초록 ▼

Ⅰ. 서 론
컴퓨터를 이용한 대용량 자료의 저장 및 처리 능력의 향상과 함께 원격·정밀모니터링, 실시간 자료 전송 등 첨단 관측 및 IT 기술의 진보는 최근 수치모델기반의 기상, 수문, 수질 변화 예측을 보다 입체적인 환경 조건 하에서 가능하게 하였다. 일반적으로 수치모델링을 이용하여 수질 변화를 효과적으로 예측하기 위해서는 대상 구간에 대한 초기/경계 조건의 합리적 설정과 함께 모델 구축,보정, 및 검증을 위한 측정 자료의 충분한 확보가 요구된다. 뿐만 아니라 예측대상 수질 항목과 관련된 다양한 물리·생지구화학적 기작을 수치

Ⅰ. 서 론
컴퓨터를 이용한 대용량 자료의 저장 및 처리 능력의 향상과 함께 원격·정밀모니터링, 실시간 자료 전송 등 첨단 관측 및 IT 기술의 진보는 최근 수치모델기반의 기상, 수문, 수질 변화 예측을 보다 입체적인 환경 조건 하에서 가능하게 하였다. 일반적으로 수치모델링을 이용하여 수질 변화를 효과적으로 예측하기 위해서는 대상 구간에 대한 초기/경계 조건의 합리적 설정과 함께 모델 구축,보정, 및 검증을 위한 측정 자료의 충분한 확보가 요구된다. 뿐만 아니라 예측대상 수질 항목과 관련된 다양한 물리·생지구화학적 기작을 수치모델 내 적절히 반영하고 이를 제어하는 핵심 매개변수의 값을 모의값과 실측값의 비교를 통해 합리적으로 설정하는 노력이 필요하다. 이중에서도 모의 대상 물질의 거동 기작을 수학적으로 구현하는 소스코드 알고리즘의 적절성 담보와 이러한 효과를 검증·평가할 수 있는 양질의 현장 자료 확보는 수질 예측 정확도 향상을 위해 반드시 병행되어야한다.

최근 국내·외 담수 수질관리 분야에서 이슈가 되고 있는 남조류 대발생 문제의 경우, 주변 환경 조건 변화에 따른 발생과 거동 양상이 매우 복잡하기 때문에 남조류의 시·공간적 변화를 효과적으로 예측하는 것은 여간 어려운 일이 아니다.
수질모델을 이용한 조류 예측의 불확실성은 크게 물 흐름 예측 오차와 다양한 생물학적 혹은 이화학적 반응 오차에서 기인된다. 특히 수치모델 내 남조류의 발생, 성장, 확산, 소멸에 이르는 일련의 과정들을 제어하는 단계별 핵심 기작의 부재는 합리적인 예측을 제약하는 근본적인 요인으로 작용한다.

( 출처 : 본론 Ⅰ. 서론 9p )

Abstract ▼

The difficulties of predicting algal blooms are primarily attributed to complexity of specific algal dynamics as well as uncertainties of flow dynamics and mass transport simulation. In particular, the intrinsic characteristics of blue-green algae such as vertical migration using gas vesicle and int

The difficulties of predicting algal blooms are primarily attributed to complexity of specific algal dynamics as well as uncertainties of flow dynamics and mass transport simulation. In particular, the intrinsic characteristics of blue-green algae such as vertical migration using gas vesicle and internal cycling through akinete production are not effectively simulated in most water quality models due to the lacks of relevant algorithm and observation.

In this study, newly developed blue-green algal modules of EFDC-NIER were applied to the 3-D algal dynamics model for Lake Euiam located at the middle reach of North Han River, Korea and tested against intensive on-site monitoring data. For this, vertical distributions of flow velocity/direction, water temperature, nutrient and algal concentration (chlorophyll-a and algal abundance) were monitored at several interior and tributary sites periodically.

In addition, diurnal changes in the vertical distribution of phytoplankton were observed at two interior points every four hour in total four days. The simulated vertical profiles of multiple algal species (particularly, Microcystis sp.) as well as those of water flow, temperature and nutrients were in reasonable agreement with the monitored data. This study shows that incorporating cyanobacterial physiology into the EFDC-NIER model is useful to simulate the buoyant characteristics of cyanobacteria floating upward on a stable flow condition, shading underlying non-buoyant phytoplankton.

Optimal ranges of key parameters regulating the vertical migration were suggested by the sensitivity test. Also, the improved modeling system allows to effectively simulate the vertical variations of algal distribution formed by competition among multiple algal species with respect to the changes in environmental conditions such as climate change, flow regulation and nutrient reductions.

( 출처 : Abstracts 8p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 8
• Ⅰ. 서론 ... 9
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 12
• 1. 조류 및 환경 조건 정밀 입체 모니터링 ... 12
• 가. 조류의 수직 이동 및 내부 순환에 관한 담수생태학적 연구사례 ... 12
• 나. 근접 기상 및 수심별 유속·유향 관측 ... 13
• 다. 수심별 수온 분포 관측 ... 13
• 라. 수질 및 조류 분석 ... 14
• 마. 48시간 연속 조류 수직 분포 모니터링 ... 15
• 2. 신규 개발된 조류 모의 모듈의 현장 적용 및 검증 ... 16
• 가. 조류의 수직 이동 및 내부 순환에 관한 수질모델링 연구사례 ... 16
• 나. 3차원 의암호 조류예측모델의 구성 ... 16
• 다. 남조류 거동 기작 개선 모의 모듈의 개요 및 현장 적용 ... 16
• 라. 주요 매개변수 민감도 분석 방법 ... 17
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 19
• 1. 조류 및 환경 조건 정밀 입체 모니터링 ... 19
• 가. 근접 기상 관측 ... 19
• 나. 수심별 유속·유향 관측 ... 20
• 다. 수심별 수온 분포 관측 ... 22
• 라. 수질 및 조류 분석 ... 24
• 마. 48시간 연속 조류 수직 분포 모니터링 ... 36
• 2. 신규 개발된 조류 모의 모듈의 현장 적용 및 검증 ... 40
• 가. 의암호 물 흐름, 수온 성층, 영양염류 및 조류 모의 ... 40
• 나. 남조류 거동 기작 개선 모의 모듈의 현장 적용성 평가 ... 43
• 다. 주요 매개변수 민감도 분석 ... 46
• Ⅳ. 결론 ... 50
• 1. 연구의 의의 ... 50
• 가. 조류 및 환경 조건 정밀 입체 모니터링 ... 50
• 나. 남조류 발생 및 거동 예측 기술의 고도화 ... 51
• 참고문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 53