• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2127-2131
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• 2008

본 연구는 자연생태하에서 지속가능한 태양에너지와 생태계작용에 의한 수질개선기법을 개발하기 위하여 생태연못을 설치하여 수질부하가 발생함에 따라 생태연못에 에너지를 순환시켜 생태적 수질정화 기능을 강화하는데 목적을 두었다. 본 연구에서 생태연못(Eco-Pond) 시스템의 수질개선 원리는 수중(유입수)의 침전, 유기산 생성, 메탄 발효, 호기성 산화, 광합성 산소배출 및 병원균 제거 등을 촉진시키기 위한 목적으로 축산농가 및 마을단위의 축산 및 생활하수 유입부에서 생태연못을 두어 수질을 개선하는 공법 즉, 산화조(Oxidation Pond)에 SolaBee 시스템을 결합한 모델을 제안하였다. 에너지 순환장치를 이용한 수질개선 방안으로는 태양열 연못 내에 물순환장치를 만들어 수체를 효율적으로 순환시키고 공기를 혼합시켜 부영양화가 진행되는 연못이 수질을 자연친화적으로 개선시키도록 하였다. 따라서 연구결과 태양에너지는 다른 자연에너지(풍력 등)에 비해서 에너지 밀도는 낮지만 지역의존성이 적고 그 양이 방대하여 21세기 중요한 에너지원으로 사용가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 에너지 순환구조를 가진 생태연못 시스템은 우리나라 중소규모의 농촌 및 축산농가에 보급 될 수 있는 수질개선 시스템이다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권2호
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• pp.191-195
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• 1999

유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제59권4호
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• pp.433-441
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• 2020

본 연구는 교란 정도가 다른 정수역 연못에서 수서곤충 분포 특성을 이해하고자, 2018년 3월부터 2020년 6월까지 제주도 궁대오름 일대 3곳의 인공연못(연못 1, 2, 3)과 2곳의 자연연못(연못 4, 5)에서 조사를 진행하였다. 총 3목 15과 50종의 곤충이 확인되었으며, 잠자리목 4과 14종, 850 개체, 노린재목 6과 14종, 4,391 개체, 딱정벌레목 4과 22종, 2,014 개체가 확인되었다. 수서곤충의 개체수와 종의 수는 상대적으로 기존 동식물 생태계가 안정적으로 잘 조성된 자연연못에서 인공연못보다 높게 나타났다. 인공연못의 경우도 수초 등을 도입하여 재조성한 경우 개체 수와 종수가 회복되는 현상을 보였다(연못 1). 잠자리목 유충은 포식자인 대형 어류가 존재하지 않고 성충의 진입이 차단되지 않는 연못에서는 다수 발견되었다. 노린재목의 경우 식식성인 물벌레과의 곤충들이 전체적으로 많이 발견되었으며, 딱정벌레목은 식물생태계 분포에 따라 물진드기과의 개체수에 영향을 받았다. 이렇게 수서곤충상 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 지형과 수생식물을 통한 은신처와 포식자의 존재가 가장 큰 것으로 파악되었으며, 잠자리목에서 가장 큰 영향을 받는 것으로 판단되었다. 본 결과는 향후 습지를 복원 및 인공 습지를 조성하거나 종 다양성 보전을 위한 기초 자료로 유용할 것으로 생각된다.

• 환경기술인
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• 통권171호
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• pp.52-55
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• 2000

• 한국환경농학회지
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• 제17권1호
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• pp.70-75
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• 1998

실험결과 최종처리수의 $BOD_5$를 30mg/l 이하로 유지하는 것이 충분히 가능하다. 최종처리수의 총질소와 총인은 축산폐수처리시설의 방류수 수질기준보다 월등히 낮다. 연못상층에서 조류(Algae)가 성장하면서 질소와 인을 흡수하기 때문이다. 연못시스템은 질소와 인을 동시에 제거하는 장점이 있다. 최종처리수의 평균 SS가 $30mg/{\ell}$ 보다 다소 높아 2차처리 수준의 방류수 수질기준을 충족시키지 못하는 경우가 발생할 수 있으나 연못상층의 조류(Algae) 성장에 원인이 있어 문제가 되지 않는다. 2차연못과 3차연못의 SS는 거의 조류가 차지하고 있다. 조류를 회수하여 사료로 사용하거나 처리수를 유기농업 관수로 이용하여 조류를 비료로 이용하는 재활용 방법이 바람직하다. 실험 연못시스템의 모델은 연못의 수, 연못의 종류, 각 연못의 크기, 유입폐수의 $BOD_5$ 부하량을 적절히 조절하면 액상폐수(뇨${\cdot}$오수)뿐아니라 분${\cdot}$뇨${\cdot}$오수를 동시에 처리할 수 있다. 국내 여건에서는 중소규모 축산시설의 폐수를 처리하는데 연못시스템이 적합하며, 토지확보가 가능하면 대형 축산폐수 공동처리시설로 사용할 수 있다. 대부분 축산농가에 설치되어 있는 간이정화조와 산화구를 연못시스템으로 대치하여 이들의 낮은 처리효율의 문제점을 해결할 수 있다고 사료된다. 다른 처리기법에 비해 연못시스템은 관리운영에 적은 인력과 경비가 소요하여 노동력이 부족한 농촌지역에 적합하다.

• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.674-684
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• 2018

본 연구에서는 도시 내 유휴공간을 대상으로 자연적이고 쾌적한 커뮤니티 공간 창출을 위해 LID(low impact development) 기법을 활용한 생태연못 건설을 추진하였다. 생태연못의 제원은 면적 $110m^2$, 평균 수심 $0.45{\pm}0.02m$이며, 하상재료는 자갈(gravel) (diameter ${\leq}60mm$), 모래(diameter ${\leq}2mm$), bentonite로 구성하였다. 조성된 생태연못의 연간 유량 특성을 파악하기 위해 강우 및 수심 모니터링을 실시한 결과, 1년간 조사된 총 강우량은 1,287 mm이며 7, 8월에 전체의 약 71.3% (918 mm)를 차지하는 계절적 불균형을 보였으나 보조수원의 공급으로 인해 연간 평균수심은 $0.45{\pm}0.02m$로 거의 일정하게 유지되었다. 기초수질의 연간 경향은 수온($5.2{\sim}28.8^{\circ}C$), DO (5.0~13.8 mg/L), EC ($113{\sim}265{\mu}S/cm$) 등의 사례를 볼 때 계절에 따른 증감을 나타내었다. 이화학적 수질 중 BOD, COD, TN, TP의 경우 10월 이후에 증가하는 경향을 보였으나 $NH_3$나 $PO_4{^{3-}}$는 전반적으로 낮았다. 식물플랑크톤 지표인 Chl-a와 BGA (blue green algae)는 7~8월에 급격한 상승을 보였으며 정체수역의 특성에 따라 녹조류(Selenastrum bibraianum, Pediastrum boryanum 등)와 사상형 남조류(Phormidium sp.)가 주요 종으로 출현하였다. 수중 이온($F^-$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$)은 보존성 물질인 $Cl^-$와 강한 상관관계를 보였다(R=0.70~0.97, p<0.05). 결론적으로 생태연못의 수질은 계절변화 또는 강우와 같은 외부 환경에 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 유량의 증감과 밀접한 관계가 있음을 보였다. 이러한 결과를 근거로 향후 유휴공간에 적용된 생태연못의 효과적인 수질관리 및 생물다양성 증진을 위해서는 본 연구에서 조사된 특성들을 참고하여 생태적으로 상호 연계성 있는 고찰이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.319-325
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• 2014

연못형습지(Pond Wetland)는 우리나라 농업경관에서 많이 분포하고 있다. 이러한 연못형습지는 생물다양성을 위한 중요한 자원으로 평가 받는다. 하지만 연못형습지(Pond Wetland)에 대한 연구는 유형분류에 그치고 있다. 따라서 본 연구는 연못형습지의 생태계서비스(Ecosystem Service) 기능을 알아보았다. 연구방법은 총 3단계로 기능분석, 기능도출, 중요도 분석의 순으로 진행하였다. 선행연구를 분석하여 총 22가지의 기능을 도출하였다. 전문가 설문 결과 22개 항목 중 생물, 환경, 사회문화 분야에 각 4 기능씩 총 12개 기능으로 선별하였다. 항목간 AHP(Analytic Hierarchy Process)를 실시하여 기능별 중요도를 산출하였다. 중복된 기능은 통합하여 연못형습지의 생태계서비스 기능 10가지(1. Water Storage & Irrigation, 2. Vegetation Diversity, 3. Amphibian & Reptile Habitat, 4. Water Purification, 5. Aquatic Insect Habitat, 6. Nutriments Control, 7. Groundwater Recharge, 8. Fishery Habitat, 9. Eco-Experience & Education, 10. Aesthetic landscape)를 도출하였다. 향후 기능별 중요도 분석과 경제적 가치 지표를 적용하여 연못형습지의 생태계서비스 평가에 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제37권5호
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• pp.24-30
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• 2009

일반인들의 접근이 통제되며 도시의 기반시설의 역할을 하던 신월정수장은 서남권의 대표적인 테마체험형 공원으로 조성된다. 도시민에게 휴식공간을 제공할 뿐 아니라 정수장이라는 특수한 기존 성격을 공원 조성에 적극적으로 반영하여 재활용함으로써 도시공원의 새로운 모델을 제시한다. 주변 도시구조와의 단절로 인한 밀집된 주거지의 다양한 요구를 수용할 수 없는 공간구조를 가지고 있으며, 도시속의 섬처럼 떠다니고 있다. 중요한 자원 요소인 숲을 공원의 한 요소로 생각하고 적극적으로 주변 도시구조와 연결하였으며, 도시 공원의 경계를 열고 확장하여 도시민들의 다양한 요구를 수용하고 변화에 유연하게 대처할 수 있는 공원구조를 제안하고자 한다. 장소와 재료를 활용한 계획으로는 기존의 침전조는 몬드리안 정원으로 여과조는 문화센터로 기존연못은 생태적 연못과 소리분수로 기존관사지역은 열린풀밭(Open Green Field)으로 설계하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.171-176
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• 2000

조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.508-515
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• 2006

본 연구는 식물플랑크톤과 입자성 부유물질에 의해 수질문제를 야기하는 연못의 수질개선과 생태계의 기능 향상을 위해 2004년 7월부터 12월까지 수행되었다. 국내에서 대다수 연못의 관리는 자정작용과 물질순환의 생태학적 개념을 고려하지 않고 있었다. 다른 요인보다도 분수, 폭포 및 어류생물 사육에 의존되었고, 이러한 요인의 유무에 따라 수질 차이가 매우 큰 것으로 파악되었다. 연못 생태계 유지의 지속 가능성은 수질이 최우선으로 고려되는 기반이 제공되어야 한다. 물의 유입량과 유출량의 적절성과 함께 각 요소간 비율의 평형 조절이 무엇보다도 중요하다. 지속 가능성은 하나의 계에서 수평 또는 수직적 균형을 이룰 때 실현될 수 있기 때문에 이에 대한 연구 결과가 반드시 필요하다. 본 연구 결과에서 연못의 구조와 기능적 문제점이 도출된 데 대해 이러한 지속가능성을 유지하는데 가치 있는 유용성을 제공하게 되었다.