• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2111-2116
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• 2008

환경부에서 시행하는 수질오염총량관리제도를 효과적으로 운영하기 위해서는 하천기초자료들과 함께 오염원 자료가 필요하다. 현재 오염원 자료는 체계화되어 있지 않으므로 필요할 때마다 여러 자료에서 뽑아 쓰고 있다. 따라서 GIS를 이용하여 데이터베이스화하여 물수지 모형 및 수질모형의 입력자료와 연계하여 유역의 오염부하량을 산정하도록 할 필요가 있다. 본 연구에서는 영산강유역을 대상지역으로 GIS를 이용하여 각 오염원에 대한 자료 데이터베이스를 구축하였다. 오염원 자료들을 행정구역별, 오염총량관리유역별로 DB를 구축한 후 이를 이용하여 발생부하량을 산정하였으며, 그 결과를 광주광역시 및 전라남도 영산강 오염총량관리 기본계획 보고서의 발생부하량값과 비교하였다. 두 값의 상대오차를 계산한 결과 $0.003{\sim}4.273%$ 정도로써 계산 결과의 차이가 많지 않았다. 발생부하량 산정결과 생활계와 토지계 발생부하량은 영본B에서 가장 높은 값을 보였으며 축산계 발생부하량은 영본E에서 가장 높은 값을 나타내었다. 생활계, 축산계, 토지계발생부하량 합산결과 생활계와 토지계에서 가장 높은 값을 보인 단위유역은 영본B 지역과 축산계에서 가장 높은 값을 나타낸 영본E로서 수질오염 위험지역으로 분석되어 수질관리를 위한 정화시설 및 저류지 조성이 필요할 것으로 판단할 수 있다. 본 연구의 결과를 이용하여 미래 오염부하량을 예측하는데 활용할 수 있을 것이고 물수지 분석을 위한 모델의 입력자료로 활용 가능하며, 하천의 유역관리 및 영산강유역의 오염총량관리를 위한 기초자료로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권1호
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• pp.25-35
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• 2007

인공습지나 수변녹지 및 완충 저류지와 같은 수질정화시설을 조성하는데 이용할 수 있는 수생식물을 선발하고자 낙동강 하류에 자생하는 수생식물과 외래 수생식물, 습생작물을 대상으로 부영양화 성분(T-N, T-P) 및 EC 관련 무기성분에 대한 정화능력을 검정하였다. 수생식물의 생육기간 동안 $225{\sim}444\;L\;m^{-2}$ 범위의 생활오폐수를 사용하였으며, 건물생산량이 많았던 벼와 부들, 줄, 비자루국화, 율무, 털물참새피 등이 350 L $m^{-2}$ 이상으로 가장 많은 생활하수를 소모하였다. 질소와 인의 체내흡수량과 실제 정화능력(정화효율 및 정화량) 및 수확 후 토양을 분석한 결과, 초장이 크면서 건물량도 많았던 벼, 비자루국화, 부들, 율무, 털물참새피, 줄 등이 부영양화성분에 대한 우수 정화식물로 선발되었다. 무기성분 중 K에 대한 정화력은 부영양화성분의 우수 정화식물로 선발된 수생식물과 더불어 물상추와 부레옥잠이 높은 결과를 보였다. EC와 관련이 높은 Ca와 Na, Cl에 대한 정화효과가 우수한 수생식물로는 물상추와 부레옥잠, 털물참새피가 선발되었으며, 특히 털물참새피는 $SO_4$에 대한 정화효과도 뛰어났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1038-1042
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• 2007

