nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
동식물의 서식지 제공 및 수문학적 조절 등 다양한 생태계 서비스를 제공하는 습지는 경관 내 습지간의 상호작용을 통해 생태계를 구성한다. 따라서 습지경관에서의 생태계의 리질리언스 등의 기능을 평가하기 위해서는 습지의 동역학적 특성과 더불어 습지간에 형성되는 생태적 연결성 분석이 필요하다. 본 연구에서는 습지를 생태학적 노드로 정의하여 습지 서식종의 분산 모형에 따라 발생하는 습지간 연결을 통해 생태 네트워크를 생성하고 네트워크 분석 방법을 통해 생태 네트워크의 특성을 비교, 분석하였다. 임계거리를 활용한 분산모델 (threshold distance)의 경우 확률적인 분산모델(exponential dispersal kernel, heavy-tailed dispersal model)과 비교하여 국지적인 군집화가 높으나 습지 간의 이동에는 비효율적인 것으로 나타났다. 반면 확률적 분산모델의 경우 국지적인 군집화는 낮게 나타나나 습지 경관 내에서의 이동은 효율적인 것으로 나타남에 따라 분산 모델에 따른 생태 네트워크 특성에 차이가 발생함을 확인하였다. 본 연구는 향후 습지경관 리질리언스 분석을 위한 생태 네트워크 구축의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Wetlands that provide diverse ecosystem services, such as habitat provision and hydrological control of flora and fauna, constitute ecosystems through interaction between wetlands existing in a wetlandscape. Therefore, to evaluate the wetland functions such as resilience, it is necessary to analyze the ecological connectivity that is formed between wetlands which also show hydrologically dynamic behaviors. In this study, by defining wetlands as ecological nodes, we generated ecological networks through the connection of wetlands according to the dispersal model of wetland species. The characteristics of these networks were then analyzed using various network metrics. In the case of the dispersal based on a threshold distance, while a high local clustering is observed compared to the exponential dispersal kernel and heavy-tailed dispersal model, it showed a low efficiency in the movement between wetlands. On the other hand, in the case of the stochastic dispersion model, a low local clustering with high efficiency in the movement was observed. Our results confirmed that the ecological network characteristics are completely different depending on which dispersal model is chosen, and one should be careful on selecting the appropriate model for identifying network properties which highly affect the interpretation of network structure and function.

(게재일: 2019.02.28)
이 연구에서는 산과 염기의 화학반응에 대한 학습발달을 논리 사고 발달단계에 근거하여 제시하고, 그 타당성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 전국의 7개 지역, 9개의 초등, 중등, 고등학교에서 387명을 편의표집하였다. 이 연구에서 개발한 설문지는 총 9문항이었으며, 산과 염기 반응물과 생성물을 제시하고 이 물질들이 어떻게 변화할지에 대한 자신의 생각을 그림으로 표현하고 그 이유를 적도록 구성하였다. 상황 맥락은 한 종류의 용질이 용매에 녹는 상황과 두 종류의 용질이 용매에 녹는 상황 등으로 구분하였다. 이 연구에서는 물질보존 논리, 조합 논리, 비례 논리, 입자 개수 보존 논리를 조합하여 총 6단계의 학습발달을 가정하였다. 자료를 분석하여 Rasch 모델로 Person reliability, Item reliability, MNSQ와 ZSTD의 Infit와 Outfit값을 구한 결과, 본 연구에서 가설적으로 제안한 논리 사고 학습발달단계가 타당함을 확인하였다. 자료의 분석 결과, 중학교 2학년까지는 낮은 단계의 사고가 저학년에서 더 우세하였다. 그리고 높은 단계의 사고(2단계에서 5단계)가 상대적으로 고학년에서 우세한 것으로 나타났다. 그러나 고등학교 3학년(Grade 12)에서 높은 단계의 사고가 급격하게 감소하였다. 그리고 가장 마지막 단계인 5단계의 사고는 모든 학년에서 매우 낮았으며, 학생들의 비율이 가장 높은 학년은 중학교 3학년으로 나타났다. 이러한 특이한 연구 결과에 대한 해석은 교과서의 서술 방식과 관련된 추후 연구 과제로 제안하였다.

