To assess the influence of environmental factors on the phytoplankton community structure and total phytoplankton biomass during four seasons in 2014, we investigated the abiotic and biotic factors at 25 stations in the Busan coastal region. The phytoplankton community and total phytoplankton biomass were strongly dependent on the discharge from the Nakdong River, and the high density of phytoplankton was related with the introduction of the Tsushima Warm Current (TWC), particularly in the thermohaline fronts of the fall season. The relationship between the salinity and nutrient (Dissolved inorganic nitrogen=DIN: R 2=0.72, p<0.001 and Dissolved inorganic silicon=DSi: R 2=0.78, p<0.001) highly correlated with the river discharge, implying that those nutrients have played a crucial role in the growth of diatom and cryptophyta. The total phytoplankton biomass was highest in the summer followed by autumn, spring, and winter. Diatom and cryptophyta species were dominant species during the four seasons. Additionally, there were strong positive correlations between Chlorophyll a and total phytoplankton biomass (R 2=0.84, p<0.001), cryptophyta (R 2=0.76, p<0.001) and diatom (R 2=0.50, p<0.001), respectively. In particular, we found that there were significant differences in the nutrients, phytoplankton community compositions, and total phytoplankton biomass between the inner and the outer coastal region of Busan, depending on the amount of river discharge from the Nakdong River, particularly during rainy seasons. Therefore, the seasonal change of TWC and river discharge from the Nakdong River serve an important role in determining phytoplankton population dynamics in the Busan coastal region.

영산강 하구는 1981년에 농지 및 농업용수 개발을 위해 하굿둑이 건설되면서 인위적인 변형이 이루어진 시스템으로 하굿둑을 중심으로 담수역과 해수역으로 분리되었다. 하지만 여름철에는 잦은 강우로 인해 수문이 자주 개방되고, 개방 시에 담수가 해수역으로 방류되면서 기수역의 특성을 보이기도 한다. 본 연구에서는 담수 방류의 직접적인 영향을 파악하기 위해 2013년부 터 2015년까지 여름철 동안 담수 방류 전후로 일간 모니터링을 실시하여 하계 식물플랑크톤 크기구조와 환경여건 변화를 파악하고자 하였다. 그 결과, 담수 방류는 급격한 염분감소와 탁 도를 증가시켜 표층의 용존산소도 감소시키는 것으로 나타났다. 다만 조사 전까지 방류가 지 속적으로 이루어진 2014년에는 이미 염분이 감소한 상황이어서 추가적인 방류로 인한 염분의 감소는 나타나지 않았다. 영양염 중에서는 특히 질소성 영양염의 유입이 크게 나타났고, 이로 인해 질소의 상대적 제한 보다는 인이나 규소의 제한 가능성이 크게 나타났다. 식물플랑크톤 생체량 및 크기구조는 연도별로 상이한 결과를 보였으나 결과적으로 담수 방류에 따라 변화를 초래하였고, 방류 후에도 어느 정도 그 경향이 유지되었다. 결론적으로 불규칙적이고 예측이 어려운 담수 방류는 염분, 탁도, 영양염 농도 등의 환경요인뿐만 아니라 식물플랑크톤의 생체 량 및 크기구조를 단기적으로 크게 변화시키는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 적조와 같은 유해조류발생(HABs) 뿐만 아니라, 먹이량 및 미세먹이망 변화를 통해 상위소비자 그리고 먹이 망 구조에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

The Youngsan River estuary was physically changed by the construction of a sea embankment at near the mouth of estuary. Weirs were also constructed recently in the freshwater zone and it was reported that algal blooms occur more frequently. The freshwater introduced into saltwater zone from sluice gates of the embankment affects water quality but it has not been addressed that how the freshwater inputs influence the health of marine ecosystem. In this study, we used the data of water properties and phytoplankton communities collected at three stations for 4 days including before the freshwater discharge, during the discharge and after 1 and 2 days of discharge events. WQI (water quality index), TRIX (trophic status index) and P-IBI (phytoplankton index of biotic integrity) were used to evaluate the ecosystem health and long-term data were also utilized to determine the criteria for P-IBI. The results showed that grades of the ecosystem health assessed by the indices were low at the station near the gates and increased as downstream. However, the temporal pattern of grades was different depending on methods. Grades of WQI and TRIX decreased during the discharge and restored after the discharge whereas the grades of P-IBI decreased slightly even after the discharge. This suggests that P-IBI is more applicable to estuarine systems where experience extreme change of water properties than WQI and TRIX since P-IBI includes phytoplankton that can respond quickly to the change.

