• Title, Summary, Keyword: 남조류

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Comparative analysis between water stability and cyanobacteria occurrence using monitoring of vertical water temperature (연직수온 모니터링을 통한 수체안정화도 산정과 남조류 발생 비교분석)

  • Joo, Yong-Eun;Chong, Sun-A;Yi, Hye-Suk;Lee, Bo-Mi;Kim, Ho-Joon;Choi, Kwang-Soon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.449-449
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    • 2018
  • 최근 국내 하천과 호수에서 수온상승 및 기후변화로 인한 녹조발생이 빈번하게 나타남에 따라 녹조발생원인과 예측에 대한 중요성이 빠르게 인식되어가고 있다. 이에 본 연구에서는 보 구간의 연직 수온분포를 분석하고, 측정된 수온분포와 유해 남조류 세포수를 바탕으로 수체안정화도와 남조류의 발생을 비교하였다. 낙동강수계의 8개보를 선정하여 2015년 1월부터 2016년 12월까지 주 1회, 수심 1m 간격으로 측정한 수온을 분석했으며, 유해 남조류 세포수는 환경부 조류경보제 및 수질예보제에서 측정한 자료를 사용하였다. 수온 모니터링 분석 결과 2015년과 2016년 모두 5월 이후 수온성층이 형성되었고, 8월에 비교적 강한 수온성층이 형성되는 것으로 나타났다. 특히 칠곡보와 강정고령보에서 상대적으로 뚜렷하게 나타났는데 이는 수심이 깊고 체류시간이 긴 지형적 특성에 의한 것으로 판단된다. 형성된 수온성층은 안정된 상태로 지속되지 않고 주로 강우 시에 상 하층간의 수온구배가 줄어들어 혼합되는 전도현상이 관찰되었다. 수체안정화도 산정 결과 역시 2015년, 2016년 모두 수온성층 결과와 비슷하게 5월에 수체안정화도가 급증하다 9월 이후에 크게 감소하는 경향을 보였으며, index별로 Schmidt stability, Bouyancy Frequency 항목에서 이러한 경향이 뚜렷하게 나타났다. 또한 5월 이후 수체안정화도가 증가하는 시기에 남조류 세포수의 현존량도 증가하는 것으로 관찰되어 남조류의 발생과 수체안정화도의 증가는 시기적으로 일치하는 것으로 나타났다. 수체안정화도와 남조류 세포수와의 상관성은 2016년이 높았으며 그중 강정고령보에서 상관계수가 Schmidt stability는 0.78, Bouyancy frequency는 0.65로 높은 상관성을 나타내었다. 하지만 2015년의 경우 9월 이후 수체안정화도와 수온이 감소하였지만 남조류 세포수는 증가하여 경향이 일치하지 않는 것으로 나타났는데, 이는 저수온성의 남조류가 우점했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 조류 발생 및 예측 등을 효과적으로 재현하는데 있어 자료로 활용하기 위해서는 지속적인 수질 모니터링 및 기상인자 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

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Study on Introduction to Predicting Indicator of Cyanobacteria Dominance in Algae Bloom Warning System of Hangang Basin (한강유역 조류경보제에 남조류 우점 예측인자 도입에 관한 연구)

  • Kim, Tae Kyun;Choi, Jae Ho;Lee, Kyung Ju;Kim, Young Bae;Yu, Sung Jong
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.36 no.5
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    • pp.378-385
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    • 2014
  • The chlorophyll-a concentration in algae bloom warning system of Hangang basin did not predict the cyanobacteria dominance. In this study, suggest the predicting indicator of cyanobacteria dominance through analyzing the environmental factors affecting on the cell count of cyanobacteria. Firstly, the dominance of algae was analyzed with seasonal variation during Jan. 2012~Sep. 2013. The diatom dominated phytoplankton communities during the period of January~April. In the May~June, the green algae dominated. And, the dominance of algae was changed to cyanobacteria in the July~August. Also, the environmental factors affecting to cyanobacteria blooms ; nutrients (TN, TP), temperature, precipitation, dam-discharge were evaluated during the study period. Rather than temperature factor, relatively low dam discharge causes cyanobacteria to grow rapidly and create a blooms. The low dam-discharge may increase the water retention time. Finally, it is proved that a low ratio of TN to TP (<29:1) can favour the development of cyanobacteria blooms. Thus, the predicting indicator (TN:TP) have need to apply to the alarm bloom warning system of Hangang basin.