The purpose of this study was to explore the learning progression of logical thinking in acid and base chemical reactions and to evaluate its validity. For this purpose, we collected 387 participants in 9 schools of elementary, middle and high schools nationwide. The questionnaire developed in this study was composed of nine items. The questionnaire presented the acid and base reactants and products, and the students pictured their thoughts on how these substances change, and answered the reasons of their thoughts. Situation contexts of the questionnaire were divided into two groups: one kind of solute dissolved in a solvent, and two kinds of solute dissolved in a solvent. In this study, six levels of learning progression were assumed by combining material conservation logic, combination logic, proportion logic, and particle number conservation logic. By analyzing the data, Infit and Outfit values of Person reliability, Item reliability, MNSQ and ZSTD were obtained from the Rasch model. As a result of the analysis of data, it was found that lower levels of learning progression prevailed up to the younger grade students till grade. The higher levels of learning progression(Level 2~Level 5) prevailed up to the older grade students. However, higher levels of learning progression dropped sharply in Grade 12. The 5 level of learning progression was very low in all grades, and grade had highest percentage of students belonging to the 5 level. Interpretation of these unusual results suggests a future research related to explanation differences of textbooks.

(게재일: 2019.10.20)
메탄을 생산하기 위한 하이드레이트 해리시 물과 메탄이 동시에 발생한다. 따라서, 지반 내 이온수의 담수화 및 다상유체의 흐름이 예상되고, 흙입자의 이동 및 막힘에 영향을 주게 된다. 본 연구는 담수화 및 다상유체 흐름이 대표적 세립토인 고령토 입자의 이동 및 막힘에 어떻게 영향을 주는지 규명하고자 한다. 연구 결과는 다음과 같다. (1) 공극의 크기가 커질수록 최소 막힘 발생 농도가 증가한다. (2) 고령토 입자는 소금물보다 담수에서 쉽게 뭉침 및 공극 막힘이 발생한다. (3) 다상유체 흐름 내에서 고령토의 최소 막힘 발생 농도는 단상유체 흐름에 비해 감소한다. 따라서, 하이드레이트로부터 메탄 생산 시, 담수화 및 다상유체의 흐름 발생으로 인해 고령토의 공극 막힘이 쉽게 발생할 수 있고, 이로 인해 투수계수의 저하로 메탄 생산효율의 저하가 예상됨을 설명하였다.

Hydrate dissociation is required to produce methane, which generates both water and methane. Thus, multiphase fluid flow and desalination are expected during methane production, which causes the fine migration and clogging in pores. The goal of this study is to explore the effects of both multiphase fluid flow and desalination on the migration and clogging of kaolin particles as typical fines. The results are as follows : (1) the larger the pore size is, the more mounting the critical clogging concentration is, (2) kaolin particles are more easily clustering and clogging in deionized water than salty water, and (3) the critical clogging concentration of kaolin in multiphase fluid flow is lower than in singlephase fluid flow. Therefore, clustering and clogging of kaolin within pore occur easily due to desalination and multiphase fluid flow when methane is produced from hydrates, and the efficiency of methane production is expected to decrease due to the degradation of permeability coefficient.

(게재일: 2019.04.30)
역해석 수행 시 상대적으로 복잡한 공간 및 목표 설계 변수가 많은 경우, 지반공학 분야에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 지반공학 다변수 문제에 대한 모델로 터널 분야 및 흙막이벽체에 대해서 Sharan 공식 및 Blum 방법을 사용하였다. 최적화 방법은 크게 결정론적인 방법 및 확률론적인 방법으로 구분된다. 본 연구에서는 전자 중 모의강화법(SA), 후자 중 차분진화 알고리즘(DEA), 입자 군집 최적화 알고리즘(PSO)을 선택하여 다변수 모델을 적용해서 비교하였다. 지반공학 다변수 역해석 문제에서 결정론적인 방법은 문제가 있음을 확인하였고, 차분진화 알고리즘의 우수성을 확인하였다. DEA는 Sharan의 이론 해에 대한 문제에서 평균 3.12%, Blum 문제에 대해서 평균 2.23% 오차율을 보였고, 반복 탐색 회수도 가장 작은 것으로 파악되었다. DEA 대비해서 SA는 117.39~167.13배, PSO는 2.43~6.91배의 탐색시간이 소요되었다. 지반공학 문제의 다변수 역해석에 차분진화 알고리즘을 적용하면, 계산속도 및 정확도가 향상될 것으로 기대된다.