This study shows the role of waves, tide, storm surge and river discharge which impact on water level variation in Suyeong bay. Suyeong bay has a narrow inlet channel where is flood dominance caused by rainfall. The effect of typhoons which make a serious

본 연구는 단면변화를 고려한 수위-단면적 변화 및 평 균 유속-단면적 간의 상관관계를 분석하여 유량 산정 및 하천관리에 활용하고자 하였다. 수위에 따른 단면적 변화 는 SB-A 지점은 1.0 m, 1.9 m, SB-C 지점은 0.6 m, 1.8 m, CL-A 지점은 1.0 m, 1.8 m, OS-A 지점은 0.6 m, 2.0m에서 발생되었다. 이 중 첫 번째 변화는 평∙저수기에 해당되 고, 두 번째 변화는 홍수기 및 하천 좌∙우 안에 인위적 ∙자연적으로 형성된 둔치 등으로 판단된다. 수위-단면적 변화에 따른 관계식의 기울기는 지수형 0.5539~1.9013, 선형 9.040~52.544의 범위를 가진다. 기울기는 두 곡선 모두 고수위로 갈수록 증가하는 경향을 보인다. 평균유 속-단면적 변화의 관계는 지수와 직선의 방정식으로 지 수형 기울기와 상관계수는 각각 0.1182~0.8734, 0.22~ 0.86이며, 선형의 기울기와 상관계수는 0.0028~0.1032, 0.20~0.87로 분석되었다. SB-A, SB-C 지점의 저수위는 다른 수위보다 상관관계가 높게 산정되었는데, 이는 수위 구간이 좁고, 하천 단면적의 변화가 크지 않기 때문으로 판단된다. CL-A, OS-A 지점은 월류보의 영향으로 저수위 일 경우에 상관관계가 낮았다. 수위-단면적, 평균유속-단 면적의 상관관계 및 곡선식 등을 이용하여 하천 정비계 획 등의 수립에 활용할 수 있으며, 제외지의 단면적이 변 하는 지점의 유량 변화 등의 예측에 활용할 수 있을 것 이다.

본 연구는 낙동강 하구역 하천 방류 특성을 해석함에 있어 보다 정도 높은 기상 자료를 선정할 목적으로 1996년부터 2008년까지(13년간) 얻어진 하구둑 실방류량의 특성을 분석하고 부산과 김해간의 기상자료(강우량 등)를 사용하여 그 차이를 계산하였다. Tank model을 사용하여 추산된 하천유량은 실제 하구둑 방류량과 비교하였고, 하구환경에 영향을 미치는 기상인자와 방류량간의 상관관계를 살펴보았다. 결과적으로 총 13년동안의 낙동강 하구둑으로부터 총방류량은 272,653.3×106 m3/month으로 산출되었다. 방류량이 가장 많은 달은 7월이 73,212.9×106 m3/month(26.9%)으로 가장 많고 8월이 22.0%, 9월이 18.9%의 순이었다. 최종적으로 낙동강 하구역의 유입하천유량을 산정함에 있어 부산 기상자료를 사용할 경우 실제 김해지역의 결과보다 하천유출량이 과대평가될 수 있음을 알 수 있었다.

본 연구는 낙동강 하구둑 방류 특성 분석시 정도 높은 기상 자료를 선정할 목적으로 부산과 김해간의 기상자료(강우량 등) 와 낙동강 하구둑 방류량을 상관 비교하였다. Tank model을 통해 부산 및 김해의 강우량/증발량 자료를 바탕으로 하천유출량을 산출 하고 낙동강 하구둑의 실제 방류량 자료와 비교하였다. 그 결과, 부산의 강수량과 평균 운량이 김해 지역보다 크게 나타났으며, 마찮가 지로 부산의 강수량을 사용한 추정하천유출량이 김해의 강수량을 사용한 추정하천유출량보다 다소 컸다. 이상의 결과는 낙동강 유역의 하천유량을 산정함에 있어 기존 부산의 기상자료를 사용할 경우 산정되어진 하천유출량은 실제 김해지역의 결과보다 과대평가될 소지 가 있음을 의미한다.