수변완충지대는 수역과 육역의 경계에 위치하면서 하도를 따라 선형으로 길게 연속적으로 이어지는 공간으로서 토양, 동식물 등 생태시스템을 이루는 자연공간이다. 수변완충지대의 기능은 일반적으로 수질정화, 생태통로 및 서식처, 강턱의 안정, 토양침식 방지, 경관 개선 등이며 하천의 일부로서 사회적 경제적으로 높은 가치를 지니고 있다. 특히 최근에는 비점오염 저감과 하천 생태서식처 조성분야에서의 적용이 활발히 검토되고 있다. 선진국에서는 1980년대 이후부터 수변완충지대의 중요성을 인식하고 환경 생태 치수 측면에서 효율적 조성 및 복원 방법에 관한 연구와 적용이 본격적으로 시작되었고 가이드라인이 제시되었다. 이 분야에서 기술적 정책적으로 가장 앞선 나라로 평가되고 있는 미국의 경우 정부에서는 농무부(USDA)를 비롯하여 환경처(EPA), 내무부(USDI), 공병단(US ARMY)의 관련 산하기관, 각 주정부의 담당부서에서 수변완충지대의 보전과 조성에 관련된 여러 가지 정책과 기준을 제시하고 있다. 이들 가이드라인에서는 수변완충지대가 필요로 하는 기능별 최소 폭, 식생 종별 구성, 식생배열 등을 제시하며 그 기준은 조성 목적이나 기능, 대상 지역별로 차이를 보인다. 기능별 최소 폭은 수질정화를 목적으로 하는 경우 $4m{\sim}61m$이상, 생태서식처 조성을 목적으로 하는 경우는 $30m{\sim}1,000m$ 이상을 권장하고 있다. 식생 종은 수변완충지대 폭을 상 중 하단부로 나누어 초본, 관목, 교목류로 식재하고 강우유출수의 유입부에서 초본을 통한 부유고형물 등을 여과하고, 목본류의 뿌리와 토양을 통해 질소, 인 등 영양물질을 저감하는 구조를 제시하고 있다. 미국의 경우는 이러한 가이드라인을 실제로 현장에 적용하고 있으며 조성효과가 정성적으로 검증되었고 정량적인 관계 도출을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 국내의 경우 수질개선 및 생태서식처 조성, 하천환경을 개선하기 위한 관련 정책이 꾸준히 제시되고 있다. 한 예로 정부에서는 수변구역을 지정 고시하여 상수원으로 유입되는 비점오염물질을 저감하고 생태서식처를 조성함으로써 양질의 상수원과 건전한 생태계를 확보하기 위한 제도를 시행 중이다. 수변 구역의 범위는 한강수변구역의 경우 약 $500{\sim}1,000m$로 설정되어 있으나 아직까지는 관리적 성격이 강하며, 향후에는 구체적인 조성방안이 요구된다. 본 연구에서는 한강 수변구역 내에 미국의 가이드라인에서 제시하는 수변완충지대의 물리적 조건과 국내 지역 토착식생을 적용하여 시험완충지대를 조성하였고, 실험조건 하에서 그 효과를 정량적으로 분석 검증한 결과와 외국사례를 분석하여 국내여건에 맞는 수변완충지대 조성 가이드라인(안)을 제시하였다.

• 환경기술인
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• 통권328호
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• pp.92-96
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• 2013