This study confirmed the applicability to the field of geotechnical engineering for relatively complicated space and many target design variables in back analysis. The Sharan's equation and the Blum's method were used for the tunnel field and the retaining wall as a model for the multi-variate problem of geotechnical engineering. Optimization methods are generally divided into a deterministic method and a stochastic method. In this study, Simulated Annealing Method (SA) was selected as a deterministic method and Differential Evolution Algorithm (DEA) and Particle Swarm Optimization Method (PSO) were selected as stochastic methods. The three selected optimization methods were compared by applying a multi-variate model. The problem of deterministic method has been confirmed in the multi-variate back analysis of geotechnical engineering, and the superiority of DEA can be confirmed. DEA showed an average error rate of 3.12% for Sharan's solution and 2.23% for Blum's problem. The iteration number of DEA was confirmed to be smaller than the other two optimization methods. SA was confirmed to be 117.39~167.13 times higher than DEA and PSO was confirmed to be 2.43~6.91 times higher than DEA. Applying a DEA to the multi-variate back analysis of geotechnical problems can be expected to improve computational speed and accuracy.

(게재일: 2019.04.30)
국내 농업용 댐 17,5000여개의 안전점검 결과를 바탕으로 필댐에 나타나는 내부침식(internal erosion)과 관련된 대표적인 4가지 상태를 설정하였다. 이들 상태들을 정량화하기 위하여 댐 안전관리 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하고 각 상태들에 대한 정량화된 점수를 제시하였다. 또한 4가지 대표 상태 이외의 다양한 댐 상태의 정량화를 도와주면서 댐 관리자들의 댐 상태 정량화 결정에 제한을 최소화 하고자 각 상태별 '부여가능한 점수의 범위(possible score range)'를 제시하였다. 각 상태별 '정량화된 점수'와 '부여가능한 점수의 범위'를 바탕으로 Case Study를 실시하여 본 방법이 댐의 위험 정도를 일관성 있게 반영하고 합리적인 수준의 파괴확률 값을 제공함을 알 수 있었다. 이는 기존의 댐 안전관리 방법이 가지는 가중평균에 의한 댐 상태등급 결정의 한계점을 극복할 수 있게 도와주어 실제로 위험한 댐을 위험한 댐으로 인지할 수 있게 도와줄 것이다.

The typical four conditions related to internal erosion were set from the results of the regular dam safety inspection for 17,500 dams, and a questionnaire survey was conducted for dam safety experts to quantify these four typical current dam conditions with scores between 0 and 10, respectively. In addition, we proposed 'possible score range' for each condition to minimize the decision limits for dam managers to quantify dam conditions while helping to quantify various dam conditions except 4 representative conditions. A case study based on 'quantified score' and 'possible score range' for each condition showed that this method consistently reflects the dangerousness of the dam and provides a reasonable probability of failure. This helps to overcome limitations of dam rating determination by weighted average, and it will help to evaluate dangerous dams as dangerous dams.

(게재일: 2019.04.30)
상수원의 상류 및 인근 지역의 경우, 개발 제한으로 인해 상대적으로 하수도 보급률이 낮은 지역이 많다. 이는 지속적으로 상수원 오염에 영향 미치며 이를 방지하기 위한 방안으로 하수도 보급 및 기존 시설의 개선 등의 방안이 제시되고 있다. 본 연구에서는 안동댐과 임하댐 상류에 위치하고 있으며, 선회와류식 SBR공법이 도입된 A하수처리장 모델링을 통해 동절기 마을하수도 방류수 수질 개선 방안을 마련하기 위한 연구를 실시하였다. 5년(2012년 ~ 2016년)간의 운전자료를 바탕으로 모델 구축·검증을 실시하였다. 모델링 결과, SRT 조절을 통해 동절기 방류수 수질 개선이 가능할 것으로 분석되었으며, 각 방류수 수질 기준 별 개선 효과는 BOD 1.8%, COD 54.5%, SS 4.3%, T-N 0.8%, T-P 7.7%로 나타났다. 본 연구를 통해 도출된 동절기 하수처리장 방류수 수질 개선을 위한 방안은 유사한 공법이 도입된 하수처리장 및 마을하수도의 운영 개선방안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

