• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.232-232
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• 2023

고속도로 및 편의시설 건설로 불투수층의 면적이 증가하여 강우 시 고속도로 및 편의시설에서 발생하는 오염원에 의한 하천의 수질 영향도 커지고 있다. 특히 휴게소에서는 자동차의 급가속, 급감속으로 더욱 많은 분진과 오염물질이 발생할 수 있으며 타이어 마모 입자, 자동차 배기가스, 중금속 및 오일류 등이 휴게소나 도로 지표에 집적되어 있다. 이렇게 발생한 오염물질은 우기에 강우와 함께 불투수면을 침투하지 못하고 배수로를 통해 유출되어 인근 하천의 수생태 및 토양의 주요 오염원으로 작용하고 있다. 이에 따라 고속도로 및 인근 휴게소의 비점오염 저감대책이 필요하며 효율적인 비점오염원 저감을 위해 장기적인 모니터링, 지속적인 자료 수집 및 분석이 필요하다. 본 연구에서는 강원지역 고속도로 및 인근 휴게소에서 강우 시 강우유출수 모니터링을 통해 강우유출수 유량가중평균농도 (Event Mean Concentration) 산정하고 강우유출수 수문곡선 (hydrograph)을 작성하였다. 또한 강우사상에 따른 분석항목별 초기세척효과(First Flush Effects)와 오염부하량을 산정하였다. 추가적으로 차량 기인 입자를 확인하기 위해 μ-FT-IR 현미경 분석 실험을 하였다. 모니터링 장소는 휴게소 및 고속도로 일원이며, 모니터링은 선행무강우일수 2일 이상, 강우량 10mm 이상일 때 실시하였으며 2022년 6월부터 10월까지 총 4회 실시하였다. 모니터링 결과 타이어 및 브레이크 패드 마모와 관련된 중금속인 Zn, Cu, Pb 등의 중금속이 높게 분석되었으며 이러한 중금속의 오염부하량 역시 높게 산정되었다. 강우유출수 수문곡선에서 강우 초기 오염물질의 세척효과가 나타났다. MFFn 산정 결과 강우 30% 구간에서 초기세척효과를 보였다. μ-FT-IR 현미경 분석 결과 PE (Polyethylene)가 가장 많이 검출되었고 PP (Polypropylene), PS (Polystyrene) 순으로 검출되었다. 이러한 강우유출수 모니터링 데이터는 향후 고속도로 휴게소 및 고속도로 주변 오염저감 시설 설치 및 사회적 동참을 위한 타당한 근거 확보를 위한 기초자료로서 제공될 수 있을 것이다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.38 no.4
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• pp.46-52
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• 1996

비점원오염은 여러가지가 있는데 그 중에서 농약에 의한 오염은 통제나 관리가 어려워서 효과적인 관리방법으로 IPM개념의 도입이 가장 적합하다고 판단되며, 미국에서 실제 적용 해본 결과 우리나라에서도 지형적 특성이나 농업형태에 따라 적용할 수 있는 가능성이 있으며 이 부분에 관한 연구가 필요하다. 농약이란 제거 또는 억제하고자 하는 생명체에 위해를 가하는 화학약품이기 때문에 다른 생명체에도 정도의 차이는 있으나 위해를 끼칠 수 있다. 이러한 농약성분들은 일정한 기간 약효를 나타내는 것이 특징인데,제품에 따라서는 자연분해가 느려서 생태계에 오랫동안 잔류하는데, 이 경우에 잔류농약이 사용목적외에 다른 생태계로 이동하여 피해를 입히고 인체의 건강에도 악영향을 미치게 된다. 이처럼 생태계뿐만 아니라 인체의 건강에 직접적으로 피해를 줄 수 있는 농약은 사용에 신중을 기하고, 되도록 사용량을 감소시켜야 하며, 환경친화형인 농약제품의 개발과 안전하고 손실이 적으며 효과적인 농약투입방법의 사용이 요구된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.440-440
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• 2012