A study on the characteristics of cyanobacteria in the mainstream of Nakdong river using decision trees (의사결정나무를 이용한 낙동강 본류 구간의 남조류 발생특성 연구)

  • Jung, Woo Suk;Jo, Bu Geon;Kim, Young Do;Kim, Sung Eun
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.21 no.4
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    • pp.312-320
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    • 2019
  • 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.

Seasonal Succession of Algae in Artificial Reservoirs in Daegu City (대구지역 인공저수지 조류의 계절별 천이)

  • 이찬형;정윤숙;신상희;이순애;김용혜;홍성희
    • Microbiology and Biotechnology Letters
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    • v.30 no.3
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    • pp.282-286
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    • 2002
  • Seasonal succession of algae and water quality parameters were studied in artificial reservoirs in Daegu city from 2000 to 2001. The algal succession was evaluated with respect to dom-inant class and their frequencies. Succession order of algae in two reservoirs was : Bacillariophyceae longrightarrow Chlo-rophyceae longrightarrow Cyanobacteria longrightarrow Bacillariophyceae longrightarrow Bacillariophyceae longrightarrow Cyanobacteria longrightarrow Cyanobacteria longrightarrow Cyanobacteria. This succession order was different from other studies. The local environment condition maybe affects the succession of algae in these reservoirs. As result of correlation analysis between algal biom-ass and water quality parameters, we got low correlation coefficients. Also we got low correlation coefficients between chlorophyll-a and algal biomass. Between chlorophyll-a and water quality parameters, we got high correlation coefficients. An approach having attention to cell biovolume rather than cell number is made to understand the algal community and the ecosystem of reservoir.

Characteristics of Cyanobacterial Occurrence and Concentration Distribution of Cyanotoxins in Hoeya Reservoir (회야호의 남조류 발생 특성과 남조류 독소의 농도분포특성)

  • Choi, Young Ah;Han, Nan Sook;Lim, Eun Gyoung;Kim, Young Min;Choun, Chang Jae;Lee, Byoung Ho
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.35 no.12
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    • pp.943-952
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    • 2013
  • Algae blooms have soared recently in the lakes across the nation due to eutrophication. Blue-green algae cause unpleasant scene, produce taste and odor problem, and hinder processes in drinking water treatment. Algae toxicity monitoring has been strengthened, because the damages of wild lives and livestocks by algal toxins have been reported. Investigation on the characteristics of cyanobacterial occurrence and concentration distribution of Cyanotoxins in Hoeya reservoir have been conducted. Physical and chemical influences of water environment on cyanobacterial occurrences have also been studied. Movements of four species of Microcystin and five species of Anatoxin-a among Cyanotoxins were observed by LC-MS/MS analysis. Microcystis spp. among the cyanobacteria have mainly dominated in the Hoeya reservoir during the investigating period. The density of cyanobacteria were positively correlated with temperature and pH of water. Highest concentrations of Microcystin-LR and Microcystin-RR were $0.424{\mu}g/L$ and $0.117{\mu}g/L$ at the sampling points. Total concentration of Cyanotoxins in water coming into the water treatment plant was $0.182{\mu}g/L$, and they were not detected in treated water.

Analysis of Correlation Between the Number of Cyanobacterias and Water Quality Parameters in Geum River (금강유역의 남조류 세포수와 수질인자 간의 상관관계 분석)

