• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.93-106
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• 2001

장기적인 강수량 및 지하수위 관측과 강수, 지표수 및 지하수에 대하여 동위원소모니터링을 수행함으로써, 여수지역 소규모 수계에서의 지표수와 지하수 상관관계 및 지하수의 함양특성을 고찰하였다. 지표수 및 지하수의 동위원소조성은 강우량과 강우의 동위원소조성에 직접적으로 영향을 받고 있음을 보여준다. 또한 강우량이 약 20mm이하일 경우는 강우가 지하수로 침투되지 못함을 나타낸다. 지하수의 동위원소조성은 2000년 6월과 9월사이 발생한 12번의 각 강우사건에 의해 변화된 후, 다시 지하수 저류체의 조정으로 변화되는 양상을 확인하였다. 이는 모니터링된 강우 초기에는 강우가 상층부로부터 지하수체계로 유입되고 있음을 보여준다. 혼합방정식을 이용하면 갈수기 이후 첫 번째 강우의 지하수에 침투비율은 16.5%로 산출된다. 지하수의 함양특성에 대하여 기존 방법과 결부시켜, 보완된 동위원소방법을 적용한다면, 지하수 함양율을 보다 정량적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.906-906
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• 2012

밭에서 발생하는 비점오염물질은 강우량, 강우강도, 경사도, 토양, 시비량 등에 영향을 받는다. 따라서 효율적인 비점오염물질의 관리를 위해서는 영향인자에 대한 자세한 분석이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 강원도 평창군 대관령면의 경사도가 다른 고랭지 밭 두 지점을 선정하여 비점오염물질의 유출특성을 파악하고, 향후 비점오염원의 효율적인 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구기간은 2011년 4월부터 11월까지 유출이 발생한 8회의 강우사상에 대해 모니터링을 수행하였다. 연구결과 경사도 4.9% 밭에서의 유출율은 0.05~0.48이었으며, 16.8% 경사에서는 0.31~0.57로 나타났다. 유량과 채취된 수질 시료를 이용해 EMC를 산정한 결과 경사도 4.9%인 밭에서는 SS 762.1~2422.7 mg/L $BOD_5$ 4.5~14.9 mg/L, $COD_{Cr}$ 16.1~62.0 mg/L, $COD_{Mn}$ 7.5~43.2 mg/L, TN 9.602~21.021 mg/L, TP 2.544~6.763 mg/L의 범위로 나타났다. 반면 16.8%의 경사밭에서는 SS 116.0~2015.5 mg/L $BOD_5$ 6.0~9.5 mg/L, $COD_{Cr}$ 21.9~75.4 mg/L, $COD_{Mn}$ 4.3~33.1 mg/L, TN 10.937~46.295mg/L, TP 2.611~11.197 mg/L의 범위로 나타났다. 두 지점의 유출률과 EMC를 비교한 결과, 경사가 증가함에 따라 유출율이 증가하는 것으로 나타났으며, SS를 제외한 모든 수질항목의 EMC가 증가한 것으로 나타났다. SS의 경우 경사가 큰 고랭지 밭에서 낮은 값을 보였는데, 이는 16.8%의 경사밭에서 등고선 방향으로 경운을 하여 흙 입자의 유실이 적었기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구의 결과와 같이 밭에서 발생하는 비점오염물질의 유출특성은 강우조건(강우강도, 선행무강우일수), 시비량, 토양, 지표의 피복상태 등에 따라 다르기 때문에 장기적인 모니터링을 통해 기초자료를 축적하는 것이 중요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.552-552
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• 2016