본 연구에서는 수질관리 및 기후변화(온실가스 저감) 등에 부응할 수 있는 SRI 벼재배 방법을 국내 논에 적용하여 농업비점오염원과 온실가스 저감효과를 측정하고 비교하여 SRI의 환경개선효과를 평가하고자 하였다. 시험포는 대조구인 상시담수처리구(관행, 재식거리 $30{\times}15cm$)와 SRI 물관리 처리구로 조성하였다. 각 시험포에는 관개배수시설 및 관개량을 측정할 수 있는 수도계량기, 유출량 측정을 위한 플륨 및 수위계 그리고 온실가스(메탄 및 이산화질소)를 측정하기 위한 아크릴재질의 Chamber를 설치하였다. 관행 및 SRI 시험포에 이앙할 모의 재배품종으로 오대벼를 공시하고 모든 시험포의 경우 1주당 3-5본씩 기계이앙을 실시하였으며, 물관리를 제외한 시비와 제초 등의 영농관리는 동일하게 수행하였다. 메탄($CH_4$)과 아산화질소($N_2O$)는 주 2회, 오전 9시 12시에 60 mL 주사기로 주기적으로 시료를 채취하여 GC로 분석하였다. 그리고 관개기간동안 관개량, 강우량 그리고 강우 유출량을 측정하고 수질시료를 채취하여 오염부하를 산정하였다. SRI 시험포의 SS, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$, BOD, TN, TP의 총 오염부하량은 각각 583 kg/ha, 210.8 kg/ha, 70.1 kg/ha, 30.7 kg/ha, 56.1 kg/ha, 3.55 kg/ha로서 관행 시험포의 오염부하량에 비해 27.1~46.0%의 오염물질 저감 효과를 보였다. 그리고 각 시험포별 온실가스 메탄과 아산화질소의 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산하여 이산화탄소($CO_2$) 기준으로 산정한 결과, 관행은 14.2 톤/ha 그리고 SRI 물관리 처리구 4.0 톤/ha로 관행 대비 SRI 처리구에서 71.8%의 온실가스 감축효과를 나타내었다. 따라서 SRI 벼재배기술은 논 비점오염부하 및 온실가스 저감을 위한 효과적인 최적영농관리방법인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.966-970
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• 2009

경기도 용인시, 오산시와 화성시 지역의 농업용수와 공업용수의 공급원으로 이용되고 있는 신갈호는 현재 유입하천으로부터 미처리된 도시하수, 공장 폐수, 축산 폐수 등의 점오염원 및 도시 지역 불투수층에 쌓여있는 오염물질인 비점오염원이 무분별하게 유입되어 수질이 매우 악화되어 용수로의 사용이 어려운 지경에 달하였으며, 자연정화능력도 감소하는 등 심각하게 오염되었다. 또한 최근에는 신갈호 유역의 개발에 따른 토지이용 변화로 신갈호 유역의 총오염부하량이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 날로 심각해지는 신갈호 유입하천의 비점오염원 조사를 통해 신갈호 및 유입하천의 기초데이터의 확충 및 현황 파악을 하고자 하였다. 본 연구에서는 강우 시 신갈호로 유입되는 3개의 유입지천인 신갈천(SG), 지곡천(JK), 공세천(KS)에서 비점오염부하량을 산정함으로써 강우 시 호소로 유입되는 총오염부하량 및 비점오부하량의 비율을 알아보고자 하였다. 강우사상에 따른 총 오염물질 부하량은 EMC 농도를 구한 후 총 유출유량을 곱하고 총 강우지속시간을 곱하여 산정하였다. 조사결과 강우기에 있어서 거의 모든 항목의 농도는 평수기보다 매우 높은 수치를 나타냈다. 특히 SS 농도는 토사의 하천유입으로 인해 다른인자에 비해 큰 변동폭을 나타내었으며, COD와 T-P는 토양입자에 흡착되어 함께 이동하기 때문에 SS와 밀접한 관계를 가졌다. 강우시의 각 유입하천별 오염부하 기여율은 SG의 경우 SS 74.1%, BOD 64.4%, COD 65.7%, T-N 63.8%, T-P 73.8%를 나타내었다. JK의 경우 SS 25.4%, BOD 31.5%, COD 30.5%, T-N 32.5%, T-P 24.2% 였고, KS의 경우 SS 0.5%, BOD 4.1%, COD 3.8%, T-N 3.7%, T-P 2.0%를 나타내었다. 강우시의 각 유입하천별 오염부하 기여율을 평수기때의 오염부하 기여율과 비교하였다. 비교결과 SS의 경우는 SG가 강우시에 74%, 평수기에 83%, BOD의 경우는 강우시 64%, 평수기 80%, T-N은 강우시 64%, 평수기에 84%, T-P의 경우는 강우시 74%, 평수기에 82%로 모든 항목에서 평수기에 신갈천이 신갈호의 오염부하에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났는데, 이는 강우시 지곡천의 기여율이 평수기 보다 상대적으로 높아지기 때문인 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.37 no.10
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• pp.551-557
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• 2015

