지의 탁수 장기화는 몬순기후대의 많은 나라에서 물 공급시스템의 효율성과 지속가능성을 저하시킨다. 본 연구에서는 대청댐 저수지를 대상으로 홍수시 유입하는 탁수의 실시간 감시와 예측을 통해 탁수의 최적조절 대안을 효과적으로 분석할 수 있는 의사결정지원시스템인 RTMMS를 개발하였다. RTMMS는 실시간 계측자료를 수집하여 저장, 조회할 수 있는 데이터베이스관리시스템, 모델의 입력 자료를 자동 생성하기 위한 예측모듈, 2차원 저수지 탁수예측 모델, 그리고

선택취수 방법은 성층화된 저수지로부터 공급되는 방류수의 수온, 용존산소농도, 탁도 등의 수질을 제어하고, 하천의 생태계 서식환경을 개선하기 위해 널리 사용되고 있다. 최근 우리나라에서도 하류의 탁수피해 저감을 위해 다단 취수가 가능하도록 기존의 취수시설을 개량하였거나 계획하고 있는 댐들이 늘고 있다. 이 연구의 목적은 대청댐에 선택취수 시설을 도입하였을 경우 하류의 탁수 제어 효과와 저수지 수질에 미칠 영향을 평가하는데 있다. 다양한 선택취수 조건이 방