논의 경우 다양한 영향인자에 의해 비점오염물질이 배출되기 때문에 유출특성을 파악하기가 어렵다. 따라서 본 연구의 목적은 논에서 발생하는 비점오염물질의 유출 특성에 대해 파악하여 추후 효율적인 농업비점오염 관리를 위한 기초자료를 제공하는데 있다. 연구 대상지점으로 춘천시에 위치한 논 1곳(면적: $11,130m^2$)을 선정하였으며. 2014년 5월부터 9월까지 총 11회(9회 유출)의 강우 사상에 대한 오염물질별 오염부하 및 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC)를 산정하였다. 모니터링기간 동안 발생된 강우량의 범위는 2.6~95.8 mm로 나타났으며, 선행무강우일수는 0.59~21.2일, 강우강도는 0.33~5.13 mm/hr의 범위로 나타났다. 총 유출량은 $0.16{\sim}497.3m^3$, 유출율은 0.01~0.47(평균 0.24)의 범위로 나타났다. 오염물질별 EMC는 SS 17.1~55.3 mg/L(평균 31.9 mg/L), BOD 1.9~9.7 mg/L(평균 4.2 mg/L), COD 3.6~18.9 mg/L(평균 8.3 mg/L), TOC 3.4~17.4(평균 6.4 mg/L) mg/L, T-N 1.64~7.17 mg/L (평균 3.79 mg/L), T-P 0.16~1.04 mg/L(평균 0.44 mg/L)의 범위로 나타났다. 각 강우사상에 대한 단위면적당 오염부하는 SS 0.005~19.56 kg/ha, $BOD_5$ 0.001~1.70 kg/ha, $COD_{Mn}$ 0.003~3.15 kg/ha, TOC 0.002~1.81 kg/ha, T-N 0.001~0.822 kg/ha, T-P 0.00003~0.115 kg/ha의 범위로 산정되었다. 논의 경우에는 초기유출 발생에 따른 오염부하의 급격한 변화가 없었고, 누적오염부하량비의 그래프도 강우사상의 기울기가 직선에 가깝게 나타났다. 하지만 지속적으로 오염물질을 배출하는 경향과 다양한 조건에 따라 배출양상이 달라지기 때문에 효과적인 관리를 하기 위해서 장기적인 모니터링 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2017

최근 지구온난화에 따른 기후변화로 인하여 전 세계적으로 가뭄, 홍수 등의 극한 기후사상이 발생하고 있다. 그 중 가뭄의 발생은 다른 수문학적 재해와는 다르게 장기간에 걸쳐서 발생하고 그 피해 범위가 광범위하게 나타난다. 또한, 기후변화를 고려한 다양한 기후예측모델의 예측 결과는 가뭄 재해가 앞으로 더 심각해질 수 있다는 전망을 하고 있다는 점에서 그 심각성이 더욱 대두되고 있다. 이러한 가뭄을 효과적으로 감시하고 평가할 수 있는 방안이 필요로 하게 되며, 기존의 가뭄지수(drought index)의 단점을 보완할 수 있는 수단으로 높은 활용성을 갖고 있는 위성영상자료를 활용한 효과적인 가뭄모니터링 기술의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 가뭄을 시 공간적으로 모니터링하기 위해서 위성자료를 활용하였으며, Terra/Aqua 위성의 MODIS 영상자료 와 TRMM 및 GPM 위성의 강우자료를 활용하여 가뭄을 감시할 수 있는 가뭄지수 인 VHI(Vegetation Health Index), DSI(Drought Severity Index), Water Balance Method를 산정하였다. 산정된 지수의 정확도를 정량적으로 평가하기 위하여 가뭄 피해조사 결과에 의한 2001년 및 2014-2015년 농업적/수문학적 가뭄피해지역과 위성기반 가뭄지수에 의한 가뭄모니터링 결과 간의 ROC 분석을 통해 위성자료 기반 가뭄감시의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구의 결과를 통하여 위성영상 자료를 통하여 산정되는 가뭄지수의 기상학적/농업적/수문학적 가뭄감시 기능 및 적용성이 정량적으로 평가될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권3호
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• pp.165-175
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• 2010

