• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2056-2060
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• 2008

도시하천의 오염원은 점오염원과 비점오염원으로 분류되어 점오염원은 하천유입 전에 차집하여 하수처리장에서 처리하는 체계가 갖추어져 있으나 전체 오염부하량의 $30%{\sim}40%$ (BOD기준)로 추정되는 비점오염원은 차집되거나 처리되지 않고 그대로 하천에 유입되고 있는 실정이다. 비점오염원은 불특정 오염원으로서 지표의 오염물질이나 합류식 하수관거의 하수가 강우에 의해 발생한 유출과 함께 하천으로 유입(CSOs)되어 우천 시에 하천을 오염시키는 가장 큰 원인이 되고 있으므로 이의 저감하기 위한 효과적인 비점오염원 관리방안이 요구된다. 본 연구에서는 대상유역인 부산광역시에 위치한 온천천 유역을 주요토구별 43개 유역으로 구분하여 SWMM(Storm Water Management Model)을 구축하였고 개별 토구에 Divider를 설치하여 일정 차집량을 초과하는 유량은 처리장으로 유입되는 것으로 모의하였다. 장치형 처리시설은 농도에 따라 일정효율을 가지고 처리시설의 임계유량을 초과하는 경우는 미처리되어 방류되는 것으로 가정하였으며 처리장으로 차집된 유량도 처리장의 시간최대 유량을 초과하는 유량은 간이처리 후 방류되는 것으로 가정하여 시나리오에 따라 모의하였다. 각 토구별로 처리시설을 설치한 경우의 처리효율과 차집비율을 증가시켜 처리장에서 일괄처리하는 경우의 처리효율을 차집비율별로 검토하여 최적의 차집비율을 검토하였다. 또한 오염원 관리측면의 면적당 축적부하량 저감과 발생량 관리측면의 토구의 차집비율 증가 및 토구에 대한 처리시설 설치비율에 따른 효율을 검토하여 처리효율, 오염원 저감 및 차집비율에 대한 상관관계를 도출하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.363-366
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• 2009

환경부는 2000년대에 들어 수질오염총량관리제의 정책 도입으로 하천과 호소의 수질개선에 노력을 기울이고 있으며, 개발사업과 관련된 비점오염원에서의 비점오염물질 관리를 요구하고 있다. 포장율이 높은 토지이용 변경사업, 즉 교량, 도로, 고속도로 등의 개발 사업은 특히 비점오염원 관리를 요구하고 있다. 그러나 현재 국내에 적용되고 있는 비점오염저감시설은 대부분 소규모 장치형 시설이며, 유지관리가 어렵고 저감효율이 낮은 단점이 있다. 최근에는 장치형 시설보다 생태친화적인 기능을 가지며 녹색 및 생태축 연결이 가능한 자연형 시설을 적용하는 방향으로 정책이 변화하고 있다. 이러한 조건과 더불어 기후변화에 능동적으로 대응하기 위해서는 교량의 경우 소규모 인공습지를 조성하여 녹색축 연결, 비점오염원 관리가 바람직하다. 따라서 본 연구는 도로와 교량의 녹색축을 연결하고 비점오염물질을 저감할 수 있는 소규모 HSSF 인공습지를 개발하고자 한다. 본 연구를 통해 개발된 소규모 HSSF 인공습지는 입자상 오염물질 제거를 위한 침강지, 용존성 및 미립자의 제거를 위한 습지부로 구성되어 있으며, 녹색축 및 생태공간 확보를 위한 습지의 식생부분이 존재하고 있다. 특히 본 기술은 교량내에서 처리하는 site control 방식으로 외부 유도를 통한 처리기술이 아니기에 비용경제적으로 효율성을 가지고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.242-246
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• 2012

