초록 ▼

해양환경내에서 현재 일어나고 있는 신속하게 변화를 알아내고, 향후 어떤 변화가 일어날 것인지를 시의적절하게 예측하기 위해서는 상시적이고 연속적으로 운영되는 관측 시스템을 마련하여 이용자들이 원하는 자료나 정보를 제공해야 한다. 이러한 시스템에는 모니터링 체계와 자료취득, 관리, 전파 체계, 그리고 자료의 분석과 이용체계라는 세가지 핵심적인 요소가 효율적으로 연계되어야 한다. 모니터링과 모델링은 상호 밀접한 관련을 맺고 있으며, 완전하게 통합된 시스템을 개발하기 위해서는 모니터링과 예측 모델가 합쳐져야만 한다. 모델은 관측시스템을 구

해양환경내에서 현재 일어나고 있는 신속하게 변화를 알아내고, 향후 어떤 변화가 일어날 것인지를 시의적절하게 예측하기 위해서는 상시적이고 연속적으로 운영되는 관측 시스템을 마련하여 이용자들이 원하는 자료나 정보를 제공해야 한다. 이러한 시스템에는 모니터링 체계와 자료취득, 관리, 전파 체계, 그리고 자료의 분석과 이용체계라는 세가지 핵심적인 요소가 효율적으로 연계되어야 한다. 모니터링과 모델링은 상호 밀접한 관련을 맺고 있으며, 완전하게 통합된 시스템을 개발하기 위해서는 모니터링과 예측 모델가 합쳐져야만 한다. 모델은 관측시스템을 구축하고 운영하고 개발해 나가는데 핵심적인 역할을 수행하게 될 것으로 전망된다. 해양환경의 변화를 검지하고 예측하는데 필요한 자료와 정보를 최소한의 노력으로 최대한 많이 제공하기 위하여 연안관측 프로그램에서 행해져야 할 공통 관측항목이 도출되었다. 자료나 정보 이용자들의 요구에 기초하여 객관적인 절차와 체계적인 과정을 거쳐 공통측정항목들이 선정되었다. 선정기준은 이용자 그룹, 관심사항, 예측 모델, 변화의 검지와 예측을 수행하기 위한 측정항목등 네 가지였다. 해양환경에서 온라인 모니터링을 수행하려면 시료채취, 분석, 자료처리가 제대로 이루어지고 효과적으로 결합되어야만 한다. 이러한 요소들이 효율적으로 이루어지고, 더욱 완벽한 모니터링을 가능하게 하기 위하여 패키지형 분석 시스템이 개발되었다. 패키지형 모니터링 시스템은 선박탑재 모니터링이나 육상 고정 측정소 등 장소와 응용분야에 따라 쉽게 형태를 조정하여 사용할 수 있다. 이러한 통합 시스템은 최적분석 조건을 유지시켜줄 수 있도록 특수한 측정소에 탑재되었다. 본 연구에서 개발된 패키지형 시스템은 시화호에 두 기가 새로 설치되었다. 측정자료의 질은 환경관리에 매우 중요한 요소로서 본 연구에서는 해양수산부가 향후 환경자료의 정도 관리 시스템을 구축하는 것을 지원하기 위하여 수행되었다. 실시간대의 자료처리와 운영단계의 모델에 입력자료를 제공하기 위한 자동 품질관리 기술을 연구하였다. 자동으로 자료의 질을 검증하고 이용자들에게 실시간으로 자료를 제공하기 위해 필요한 수고를 줄이지 위하여 정도관리 방법과 도구들에 관한 연구를 수행하였다. 시화호에서 얻어진 온라인 자동 수질 모니터링 자료를 통하여 시화호의 수질을 악화시키는 요인은 비점오염원이라는 것이 밝혀졌다. 하계에 강우 후에 유역에서 비점오염물질들이 시화호로 일시에 쓸려 들어감에 따라 높은 농도의 영양염류이 유지되고 이로 인한 식물플랑크톤의 번성치 일어나고 있다. 시화호 수질을 2등급으로 개선하려면 유역에서의 현장 처리 시스템의 도입이 시급히 필요하다. 본 연구는 시화호 유역에서 비점오염원을 줄이기 위한 현장 분산 처리 시스템에 관한 연구를 실시함으로써, 자동측정결과를 현장의 문제해결에 이용하고자 하였다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...32
• 제 2 장 수질 자동측정소의 설치, 운영 및 해양오염 원격감시를 위한 핵심 요소기술의 개발...38
• 제 1 절 연안해양 상시관측의 국제적 동향...38
• 1. 연안관측모듈의 통합전략설계계획...38
• 2. 연안 관측 시스템의 공통측정 항목 도출...46
• 3. 상시 관측과 모델링의 연계...56
• 제 2 절 해양환경 상시관측을 위한 측정 시스템 개발...64
• 1. 패키지형 수질 자동측정 시스템의 개발...64
• 1.1. 패키지형 수질 자동측정소의 필요성 및 개발동향...64
• 1.2. 패키지형 수질 자동측정소의 요소별 개발...74
• 1.2.1. 채수 시스템...74
• 1.2.2. 배관 및 연속 여과 시스템...77
• 1.2.3. 측정 센서...81
• 1.2.4. 자동 측정장치...83
• 1.2.5. 자동 채수보관장치...90
• 1.2.6. 자동 측정소...90
• 2. 시화호 수질 자동측정소 설치...93
• 2.1, 설치 목적...93
• 2.2. 측정소 위치 선정...93
• 2.3. 측정소 시설의 제작 및 설치...99
