• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.262-262
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• 2017

새만금 유역의 농업비점오염원은 총수질오염원의 68%로 많은 비중을 차지하고 있다. 이는 새만금 유역의 농업비점오염원을 제어하지 못하면 새만금 담수호의 수질에 악영향을 미친다는 의미이다. 또한, 국내 논 용수 이용량은 국가수자원 총 이용량의 40.5%으로 많은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서 논 배출수의 수량 및 수질관리가 농촌 비점오염 물질 관리에 매우 중요하다. 현재 많은 연구자들이 농촌 비점오염 물질을 저감하기 위하여 다양한 최적관리기법에 대한 실험을 실시하였다. 그러나 대부분 시험포를 조성하고 제한된 실험조건에서 효과를 검증한 연구 결과로 실제 농민에게 최적관리기법을 보급하여 그 효과를 검증한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새만금유역 내 논에서 실제 영농활동을 실시하고 있는 농민들에게 최적관리기법 중 하나인 물꼬장치를 보급하고 물꼬 높이를 조절하게 함으로써 농민 스스로 비점오염물질을 저감 할 수 있도록 장려하였다. 연구 대상지점은 전라북도 부안군 백산면 용계리 일대 논이며, 연구 기간은 5월부터 9월까지로 영농 활동기를 대상으로 모니터링을 실시하였다. 물꼬 높이 조절은 중간낙수기 이전은 7 cm, 중간낙수 이후와 비영농기에는 물꼬 높이를 12 cm로 높여서 유지하도록 하였다. 농민 스스로 물꼬 높이를 조절하여 비점오염물질을 저감할 수 있도록 물꼬 보급 이후 정기적으로 교육을 실시하였다. 이후 영농 활동기별 유출량을 비교한 결과 관행 대비 평시 14%, 써레질 및 이앙기 3%, 강우시 15%, 중간낙수 기간에는 11%, 완전 물떼기 기간에는 10%의 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 각 필지별 농도 및 오염부하 비교 결과 배수물꼬 적용에 따라 통계적으로 유의한 결과를 나타내지는 않았다. 배수물꼬 장치를 설치할 경우 유출량을 저감에는 큰 효과가 있었으나 농도를 줄이는데 에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 하지만 본 연구 결과는 2016년 1년간의 짧은 연구기간동안의 자료이므로 추가적인 장기모니터링 연구를 통해 더 많은 자료구축이 필요하다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.6
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• pp.439-446
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• 2009

Nitrogen balance in the regional scale which was calculated the difference between nitrogen input and output was estimated to assess the impact of rice cultivation on water environment. Nitrogen balances in Gyeonggi province, where nitrogen concentration in irrigation water was high and in Chungnam province, where nitrogen absorbtion by rice was high, were -5.4 and -8.3 kg $-8.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, respectively. Nitrogen balances of paddy field in Gangwon province, where nitrogen output was small and irrigation water was clean, and in Gyeongnam province, where organic matter content of soil was high and rice yield was low, were 4.9 and $14.0kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, respectively. Average nitrogen balance and total nitrogen absorption of paddy field in Korea were estimated to $-0.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ and $-3,315Mg\;yr^{-1}$, respectively. When the nitrogen concentration in irrigation water was increased by $1mg \;L^{-1}$, nitrogen balance of rice paddy changed by $-2.91kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$. Also, when nitrogen fertilizer applied was decreased from 110 to $90kg\;ha^{-1}$ and the same harvest was maintained, the nitrogen absorption by rice paddy from irrigation water was estimated to increase by 10,600 Mg per year in Korea. However, in cases, the harvest was reduced to either 90% or 85%, nitrogen balances were changed from -11.7 to -2.3 and $2.4kg\;ha^{-1}$, respectively. These results suggest that the reduction of nitrogen fertilizer use may not always lead to a negative nitrogen balance and sustainable agriculture can achieve by not cutting down the use of fertilizer only but by reduction of fertilizer application concurrently by maintenance of harvest and by utilization of environmental characteristics such as nutrient contents in irrigation water and soils.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.475-475
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• 2017