  • Park, Gue Tae;Jang, Dong Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.213-213
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    • 2020
  • 최근 나타나는 지구온난화와 이상기후로 인해 가뭄과 홍수피해 같은 자연재해 발생 빈도가 높아졌고, 하천에서는 오염된 수질과 수생태계 복원 및 수변공간 조성, 수자원 관리 등의 목적으로 수질환경 개선사업이 진행되고 있다. 수질환경 측면에서 하천에서 발생하는 가장 큰 문제점으로는 녹조 즉, 남조류의 발생을 예로 들 수 있다. 본 연구에서는 최근 보 개방을 통하여 수질개선 효과가 나타나고 있는 금강을 대상으로 세종보, 공주보, 백제보 구간에 대하여 주요 수질인자에 대한 상관관계 분석을 수행하였다. 특히 남조류 세포수와 주요 하천 수질인자를 Pearson's correlation analysis를 이용하여 상관관계를 분석하였고, 보 위치별 남조류 세포수를 종속변수로 하고, 상관도가 높은 수질인자를 독립변수로 하는 다중회귀식을 도출하여 금강 내 주요 하천 수질인자의 농도에 따른 남조류 세포수 관계를 규명하고자 하였다. 분석기간은 2012년 1월부터 2019년 12월까지 보 건설 이후 시점으로 선정하였고, 월 평균 남조류 개체수가 조류경보제 발령기준 관심단계이상에 해당하는 금강수계의 3개 보에 대하여 남조류 세포수와 수질에 영향을 끼치는 인자인 강수량, (수온)W·T, (수소이온농도)pH, (용존산소)DO, (생물화학적산소요구량)BOD, (화학적산소요구량)COD, (부유물질량)SS, (총질소)TN, (총인)TP, (클로로필-a)Chl-a, (전기전도도)EC, (질산성질소)NO3-N, (암모니아성 질소)NH3-N, (인산염 인)PO4-P, (용존총질소)DTN, (용존총인)DTP, (총유기탄소)TOC 와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 측정 지점별 남조류 세포수와 상관관계가 있는 인자는 서로 상이했지만 (수온)W·T과 pH의 경우 모든 지점에서 남조류 세포수와 양의 상관관계가 나타났다. 세종보는 W·T(0.383, P<0.01), pH(0.391, P<0.05)의 양의 상관계수를 나타냈고, 공주보에서는 (수온)W·T(0.436, P<0.05), pH(0.412, P<0.05)의 양의 상관관계를 나타냈다. 백제보에서는 (수온)W·T(0.415, P<0.01), pH(0.221, P<0.01)의 양의 상관성을 나타냈다. 남조류 세포수와 수질인자 간의 상관관계 분석에 따라 통계적으로 유의한 인자 중 (수온)W·T과 pH에 영향을 받는 영양염류와 퇴적물에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료되며, 연구를 통해 제시된 남조류 세포수 다중회귀식은 주요 수질인자 농도에 따라 발생 가능한 남조류세포수를 예측하여 금강의 수질 관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Spatial and temporal variations of cyanobacteria in the river reach between Chilgok Weir and Gangjeong-Goryong Weir by lowering of the operation water level (보 수위 저하운영에 따른 칠곡보-강정고령보 구간 내 남조류의 시·공간 변동특성)

  • Park, Dae-yeon;Park, Hyung-seok;Chung, Se-woong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.108-108
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    • 2019
  • 낙동강에는 2010-2012년 4대강 사업 완료 후 8개의 다기능 보가 설치되었다. 보 설치로 인해 물의 체류시간이 증가하고 보 상류에는 정체수역이 광범위하게 형성되었다. 이후 지속된 가뭄과 여름철 고온현상이 겹치면서 남조류의 과잉성장(녹조현상)이 빈번히 발생하여 수생태계 건강성에 문제를 초래하는 등 사회적 이슈로 자리잡게 되었다. 조류의 과잉성장을 해결하기 위해 정부에서는 총인(TP) 방류수 수질기준 강화, 펄스형 방류기법 운영 등 대책을 추진하였으며, 녹조 우심지역을 선정하고 지역 특성에 맞는 대응방안을 수립하여 추진하고 있으나, 그 효과가 국부적이고 일시적이어서 근원적 대책 마련이 필요한 실정이다. 일반적으로 남조류의 과잉성장에 영향을 미치는 요소는 높은 영양염류(질소, 인)와 유기물 농도, 고온과 안정적인 성층강도, 그리고 남조류의 생리적 특성 등으로 매우 다양하기 때문에 정확한 발생 원인의 분석이 어려운 경우가 많다. 그러나, 보에 의해 흐름이 조절되는 하천에서는 유량, 유속 및 수온성층 등이 남조류 성장과 천이특성에 가장 민감한 영향을 미친다. 선행 연구사례에서는 유량과 남조류 생체량이 서로 반비례 관계를 가진다는 점과 상 하층간의 온도차(수온성층)가 남조류 우점과 밀접한 관련이 있다는 것을 보였다(Sherman et al. 1998). 따라서 최근 국내에서도 보의 관리수위를 낮추어 유속을 증가시키고 체류시간을 감소시켜 녹조문제를 완화하려는 노력이 추진 중이다. 하지만 하천의 수질은 물리적, 화학적, 생물학적 요인들의 복잡한 상호작용의 결과이므로, 단기간의 측정 결과로 보 수위 저하의 효과를 평가하는데 어려움이 있다. 따라서 이를 과학적으로 평가하기 위해서 수리 수질 생태의 연동해석이 가능한 수치모델을 활용할 필요가 있다. 수치모델은 매개변수를 충분히 보정한다면, 다른 모든 요인은 동일한 조건에서 보 수위 저하만의 영향을 예측하는데 활용가능하다. 본 연구의 목적은 낙동강 수계 중류에 위치한 칠곡보-강정고령보 구간을 대상으로 3차원 수리 수질모델인 EFDC를 구축하고, 실측 자료를 이용하여 모델을 보정한 후 보 관리수위의 저하운영 시나리오에 따른 수질과 남조류의 시 공간적 변동 특성을 분석하는데 있다.