This study analyzes potentially hazardous sub-watersheds from non-point source pollution areas using an HSPF model. The watershed of the Juam dam reservoir was divided into 29 sub-watersheds, and the flow, BOD, TN and TP concentration for the Juam dam watershed were evaluated from 2009 to 2012 using a watershed model, with a warming period from 2009 to 2010. The results of the watershed model agreed well with the flow and water quality field measurements. The calculated average non-point source loadings were BOD of 8.8 and $9.1kg/day/km^2$ in 2011 and 2012, respectively; TN of 9.7 and $10.1kg/day/km^2$ in 2011 and 2012, respectively; and TP of 0.30 and $0.33kg/day/km^2$ in 2011 and 2012, respectively. The non-point source loading of the Bonghwa stream watershed was calculated, and predominantly assessed upstream of the Boseong river. Additionally, the Miryeok, Jangpyeong, Yuleo, Guam, Seokgyo, Mundeok, Incheon, and Bongnae stream watersheds, with extensive agricultural areas, were assessed to be potentially hazardous areas in terms of non-point source management. In this study, HSPF model was applied in order to aid in the selection of non-point source reduction facilities for the Juam dam watershed, where they were evaluated as to whether they would be applicable for non-point source management.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.566-566
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• 2016

정부의 4대강 물 관리 종합대책에 따르면, 수계 전체 오염원중 비점오염원이 차지하는 오염부하가 22~37%에 달하는 것으로 추정되고 있다. 하지만 이러한 중요성에도 불구하고 농업지역 비점오염물질 저감을 위한 대책은 논과 밭과 같이 농경지에 관한 것이 대부분이었으며, 축산은 관리 기준의 가장 기초라고 할 수 있는 지목분류기준에 조차 별도의 기준이 없는 실정이다. 가축분뇨공공처리시설과 가축분뇨자원화시설은 가축분뇨를 처리하여야 하는 점오염원이지만, 차량 운반시 발생되는 일부 분뇨와 처리장 세척 시 발생되는 일부 오염물질들이 비점오염원으로 작용하고 있으며 이에 대한 관리가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가축분뇨공공처리시설과 가축분뇨자원화시설에서 강우시 발생되는 유출특성을 분석하였으며, 이를 통해 가축분뇨처리시설의 비점오염 관리 처리시설 설치 시에 중요한 기초자료로 활용하고자 한다. 본 연구에서는 경상북도 영천시, 경기도 용인시, 전라북도 정읍시, 강원도 횡성군 등 축산밀집 지역을 대상으로 연 5회 강우시 모니터링을 실시하였으며, 모니터링자료를 바탕으로 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC)를 산정하였다. 영천시 가축분뇨자원화시설의EMC 산정결과 평균 BOD 5.1 mg/L, TN 6.90 mg/L, TP 0.91 mg/L로 산정되었으며, 용인시 개별처리농가의 경우 BOD 6.8 mg/L, TN 3.74 mg/L, TP 1.04 mg/L로, 횡성군 가축분뇨공공처리장의 경우 BOD 4.5 mg/L, TN 3.56 mg/L, TP 1.60 mg/L로, 정읍시 가축분뇨공공자원화시설의 경우 BOD 4.3 mg/L, TN 6.82 mg/L, TP 0.48 mg/L로 산정되었다. BOD, TN은 영천시 가축분뇨자원화시설에서 가장 높게 나타났고, TP의 경우 횡성군 축산폐수공공처리장의 경우 높게 나타났다. 유출특성을 분석한 결과 가축분뇨자원화시설의 경우 대부분 콘크리트 기반으로 조성된 토지위에 조성되어 강우시 유량은 급격하게 상승하며, 강우가 종료되면 바로 감소하는 불투수층 지역의 특성을 나타났다. 본 연구에서 분석된 유츨특성과 EMC는 비점오염 처리시설이나 가축분뇨공공처리시설 설치시 기초데이터로 활용이 가능할 것으로 판단되며, 향후 가축분뇨처리시설의 지속적인 모니터링과 모니터링지점 확대로 자원화시설 강우유출수의 DataBase화를 통한 지속적인 연구 및 관리가 되어야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.457-457
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• 2011