본 연구는 급변하는 기후변화에 대응하기 위한 이동식 전처리 여과취수장치 및 이를 이용한 물 생산용 취수시스템에 관한 것으로 홍수시나 가뭄시 이물질과 부유물질의 제거를 통해 후속 여과 장치의 부하 경감과 여과 효율의 극대화를 꾀할 수 있고, 필요시 비상용수 및 생활용수로 신속히 활용할 수 있는 시설에 관한 것이다. 기존 이동식 물생산장치의 수처리 공정은 1NTU 내외의 깨끗한 물이 유입되지 않으면 여과기(RO SYSTEM) 막이 폐색되어 생산된 물의 수질이 일정치 않아 재난 시 활용하는데 어려움이 있었다. 반면에 본 연구의 물 생산용 취수시스템은 전처리 여과취수를 통해 이물질과 부유물질의 제거가 가능하여 후속 여과 장치의 부하 경감을 통해 유지관리비용 최소화와 여과 효율의 극대화를 꾀할 수 있고, 필요시 신속히 생활용수로 활용할 수 있으며, 다양한 급수원(하천, 저수지, 댐, 지하수 등)을 통한 수량 확보가 가능하고, 평상시 다용도(하천정화, 녹조제거, 도로 청소, 조경수 등)로 사용이 가능한 물생산시스템이다. 또한, 비상시 이동식 차량에 탑재하여 이동 및 운반이 가능할뿐만 아니라 저수지나 댐 또는 하천 등의 원수를 취수하여 이중 관 구조의 여과기를 통한 전처리로 지속적인 여과력을 발휘하여 이물질이나 부유물질을 신속히 제거하고, 역세척수 공급으로 여과재를 쉽게 역세척할 수 있어 여과 성능의 저하를 방지할 수 있다. 본 연구에서의 이동식 전처리 여과취수장치는 다양한 조건에서의 수치모의를 수행하여 평상시나 비상시 다용도의 필요수량을 확보할 수 있도록 장치의 최적화를 수행하였으며, 이를 통해 안정적인 수자원 확보와 활용이 가능하고, 국내 물 시장에서 물생산시스템의 다양성을 확보하여 국민경제에 기여할 수 있고, 향후 물 부족 국가의 ODA 사업에 진출하여 수출증대 효과를 얻을 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.485-485
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• 2017

현재까지 국내에서는 미래에 발생할 수 있는 물 부족을 전망하고 이를 해소할 수 있는 여러가지 방안을 제시하는 수자원계획을 수립하고 있다. 대표적인 예로 국가수자원장기종합계획을 들 수 있으며 목표연도에 대한 사회 경제적 요인의 변화를 전망함으로써 용도별 수요량을 산정하고 공급가능량을 함께 고려하여 물 수급 전망을 수행하고 있다. 이 때 주요공급원으로는 하천유출량과 함께 건설되어 운영 중이거나 계획 중인 댐과 광역 및 공업용수도를 고려하고 있으며 산정된 수요량과 공급량을 통해 물수지 분석을 수행한 후 지역공급원으로 지하수 및 농업용저수지를 추가로 고려하고 있는 실정이다. 다시 말해 지하수에 대한 고려는 최근 이용하였던 암반지하수량을 미래에도 동일하게 이용가능하다는 가정 하에 분석을 수행한다는 것이다. 하지만 기후변화, 물이용패턴, 하천수질변화 등으로 인해 지하수량의 변화가 예상되고 있어 현재와 동일하게 이용할 수 있다는 지하수 관련 가정은 현실성이 떨어진다고 할 수 있다. 따라서 미래에 대한 물 수급 전망에 있어 지하수를 중요한 공급원으로 고려하여 분석할 필요가 있으며 이를 평가하고 분석할 모형의 개발이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 기존의 수자원평가계획 모형인 K-WEAP모형과 지하수 모의 모형인 MODFLOW를 연계하여 지표수-지하수를 통합적으로 분석할 수 있는 K-WEAPccia ver 2.0을 개발하였다. 이 모형에서는 지표수-지하수 상호작용을 모의하기 위해 4가지 옵션을 개발하였으며 하천 또는 하도구간에 대한 지하수 유입량과 유출량을 직접 입력하는 방법, 모형 자체적으로 직접분석할 수 방법(토양수분방법 또는 하천과 지하수간의 관계 규명 방법) 및 MODFLOW와의 연결을 통해 지하수를 모의할 수 있도록 하였다. 개발된 모형을 통해 향후 물 수급 전망에 있어 주요한 공급원인 지하수를 함께 모의할 수 있도록 함으로써 보다 현실적이고 합리적인 수자원계획을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.352-352
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• 2020