우리나라의 경우 비점오염원에 의한 오염부하 기여도가 점차 증가하면서 '06년 관련 법규 개정을 통해 일정 규모 이상의 개발사업에 대해서는 비점오염저감시설 설치를 의무화하였으며, '11년 기준 국내에는 약 6,000여개 이상의 저감시설이 설치되었다. 해당 시설에 대한 모니터링 결과 장치형에 비해 자연형이 처리효율 및 유지관리 측면에서 유리한 것으로 보고되면서 환경부는 개발사업에 대해 저영향개발기법(LID)의 적용을 의무화하는 방안을 추진 중이다. 개발사업에 있어 LID는 토지이용기법을 통해 우수 유출과 오염원 유출을 저감하고자 하는 기법으로, 비용 및 유지관리 측면에서는 유리하나 기존 단위시설 적용기법에 비해 계획적인 요소가 강해 적용 확대 및 의무화가 용이하지 않은 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 적용 확대와 관련된 문제점을 분석하고 적용 의무화를 위해 필요한 대안을 모색해 보고자 하였다. 이를 위해 해당 기법 자체가 가지는 한계와 제도적인 문제점을 분석하였으며, LID 기법의 확대 적용을 위해 필요한 대안을 제안하였다. 분석 결과, LID 기법은 기존 장치형 시설에 비해 계획기법의 측면이 커 기술개발이 어려울 뿐만 아니라, 저감시설의 적용여부에 대한 검증도 곤란한 것으로 분석되었다. 또한, 처리효율 계량화가 어려워 오염총량제와 연계된 오염부하 삭감효과 인정이 곤란해 확대 적용에 한계가 있는 것으로 나타났다. 상기의 분석결과에 근거할 때, LID 기법의 확대 적용은 국내의 제도적 여건 및 LID 기법 자체의 한계를 감안하여 단계적으로 추진되어야 할 것으로 판단되며, 조속한 확대 시행을 위해서는 다음의 방안 마련을 제안한다. 첫째, 적용 여부에 대한 판단이 모호한 단점을 보완하기 위해 적정 적용여부를 심의할 수 있는 인증제도 도입을 제안한다. 이 제도는 친환경건축물인증제도 등 기존 유사 제도에 항목을 추가하는 방법과 별도의 제도를 신설하는 방법이 가능할 것이다. 둘째, 처리효율 정량화를 위해 기존 농도 위주의 처리효율 개념을 벗어나 유량 개념의 처리효율 산정이 필요하다. 즉, 처리용량 범위내에서 외부에 유출없이 우수저류 및 침투가 가능한 경우 전량 처리되는 것으로 간주하는 방식이다. 연구결과로 제안한 LID 기법 적용에 대한 인증제도 마련과 유량개념의 처리효율 산정방안이 도입된다면, 보다 조속한 시일내 LID 기법의 확대 적용이 가능할 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.80-89
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• 2017

국내에서는 비점오염 저감 및 LID 시설에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 수로형 인공습지에 의한 강우 유출수 처리에 대한 연구를 시행하였다. 비점오염저감시설 주변 비닐하우스 지역의 면적은 22.7ha이며 강우 시 비닐하우스지대를 관통하면서 유출되는 비점오염 오염물질을 처리한다. 2006년부터 2008년까지 총 17번의 모니터링을 시행하였으며 다양한 강우를 대상으로 모니터링이 수행되었다. 17회의 모니터링을 통해 얻어진 TSS의 저감효율 범위는 78.3~92.0%로 나타났으며, BOD의 경우 49.5~63.4%, COD의 경우 56.4~66.1%, TN의 경우 28.2~45.5%, TP의 경우 35.6~45.3%로 나타났다. 총 17회의 모니터링 저감효율 범위에 대한 평균값을 산정한 결과, TSS의 경우 86.0%로 나타났으며, BOD의 경우 51.6%, COD의 경우 60.1%, TN의 경우 30.1% 그리고 TP의 경우 53.5%로 나타났다. 연구대상 식생수로에서 제거되는 오염물질은 다른 저류형 습지와 달리 주로 입자상 오염물질이었는데 그 이유는 기하학적 형태 및 구조적으로 체류시간이 짧고 유기물질과 질소 등 용존성 유기물질의 제거에 기여하는 생물화학적 처리환경의 조성에 한계가 있기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.283-287
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• 2011