본 연구는 최근 11년간 (1996년~2006년)의 낙동강 하구둑 방류량 자료를 바탕으로 하구둑 방류량의 경년변동 및 월별특성 즉, 낙동강 하구둑 월별총방류량, 일일평한방류량, 일일최대방류량을 산출하였으며, 하구둑 방류와 하천수 유입에 직접적인 영향을 미치는 기상인자들과의 상관성을 검토하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. (1) 낙동강 하구둑으로부터의 11년간 총 방류량은 224,576.8×106m3이며 가장많이 방류된 연도는 2003년으로 56,292.3×106m3이다. 월별로는 8월이 23.4%의 52,634.2×106m3으로 가장 많고 7월이 23.1%, 9월이 17.0%의 순이었다. (2) 방류량 패턴을 시기별로 살펴보면 7~9월은 유하량이 많은 홍수기(방류란 100×106m3/day이상), 4~6월 및 10월은 유하량이 보통수준인 평수기(방류량 30×106m3/day이상), 12~3월은 유하량이 적은 갈수기(방류량 16×106m3/dayy미만)로 구분할 수 있다. (3) 방류량과 기상인자와의 상관성 비교에 있어서는 대체로 기온이 높고 증발량이 적으며 일조시간이 적은 시기에 많은 방류가 이루어짐을 알 수 있다 (4) 방류량이 많을 경우 주 풍향은 NNE 및 SW, SSW 였다. 이러한 결과는 풍항에 따른 취송류의 영향으로 북풍이 불 경우 담수의 하구 집적화와 남풍이 불 경우 담수가 외해로 유출될 가능성이 높음을 시사한다.

한반도 서남부해역은 하계 양자강의 유출에 의해 저염분 현상이 발생한다. 중국 대통(Datong)에서 지난 65년(1922­1986)간 장기관측한 자료에 의하면 매년 양자강 유출량은 일정하지 않으며, 최대 유출량은 최소유출량의 2배 이상이 됨을 보여주고 있다. 따라서 양자강의 유출량을 달리하여 저염확산을 수치모델로 연구하고자 하였다. 수치모델은 POM(Princeton Ocean Model)을 사용하였다. POM은 연직적으로 Σ­좌표계를 사용하는 3차원 해양순환모델이다. 모델 수행 후 연구해역내 대륙사면에서 유속이 강하게 나타났다. 또한 제주도 서쪽을 통해 북상하여 황해중앙부로 들어가는 흐름이 있으며, 대륙연안을 따라 남하하는 흐름이 있음을 알 수 있다. 양자강 유출량을 부여한 후 수행한 모델의 결과를 보면 양자강 유출량이 많을수록 저염분역이 제주도에 가깝게 나타남을 알 수 있다.

In this study, the bathymetric data acquired from 2018 to 2020 and the precipitation and suspended sediment data were analyzed for changes in bathymetry owing to the discharge from the Nakdong River barrier and environmental factors, especially the torrential rain in 2020. Sediment erosion and deposition processes are repeated because of complex environmental factors such as discharge from the Nakdong River barrier and the influence of waves generated from the external sea. In the first half of the year after the dry season, bathymetric data showed relative erosion trends, whereas in the second half after the flood season, deposition trends were identified owing to the increase in sediment transport. However, the data from the second half of 2020 showed a large amount of erosion, resulting in tendencies different to those of erosion in the first half and deposition in the second half of the year. This result is judged to be influenced by the weather in the summer of 2020. The torrential rain in the summer of 2020 resulted in a higher force of erosion than that of deposition. In summary, the tendency for erosion is more significant than that of sedimentation, especially in the main channel area of the Nakdong River.