급속한 산업화, 도시화 및 경제성장으로 다양한 개발사업이 발생하였다. 다양한 개발사업으로 인하여 각종 오염물질이 발생하였으며, 발생된 오염물질은 자연적으로 형성된 물순환 시스템이 아닌 인위적으로 형성된 물순환 시스템으로 인하여 하천 및 호소로 직접 유입되어 수질이 악화되고 있는 실정이다. 강우시 다양한 토지이용에서 발생하는 비점오염원이 큰 원인으로 나타나고 있다. 본 연구는 강우시 발생하는 비점오염물질 처리를 위한 저류 및 침투기능을 포함하는 한국형 비점오염저감시설인 Eco-Bio Filter (EBF)를 개발하고자 한다. EBF 시설은 저류 및 침투기능을 포함하며, EBF Test-bed를 공주대학교 천안 캠퍼스 내에 설치하여 다양한 강우사상에 대하여 모니터링을 수행하였다. 현재 모니터링 결과를 활용하여 기술의 문제점을 분석하고 개선하는 과정이 진행되고 있으며, 본 연구에서는 개선된 EBF 기술을 제시하였다. 오염물질별 저감효율을 분석한 결과, 입자상 물질, 질소, 인, 중금속에 대하여 70% 이상의 높은 저감효율을 나타내었다. 이러한 연구결과는 향후 국내 강우특성에 맞으며 도시의 생태를 확장할 수 있는 새로운 비점오염기술을 개발하는데 기초자료로 활용될 것이며, 저영향개발(LID) 중 하나가 될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.178-184
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• 2014

본 연구에서는 기존 CSOs (Combined Sewer Overflows) 모니터링에 비해 비용효과적이며 유지관리가 용이한 모니터링 시스템 구축의 적용성 검토를 위해 10.2 ha 규모의 배수면적이 포함된 우수토실에서 2회의 강우이벤트에 대해 전기전도도 데이터 및 토연모델을 이용하여 CSOs 유량 및 수질을 예측하였다. 강우이벤트별 전기전도도 희석률에 의한 유량예측결과 실측값과의 결정계수($R^2$)는 모두 0.86 이상으로 나타났으며, 다양한 강우이벤트에 적용이 가능한 예측식 산정을 위해 선행건기일수 및 강우지속기간 2가지를 추가 매개변수로 고려하여 회귀식을 보정한 후 적용한 결과 전기전도도 희석률만을 고려한 결과에 비해 $R^2$는 0.50에서 0.80, 오차범위 40% 이내에 포함된 상대오차 누적빈도는 54.1%에서 68.5%로 예측값의 정확도가 개선되었다. CSOs 수질은 별도의 입력자료 없이 매개변수의 보정만으로 예측값 산정이 가능한 토연모델을 적용한 결과 강우 이벤트별 실측값과의 $R^2$는 BOD 0.64~0.97, SS 0.70~0.95의 범위를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.435-435
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• 2012

농경지 중에서 밭은 논보다 농약 비료 사용률이 매우 높기 때문에 논에 비해 비점오염물질 배출량이 훨씬 심각한 것으로 조사되고 있어 밭경지 비점오염저감기법 개발 및 체계적인 제어대책 수립이 무엇보다도 절실하다. 현재 선진국을 중심으로 다양하게 제시되고 있는 밭경지 비점오염 제어기법들 중 초생대에 대한 성공적 연구사례 및 적용사례에 대한 자료가 상당히 많이 제시되고 있으나, 우리나라의 경우 초생대를 적용한 밭경지 비점오염저감에 대한 기술개발 및 체계적인 연구가 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 초생대의 현장설치 및 모니터링을 통해 초생대의 비점오염부하 저감효과에 대한 기초조사를 실시하고 우리나라 밭경지에서의 적용가능성을 알아보고자 한다. 초생대 현장 실험을 위한 시험포는 경상북도 군위군 효령면에 위치한 경북대 농생대 부속농장 밭경지 $1,500m^2$ (455평)를 선정하였다. 시험포는 1개의 대조구와 6개의 처리구로 구성하였으며, 각 시험구의 크기는 길이 12m ${\times}$ 폭 4m (초생대 길이 2m ${\times}$ 폭 4m 포함)로 하였다. 초생대 조성을 위한 초종선정은 초생대 조성이 용이하고 관리효율성이 높은 초종으로서 손쉽게 구할 수 있고, 우리나라 기후와 토양특성에 적합하며 초생대 기능에 부합한 것으로 선정하였다. 초생대 시험포장에 재배할 작물은 우리나라 대표 밭작물인 콩으로 선정하였으며, 작물재배를 위한 퇴비, 비료, 제초제 등은 농촌진흥청에서 제시한 표준재배법에 준하여 시용하였다. 초생대 비점오염저감효과를 평가하기 위해서 시험포장에 플륨, 수위계, 강우계 등으로 구성된 모니터링시스템을 설치하였으며, 플륨의 수위-유량 캘리브레이션을 실시하였다. 실험을 위해 2회의 인공강우와 1회의 자연강우에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과 초생대 조성이 유출률에 상당한 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 인공강우의 경우 초생대 설치에 따라 유출률의 범위가 14.5~95.8% 정도로 감소되는 현상을 보였으며, 자연강우에서도 6.1~11.3% 정도의 유출률 감소를 보였다. 초생대 시험구별 유출률에 차이를 나타낸 이유는 현장실험시의 시험구별 지면조건과 초생대 초종별 특성(초장, 경경, 밀도 등)의 차이에 기인한 결과로 사료되었다. 비점오염저감효과 측면에서는 기존 밭농사 방식을 그대로 채택한 대조구에 비해 초생대 시험구에서 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~87.8%, T-N의 경우 6.7~91.1%의 저감율을 각각 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 초생대 기법이 우리나라 밭경지 비점오염부하를 저감시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-73
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• 2021