In the upstream and nearby areas of the water source, there are many areas where the sewerage penetration rate is relatively low due to development restrictions. This has been continuously affecting the pollution of the water source. As a measure to prevent this, method of distributing sewage and improving existing facilities are suggested. In this study, A MWTP(Municipal Watewater Treatment Plant) using the Air-vent SBR process located at upstream of An-dong and Im-ha Dam was selected as a modeling facility. And, the retrofit method to improve the effluent from RCSTP(Rural Community Sewage Tratment Plant) was induced based on A MWTP modeling result. The model construction and verification were carried out based on the operating data for 5 years (2012 ~ 2016). As a result, it was analyzed that the water quality of the effluent during the winter could be improved through control of cycle time in Air-vent SBR process and decreasing SRT (BOD: 1.8%, COD: 54.5%, SS: 4.3%, T-N; 0.8% and T-P: 7.7%). This research suggests that result of this research can be utilized as a retrofit method to improve the effluent overall treatment efficiency of the MWTP and the RCSTP which have similar operation process.

(게재일: 2019.11.30)
하구는 하천이 개방해역과 연결되어 있어 담수와 염수가 만나는 전이지대로 생물다양성이 매우 높고 독특한 생태계를 구성하고 있다. 그러나 하구의 생태적 가치를 인식하기 전부터 다양한 훼손 및 교란이 이루어져 왔으며, 이를 위한 대책이 필요한 실정이다. 하구를 구성하는 하천의 하천기본계획은 지속적인 교란요소로 작용하고 있으나, 수재해로부터 인명피해를 최소화하고 하천의 기능을 강화시켜 국가 수자원을 관리하기 위한 공익적 목적이 있다. 따라서 개발과 생태계 보호라는 대립적 관계가 공존할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위해서 환경창이라는 개념을 이용해 하구 생태계가 개발의 부정적인 영향으로부터 교란이 최소화되는 기간인 저영향 개발 기간을 산정하였다. 본 연구에서 제시한 저영향 개발 기간 산정방법은 향후 이루어질 개발사업이나 교란·훼손 행위 등으로부터 생태계를 보호하기 위한 근거 및 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

The estuary is a transition zone where fresh water and salt water meet because the stream is connected to the open sea area. So estuaries have very high biodiversity and form a unique ecosystem. However, before the recognition of the ecological value of the estuaries, various damage and disturbances have been occurred so countermeasures are needed. The river master plan is acting as a disturbance factor. However, the river master plan has the public object such as water disaster defense, river function improvement, and national water resources management. Therefore, it is necessary to study the ways in which the opposite relationship of development and ecosystem protection coexist. In this study, the concept of environmental windows were used to estimate the low impact development duration. We expected that proposed method for low impact development duration estimation can be used as a basis and basic data to protected the ecosystem from development project and disturbance in the future.

(게재일: 2019.11.30)
적응관리는 불확실성이 존재하는 상황에서 자연자원을 관리하는 최적의 관리방법들 중의 하나이다. 여러 가지 한계에도 불구하고, 자연자원 관리에 대한 정책 및 계획수립에 있어 적응관리방법 활용의 필요성은 국제적으로 증가하고 있다. 그러나 우리나라의 자연자원 관리분야에서는 적응관리의 활용사례가 매우 드물다. 본 연구에서는 적응관리의 정의, 절차, 장애요인들과 적용시 고려할 점에 대한 고찰 및 적응관리방법에서 필수적인 요소인 생태모델에 대하여 리뷰하였다. 또한, 적응관리의 도입이 권장되는 바다숲, 연안습지 및 수산자원관리분야에 적응관리방법을 적용할 경우 고려해야 할 사항들에 대하여도 고찰하였다.

Adaptive Management (AM) is one of the best available approaches for managing natural resources in the presence of uncertainty. In spite of the limitations, AM has been widely applied in nature resource management policies and plans internationally, while application of AM in nature resource management in Korea is limitedly used. Accordingly, this study reviews application of AM in nature resource management research in Korea with respect to its definitions, procedures, impediments and considerations. The present study also reviews recent ecological modelling studies which is an essential component of AM approach. Finally, management of artificial sea forest, coastal wetlands and fisheries are suggested as the recommended fields to adopt AM.

