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    Nitrogen Transport In Groundwater-Surface Water Hyporheic Zone at Brackish Lake

    기수호의 지하수-지표수 혼합대 내 질소 거동 분석

    Seul Gi Lee, Jin Chul Joo, Hee Sun Moon, Su Ryeon Kim, Dong Jun Kim

    이슬기, 주진철, 문희선, 김수련, 김동준

    Sediment, aquifer materials, surface water, and groundwater from brackish Songji lake affected by salinity of seawater, were collected and a pilot scale …

    해수에 의해 염분의 영향을 받는 기수호(brackish lake)인 송지호의 퇴적물(sediment), 대수층 충진재(aquifer materials), 지표수, 지하수를 채수 및 채취하여 분석하고, 해당 시료를 이용하여 염분의 …

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    Sediment, aquifer materials, surface water, and groundwater from brackish Songji lake affected by salinity of seawater, were collected and a pilot scale column experiment was conducted to simulate the nitrogen transport through the hyporheic zone. Upstream experiments of groundwater displayed that groundwater containing a small amount of salt percolated into aquifers and sediments, maintaining low dissolved oxygen concentrations. In addition, partial denitrification occurred in the aquifer due to salinity and low dissolved oxygen, resulting in the accumulation of NO2-. In sediments, nitrogenous compounds were reduced due to adsorption by long residence times or microbial-mediated oxidation/reduction reactions. Downstream experiments of surface water displayed that surface water from the brackish lake, containing high concentrations of dissolved oxygen and salts, infiltrated into the sediments and aquifer, supplying high dissolved oxygen concentrations. This resulted in biological nitrification in the sediments and aquifer, which reduced nitrogen-based pollutants despite the high salt concentration in the surface water. Whereas partial denitrification at low dissolved oxygen concentrations in the upwelling mixing zone was observed by salinity and accumulated NO2-, nitrification at high dissolved oxygen concentrations in the downwelling mixing zone was not significantly affected by salinity. These results confirm that salinity in the brackish water lake has some influence on the nitrogen behavior of the hyporheic mixing zone, although nitrogen behavior is a complex combination of factors such as DO, pH, substrate concentration, and organic matter concentration.


    해수에 의해 염분의 영향을 받는 기수호(brackish lake)인 송지호의 퇴적물(sediment), 대수층 충진재(aquifer materials), 지표수, 지하수를 채수 및 채취하여 분석하고, 해당 시료를 이용하여 염분의 영향을 받는 혼합대(hyporheic zone)를 모사하는 pilot scale 컬럼 실험을 진행하였다. 지하수의 상향류 실험 결과, 소량의 염분을 포함한 지하수가 대수층 및 퇴적물로 용승하며 낮은 용존산소 농도를 유지하였다. 또한 대수층에서 염분과 낮은 용존산소로 인해 부분 탈질(partial denitrification)이 발생해 NO2-의 축적이 확인되었다. 퇴적물에서는 긴 체류시간에 의해 질소계 화합물이 흡착되거나 미생물 매개의 산화/환원 반응으로 인해 질소계 화합물 농도가 저감되었다. 지표수의 하향류 실험 결과, 높은 농도의 용존산소와 염분을 포함한 기수호의 지표수가 퇴적물과 대수층으로 침투하며 높은 용존산소 농도를 공급하였다. 이로인해 퇴적물과 대수층에서 생물학적 질산화(nitrification)가 발생하였고, 지표수의 높은 염분 농도에도 불구하고 질소계 오염물질이 저감되었다. 이를 통해, 염분의 영향을 받는 상향류의 혼합대의 경우 낮은 용존산소 농도로 부분 탈질이 발생하며 염분에 의해 NO2-가 축적되고, 하향류의 혼합대의 경우 높은 용존산소 농도에 의해 질산화가 발생하며 염분의 영향을 크게 받지 않는다. 이를 통해 기수호 내 염분이 혼합대의 질소 거동에 일부 영향을 미치나 DO, pH, 기질 농도, 유기물질 농도 등의 요인이 복합적으로 영향을 미치는 것을 확인하였다.