통합물관리 (IWRM; Integrated Water Resources Management)란 생태계의 지속가능성(sustainability)을 해치지 않으면서, 공평한 방법(equity)으로 경제·사회·복지를 극대화(efficiency) 할 수 있도록 물과 토지 및 관련 기타 자원들을 조화롭게 개발하고 처리하는 과정을 말한다. IWRM 패러다임은 전 세계적 및 국가별 물관리 상황에 따른 시대적 이슈에 따라 변천하고 있고 1992년 리우 정상회담 이후 물위기 극복을 위한 새로운 패러다임으로 정착, 물재해 심화에 따라 2000년대 물안보라는 국가 차원의 과제로 발전하였다. 이에 이미 전세계 국가의 68%이상이 도입중이며 모든 국가로 확산 중에 있다. 그러므로 본 연구에서는 향후 통합수자원관리 측면에서의 우즈베키스탄 내 업무와 환경을 분석하여 표준화된 수자원정보화 방향을 제시하고 통합물관리를 위한 통합물관리시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 우즈베키스탄은 기본적으로 물관리 여건이 매우 불리한 물스트레스 국가로 분류되고 있다. 국가 내에서 필요로하는 대부분의 수자원이 양적으로 매우 부족하고, 강수량의 지역, 시기별 변동폭 역시 매우 크게 나타나고 있다. 또한 이용가능한 수자원을 작물재배가 가능한 시기에 농업용수로 80%이상을 취수하고 있어 심각한 물부족에 시달리고 있는 실정이다. 지정학적으로는 연강수량이 평균 400mm정도로 나타나고 있어 국내에서 생산되는 물 이외에는 국내를 통과하는 시르다리야, 아무다리야 강의 상류에 위치한 키르기즈스탄, 타지키스탄에서 생성된 물을 하천에서 취수하여 사용하고 있는 실정으로 제한된 수자원을 효율적, 합리적으로 이용하는 데 있어 관리기술의 개선이 필요하다. 수자원의 대부분은 수자원부에서 산하 관리조직을 통해 중앙에서 통제하에 관리하고 있으나 국가간, 지역별 용수배분, 갈등이 심하되고 있는 상태에 있으며 이러한 점을 해결하기 위한 상류-하류간 연계, 수량-수질간 연계, 지표수-지하수 연계 등을 위한 법적, 제도적 기반이 미흡한 상태이다. 이러한 우즈베키스탄 내 IWRM 도입의 필요성을 기반으로 통합물관리를 위한 시스템 구성요소를 도출하고 구축을 위해 고려해야 할 사항 및 발전방향을 본 연구를 통하여 제시하고자 한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.11
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• pp.861-867
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• 2007

This Research analyzes the consumers' willingness to pay(WTP) for residential water on severe drought condition. The 7 large cities and 32 chronicle drought regions have been selected for this research survey. Results show that the consumers of large cities, which are relatively rich, think water quality is more important than quantity, but the consumers of 32 chronicle drought regions expressed just opposite. Dichotomous choice and open-ended questionnaire are mixed for the survey and Tobit model is applied in the analysis. As we expected, the higher the education level, the number of household member, and the income, the higher the WTP. When there is 25% reduction of supply, the WTP is about $2 per month. Contrary to the expectation, WTP is just slightly increased for 50% of water supply reduction. This is because of the resistance of tax as well as the limited actual experiences of water shortage so, they underestimated it. In any cases, actual WTP for actual water shortage is much higher than this result. More effective water supply and distribution schedule must be ready as a national and local level to prepare severe drought in the near future. Consumers are willing to pay higher price than the current level for water security. Water distributional system should be reconsidered and alternative source of water also be prepared.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.478-478
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• 2022

