Membrane distillation (MD) is a thermally driven desalination process with a hydrophobic membrane. MD process has been known to have a lower fouling potential compared to other pressure-based membrane desalination process (NF, RO). However, membrane fouling also occurs in MD process. In this study, the membrane fouling was observed in MD process according to the pre-treatment processes. The filtration and precipitation processes were applied as the pre-treatment to prevent the membrane fouling. The pore sizes of roughing filters were 0.4, 5, 10, 30, and 60 ㎛. The concentration of the coagulant was 1.2 mg/L as FeCl3. The membrane fouling on MD membrane was successfully removed with both pre-treatment processes.

In this study, the effect of chemically enhanced backwash(CEB) coping with algal(Heterosigma Akashiwo) inflow was evaluated in the seawater desalination pretreatment process using ceramic membrane. In order to confirm the possibility of long-term filtration operation, the recovery rate of transmembrane pressure(TMP) due to the CEB using NaOCl was examined. When the membrane flow rate was 83.3 LMH, the TMP was maintained within 200 kPa for 84 hours in seawater influent. As the algal counts of 30,000 cell/mL were injected into the influent of seawater, however, the TMP rapidly increased and exceed maximum value. Membrane fouling caused by the algae was very poorly recovered by usual physical backwash. The CEB was performed for 30 min(3 min circulation / 27 min immersion) with 300 mg/L of NaOCl. As a result of the CEB application, it was possible to maintain a stable operating of filtration during 10 days and the average recovery rate of TMP by the CEB was 98.1%. It has been confirmed that the CEB using NaOCl is very effective in removal of membrane fouling by algae, resulted in stable membrane filtration for the long-term operation.

동해안 석호 생태계에서 식물플랑크톤 군집은 시공간적인 수체의 환경요인의 변화에 매우 빠르게 반응하여 변한다. 경호교에 설치한 보의 철거로 해수의 유통이 되기 전과 후인 1998년도와 2012년도의 식물플랑크톤 군집의 변화를 밝히기 위하여 두 해의 4월부터 11월까지 일주일 간격으로 수체 환경요인과 식물플랑크톤 군집을 조사 비교하였다. 1998년과 2012년도의 4월부터 11월까지 출현한 식물플랑크톤은 각각 99종과 80종이었고, 공통적으로 출현한 식물 플랑크톤은 40종이었으며 1998년과 2012년도 식물플랑크톤 군집의 유사도 지수는 0.465로 수체환경요인의 변화로 식물플랑크톤 군집이 크게 변한 것을 알 수 있었다. 1998년도와 2012년도의 수질은 통계적으로 유의한 차이를 나타내었는데, 특히 2012년도는 1998년도 보다 염분도가 증가해 해수성 수질로 바뀌었고 1998년도에 비해 pH는 다소 낮아졌고, 투명도는 증가하였으며, SS, NO3-N- 그리고 N/P비는 낮았다. 그러나 2012년도에도 갈수기인 4월과 5월에는 상대적으로 염분도가 낮아지고 영양염류 함량이 증가해 SS와 Chl. a의 함량이 높아져 투명도가 낮은 경향을 나타내었다. 식물플랑크톤 군집을 구성하는 주요 종을 대상으로 ordination을 시행한 결과 1998년도 군집이 조사시기에 따라 보다 큰 변동을 한 반면 2012년도에는 상대적으로 안정적인 상태의 군집을 나타내었다. 그 이유는 2012년도에는 보의 철거로 인하여 해수의 유통량 증가와 전환속도의 증가로 인한 수체환경의 안정성이 증가하기 때문으로 판단된다. Gymnodium sp., Peridinium sp., Prorocentrum sp., Nitzschia longissima, Schroederia setigera, Lyngbya sp., Asterococcus limneticus, Asterococcus superbus 및 Cyclotella meneghiniana는 2012년도의 염분도가 높은 경포호의 수체에 잘 적응하는 종임을 확인할 수 있다. 또한 Asterrionella formosa, Nitzschia frustulum, Chlorella ellipsoidea, Scenedesmus bijuga 및 Scenedesmus ellipsoideus 상대적으로 염분도가 낮은 1998년도의 경포호의 수체에 잘 적응한 종들이라는 것을 확인할 수 있다. 1998년도와 2012년도의 염분도가 다른 수체를 구분하는 데 유용한 종은 Peridinium sp., Prorocentrum sp., Nitzschia longissima 및 Schroederia setigera의 4종으로 이들은 모두 2012년도에의 염분도가 높아진 경포호에서만 출현하는 종이었다. 경포호에서 식물플랑크톤 군집이 크게 상이하게 변하는 시기는 담수의 유입량이 적고 해수위가 낮아져 수체에 영양염류 함량이 높아지는 봄철과 홍수로 인하여 유역으로부터 유입되는 담수의 양이 증가하는 시기인 여름이라고 할 수 있다. 따라서 봄철에는 수체환경의 관리가 집중되어야 하고, 홍수기 에는 담수의 대량 유입에 따른 식물플랑크톤 군집의 변동에 유의하여야 한다.