(게재일: 2019.11.30)
왕포천은 충청남도 부여군에 위치하고 있는 하천으로 유로 연장이 길지 않고, 경작지 및 취락지를 통과하는 하천으로 수질이 불량하고, 수량이 부족한 하천이다. 따라서 부여 하수처리수와 왕포천의 비점오염원 1,500~7,000 ㎥/d를 처리 하고 생태계를 복원하고자 SSB (Sustainable Structured wetland Biotop) system의 처리습지를 적용한 결과는 다음과 같다. 왕포천 복원에 대한 설계 및 시공 완료후인 2016년부터 2018년까지 지속적인 관리와 모니터링을 실시한 결과 BOD 평균 농도는 7.3 mg/L, 평균 유출농도는 2.1 mg/L로 71.2%의 개선 효율을 나타내었다. T-N은 평균 유입 농도가 7.953 mg/L, 평균 유출 농도가 3.379 mg/L로 57.5 %, T-P의 평균 유입 농도는 0.177 mg/L, 평균 유출 농도는 0.052 mg/L로 70.7 %의 개선효과를 나타냈다. 왕포천 수질정화시설을 통한 생태계복원에 대한 모니터링 결과는 복원 후 3년 동안 모니터링 된 왕포천 수질정화시스템의 식물상은 21과 41종으로 식재수종보다 자연유입된 식물종의 비율이 높게 나타났다. 동물상에 대한 모니터링 결과, 양서류와 파충류는 3과 6종, 조류는 15과 25종, 포유류는 5과 5종이 왕포천과 생태적수질정화시설을 이동하며 서식하는 것으로 확인되어, 생물다양성도 창출및 향상된 것으로 나타났다.

The Wangpo stream located in the Buyeo-gun was a small stream with both low water quality and quantity due to the cultivated land and settlement area through the stream. In order to restore ecosystem, the Sustainable Structured wetland Biotop system was applied to treat 1,500 to 7,000 ㎥/d amount of effluent water pumped from the Buyeo sewage treatment plant facility as well as inflowed from nonpoint pollution source of Wangpo stream. As a result of continuous monitoring for 2 years from 2016 to 2018 after completing restorative construction, the average BOD as an index of organic pollution was 7.3 mg/L and the average effluent concentration became 2.1 mg/L, showing an improvement by 71.2%. The average inflow concentration of T-N was 7.953 mg/L and the average outflow concentration was 3.379 mg/L, showing 57.5% of improvement. The average inflow concentration of T-P was 0.177 mg/L and the average outflow concentration was 0.052 mg/L, showing about 70.7% improvement. The results of ecological monitoring after creating biotope by reuse of treated waste water and nonpoint pollution source of the Wangpo Stream are as follows. The plant taxa founded in water SSB(Sustainable Structured wetland Biotop) system of the Wangpo Stream was total 41 species in 21 families, showing a higher proportion of naturally introduced plant than that of artificially planted species. In case of other terrestrial animals, both amphibian and reptile group were confirmed as 3 species in 6 families, avian group was 25 species of 15 families, and mammal group observed 5 species in 5 families, respectively. All species have been created and enhanced through purified water inhabited in the SSB(Sustainable Structured wetland Biotop) system as a treatment wetland, eventually migrating to the Wangpo Stream.

(게재일: 2019.11.30)
스리랑카는 지리적으로 섬으로 형성된 국가로 기후변화에 민감한 나라이다. Kurunegala시는 2009년부터 2019년까지 약 11년 동안 도심지 내 연평균 기온이 0.69±0.37℃로 꾸준하게 증가하였으며, 강우패턴도 변화하고 있다. 그러나 도시 개발 계획시 기후변화 및 기후재난에 대한 규정이 미흡하여 인적 및 물적 피해가 우려되고 있다. 따라서 본 연구는 스리랑카 Kurunegala시의 인문학적 및 자연적 특성을 조사분석하고 기후변화 적응에 대한 방안을 수립하기 위하여 수행되었다. Kurunegala시의 기후변화 적응방안은 기후변화에 대한 정성적 위험 평가를 수행하여 개발하였다. 정성적 위험평가 결과 Kurunegala시의 주요 문제점은 음용수, 수자원 및 건강 관련 인프라로 분석되었다. 물부족 및 도시 내 온도를 완화하기 위한 방안으로는 기존 사회인프라에 비점오염저감, 도시 열섬현상 저감 및 건전한 물순환 체계 구축 등 다양한 효과를 유도하는 저영향개발기술(Low Impact Development, LID)의 적용이 효과적인 것으로 나타났다. 본 자료는 Kurunegala시와 같이 기후변화에 따른 물문제를 안고 있는 도시의 물문제 해결에 활용될 수 있다.