섬진강은 하굿둑이 없는 열린 하구로서 하구로부터 약 21km까지 조석의 영향을 받아 강물의 염도가 시간에 따라 변하는 환경이다. 오랫동안 섬진강 하구는 다양한 원인으로부터 바다화로 대표되는 염하구 문제가 지역 현안 사항으로 제기되어 왔다. 상류에서의 용수사용 증가로 인한 하천 유하량 감소 또한 그 원인들 중 하나로 판단됨에 따라 실제 하구까지 내려오는 하천유량과 바다로부터 유입되는 해수를 구분하여 정량화하는 연구가 필요한 사안이다. 본 연구의 목적은 섬진강 수계 하구에서의 다양한 생태환경을 보전하기 위한 적정 염분유지가 요구됨에 따라 섬진강하구 염분계측기(섬진강대교)를 설치하여 염분농도를 관측하고 하천유량, 하천취수 및 해양조위에 따른 염분농도 변화를 모의하여 하천유량과 염분과의 관계를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 수치모델을 이용하여 상류로는 구례군(송정리) 수위관측소부터 하류로는 여수해만 및 문의리까지의 구역을 설정하고 광양조위, 하동수위 및 고정식 염분 계측기 관측염분농도 자료를 이용하여 수치모델링의 재현성을 검증하였다. 검증 결과, 결정계수(R²)는 0.87(하동수위), 0.93(광양조위), 0.56(섬진강대교 염도)를 나타냈다. 모델 검보정 후 하천유량에 따른 염분변화 실험을 실시하여 염분농도 거동을 분석하였다. 모델 결과, 섬진강하구에서의 염분거동은 소조기때 염분체류 현상으로 인해 대조기 거동과는 큰 차이를 나타냈다. 따라서, 모델링 결과를 이용한 유량-염분 조견표는 각각 대조기와 소조기로 구분하여 산정하였다. 대조기때는 송정유량이 10톤/초의 평균갈수량이 흐를 경우 다압에서의 취수량이 2.52톤/초 ~ 4.63/초로 증가할수록 18.8psu ~ 19.9psu로 증가하였다. 소조기의 경우는 25.5psu ~ 25.7psu로 대조기와 비교하여 크게 증가됨을 나타냈다. 본 연구의 결과는 객관적인 생태환경 보전을 위한 적정염분농도 범위가 도출된다면 이를 유지하기 위한 필요유량과 필요유량을 확보하기 위한 장단기적인 대책수립이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.10a
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• pp.41-42
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• 1995

기존의 정수처리 공정은 응집-침전-급속여과처리를 주로 사용하면서 생물 활성탄처리-오존처리 등을 거치는 공정으로 이루어져 왔다. 그러나 응집제의 투여시 최적 응집제량, 최적 응집제 투여위치, 교반시간, pH 조절 등 번거러운 test가 선행 되어야 하며 처리수에 남아있는 응집제에 의해 2차 오염을 일으켜 침전조의 부지 면적에 따른 대형화등을 초래할 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 보완하고 장치의 간소함, 높은 효율의 유지에 따른 후처리 공정의 부하감소 및 운전 조건 인자등의 감소라는 경제적 효과를 기대할 수 있는 막분리공정이 도입되었다. 그러나 분리막 처리공정의 경우 원수에 다량 포함되어 있는 콜로이드 입자들에 의한 flux의 감소 및 fouling 현상으로 인한 막의 수명감소, 처리수량의 감소 및 최적 설계 및 운전 방법등의 새로운 공정에 대한 많은 자료의 확보가 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 정수처리 공정에 있어서 전처리 부분에 해당하는 응집-침전-급속여과처리 공정을 분리막 공정으로 대체 하였을 때 분리막의 재질 및 module의 차이에 따른 처리 능력을 비교하고 각 단위 공정들에 의한 flux 변화, 각 공정별 수질분석, 회복율, 회수율 등을 검토하여 최적 조건의 공정을 확립하여 후처리 공정의 효율을 극대화 하는데 있다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.38 no.3
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• pp.164-171
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• 2005