본 연구에서는 해수유입과 강우유출에 따른 용원수로 내의 염분도 분포를 모의하기 위해 EFDC(Environ-mental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하였다. 유량경계조건은 대표 방류구에서 유출되는 양을 모니터링하여 면적비 유량법으로 산정하였으며, 수위경계조건으로는 시간별 조위 값을 입력하였다. 강우량에 따른 염분도 모의 결과는 일 강우량 245 mm의 유출조건을 반영하였으며, 그 결과 Site 1∼2 지점과 망산도 부근 방류구가 위치한 곳에서는 염분도가 0 ppt에 가까운 수치가 나타났으며, 반면 비강우시에는 30 ppt가 넘는 것으로 나타났다. 용원수로 내측지점(Site 2∼5)에서의 2010년 1월 1일∼12월 31일까지의 염분도 시계열 변화 모의결과와 월별 실측값을 비교하여 나타내었다. 용원수로의 지점별 염분도를 분석한 결과, 내측지점(Site 1∼4)과 송정천지점(Site 7∼8)에서 염분도가 낮게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 망산도 부근 염분도를 집중적으로 조사한 결과, 1차 조사결과 누적강우량은 17mm로 염분도 농도는 21.9∼28.8ppt로 측정되었으며, 2차 조사결과 누적강우량은 160.5mm로 염분도 농도는 2.33∼8.05ppt로 나타났다. 결과적으로 용원수로에서는 해수의 순환이 원활하게 이루어지지 않으므로, 이로 인하여 염분도의 차이가 크게 나타났으며 특히 강우시에는 염분도가 급격히 낮아지는 것으로 나타났다.

우리나라는 해마다 태풍에 의한 연안 침수피해가 발생하고 있으며, 기후변화에 따른 해수면 상승 및 태풍 강도 증가로 인해 연안 지역에 더 큰 영향을 줄 것으로 우려되고 있다. 또한, 근래의 기후변화 추이와 국지적 집중호우 증가 및 4대강 살리기 사업으로 인한 하도의 준설로 인한 하도환경 변화는 연안재해를 가중시킬 우려가 있으므로 연안으로 유입되는 홍수량을 고려하여 모의할 필요가 있다. 일반적으로 연안해역의 재해방지구조물은 외해의 파랑과 해일의 검토를 통하여 설계가 이루어지며, 재해예방을 위한 연안해역 침수 Simulation의 경우 폭풍해일만을 고려하여 내수의 유입은 고려하지 않는 것이 대부분이다. 따라서, 본 연구에서는 폭풍해일로 인한 극조위 발생과 내륙의 홍수량 유입에 대한 목포 연안의 2차원 수리분석을 진행하였다. 본 연구에서는 목포 연안의 수리분석을 수행하기 위하여 유체 흐름의 동수역학 해석을 위한 2차원 수치모형인 SMS(Surfacewater Modeling System) 모형을 이용하였다. 수리분석을 위한 외해의 경계조건으로 목포검조소의 8개 조화상수를 조정하여 해일고를 고려할 수 있게 설정하였으며, 내수의 경우 영산강의 설계홍수량에 영산호와 영암호 연락수로 방류량을 제외한 값을 경계조건으로 부여하였다. 목포 연안해역의 해수면 변화를 검토하기 위해 목포검조소, 영산강 하구둑 부근 해역을 검토지점으로 설정하였으며, 목포시와 고하도, 허사도 구간에 방조수문을 설치한다고 가정하여 세가지 모의조건에 따른 검토지점의 해수면 변화를 검토하였다. Case 1과 Case 2의 경우 방조수문 미설치시 외해 조건에 내수 유입의 유무에 따른 수치모의를 진행하였으며, Case 3의 경우는 방조수문 설치시 외해 조건과 내수 유입을 모두 고려하여 모의를 진행하였다. 수치모의 결과 방조수문 미설치시 외해의 영향이 해수면 변화에 지배적으로 작용하였으며, 방조수문 설치시 내수의 유입에 따라 해수면이 급격하게 변화하여 내수가 지배적인 것으로 분석되었다.