• 제 3 절 해양환경 측정자료의 품질 관리 시스템 구축...106
• 1. 품질 시스템 구축방안...106
• 1.1. 품질 시스템의 의미...106
• 1.2. 현행 품질 관리 시스템의 문제점...108
• 1.3. 품질 관리 시스템의 개선방향...110
• 2. 국내의 정도관리 현황...117
• 2.1. 환경부의 정도 관리 시스템...117
• 2.2. 노동부의 정도관리 시스템...120
• 2.3. 해양수산부의 정도관리 시스템...121
• 3. 자동측정자료의 품질관리...122
• 3.1. 자동측정자료의 자동 품질관리 기술...122
• 3.2. 자동측정소의 관리 표준화...124
• 3.2.1. 측정소 관리 인력...125
• 3.2.2. 측정소 운영관리 예산...125
• 3.2.3. 측정소 관리 책임 및 전담부서...125
• 3.2.4. 측정소 유지 관리 계획...127
• 3.2.5. 정기 점검...127
• 3.2.6. 자료의 보관 및 품질관리...128
• 제 4 절 수질 자동측정소의 운영...138
• 1. 수질 자동측정소 운영 결과...138
• 제 5 절 시화호로 유입되는 비점오염 부하의 저감대책...160
• 1. 연안의 비점오염부하 저감 대책...160
• 1.1, 연안환경의 현황과 문제점...160
• 1.1.1. 연안의 오염 현황...160
• 1.1.2. 연안관리의 문제점...161
• 1.2. 연안환경 관리 실태 및 문제점 분석...162
• 1.2.1. 연안 하수 처리장의 설치 및 문제점...162
• 1.2.2. 연안 환경관리를 위한 비점오염 관리 실태...163
• 1.3. 연안 환경관리를 위한 대책...167
• 1.3.1. 연안 환경관리를 위한 분산 처리 시스템 도입의 필요성...167
• 1.4. 시화호 유역에 대한 분산처리 시스템 도입 방안...168
• 2. 분산처리 시스템...170
• 2.1. 분산처 리 (decentralized system)...170
• 2.1.1. 정의...170
• 2.1.2, 분산 처리의 특징...171
• 2.1.3. 분산처리의 종말 처리장 대비 장점...172
• 2.1.4. 분산 처리 시스템의 문제점...173
• 2.2. 미국의 분산처리...173
• 2.2.1. 현황...173
• 2.2.2. 운용 방법...174
• 3. 분산처리를 위한 현장 처리 설비...178
• 3.1. 이동형 패키지 수 처리설비의 필요 요소...178
• 3.2. 분산처리를 위한 패키지형 수처리 설비의 적용...179
• 3.2.1. 오염원의 분류와 특징...179
• 3.2.2. 비점오염원에의 적용...181
• 3.2.3. 점 오염원의 분산처리 적용...187
• 4. 분산처리 시스템 도입을 위한 패키지형 수처리 설비...190
• 4.1. 이동형 패키지 수처리 설비의 장점...190
• 4.2. 일반적으로 적용되는 이동형 수처리 설비의 구성 요소...191
• 4.2.1. 기본 구성요소...191
• 4.2.2. 이동형 수처리 설비의 설계 용례...194
• 4.3. 이동형 수처리 설비의 기술 수준...199
• 4.3.1. 국내의 현장 처리 설비 현황...199
• 4.3.2. 외국의 현장 처리 기술...200
• 5. 이동형 패키지 수처리 시스템의 시화호 설치 운영 계획...205
• 5.1. 목표 수질...205
• 5.2. 단계별 설치 운영 계획...206
• 제 6절 시화호 상시 수질자동측정 자료 활용기술 연구...210
• 1. 연구개요...210
• 2. 연구내용과 방법...210
• 2.1. 시화호 유역 내 오염부하량 및 시화호 수질 예측(WASP5 활용)...211
• 2.2. 시화호 환경·자원관리를 위한 지리정보시스템 D/B 설계 및 구축...211
• 2.3. 시화호 오염원 총량관리 시행방안 연구...211
• 2.4. 시화호 해역환경개선을 위한 기술개발 방안 연구...211
• 3. 연구결과와 추진내용...211
• 3.1. 시화호 유역 내 오염부하량 산정 및 시화호 수질예측(WASP5 활용)...211
• 3.1.1. 시화호 유역 내에서 배출되는 오염부하량 산정...212
• 3.1.2. 시화호 유역 하천의 수질평가...230
• 3.1.3. 시화호에 대한 수질예측...241
• 3.2. 시화호 환경·자원관리를 위한 지리정보시스템 D/B 설계 및 구축...257
• 3.2.1. CIS 데이터 베이스 구축...257
• 3.3. 오염원 총량관리 시행방안 연구...259
• 3.3.1. 총량관리의 개념...259
• 3.3.2. 시화호 총량관리를 위한 접근방안...265
• 4. 향후 연구 방향...266