농업비점오염원의 오염원 관리를 위해서는 오염물질의 발생과 운반에 직접적으로 영향을 미치는 농업수문학 기술에 바탕을 두고 우리나라의 집약농업의 특성을 정확히 반영할 수 있는 최적관리방법의 개발과 비점오염저감효과를 검증할 수 있는 현장실험이 수반되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 지표피복재를 이용하여 밭의 토양침투를 증가시고 유속 및 유출량 감소를 통해 토양유실과 비점오염원을 저감하고자 하였다. 실험방법은 실제 영농과 동일하게 무를 재배한 뒤 볏짚거적을 이용하여 밭의 토양 표면을 피복하여 유량과 수질농도를 측정하였다. 연구기간 동안 총 3차례(2010년 9월 9~12일, 9월 21일, 10월 2~3일)의 강우가 발생하였고, 이때 발생한 강우량은 각 359.2 mm, 49 mm, 28.8 mm이였다. 각 시험포에서 볏짚거적으로 인해 저감된 유출량의 저감효율은 볏짚거적을 피복하지 않은 나지상태의 밭 보다 약 33∼75%의 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 75%의 유출률 저감 효과가 가장 크게 나타난 강우사상은 30 mm 이하의 강우가 발생한 10월 2~3일의 강우사상에서 나타났다. 강우량과 강우강도는 28.8 mm와 1.92 mm/hr으로 나타났으며, 이때 발생한 유출량은 나지에서 $0.36\;m^3$, 볏짚거적을 피복한 시험포에서는 $0.08\;m^3$이 발생하였다. 나지상태와 볏짚거적을 피복한 시험포의 오염부하의 값을 비교한 결과 볏짚거적을 피복한 시험포에서 $BOD_5$ 항목은 64.3%, SS 80.8%, $COD_{Mn}$ 66.7%, DOC 80.2%, T-N 56.6% 그리고 T-P 56.1%의 오염부하 저감효과가 나타났다. 본 연구의 결과와 같이 지표를 볏짚거적으로 피복할 경우 시험포에서 유출시작 시간 지연효과와 강우에 의한 첨두유출량 및 유출량 감소 효과가 나타나는 것으로 나타났으며, 연구결과는 농업 비점오염원의 최적관리를 위한 과학적 근거자료 제공 및 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2015

비점오염의 특성에 대해 지속적으로 연구 중이지만 수문특성과 연관성이 크다 보니 그 일관성에 대해 확실한 기법이 개발되지 않았다. 기법 개발과 효과적인 오염원 관리를 위해 SWMM 등의 모형을 활용하고 있지만 투입된 노력과 시간에 비해 그 효율성이 매우 적은 편이다. 이런 부분을 보완하고자 본 논문에서는 기존의 비점오염량 산정방법이 아니라 낙동강유역의 도시화 특성 및 수문/기상자료와 처리장 운영자료를 활용한 차별화된 원단위법을 통해 비점 배출 부하량 산정방법을 제시하려고 한다. 배수구역 내 관거 시스템을 합류식으로 가정하였고 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장의 강우 유입량, 하수처리장의 우회유량(Bypass 유량), 하수처리구역의 CSO 유량 3가지로 구분 지었다. 유입 방류자료와 강우자료를 활용하여 임계강우량을 3mm로 설정하여 3mm이상일 경우에 우회유량이 발생한다고 가정하였고 우회유량 발생시 오염부하량 산정은 건기평균유량에 유량변동부하율을 곱하여 시간최대유량으로 전환한 후 강우 지속기간 동안만 우회유량이 발생하는 것으로 가정하였다. CSO 유량은 처리구역/배수구역 면적비에 따라 3개의 그룹으로 구분한 뒤 검증된 SWMM-온천천 모형의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 유사한 소유역을 각 그룹의 대표유역으로 선정하였다. 선정된 소유역의 CSO 유량과 수문현상의 비선형적인 관계를 고려할 수 있는 신경망 기법을 적용하여 강우특성에 따른 CSO 오염부하량 산정을 실시하였다. 산정결과를 바탕으로 각 하수처리장별 비점저감 기여율을 산정한 결과 대구북부 처리장에서 21.56%로 가장 높은 효율을 보여줬으며 거창가조 지점에서 0.11%로 가장 낮은 효율을 보여주는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 낙동강유역 내 위치한 하수처리장의 효율성에 대해 알 수 있으며 개선되어야 할 처리장들을 알 수 있었다. 또한 획일화된 방법이 아닌 차별화된 원단위법을 통한 오염부하량 산정은 앞으로의 연구방향에 있어서 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.481-488
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• 2011