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    30 June 2024

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    Impact Assessment of Suspended Sediment on Benthic Invertebrates in River - Experiments with Glyptotendipes tokunagai -

    부유사에 의한 하천 저서성 무척추동물의 영향 평가 - 조각깔따구 대상의 실험 -

    Taeuk Kang, Cheol Ung Jeong, Myoung Chul Kim, Namjoo Lee

    강태욱, 정철웅, 김명철, 이남주

    The aquatic ecosystem of rivers, where various biological groups inhabit, is influenced by suspended sediment. However, there is a lack of quantitative …

    다양한 생물군이 서식하는 하천 수생태계는 부유사의 영향을 받는 반면, 이에대한 영향을 정량적이고, 객관적으로 평가할 수 있는 방법과 기준은 미비한 실정이다. 이 연구의 …

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    The aquatic ecosystem of rivers, where various biological groups inhabit, is influenced by suspended sediment. However, there is a lack of quantitative and objective methods and criteria for evaluating this impact. The purpose of this study is to analyze through experiments the effects of suspended sediment on Glyptotendipes tokunagai, a benthic invertebrate in rivers. Experiments were conducted to investigate the survival count of individuals exposed to varying suspended sediment concentrations (turbidity) and exposure durations. Various regression analysis methods were performed on the experimental results to propose a model for evaluating the impact of suspended sediment on Glyptotendipes tokunagai. The coefficient of determination (R-squared) of the proposed model was 0.903, indicating a high degree of fit. The findings of this study could serve as foundational data for assessing the influence of suspended sediment on various organisms inhabiting rivers.


    다양한 생물군이 서식하는 하천 수생태계는 부유사의 영향을 받는 반면, 이에대한 영향을 정량적이고, 객관적으로 평가할 수 있는 방법과 기준은 미비한 실정이다. 이 연구의 목적은 하천의 저서성 무척추동물인 조각깔따구에 대하여 실험을 통해 부유사의 영향을 분석하는 것이다. 실험은 부유사 농도(탁도)와 노출시간에 따른 생존 개체수를 조사하는 것으로 진행되었다. 그리고 해당 실험 결과에 대하여 다양한 회귀분석을 수행하여 조각깔따구의 부유사 영향평가모형을 제시하였다. 이 연구에서 제안된 부유사영향평가모형에 의한 결정계수는 0.903으로 높은 적합도를 보였다. 본 연구의 결과는 하천에 서식하는 다양한 생물에 대하여 부유사의 영향을 평가하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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    30 June 2024

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    A Study on the Formation of River Sandbar and Management of River Forestation & Aggradation - Focusing on the Jang-Hang Wetland on the Han River -

    하천의 사주 형성과 하도 수림화 및 육역화 관리방안에 관한 연구 - 한강 장항습지를 중심으로 -

    Hong Kyu Ahn, Dong Jin Lee

    안홍규, 이동진

    Recently, most of the rivers in Korea are experiencing various problems in dimension and river environment, such as expansion of stable area …

    최근 우리나라 대부분의 하천은 사주의 높이 상승 확대로 홍수교란이 미약한 안정역의 확대, 하도내 수목의 과도한 번무와 저수로의 고정화, 모래사주의 감소 등 치수 …

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    Recently, most of the rivers in Korea are experiencing various problems in dimension and river environment, such as expansion of stable area where disturbance does not occur during flood, increase of excessive trees in river channel, fixation of river channel, reduction of sand bar. When the soil supplied by the flood is deposited in the river, the plant is settled in the formed terrain, and when another disturbance of the scale that does not erode there occurs after the plant is settled, the river gradually grows and the vegetation zone is formed there. In particular, in terms of river management, river forestation and river aggradation are objects that must be managed because they are disadvantageous in terms of flood control by lowering the flow rate and raising the water level. Therefore, in this study, the area of vegetation occupied by the year of sandbar was analyzed in the process of river aggradation in Jang-Hang wetland. In addition, the correlation between the growth of Jang-Hang wetland was analyzed through the analysis of the flow rate and the flooding frequency that directly affect the growth of Jang-Hang wetland. Through this, the management plan of Jang-Hang wetland, which is registered in Ramsar Wetland but has been river forestation and is undergoing river aggradation, was proposed.