본 연구에서는 임진강 상류유역과 같이 수리수문학적 분석에 필요한 측정데이터가 존재하지 않거나 혹은 데이터의 확보가 어려운 유역에 대하여 위성 데이터와 데이터 기반 모형을 활용하여 유출량을 산정하였다. SDF 시그널(Satellite-derived Flow Signal)은 하도내의 유량변화에 따른 하천 폭의 변화를 반영할 수 있다고 알려져 있으며, 그 상관관계는 하도단면의 형태와 밀접한 관계가 있다. SDF 시그널 데이터와 유출량 간의 비선형 상 관관계를 반영할 수 있는 인공신경망 모형을 활용하여, 모형의 입력변수인 SDF 시그널 데이터로부터 임진강의 임진교 지점에서의 유출량을 추정 하였다. 15개의 위성 이미지 픽셀의 SDF 시그널 값이 0~10일의 lag가 되어 활용되었으며, lag된 데이터를 포함하여 총 150개의 변수 중 유출량 과 가장 큰 관계가 있는 변수 선정을 위해 PMI(Partial Mutual Information) 기법이 활용되었다. 인공신경망 모형을 통해 산정된 유출량은 임진교 에서 측정된 지점 유출량과 비교·분석되었으며, 학습(training)과 검증(validation)을 통한 상관계수는 각각 0.86, 0.72로 좋은 결과를 보여주었 다. 추가적으로 SDF 시그널 데이터 외에 임진교의 1일 전 측정유량이 인공신경망 입력변수로 추가되었을 때 상관계수가 0.90, 0.83으로 증가함을 보였다. 결과로부터 계측수문자료가 부족하거나 접근 불가능한 유역에 대하여 하천 유량 변화에 대한 추정치인 SDF 시그널 데이터와 지상 데이터 가 결합되었을 때 신뢰성 높은 유역의 유출량을 산정할 수 있으며, 큰 유량이 발생하는 홍수사상에 대해서도 첨두 유량과 첨두 발생시간을 잘 모의 할 수 있음을 알 수 있었다. 향후 위성 데이터와 지점 데이터를 활용하여 미계측 유역의 홍수발생에 대하여 높은 정확도로 예측 가능할 것으로 기대 한다.

하도지형, 하상재료 및 수리의 특성은 치수 및 환경적 측면에서 하천의 계획, 설계 및 유지관리를 위한 기초정보이며, 이러한 정보를 안정하도 설 계에 활용하는 것은 아주 중요하다. 본 연구에서는 남강댐 상류 구간에 대하여 지배유량을 산정하고, 지배유량 유하시의 하도지형 및 수리 특성을 분석하였다. 또한, 화상처리기법으로 하상재료분포 특성을 분석하였고, 하상재료와 흐름저항의 상호관계를 평가하였다. 대상구간의 지배유량은 1.5년 빈도의 유량으로 산정되었고, 하천유형은 세그먼트 1과 세그먼트 2 구간으로 분류되었다. 또한 여울-소의 출현 빈도는 4.4로 나타났는데, 이는 연구 대상구간에는 하천횡단구조물이 없는 자연하천의 특성을 가지고 있기 때문이다. 지배유량 유하시 하상재료에 의한 흐름저항을 산정하 기 위하여 수심-대표입경 비(h/d50)와 평균유속-마찰력 비(V/u*)의 관계를 분석한 결과, 자갈-호박돌-전석이 지배적인 하상재료인 구간에서는 Julien 공식이 적합한 것으로 평가되었으며, 자갈, 호박돌 및 전석이 지배적인 하천구간에서 면격자를 이용한 화상처리기법은 향후 하상재료 분석 시 쉽게 활용할 수 있는 방법임을 확인하였다.

홍수기유량측정의어려움을극복하고자물과비접촉식으로유속을측정하여유량을산정하는전자파표면유속계를개발하여실무에적용하고 있다. 기존에 사용 중인 전자파표면유속계는 홍수용으로 연중 활용도가 낮아 이의 활용도를 높이고자 전자파표면유속계의 성능개선을 통하여 유속측정범위를확장하여평․갈수기에도하천유량측정이적용할수있게하였다. 즉기존홍수용전자파표면유속계의유속측정범위가0.5∼10.0 m/s이었던 반면, 금번 개발된 고성능 범용 전자파표면유속계는 0.03∼20.0m/s로 홍수기뿐만 아니라 평수기에 유속측정이 가능하도록 성능을 개선하였다. 전자파표면유속계를 이용한 저유속의 측정을 위해서 필요한 요소를 조사한 결과, 송신신호의 수신단 유입을 차단하여 저유속의 미세한수신신호에대한검출능력을향상할수있도록송수신격리도의개선, 이와함께공진기의위상잡음특성개선이저유속의검출에필수사항 임을파악하였다. 따라서이를감안하여안테나의송신부와수신부가분리된안테나를개발함으로써송수신격리도를개선하였고, 기존공진기의 위상잡음특성을개선하기위하여위상고정주파수합성기를공진기로적용함으로써저유속검출성능을개선하였다. 또한고성능범용전자파표면 유속계의 사용편의성 증진을 위하여 안테나의 소형, 경량화 제작을 가능토록 하고자 사용주파수(10 GHz→24GHz)를 변경하였다. 이와 더불어 기존전자파표면유속계사용자들의개선요구사항-측정유속안정화, 자체점검기능, 저전력, 방수방습-을반영함으로써현장에서유량측정하기에 간편한 기기로 개발하였다.