금강수계의 논산 양지리에 위치한 인공습지는 축산폐수처리시설에서 방류되는 처리수의 추가처리와 함께 강우시 유역에서 유출되는 비점오염물질을 처리하기 위하여 설치되었다. 본 시설은 2008년 설치된 이후부터 시설검증을 위한 모니터링을 수행중에 있으며 본 연구결과는 시설의 설치 직후로부터 1년간의 모니터링 결과를 정리한 것이다. 모니터링 결과, 평균 오염물질 저감효율은 TSS가 86%, BOD가 60%, TN은 45%, TP의 경우 70%로 산정되었다. 대부분의 모니터링에서 입자상 물질과 인의 평균 저감효율이 60% 이상의 높은 저감효율을 보이는 반면 질소의 경우 축산폐수의 높은 질소농도에 비해 낮은 유기물 농도에 의하여 낮은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 따라서 유출수내 질소제거능 향상을 위해서는 긴 수리학적 체류시간 및 추가적 DO공급이 필요한 것으로 평가되었다.

• 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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.140-150
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• 2016

본 연구는 VFSMOD-w 모형을 이용하여 비점오염물의 관리를 위한 식생대 설치 시 파종 식물의 종류, 식생대의 길이, 강우 조건이 저감 효율에 미치는 영향을 살펴보는 것을 목적으로 수행되었다. 연구를 위한 대상 지역으로 청미천 유역 내 원부교 부근의 나지를 선정하였다. 수정된 Manning의 조도계수가 동일한 값을 가지는 식물체의 경우 토사 저감 효율이 동일하게 계산되는 결과가 도출되었고, 식생대의 길이 및 식물체의 파종 간격이 토사 저감 효율에 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인되었다. 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 약 2배 증가할 때 토사 저감 효율이 많은 차이를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나, 특정 길이 이상일 경우 대부분의 토사가 포착되는 것을 의미한다. 따라서 식생대의 설치는 식생대 설치지역의 강우 특성을 고려하여 적절한 식물체의 파종 간격 및 식생대 길이를 결정지어야 한다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1788-1792
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• 2007

한강 "수변구역"에서 비점오염물질의 공공수역 유입을 억제하기 위한 다양한 방법들 중에서 보편적이고 자연친화적인 방법은 다양한 생물의 서식공간이며, 동시에 본류로 유입되는 과정에서 수질을 정화시키는 수질개선 공간인 수변완충구역, 또는 지대를 설정하여 관리하는 것이다. 그러나 이러한 수변완충지대 효과 분석 및 설정에 관한 연구는 국내에서 아직 수행되지 않았다. 본 연구의 목적은 수변구역의 자정능력을 높이는 것은 물론 그 밖의 하천 연안에서 비점오염물질의 차단과 처리능력을 증진시키고 수변 생태계의 서식처 보전 및 복원을 위해서 수변완충지대의 수질정화 기술개발과 생물다양성을 창출하는 수변완충지대 조성 기법을 개발하는데 있다. 본 연구에서는 기존 수변완충지의 추가적인 조성과 보완, 시험완충지 생태구조 및 기능 기초조사, 시험완충지 오염부하 저감효과의 실험 및 분석, 수변완충지대 설치 구상 등의 연구를 수행하여 수변완충지대 조성 시 설정 폭을 산정할 수 있게 하였다. 수행 지역은 한강수계 지역으로 남한강 수변인 경기도 양평군 병산리에서 실시하였으며, 잔디와 갈대, 갯버들, 혼합지역, 자연그대로의 상태(대조지역)의 5 구역으로 구분하였고, 거리별, 깊이별 샘플을 채취하여 유입수에 대한 오염물질 제거효율을 도출하고, 이를 이용하여 수변완충지대의 설계 시 필요한 유역의 폭, 면적, 길이 등과 같은 설계인자를 도출할 수 있도록 하였다.