The dynamics of water quality and phytoplankton population had examined by monthly sampling from the upper to the lower part of watergate in an artificial Shihwa Reservoir in which situated near newly cities and industrial complex on the west coast of Korea from January 1997 to December 1998. Among environmental factors, yearly average concentration of chl-a, TN and TP seemed to eutrophic or hypertrophic conditions that ranged 146.4∼245.8㎍/ℓ , 1.6∼2.7㎎ N/ℓ, 258∼448㎍ P/ℓ , 26.9∼80.7 ㎍/ℓ, 1.0∼2.4 ㎎ N/ℓ and 74∼239㎍ P/ℓ respectively. Water quality was extremely deteriorated to consistently accumulation into inner reservoir by load of pollutants from autochthonous and allochthonous until early July 1997 after embankment. Water pollution of Shihwa Reservoir was remarkble on the biological condition with largely persistent bloom of phytoplankton and increase rate of standing crops was 2.4/yr. The development trend of phytoplankton in water ecosystem were closely related to increse and decrease of physico-chemical factors and those scale seemed to control by nutrient contents. Inflow of seawater into reservoir to object of repair of water quality began on July 1997. This action was caused to variable of algal flora as well as improvement of water quality. As to see dominant species, composition of those composed to mostly freshwater algae before inflow of seawater such as Selenastrum capricornutum of green algae, Cyclotella atomus, C meneghiniana of diatom and Microcystis spp. of blue-green algae and the other hand brackish algae were dominated after inflow of seawater such as Chaetoceros dicipiens, Skeletonema costatum of diatom, Dinophysis acuminata, Gymnodinium mikimotoi, G. sanguineum, Gyrodinium spirale, Prorocentrum minimum of dinoflagellate and Eutreptiella gymnastics of euglenoid. Moreover, small flagellates including Chroomonas spp. of cryptomonad were abundant throughout the year. The cause of water deterioration during fill of the freshwater were complexly supported with extra and intra parameters. The variation pattern of phytoplankton were related to water temperature and salinity by inflow of seawater based to plentiful nutrients. The dynamics of phytoplankton were assessed to ecosystem that clearly condition of dominant by unique or a few algal species seasonally.

갑문을 통하여 유입되는 해수의 양을 산정하고, 1차원 수치모형을 적용하여 운하 속으로 해수의 확산 범위를 파악하였다. 복잡한 양상을 보이는 해수와 담수의 교환과정에서 조위, 갑식의 크기, 운하의 규모, 운영시간만을 고려한 개념적인 모형으로 표현하여 유입되는 해수의 양을 터미널로 배가 들오올 때와 나갈 때, 조위가 운하의 수위보다 높을 때와 낮을 때로 나누어 산정하였다. 본 연구에서 적용한 수치모형은 갑문을 통하여 유입되는 해수는 완전히 혼합된다고 가정하