본 연구에서는 한강유역을 대상으로 관측홍수량 자료의 불확실성이 홍수빈도분석 결과에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위해 한강유역 내의 17개 수위관측지점의 홍수량 자료를 이용하여, 지역홍수빈도분석을 수행한 결과인 지수홍수와 분위수를 중심으로 정량적인 평가를 수행하였다. 연구결과는 관측자료의 특성에 따라 3가지 경우로 분류하여 분석하였다. 첫 번째로 수위자료의 영향을 파악하기 위해 평창강 유역의 수위관측지점을 대상으로 지역홍수빈도분석 결과를 분석하면, 평균홍수량에 대한 오차는 0.240으로 평가되었다. 두 번째로 레이팅 적용에 따른 관측자료의 불확실성이 지역홍수빈도분석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 해당연도에 개발된 레이팅을 각각 적용한 결과와 가장 최근 개발된 레이팅을 적용한 결과를 분석해보면, 평균홍수량에 대한 오차는 평균 0.246으로 평가되었다. 마지막으로 인위적으로 유량이 조절된 댐하류의 통제된 흐름영역에서의 지역홍수빈도분석 결과를 유추하였다. 댐하류에서의 홍수량 거동은 댐운영에 의해 조절된 것으로 댐상류의 자연유역에서의 비유량 지역화 결과를 연장할 경우, 댐하류의 조절유역에서의 비유량 거동과 큰 차이를 나타내었다.

Sediment discharge by long-term runoff in the Nakdong River watershed should be predicted for the maintenance and management of the Nakdong River newly changed by the four major river restoration project. The data establishment by the analysis of runoff and sediment discharge using the long-term watershed model is necessary to predict possible problems by incoming sediments and to prepare countermeasures for the maintenance and management. Therefore, sediment discharges by long-term runoff in the main points of the Nakdong River were calculated using SWAT(soil and water assessment tool) model and the relations and features between rainfall, runoff, and sediment discharge were analyzed in this study. As a result of sediment discharge calculation in the main points of the Nakdong River and tributaries, the sediment discharge at the outlet of the Naesung Stream was greater than the Jindong Station in the Lower Nakdong River from 1999 to 2008 except the years with low precipitation. The sediment discharge at the Nakdong River Estuary Barrage (NREB) was corresponding to 20% of the Jindong Station which is located about 80 km upstream from NREB.

최근 기후변화에 의한 하천의 홍수량의 증가가 큰 관심사로 대두되고 있다. 하천의 홍수량이 증가하면 현재의 계획홍수량에 대해 적정 규모를 확보한 하천 구조물이라도 증가한 홍수량에 대해서는 구조물의 기능수행이 어려워질 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 한강의 장래 홍수량을 예측하고 제방 취약 구간에 대한 홍수범람 모의를 시행하였다. 일반적으로 장래 홍수량 증가는 기후변화 시나리오에 의한 장래 강우량 증가와 토지이용현황 변화를 고려하여 강우-유출 모형을 이용하는 것이 일반적이나 이러한 방법으로 대하천의 하천 유량을 산정하기 위해서는 막대한 자료와 데이터 분석이 필요하다. 본 연구에서는 하천의 과거 실측 수위와 수위-유량 관계곡선식에 의해 산정된 유량 데이터를 수집하여 확률 홍수량을 산정하고, 확률 홍수량 변화 양상을 검토하여 장래 하천 유량을 추정하였다. 또한, FLUMEN 모형을 적용하여 2차원 홍수범람 해석을 시행하여 한강 제방 취약 구간의 침수범위 및 침수심을 예측하였다. 이는 구조적 및 비구조적 홍수 방어 대책 수립의 근거 자료로 이용이 가능할 것으로 기대된다.

표면영상유속계(SIV)는 영상 분석 기법을 이용하여 하천의 표면유속을 측정하고, 이를 토대로 유량을 산정하는 시스템이다. 본 연구에서는 고정식 표면영상유속계(FSIV) 시스템을 달천 수전교에 설치하여 실시간으로 연속적인 유량 측정을 실시하였다. 수전교에 적용된 FSIV의 하드웨어 시스템은 영상 획득을 위한 2대의 디지털 카메라와 컴퓨터, 그리고 수위 측정을 위한 초음파 수위계로 구성된다. 이 현장 장비들에서 획득된 실시간 영상과 수위 자료는 무선인터넷을