• 제 3 장 사례지역(시화호)의 환경모니터링 실행...276
• 제 1 절 대기유입 영양염류 및 산성강하 부하 측정...276
• 1. 연구개요...276
• 2. 연구방법...279
• 2.1. 측정장소...279
• 2.2. 측정 기간...281
• 2.3. 시료채취를 위한 측정 기기...281
• 2.4. 시료 채취 방법...282
• 2.5. 분석 기기 및 분석 방법...282
• 2.6. 측정결과의 분석방법...283
• 3. 결과...284
• 3.1. 측정기간 동안 강수 시료의 특성...284
• 3.1.1. 강수의 특성...285
• 3.1.2. 강수 시료의 이온농도 분포...285
• 3.1.3. 강수 시료의 계절적 특성...287
• 3.2. 질소 영양염과 황 산화물의 침착량...288
• 3.2.1. 강수 시료의 침착량...288
• 3.2.2. 건식 시료의 침착량...289
• 3.3. 연별 이온 성분의 특성 비교...291
• 3.3.1. 강수량과 pH 변화...291
• 3.3.2 질소 영양염(NH4+, NO3-)과 황 산화물(S042-)의 침착량...292
• 3.4. 습윤 침착과 건식 침착에 의한 질소 성분(NO3-N + NH4+-N)과 황(S042-S) 성분의 침착량...292
• 제 2 절 시화호의 수질 및 퇴적물 모니터링...322
• 1. 연구목적...322
• 2. 연구방법...323
• 2.1. 조사 및 분석방법...323
• 2.1.1. 시료채취 및 보존방법...323
• 2.1.2. 분석방법...324
• 2.2. 결과 및 고찰...327
• 2.2.1. 해수...327
• 2.2.2. 퇴적물...383
• 2.2.3. 입자성 침강유기물...389
• 3. 결론...392
• 제 3 절 생태계모니터링...398
• 1. 저서동물과 어류...398
• 1.1. 연구목적...398
• 1.2. 연구 방법...399
• 1.2.1. 조하대 저서동물 채집 및 분석...399
• 1.2.2. 시화호 수변 저서동물 채집 및 분석...400
• 1.2.3. 시화호 어류상 조사 및 저서동물 이식실험...401
• 1.3. 연구 결과...403
• 1.3.1. 조하대 저서동물군집...403
• 1.3.2. 우점종 조성 및 군집분석...407
• 1.3.3. 시화호 수변 간척지 저서동물군집...414
• 1.3.4. 시화호 어류상 및 저서동물 이식실험 결과...424
• 1.4. 고찰 및 결론...427
• 1.4.1. 조하대 저서동물군집의 분포와 환경요인과의 관계...427
• 1.4.2. 저서동물군집과 우점종의 시·공간적 분포 변화...431
• 1.4.3. 조간대 저서동물의 시·공간적 분포 변화...437
• 1.4.4. 결론...439
• 2. 동물플랑크톤...444
• 2.1. 서론...444
• 2.2. 조사방법...444
• 2.3. 결과...444
• 2.3.1. 동물플랑크톤...444
• 2.4 고찰...458
• 2.4.1. 기존 조사자료와 비교...459
• 2.4.2. 연속관측을 통한 군집구조의 변화 양상...459
• 2.4.3. 해파리(Medusae)의 동태...465
• 3. 식생...469
• 3.1 서론...469
• 3.2. 조사방법...469
• 3.3. 결과...470
• 3.3.1. 식물상...470
• 3.3.2. 식생...471
• 3.4. 요약...478
• 4. 포유류조사...500
• 4.1. 서론...500
• 4.2. 조사지 개황 및 조사방법...501
• 4.2.1. 조사지 개황...501
• 4.2.2. 조사시기...502
• 4.2.3. 조사지역 및 방법...502
• 4.3. 결과 및 고찰...504
• 4.3.1. 여름조사...504
• 4.3.2. 가을조사...507
• 5. 시화호의 조류현황...519
• 5.1. 연구의 개요...519
• 5.2. 조사방법...519
• 5.3. 조사결과...520
• 5.4. 결론...527
• 제 4 장 연구해역 데이터베이스 작성...534
• 제 1 절 연구의 개요...534
• 제 2 절 당해년도 추가 관측자료 수집·정리...535
• 1. 시화호 수질자동측정소 연속관측자료...536
• 2. 시화호 대기유입 오염부하 상시 측정자료...537
• 3. 시화호 관련 관측정보...540
• 제 3 절 시화호 현장관측자료 수집·정리...540
• 1 수질자료...540
• 2. 퇴적물자료...544
• 3. 생물자료...548
• 제 4 절 자료제공 시스템 개선...549
• 1. 시화호 연속관측자료...549
• 2. 시화호 현장관측자료...550
• 3. 시화호 주변 빗물자료...552
• 부록...556