도시화와 산업화로 인하여 불투수면적이 증가함에 따라 강우유출에 의한 비점오염원이 수계에 미치는 영향이 커지고 있다. 과거에는 비점오염원을 관리하기위해 장치형 시설(BMP)이 많이 사용되었으나 최근 LID(Low Impact Development)기술을 통해 자연적으로 처리하는 기술이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 자연형 시설 중 식생체류지에서의 강우 모니터링을 실시한 데이터를 토대로 SWMM 모델을 통해 다양한 강우사상을 모의하였다. LID 모델링 연구의 특징으로 실데이터가 자연시설을 통해 얻은 결과이기 때문에 단기간 데이터로는 정확한 모델링 자료를 구축하기 어려워 정확한 모델을 구현하기가 힘들다는 특징이 있는데, 본 연구에서는 3년간 모니터링한 데이터를 통해 정밀한 모델을 구축하였다는 점에서 의의가 있다. 총 18회 모니터링한 실데이터를 모의하였으며, 유입량과 유출량, 오염물질 5개항목의 제거효율을 모의하였다. 성능평가를 실시한 결과 7개 항목 대부분이 우수한 지표를 나타내었으며, 상대적으로 TN과 TP 항목이 모의성능이 낮은 것으로 나타났다. 미래에는 우리나라도 상수도 시스템과 하수도 시스템이 실질적으로 통합되어 운영되는 통합물관리 시스템이 도입될 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구결과는 미래형 통합물관리시스템에서 강우를 초기에 관리하는 단계에서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단되며, 설치예상지역의 강우유출저감 및 오염물질 저감 정도를 사전에 예측할 수 있으며, 이를 통해 식생체류지의 과다설계를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.413-422
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• 2014

국내의 수질정책은 하천으로 방류되는 방류수의 농도를 규제하는 방식에서 총량을 규제하는 방식으로 바뀌었다. 또한 수질오염총량관리제가 실시되어 각 수계의 구역별로 목표 수질이 정해지게 되었다. 수질오염총량관리제가 성공적으로 이행되기 위해서는 점오염원 및 비점오염원으로부터 배출되는 오염물질의 부하량을 정확하게 파악해야 한다. 이에 본 연구는 농촌의 밭지역을 대상으로 27회의 강우유출수 모니터링을 실시하였으며, 모니터링 결과를 활용하여 밭지역으로부터 배출되는 오염물질의 부하량 및 원단위 등을 산정하였다. 그 결과, 유기물질인 BOD 및 $COD_{Mn}$의 경우 오염물질의 평균 유출농도는 10.5mg/L와 19.6mg/L로 나타났으며, 영양염류인 TN과 TP는 4.5mg/L 및 2.4mg/L로 분석되었다. 한편, 국립환경과학원에서 제시한 원단위 산정 공식에 의해 산정된 원단위는 BOD $31.8kg/km^2/yr$, $COD_{Mn}$ $56.7kg/km^2/yr$, TOC $8.5kg/km^2/yr$, TSS $560.9kg/km^2/yr$, TN과 TP는 각각 $8.3kg/km^2/yr$ 및 $5.1kg/km^2/yr$로 산정되었다. 이러한 모니터링 결과는 연구자마다 그 결과 값에 차이가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이에 정확한 원단위 산정을 위해서는 장기적인 모니터링이 이루어져야 할 것으로 판단된다.