    최근 우리나라 대부분의 하천은 사주의 높이 상승 확대로 홍수교란이 미약한 안정역의 확대, 하도내 수목의 과도한 번무와 저수로의 고정화, 모래사주의 감소 등 치수 및 하천환경에서 다양한 문제가 발생하고 있다. 하천은 홍수에 의해서 공급된 토사가 퇴적되어 사주가 만들어지고, 형성된 지형에 식물이 정착하게 되며, 식물이 정착하고 난 후에 그곳이 침식되지 않는 규모의 또 다른 교란이 발생되면 사주는 점차 성장하고 그곳에는 식생대가 형성된다. 특히, 수림화 및 육역화는 하천관리 측면에서 보면, 홍수시 흐름 유속을 저하시키고 수위를 상승시켜 치수적으로 불리한 상황을 만들어 내게 되어 반드시 관리하여야만 하는 대상이 된다. 이에 본 연구에서는 장항습지를 대상으로 하도육역화로 진행되는 과정에서 사주의 경년별 성장과 식생이 차지하는 면적을 분석하였다. 또한 장항습지의 성장에 직접적인 영향을 미치는 유량과 침수빈도 분석을 통하여 장항습지의 성장과의 상관성을 분석하였다. 이를 통하여 람사르습지에 등록되어있지만 수림화 되었고 육역화로 진행중인 장항습지의 올바른 관리방안을 제시하고자 하였다.

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    30 June 2024

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    The Appropriateness of Probabilistic Rainfall of Disaster Impact Assessment System in Jeju Island

    재해영향평가 적용 확률강우량의 적정성에 관한 연구 (제주도를 중심으로)

    Hong-Jun Jo, Seung-Hyun Kim, Kwon-Moon Ko, Dong-Wook Lee

    조홍준, 김승현, 고권문, 이동욱

    The disaster impact assessment system was introduced in 2005 as a disaster prevention procedure for comprehensive and systematic developmental projects. However, according …

    사전재해영향성 평가제도는 재해예방 차원의 절차로서 종합적이고 체계적인 개발사업을 위하여 2005년 도입되었다. 하지만, '재해영향성평가 실무지침'에 의거 제주도의 경우 수문지질학적 특성으로 인하여 홍수량 산정에 …

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    The disaster impact assessment system was introduced in 2005 as a disaster prevention procedure for comprehensive and systematic developmental projects. However, according to the ‘Practical Guidelines for Disaster Impact Assessment’, Jeju Island’s unique hydrogeological features necessitate the calculation of isohyetal-based probabilistic rainfall, which can reflect altitude, when estimating probabilistic rainfall for flood volume determination, rather than using conventional methods. Despite Jeju Island being centered around Hallasan, there are three Automatic Weather Stations (AWS) located at the summit of Hallasan, making weather stations denser than in other cities and provinces. Therefore, it is judged that there would be no difficulty in applying conventional methods, such as utilizing the probabilistic rainfall data from the weather stations or employing the Thiessen method, to estimate flood volumes for small-scale project areas. Accordingly, this study conducts a comparative analysis of the impact of applying general probabilistic rainfall from weather stations and isohyetal-based probabilistic rainfall in site in the context of Jeju Island's disaster impact assessment system.


    사전재해영향성 평가제도는 재해예방 차원의 절차로서 종합적이고 체계적인 개발사업을 위하여 2005년 도입되었다. 하지만, '재해영향성평가 실무지침'에 의거 제주도의 경우 수문지질학적 특성으로 인하여 홍수량 산정에 따른 확률강우량 산정 시 일반적인 방법이 아닌 고도반영이 가능한 등우선에 의한 확률강우량을 산정하도록 명시되어 있다. 하지만, 제주도의 경우 한라산을 중심으로 형성되어 있지만, 한라산 정상에 무인기상관측소(AWS)가 3개소 위치하고 있으며, 타 시·도 보다 기상관측소가 조밀하게 위치하고 있어 소규모 사업지구의 홍수량 산정 시 우량관측소의 확률강우량을 적용하거나 Thiessen 방법을 이용하는 일반적인 방법을 적용하더라도 무리가 없을것으로 판단된다. 따라서, 본 연구는 제주도내 사전재해영향성 평가제도의 적용에 있어 일반적인 우량관측소의 확률강우량과 등우선에의한 지점확률강우량을 비교·분석하여 그에 따른 영향성을 검토하였다.

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    30 June 2024
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Journal Informaiton Ecology and Resilient Infrastructure Ecology and Resilient Infrastructure
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