저영향개발(LID, Low Impact Development)은 물순환체계 개선을 위해 녹색 공간의 확보, 자연형 공간 조성, 자연상태의 수문순환 기능의 유지 기법 등을 활용한 개발 대상지에서의 강우유출 및 비점오염원의 영향을 최소화할 수 있는 새로운 방법이다. LID는 강우 유출수의 지하침투, 강우 종료시 증발산량의 확보, 강우 유출수의 재이용 등을 통한 강우 유출량을 최소화하는 것에 그 목적이 있다. LID 방법은 우수저류 공원, 생태저류지, 지붕층 저류공원, 보도 저류공간, 인공습지, 완충녹지대, 수목 보존지대, 지붕층 배수관, 강우 저장조, 투수성 포장, 토양 개량, 불투수층 최소화, 비점오염원 저감 등으로 효율성, 경제성, 유연성, 합리성, 토지 가치증대 등의 장점이 있다. 영산강 수계의 BOD 배출부하량이 점오염원(21,019kg/일)과 비점오염원(50,047kg/일)의 비율이 3:7 로 비점오염원 배출부하량이 훨씬 큰 상태이다. 특히, 광주광역시, 농업용 토지, 축산계 등의 비점오염원이 영산강 수질에 크게 영향을 미치고 있다. 따라서 본 연구에서는 비점오염원의 영향이 큰 영산강 수계를 대상으로 앞으로 이루어지는 개발계획을 분석하여 LID 기법을 적용하였을 때 영산강 수질에 미치는 영향을 모델링을 통해 예측하고자 한다. 수질개선에 어느 정도의 효과가 있는지 검증하기 위해 국내 실정에 맞고 QUAL2E 모델을 근간으로 WASP5 모형의 장점들을 접목시켜 Bottle BOD의 반응기작 및 조류의 생산에 의한 유기물 증가, 탈질화 반응 등 정체수역에서 일어날 수 있는 반응기작을 모의할 수 있도록 보완한 QUALKO2 모형을 이용하여 그 효과를 모의하고자 한다. 본 연구를 통해 LID 기법이 도시화에 영향을 얼마나 덜 주는지, 수계의 비점오염원 효과를 통해 물순환 체계의 개선이 어느 정도로 어루어지는지에 대한 효과를 검증을 할 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.496-496
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• 2022

차량 운행이 많은 고속도로, 주차장, 교량 등의 불투수 면적에서 발생하는 비점오염 물질은 차량에서 발생하는 배기가스와 연료, 부품 등이 비강우시 노면에 축적된 후 강우시 유출되는 특징을 가진다. 고속도로 휴게소의 경우 넓은 부지에 주차장이 위치하고, 대부분 불투수면으로 설계되었으며 차량이용대수에 따라 수질오염물질, 중금속 등이 축적되어 강우시 초기에 다량의 오염물질이 유출되는 특징을 가진다. 특히, 휴게소 노면 배출지점에서 강우시 약간의 탁수 유입과 함께 유기물, 영양염류의 농도가 다소 높았으며, 중금속은 주로 Pb, Cu, Zn의 농도가 높게 나타나는 것으로 연구 되었다. 본 연구는 고속도로 휴게소에서 발생하는 오염물질의 특성을 파악하기 위해 실시하였다. 휴게소 및 고속도로 인근에서 평시 발생하는 오염원의 차량 기인 여부를 판단하기 위해 비강우시 고속도로 노면 및 휴게소 오염원 배출 지점에서 토사 및 입자 샘플링을 실시하였으며, 이를 통해 입자에 흡착된 중금속 오염도 및 차량기인 여부를 판단하였다. 본 연구를 통해 고속도로 휴게소에서의 초기강우시 오염물질 처리방안 계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of agriculture & life science
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• v.45 no.5
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• pp.97-103
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• 2011