Sri Lanka is an island nation susceptible to climate-related disasters and extreme weather events. Kurunegala City is the developing capital city of the North-Western Province of Sri Lanka. Changes in rainfall patterns and a steadily increasing annual average temperature amounting to 0.69±0.37℃ were observed in the city area. Generally, urban areas are at risk due to the lack of climate change adaptation provisions incorporated in the development plans. This study was conducted to investigate the characteristics of Krunegala City, Sri Lanka and develop an appropriate climate change adaptation plan for the city. Site investigation and qualitative risk assessment were conducted to devise a plan relevant to the climate change adaptation needs of the city. Qualitative risk analyses revealed that drinking water, water resources, and health and infrastructure risks were among the major concerns in Kurunegala City. Low impact development (LID) technologies were found to be applicable to induce non-point source pollutant reduction, relieve urban heat island phenomenon, and promote sound water circulation systems. These technologies can be effective means of alleviating water shortage and reducing urban temperature. The measures and strategies presented in this study can serve as reference for developing climate change adaptation plans in areas experiencing similar adverse effects of climate change.

(게재일: 2019.11.30)
폭염은 전 세계에서 나타나고 있는 현상으로 열 노출과 관련된 위험을 악화시키고, 치명적인 인명피해를 초래한다. 본 연구에서는 폭염의 한 가지 형태 중 하나인 열대야를 대상으로 한국의 열대야 추세가 어떻게 변화하고 있는 지를 살펴보았다. 1973년부터 2018년까지 한국 기상청 ASOS 60개 지점의 일 최저 기온을 이용하여 여섯 개의 열대야 특성의 시간적인 변화를 분석하였다. 이러한 분석으로부터 열대야 관심지역은 인천, 강릉, 청주, 전주, 광주, 장흥, 여수, 거제, 구미, 영덕 등 10개 지역, 열대야 우심지역은 홍천, 양평, 수원, 원주, 보령, 대전, 부안, 정읍, 목포, 거창, 밀양, 포항, 제주, 서귀포 등 14개 지역이 식별되었다. 제안된 열대야 우심지역에는 특별한 열대야 대책이 수립될 필요가 있을 것이다.

Heat waves are a global phenomenon that exacerbate the risks associated with heat exposure and cause fatal human injury. The subject of this study was tropical night, one of the forms of heat waves. In this study, we investigated how the trend of tropical night in Korea is changing. From 1973 to 2018, we analyzed the temporal changes of the six tropical nights using daily minimum air temperature at 60 ASOS stations in Korea Meteorological Administration. From these analyzes, 10 sites were selected as attention sites for tropical nights: Incheon, Gangneung, Cheongju, Jeonju, Gwangju, Jangheung, Yeosu, Geoje, Gumi, Yeongdeok. The severe sites for tropical nights were identified as 14 sites including Hongcheon, Yangpyeong, Suwon, Wonju, Boryeong, Daejeon, Buan, Jeongeup, Mokpo, Geochang, Miryang, Pohang, Jeju, and Seogwipo. At the severe sites identified, special tropical night measures will need to be established.

(게재일: 2019.11.30)
남조류의 대발생은 대량 번성 및 사멸에 따라 수체 내 산소 고갈 및 유기물 증가와 같은 문제를 야기하고 있다. 매년 여름철 폭염 및 가뭄의 영향으로 조류대경보가 발령되고 있으며, 낙동강 본류 구간의 선제적 녹조관리를 위해 남조류 발생특성을 정량적으로 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 시각화 분석 및 상관관계 분석을 이용한 남조류 발생 주요 영향인자 분석과 더불어 머신러닝 기법인 의사결정나무를 이용하여 영향인자에 따른 남조류 발생조건을 정량적으로 분석하였다. 8개 보 모든 지점에서 기상학적 요인인 기온과 SPI 가뭄지수는 남조류 세포수와 유의한 상관관계 특성을 보였다. 이는 폭염일수 증가 및 가뭄에 따른 수체 내 물의 혼합 차단 및 성층현상이 지속되어 남조류 발생을 촉진시키는 것으로 보여지며, 장기적으로 기상학적 영향을 고려한 남조류 발생의 선제적 관리도 필요할 것으로 판단된다.