본 발명은 화장실의 세면대에서 사용된 세척수 및 하수를 중수도 수질기준에 적합하도록 처리하여 화장실 용수로 재활용하는 화장실의 중수도 시스템에 관한 것이다. 화장실의 중수도 시스템의 구성을 살펴보면, 세면대에서 사용된 세척수 및 하수가 유입되는 반응조와, 상기 반응조로 유입된 세척수 및 하수를 살균 및 소독하는 마이크로버블 오존 발생장치와, 살균 및 소독된 처리수를 정장하는 처리수조와, 상기 처리수조에 저장된 처리수를 화장실 용수로 공급하는 용수공급펌프를 포함한다. 이 중에서 상기 마이크로버블 오존 발생장치는, 외부에서 유입된 공기를 정화하는 에어필터와, 상기 에어필터에서 정화된 공기를 공급하는 에어펌프와, 상기 에어펌프를 통해 유입된 공기에 자외선을 조사하여 오존을 발생시키는 오존발생기와, 상기 오존발생기에서 발생된 오존을 세척수 및 하수에 혼합시키는 기액혼합펌프와 상기 오존과 상기 세척수 및 상기 하수의 혼합 효과를 극대화하기 위한 라인믹서로 구성된다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 화장실의 중수도 시스템은 상수(上水)의 소비량을 줄이고 하수(下水)의 발생량을 감소시켜 경비절감의 효과를 얻을 수 있고, 지하수의 고갈 및 생활용수의 증가에 따른 물 부족 현상에 대해 능동적으로 대처할 수 있다. 특히, 재활용된 화장실 용수에는 오존이 함유되어 화장실 내의 악취제거, 살균 및 소독효과가 있으며, 외부로 배출되는 세척수 및 하수에 포함된 유지성분을 제거하여 환경오염을 방지할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.55-64
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• 2019

본 연구에서는 기후변화 대응의 관점에서 미국 지하수 기술을 특허 네트워크분석을 통해 핵심특허를 파악 할 수 있었다. 분석된 핵심 특허를 살펴보면, 오염된 지하수를 중금속 제거기술을 사용하여 지하수가 오염되지 않게 하여 음용수와 오염 지하수 문제를 해결할 수 있는 방법으로 높은 영향력을 보였고 기술 간 전파 되고 있었다. 또한 지하수 기술 특허 간의 특허들이 매개역할을 담당하고 있었지만 지하수 기술 간의 특허의 연결성은 높지 않게 나타나고 있다. 지하수 관련 특허 기술은 크게 양수, 모니터링, 오염정화로 구분이 가능하였다. 모니터링은 지하수 유량, 흐름 또는 수질 분석을 위한 지표, 지리적인 특성뿐만 아니라 오염물질의 종류, 농도 등 물리화학 및 생물학적 특성 파악을 가능하게 하는 기술을 포함한다. 오염정화 기술은 토양 및 지하수 정화를 위한 원위치 또는 비원위치에 적용된 물리화학적 및 생물학적 정화 처리 공정을 말한다. 미국의 기술적 사례를 발굴하여 분석하면서 미국이 수처리 분야에서 기술력이 높았고 기후변화로 인한 물부족 문제에 대응하기 위해서는 이러한 기술진흥과 특허를 통한 지재권보호도 필요한 것으로 보인다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.685-694
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• 1998

지하수질 감시를 위한 관측은 지하수를 사용하는 주변 인구의 보건은 물론이고 궁극적으로는 지하수자원 보전이라는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 지하수 수질관측망은 설계부터 운영에 이르기까지 임의적이고, 체계적이기보다는 경험에 의존하거나 과학적이지 못한 방식으로 시행되고 있는 것이 사실이다. 본 연구는 지하수질 관측망의 효율적 배치를 위한 방법론의 현장적용성을 검토하기 위하여 대표적인 설계방법론을 대상으로 비교연구 하였다. 그 결과, 지하수질 관측망의 설계 시에는 관측망 설치의 목적을 명확히 설정하는 것이 중요하며, 현장정보의 확보수준에 따라 선택될 방법론이 달라져야 함을 알 수 있었다. 또한, 범용관측망 설계기법의 하나인 Integer Programming에 의한 방법과 지하수 정화 목적 관측망 설계기법의 하나인 Cost-to-go 함수 비교법을 동일한 대수층을 대상으로 적용한 결과, 각기 다른 관측정 위치를 얻었으나 요구되는 정보의 양은 비슷하였다. 두 방법 모두 지하수 오염을 모의할 정도의 정보만 확보되면 현장적용이 가능하며, 이를 통해 보다 객관적 근거에 이해 관측망 설계가 이루어질 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.787-797
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• 2003