The purpose of this study was to analyze the pollutant reduction effect for non-irrigated crop land by nonpoint source pollution control. For a field scale monitoring, 6 plots (5m width and 22m length) and 3 sediment traps were installed. At the outlet of each plot, the stage gauges were installed for runoff monitoring. For a rainfall monitoring, tipping bucket rain gage was installed within the experiment site. Through the artificial irrigation, runoff from the plots were monitored. The SS, TOC, T-N, T-P, COD, NTU of sampled water were analyzed by standard methods. The SS, TOC, T-N, T-P, COD, NTU concentration of initial runoff were 15.00, 1.54, 5.27, 0.07, 4.72, 0.45mg/L, respectively. Four hours later than the initial runoff, the concentration was changed to 1.00, 0.94, 4.06, 0.01, 0.60, 0.33 mg/L, respectively. As a result of artificial irrigation, three out of four sediment traps were filled with runoff water from the experimental plots. One sediment trap was not filled with runoff water because the artificial irrigation was not supplied for two experimental plots. The stage of sediment traps were gradually lowered. However, the water quality didn't showed a decrease trend as the stage went down because the suspended solid was not equally collected during the water sampling.

• Journal of Wetlands Research
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• v.25 no.2
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• pp.99-110
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• 2023

Non-point source (NP) pollutants in an agricultural landuse are discharged from a large area compared to those in other land uses, and thus effective source control measures are needed. To develop appropriate control measures, it is necessary to quantify discharge load of each source and evaluate the degree of water quality improvement by implementing different options of the control measures. This study used Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF) to quantify pollutant discharge loads from different sources and effects of different control measures on water quality improvements, thereby supporting decision making in developing appropirate pollutant control strategies. The study area is the Gyeseong river watershed in Changnyeong county, Gyeongsangnam-do, with agricultural areas occupying the largest proportion (26.13%) of the total area except for the forest area. The main pollutant sources include chemical and liquid fertilizers for agricultural activities, and manure produced from small scale livestock facilities and applied to agriculture lands or stacked near the facilities. Source loads of chemical fertilizers, liquid fertilizers and livestock manure of small scale livestock facilities, and point sources such as municipal wastewater treatment plants (WWTPs), community WWTPs, private sewage treament plants were considered in the HSPF model setup. Especially, NITR and PHOS modules were used to simulate detailed fate and transport processes including vegitation uptake, nutrient deposition, adsorption/desorption, and loss by deep percolation. The HSPF model was calibrated and validated based on the observed data from 2015 to 2020 at the outlet of the watershed. The calibrated model showed reasonably good performance in simulating the flow and water quality. Five Pollutants control scenarios were established from three sectors: agriculture pollution management (drainge outlet control, and replacement of controlled release fertilizers), livestock pollution management (liquid fertilizer reduction, and 'manure management of small scale livestock facilities) and private STP management. Each pollutant control measure was further divided into short-term, mid-term, and long-term scenarios based on the potential achievement period. The simulation results showed that the most effective control measure is the replacement of controlled release fertilizers followed by the drainge outlet control and the manure management of small scale livestock facilities. Furthermore, the simulation showed that application of all the control measures in the entire watershed can decrease the annual TN and TP loads at the outlet by 40.6% and 41.1%, respectively, and the annual average concentrations of TN and TP at the outlet by 35.1% and 29.2%, respectively. This study supports decision makers in priotizing different pollutant control measures based on their predicted performance on the water quality improvements in an agriculturally dominated watershed.