The occurrence of cyanobacteria causes problems such as oxygen depletion and increase of organic matter in the water body due to mass prosperity and death. Each year, Algae bloom warning System is issued due to the effects of summer heat and drought. It is necessary to quantitatively characterize the occurrence of cyanobacteria for proactive green algae management in the main Nakdong river. In this study, we analyzed the major influencing factors on cyanobacteria bloom using visualization and correlation analysis. A decision tree, a machine learning method, was used to quantitatively analyze the conditions of cyanobacteria according to the influence factors. In all the weirs, meteorological factors, temperature and SPI drought index, were significantly correlated with cyanobacterial cell number. Increasing the number of days of heat wave and drought block the mixing of water in the water body and the stratification phenomenon to promote the development of cyanobacteria. In the long term, it is necessary to proactively manage cyanobacteria considering the meteorological impacts.

(게재일: 2019.11.30)
합성섬유를 주 여재로 충진한 실험실 규모의 수직 지하흐름형 습지를 제작하여 인공축산단지 강우유출수 처리시험을 수행하였다. 3개의 습지에 대하여 수리학적 체류시간은 각각 2, 4, 8일 로 운전하였으며 매일 1회씩 내부순환을 실시하였다. 운전기간 동안에 매일 일반적인 수질인자에 대하여 모니터링을 실시하였으며 갑자기 HRT에 따라 순차적으로 거품이 발생되면서 처리수의 COD가 증가하는 현상이 관찰되었다. 따라서 연구의 방향을 거품의 발생원인을 분석하는데 초점을 맞추게 되었으며 거품의 출처 및 유기물질 농도의 증가는 습지에 충진한 폴리프로필렌 합성섬유가 분해되면서 방출된 것으로 분석되었다. 거품의 발생 및 유기물질의 농도증가는 질소제거의 효율증가와 밀접한 관련이 있었으며 2가지의 중요한 역할을 수행한 것으로 밝혀졌다. 먼저 거품은 습지내부에서 질산화에 필요한 산소를 억류하면서(hold-up) 질산화를 촉진시키며 거품에 내재된 유기물질은 탈질에 필요한 탄소원으로 작용한 것으로 판단된다. 따라서 거품발생시기와 질소제거효율이 증가한 시기가 일치한 것으로 보인다. 이후에 거품문제가 사라지면서 질소제거 수준은 서서히 감소하여 이전의 거품이 없던 시기로 회귀하였다.

A lab-scale vertical flow subsurface (VFS) wetland composed of three parallel columns with polypropylene synthetic fiber as main substrate was operated. Piggery stormwater diluted from swine excreta was fed to the wetland on the basis of three different hydraulic regimes or hydraulic retention time (HRT) of 2, 4, and 8 days with daily internal recirculation. Then, monitoring of common water quality parameters was carried out. Unexpectedly, an increase of effluent COD concentration accompanying the appearance of foams was observed during a distinct period in the wetland with HRT 2, 4, and 8 days, successively. Subsequently, a series of experiments was conducted to investigate the origin of the foams. Foams and the increase of COD concentration were found to be induced by the release of organic matter from the synthetic polypropylene fiber which was fed with piggery stormwater. Meanwhile, nitrogen removal was found to be enhanced during a period which overlapped the distinct foaming period signifying that foaming played two important functions in biological nitrogen removal. Foams which form rapidly and then burst easily could hold up and then release oxygen for nitrification. Foams which contain organic surfactants could serve as carbon sources for denitrification as well. Hence, nitrogen removal was enhanced during the foaming stage. After that, COD concentration decreased slowly to a level prior to the foaming stage, and nitrogen removal efficiency declined as well.

(게재일: 2019.11.30)