산지계류수에서의 T-N(총질소), T-P(총인) 및 COD(화학적산소요구량)의 농도와 유출부하의 변화를 파악하고 산림의 수질정화기능을 평가하였다. 충청북도에 있는 시험유역은 면적이 92.5 ha이며 59%의 혼효림과 30%의 침엽수림으로 구성되어 있다. 시험유역의 말단에서 평상시는 10일 간격으로 또한, 1개의 강우사상에 대하여 2-6 시간 간격으로 계류수의 유량과 농도를 1년간 측정하였다. 강우시의 평균농도는 COD만이 유의적인 수준(p<0.05)에서 평상시의 농도보다 높게 나타났다. T-N과 T-P의 평균농도는 식생생육기(5-10 월)가 식생 휴지기(11-4 월) 보다 낮게 나타났는데, 이는 식물에 의한 영양염류 흡수와 토양의 온도상승에 따른 미생물의 활동이 증가하기 때문으로 생각된다. 연간유출부하에 대한 강수시 유출부하의 비는 T-N이 87%, T-P가 83%, COD가 87%로서 연간유출부하 중 강우시의 유출부하가 매우 높게 나타났다. 시험유역의 오염부하 원단위는 T-N이 5.9 kg/ha $\cdot$ yr, T-P가 0.15 kg/ha $\cdot$ yr, COD가 23.9 kg/ha $\cdot$ yr로 산정되었다. 또한, 시험유역에 의한 T-N, T-P 및 COD의 연간제거율은 각각 24, 58, 66%로 나타나, 산림유역이 수질정화기능을 발휘하고 있는 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.489-497
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• 2006

본 연구에서는 우리나라의 분산지역 및 농촌마을의 하수처리를 위해 자연정화 고도처리 공법인 NEWS (Natural and Ecological Wastewater treatment System)를 적용하였다. 고친수성 biofilter를 사용하여 고형물질과 유기물질을 제거하였으며, 인공습지를 이용하여 영양물질을 제거하였다. 장지적으로 안정성을 갖으며, 부지면적과 효율 면에서 기계적인 공법과 경쟁할 수 있는 자연정화 고도처리공법을 개발하고자 고친수성 biofilter와 상하흐름형 인공습지를 조합하여 (NEWS)처리효과를 검토하였다. 본 처리시설을 적용한 결과 COD를 제외한 수질항목에서 높은 제거율을 나타내었다. Biofilter 유출수는 국내 수질기준을 만족시키지 못하였으나, 인공습지를 거쳐 처리된 최종 유출수는 수질기준을 만족시켰다. BOD, SS, TN, TP의 유입부하량과 제거량과의 관계를 회귀분석 한 결과 결정계수는 각각 0.998, 0.999, 0.919, 0.919로 매우 높은 상관성을 나타냈다. 동절기 효율저하의 문제점을 해결하기 위해 연구시설의 지붕을 투명 폴리카보네이트 글라스로 설치하여 난방을 하지 않는 온실을 도입하고, 12-2월 동안 겨울철 처리장 실내 ${\cdot}$ 외 온도차이를 측정한 결과 처리장실내온도가 실외 온도보다 최고 $20^{\circ}C$까지 높게 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발한 자연생태학적 하수고도처리공법인 NEWS는 유기물질과 영양물질 처리공정을 분리하여 처리효율을 높일 수있으며, 국내의 분산지역 및 농촌마을의 하수처리에 적용가능성이 높을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제57권1호
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• pp.28-38
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• 2024

