본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전 위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중 철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.

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.

오염 원인 물질의 해양 내 거동에 대한 파악은 환경 변화에 따른 부영양화 등 해양 수질 오염에 대한 예측 및 대응 방안 선정을 위한 전제 조건이다. 본 연구에서는 부영양화 원인 물질인 인의 해양퇴적물에서 해수로의 용출 특성을 조사하였다. 검토된 환경 조건은 pH 7-9, 온도 10-20℃, 용존 산소 농도(dissolved oxygen, DO) 0.7-7.0 mg/L 였다. 생물학적 요인을 배제한 조건에서 회분식 실험을 통해 구해진인 용출 자료는 1차 반응식으로 해석되었으며, 환경 조건의 영향은 통계학적 방법을 통해 정량화 되었다. 해양 퇴적물로부터 해수로의 인 용출은 pH와 온도가 높고 DO가 낮을수록 증가하였다. 1차 반응 평형 농도 기준으로 검토된 범위의 pH 증가, 온도 증가, DO 감소는 각각 인용출을 2-3배 증가시켰다.

The bed change analysis near the opening gate of a dam or weir to release deposited sediments have been conducted mostly using the numerical models. However, the use of unverified input parameters in the numerical model is able to produce the different results with natural and real conditions. Also, the bed changes near the opening gate of a dam or weir calculated with a numerical model could be varied depending on the geometry extent included the downstream area with supercritical flow in the model. In addition, the different time steps could provide different results in the bed change calculation, even though other conditions such as input parameters, geometries, and total simulation time were same. Therefore, in this study, hydraulic experiments were performed to validate the eddy viscosity coefficient which is the one of important input parameters in the RMA2 model and relevant to variation of simulation results. The bed changes were calculated using the SED2D model based on flow results calculated in the RMA2 model with the verified and selected eddy viscosity coefficient and also compared with experimental results. The bed changes near the opening gate were underestimated in the numerical model comparing with experimental results except only the numerical case without the modeling section of sediment release pipe and downstream area where the supercritical flow was produced. For the simulation of minimum time steps, different shapes of scour hole were produced in numerical and physical modeling.

홍수피해를 경감시키고 홍수조절을 목적으로 계획되는 홍수조절용댐의 경우 홍수 발생 기간 외에는 상류와 하류 하천간의 흐름 차단을 억제하고 상류로부터 유입되는 유사가 댐 상류 부분에 퇴적되는 현상을 방지하기 위해 댐에 상시 개방되어 있는 배사관을 설치하기도 한다. 국내에서는 임진강 유역의 홍수피해 저감을 위해 건설되는 한탄강홍수조절댐에 배사관과 생태통로를 설치하도록 계획되었다. 본 연구에서는 1차원 HEC-6 모형을 이용하여 한탄강홍수조절댐 건설로 인한 댐

A significant fraction of nutrients, such as nitrogen and phosphorus released from sediment are utilized by primary production in the shallow water of coast and lake. The purpose of this study is to introduce the mechanism of nutrients release from sediment and to introduce the methods of the measurement of nutrient released from sediment. One approach is to calculate nutrients released from sediment by a concentration gradient between sediment pore waters and overlying water based on the Fick's law. The other approaches of measurement are the undisturbed sediment core experiments and measurement of nutrient released from sediment by the in situ chamber equipment.