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Development of Early Forecasting System using GIS and Prediction Model related to the Cyanobacterial Blooming in the Daecheong Reservoir of Korea (예보모델과 GIS를 기반한 대청호의 남조류 발생에 대한 조기예보시스템 개발)

  • Kim, Man-Kyu;Park, Jong-Chul;Kim, Kwang-Hoon
    • Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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    • v.10 no.2
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    • pp.91-102
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    • 2007
  • To anticipate and respond to harmful algae produced in a big artificial lake like Daecheong reservoir, development of a regional analysis computer system using GIS or RS technique is needed in addition to biological and chemical research. The purpose of this study is to develop a cyanobacterial blooming prediction model to prevent harmful algae produced in Daecheong reservoir and construct an early forecasting system based on GIS. For this purpose this paper examines previous studies related to the relationship between cyanobacteria and environmental factors in Daecheong reservoir and selects precipitation and air temperature as two important environmental factors for the development of cyanobacterial blooming prediction model. Data used in this study are water quality and weather data for three water regions in Daecheong reservoir between 2000 and 2004. Based on qualitative correlation analysis between cyanobacteria and environmental factors, this paper presents a Rump model which enables us to predict cyanobacteria in water regions of Daecheong reservoir. Under this model the prediction of initial occurrence time and growth period of cyanobacteria are possible. The model is also applied to the GIS-based early forecasting system for cyanobacteria, and finally a GIS which can predict cyanobacteria produced in Daecheong reservoir and can manage the related data is developed.

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Zooplankton Fauna and the Interrelationship Among Cladoceran Populations and Microcystis aeruginosa (Cyanophyceae) during the Cyanobacterial Blooming Season at Daecheong Lake, South Korea (대청호 남조류 대발생기의 동물플랑크톤상(相) 및 Microcystis aeruginosa와 물벼룩류 개체군 변동의 상관관계)

  • Lee, Ji-Min;Lee, Jung-Joon;Park, Jong-Geun;Lee, Jung-Ho;Yoon, Seong-Myeong;Chang, Cheon-Young
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.38 no.2
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    • pp.146-159
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    • 2005
  • Fifty-four zooplankton species from Daecheong Lake were identified during the research period from June to October 2001. The representative zooplanktons mostly comprised the index species indicating the intermediate stage from oligosaprobity to ${\beta}$-mesosaprobity. During the blooming season of blue-green algae, the population of large cladocerans like Daphnia galeata precipitously decreased in size, while rotifers and small cladocerans like Bosmina longirostris increased in population size. Therefore, soon after the peak of the blooming of blue-green algae, whole zooplankton standing crop and number of species showed the tendency of recovery, or even the sharp increase. The population size of Daphnia galeata was affected very sensitively by the change of cyanobacterial density.

Input output transfer function model development for a prediction of cyanobacteria cell number in Youngsan River (영산강 수계에서 남조류 세포수 모의를 위한 입출력 모형의 개발)

  • Lee, Eunhyung;Kim, Kyunghyun;Kim, Sanghyun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.9
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    • pp.789-798
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    • 2016
  • Frequent algal blooms at major river systems in Korea have been serious social and environmental problems. Especially, the appearance of cyanobacteria with toxic materials is a threat to secure a safe drinking water. In order to model the behaviour of cyanobacteria cell number, an exclusive causality analysis using prewhitening technique was introduced to delineate effective parameters to predict the cell numbers of cyanobacteria in Seungchon Weir and Juksan Weir along Youngsan river system. Both input and output transfer function models were obtained to explain temporal variation of cyanobacteria cell number. A threshold behaviour of water temperature was implemented into the model development to consider winter characteristic of cyanobacteria. The implementation of water temperature threshold into the model structure improves the predictability in simulation. Even though the input output transfer model cannot completely explained all blooms of cyanobacteria, the simple structure of model provide a feasibility in application which can be important in practical aspect.