The aim of this study was to evaluate the load of nutrient from paddy fields. Water management practices that can reduce eutrophication and meet water quality requirements will also be addressed. Continuous monitoring from May to September in 2002 and 2003 was conducted for water quantification and qualification at the intensive paddy fields in Icheon, Gyunggi province of Korea. Water balance and concentration variation of nitrogen and phosphorus in the water were independently compared for water quality assessment at each rice cultivation period. Rice land preparation and transplanting periods usually marked the highest water demand when compared to other periods of cultivation. Overall, a greater net irrigation ratio was observed during the transplanting period in 2002 (92.3%) and 2003 (87.2%). The measured total N loads of precipitation, irrigation, drainage, and percolation during the rice cultivation period were 9.9, 41.6, 22.1, and $5.5kg\;ha^{-1}$ for 2002 and 15.8, 55.4, 17.3, and $7.5kg\;ha^{-1}$ for 2003, respectively. The measured total P loads of precipitation, irrigation, drainage, and percolation during the rice cultivation period were 2.1, 13.0, 3.6, and $1.8kg\;ha^{-1}$ for 2002 and 1.6, 15.0, 5.0, and $1.2kg\;ha^{-1}$ for 2003, respectively. Daily nutrient load followed the pattern of surface drainage water, but this pattern was changed by rainfall events. The nutrient load in drainage water depends on rainfall and surface drainage water amount from the paddy fields. Interestingly, the load of total N and total P output was smaller than the input load due to the natural infiltration that Occurred during the rice cultivation period. It is concluded that the paddy fields have a beneficial effect on the ecosystem and can reduce eutrophication in the water.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.31-31
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• 2022

기후변화, 물 부족, 인구 증가와 도시화로 인한 물 수요 증가, 수질 악화, 노후화된 인프라와 같은 세계적인 물문제의 증가로 인해, 도시 물순환 시스템 관리는 더 큰 어려움을 겪고 있다. 취수, 도·송수, 정수처리, 배·급수, 용수 사용, 하수 집수, 하수 처리, 재이용 및 배출 과정을 포함하는 도시 물순환 시스템의 과정은 매우 에너지 집약적인 활동이며, 이와 같은 에너지 소비는 탄소 배출과 양의 직접적인 상관관계가 있다. 따라서 자원 관리 및 데이터 관리를 최적화하기 위해 넥서스 관점의 접근법이 도시 물순환 시스템에 점차적으로 도입되고 있는 추세이다. 도시 물순환 시스템 넥서스에서는 일반적으로 에너지 인텐시티로 표현되는 물을 위한 에너지를 이해하는 것이 중요하다. 에너지 인텐시티의 차이는 기후(연평균 강수량, 단기 기후 변동성, 기후패턴 등), 지리적 특징(표고차, 평지비, 위치 등), 시스템 특성(총급수량, 인구, 인구밀도, 관로 연장 등) 및 운영관리 효율(수압, 누수율, 에너지 효율 등)과 밀접한 관계가 있다. 그리고 도시 물순환 시스템에서 에너지 관리를 증진시킨 방안은 유지관리 효율 개선(물·에너지 관리전략, 물손실 관리, 수요 관리 및 수요 대응 등), 신기술 도입, 그리고 에너지 회수로 나누어진다. 본 연구에서는 기존 문헌의 자료를 분석하여 도시 물순환 시스템의 각 공정별 에너지 인텐시티를 분석하였으며, 시스템 다이나믹스를 적용하여 다양한 도시 여건(인구, lpcd, 누수율, 취수원, 에너지 인텐시티)에서 외부영향(기후변화, 도시화)과 운영효율 변동(운영효율 향상, 신시술 도입)에 따른 도시 물순환 시스템 내 자원 사용 및 이동을 분석하였다. 에너지 인텐시티는 전체 도시 물순환 시스템, 상수 시스템, 하수시스템에서 각각 2.334 kWh/m³, 1.029 kWh/m³, 1.024 kWh/m³를 나타내었으며, 용수사용, 담수화, 재이용 과정에서는 매우 높은 값이 나타났다. 에너지 인틴시티의 값은 외부 영향에 크게 좌우되는 것으로 분석되었으며, 운영효율의 변동에 따라서 물 및 에너지 사용량은 변화하였지만 에너지 인텐시티의 변동은 크지 않았다. 이에 따라 도시 물순환 시스템을 넥서스 관점에서 관리하기 위해서는 에너지 인텐시티 이외에 물 및 에너지 사용량, 유수수량 관점 에너지 인텐시티, 사용수량 관점 에너지 인텐시티를 종합적으로 고려하는 것이 필요하다.