본 연구에서는 인공습지의 유입수 조건에 따른 수질정화 효율을 분석하기 위하여 하수처리수가 유입되는 2개 지점과 우수 유출수가 유입되는 1개 지점에 대해 정화효율을 비교하였다. 유입수 및 유출수 분석 결과와 제거효율을 검토한 결과, 하수처리수를 처리하는 2개 지점의 경우 T-N과 T-P 제거효율이 각각 54.7%, 77.4%로 산출되었으며 우수 유출수가 유입되는 1개 지점의 경우 SS 90.8%, BOD 51.1%, TOC 30.6%, T-N 38.8%, T-P 55.3%의 처리효율이 나타났다. 결과적으로 인공습지의 오염물질 제거효율은 유입수 농도에 비례하는 것으로 나타났으며, 효율적인 인공습지를 조성하기 위해서는 고농도 오염수에 대한 제거효율이 높았던 점을 고려하여 설계단계에서의 철저한 검토와 관리가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국전통조경학회지
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• 제30권2호
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• pp.90-100
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• 2012

본 연구는 수생태계의 건전성 활용방안에 대한 연구를 마을방죽과 수체계의 원리에서 그 해답을 찾고자 하였으며, 연구대상지 10개의 마을방죽을 중심으로 분석하였다. 마을방죽의 수체계를 구성하는 우물, 공동샘, 마을수로 등 물 흐름을 이루고 있는 구성요소들의 구조와 특성에 대한 이해를 바탕으로 마을방죽의 사회적 생태적 역할 및 도시화로 인해 훼손되거나 소멸된 수생태계 건전성 확보와 생태적 유역관리를 위한 하나의 도구적 방안으로서의 결론은 다음과 같다. 1. 마을방죽은 마을에서 발생하는 배출수와 방죽보다 높은 수위의 농경지에서 흘러드는 농수로를 통해 물을 방죽에 모아서 농업용수로 재활용하고, 그 이상의 물은 논도랑을 통해 하천으로 흘려보내는 구조로서, 각 마을에서 발생하는 유출수를 효율적으로 관리하는 생태적 유역관리를 일상에서 실천하고 있었던 것이라고 볼 수 있다. 단순한 물 흐름의 일시적 저류시설이 아니라, 이를 다시 재사용하고 걸러서 하천으로 보내는 일종의 친환경수처리 시스템인 것이다. 2. 전통마을 5개소와 근대화 이후 농촌마을 5개소를 중심으로 사례대상지 10개의 마을방죽을 선정하여 마을의 수 체계와 방죽의 구조, 물 흐름을 분석하여 방죽의 유형을 분류하였다. 마을방죽의 유형은 소택습지형, 자연유하의 물흐름 구조인 수고답저형, 인위적 수리시설이 필요한 수저답고형 등 3가지 유형으로 분류되었다. 사례연구 대상지 중 전통마을 5개소는 모두 소택습지형으로 나타났으며, 근대화 이후 농촌마을 중 계지마을, 산제리마을, 마암마을, 양촌마을은 수고답저형으로, 상천리마을은 수저답고형으로 분류되었다. 3. 소택형 방죽과 수고답저형 방죽, 수저답고형 방죽으로 분류된 사례대상지의 수질분석을 통해 마을방죽의 수질정화 기능을 확인하였다. 마을하수도 유출수와 생활하수의 영향을 받는 원터마을과 계지마을에서는 암모니아성질소($NH_3-N$)와 총인(T-P)의 효율이 56~95%로 높은 것을 볼 수 있으며, 축사와 농경지의 영향이 강한 상천리와 산제리 마을에서는 부유물질(SS)이 70~85%, 총질소(T-N)와 총인(T-P)이 5.3~65%의 효율로 나타났다. 4. 오염원의 침전과 여과, 식물에 의한 탈질작용을 통해 마을에서 유출되는 생활하수, 마을하수도 배출수, 우수유출수 및 비점오염원들이 하천에 유입되기 전에 다시 한번 걸러주게 되는 수질정화 시스템을 마을방죽의 구조에서 확인할 수 있다. 이러한 구조를 통해 마을방죽은 생태적 유역관리를 위한 기초적 시설로서 활용되어져야 한다. 환경 필터층의 역할을 하는 마을방죽의 수처리 시스템은 단위유역, 집수유역 중심의 생태적 유역관리를 위한 친환경 시설로서 연구되어지고 활용되어야 한다.