• 제목/요약/키워드: 습지퇴적물

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현장조사 결과를 이용한 인공습지 적정 설계 및 유지관리 방안 도출 (Suggestion of Appropriate Design and Maintenance in a Constructed Wetland using Monitoring Results)

  • 이소영;최지연;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.428-435
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    • 2015
  • 인공습지는 물순환, 생태, 수질정화, 경관, 심미적 기능 등의 융합적 기능을 가지고 있어 다양한 분야에서 적용되고 있다. 특히 기후변화와 토지이용의 고도화 문제를 해결할 수 있는 자연친화적 기술로 알려져 있으며, 전 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 국내에 조성된 인공습지는 다양한 형태와 목적으로 적용되고 있으나 설치, 운영 등에 대한 가이드라인이 체계적으로 제시되어 있지 않아 단순 토목, 조경 위주의 습지 조성으로 인공습지의 고유기능 발휘에 한계를 보이고 있다. 본 연구는 인공습지의 적정 설계, 유지관리 및 사후운영 방안 등을 제시하기 위해 국내에 조성된 인공습지에 대한 현장조사를 실시하였으며, 인공습지의 개념 정립 및 분류체계를 확립하기 위해 환경부 및 기타 기관에서 분류하고 있는 인공습지의 분류체계에 대하여 조사였다. 인공습지 현장조사는 2013년부터 2014년까지 43개 지점의 인공습지를 대상으로 실시되었다. 현장조사를 실시한 인공습지 중 우수사례로 꼽힌 인공습지는 공통적으로 수변공간 제공, 오염물질 정화기능, 생태서식처 제공 등의 다양한 기능을 발휘하고 있는 것으로 나타났으며, 식생, 퇴적물, 시설관리 등의 유지관리가 적절하게 수행되는 것으로 분석되었다. 현장조사 결과를 바탕으로 인공습지의 적정 설계 및 유지관리 방안을 제시하였으며 이러한 결과는 실제 현장에서 활용 가능할 것으로 판단된다.

기계학습 분류모델을 이용한 하천퇴적물의 중금속 오염원 식별 (Identifying sources of heavy metal contamination in stream sediments using machine learning classifiers)

  • 반민정;신상욱;이동훈;김정규;이호식;김영;박정훈;이순화;김선영;강주현
    • 한국습지학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.306-314
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    • 2023
  • 하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

승기천과 연계한 남동유수지의 환경개선방안 (Environment Improvement in Namdomg Pond Linked with Seunggi Stream)

  • 김기형;함창학
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.981-986
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    • 2007
  • 현재 인천연안에는 홍수방지와 원활한 하천수 방류를 목적으로 많은 유수지가 설치되어 있다. 그러나 이들 유수지는 유역으로부터 유입된 오염물질의 축척으로 수질이 심각한 상태에 있으며 대부분의 유수지 수질이 5등급을 초과하는 등 악취에 의한 민원도 증가하고 있는 실정이다. 특히 이러한 유수지를 통해 저류되었던 유량이 해안으로 방류되면서 인천연안의 해양수질에 악영향을 미치게 되어 해양수질 개선에 큰 장애물이 되고 있는 것이 사실이다. 이러한 상황에서 최근 인천의 승기천, 장수천, 굴포천을 포함한 5대 하천복원사업이 활발히 진행되고 있는데, 특히 승기천의 경우 승기천 본류에 대한 하천복원사업이 성공적으로 마무리되기 위해서는 승기천 최하류에 위치하고 있는 남동유수지와 연계된 하천복원이 이루어져야 할 것이다. 그러나 현재 진행되고 있는 승기천 복원사업은 남동유수지와는 별도로 진행되고 있어 승기천의 성공적인 복원을 위해서는 남동유수지가 당면하고 있는 수질개선 문제, 퇴적된 저니의 준설 문제, 향후 남동유수지의 운영 개선방안 등에 대한 구체적인 해결방안이 필수적으로 마련되어야 한다. 과거 남동유수지의 수질을 개선하기 위하여 1996년과 1997년에 열대성 식물인 부레옥잠을 유수지에 식재하여 남동유수지의 자연정화를 유도하려는 시도가 있었으나, 예산의 과다소요와 동절기 정화능력 상실 및 부레옥잠 사멸시 2차 오염 초래의 문제 등으로 인하여 사업을 중단하였고 같은 해 유수지 퇴적물의 준설을 통한 수질개선도 시도하였으나, 퇴적물 성분 중에 함유된 중금속으로 인해 준설토의 처리문제가 해결되지 못해 사업이 유보되어 남동유수지는 현재까지 특별한 환경개선 방안이나 운영방안 없이 유지되고 있는 실정으로 남동유수지가 현재와 같은 상황으로 유지된다면 승기천 복원사업 종료 이후에도 남동유수지는 생활환경을 저해하는 지배적인 요인으로 남게 될 것이다. 본 연구에서는 현재 진행중인 승기천 오염하천 정화사업이 종료되는 시점을 기준으로 남동유수지에 대해 승기천과 연계한 유수지의 환경개선 방법을 제안하였다. 준설을 통해 유수지의 근본적인 오염원을 제거하고 남동유수지 유입부에 인공습지와 수처리설비를 설치하여 유수지의 수질을 개선하고 개선된 수질이 3급수로 유지하도록 하였으며, 설치된 인공습지에는 철새도래지를 조성하여 유수지 유입수인 철새가 날아드는 하천인 승기천의 테마와 연계하도록 하였다. 인공습지 주변으로 식생호안을 설치하고 유수지 주변에는 산책로를 설치하여 지역주민들의 친환경 수변공간으로 활용하도록 하였다. 1유수지와 연결된 2유수지는 BTL사업을 통해 주변공단으로부터의 오폐수를 원천적으로 차단하도록 하였으며 2유수지를 매립하여 지하는 강우시 유출수 저류가 가능한 화물차주차장으로 활용하고 지상은 녹지공간으로 조성하여 공단근로자 및 지역주민을 위한 휴식공간으로 활용될 수 있도록 제안하였다. 본 연구는 남동유수지 환경 개선 사업 실행을 위한 정책 연구로 연구결과를 인천시가 적극 수용하기로 결정함에 따라 인천시의 환경 현안 문제인 남동유수지의 수질개선을 통해 시민의 휴식 및 여가선용 공간으로 활용하기 위한 사업의 기초자료로 활용되며 이미 설계검토가 시작되었다. 본 연구결과는 유수지 및 저수지의 환경개선 사업의 선두적인 성공사례로 국내 타 지역의 유사한 사업에 있어 벤치마킹을 할 수 있는 훌륭한 사례가 될 것이다.

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농업용 저수지 수질개선을 위한 국내 인공습지 설계 및 시공실태 조사 (Investigation on Design Aspects of the Constructed Wetlands for Agricultural Reservoirs Treatment in Korea)

  • 김영철;최혜선;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.189-200
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    • 2021
  • 인공습지는 농업용 저수지의 수질개선을 위하여 많은 곳에 적용되고 있다. 인공습지는 수심분포, 유입량 및 유출량, 물흐름 분포, 체류시간, 수질 처리효율, 종횡비, 개방수역/폐쇄수역 구성비 등이 중요한 설계인자이다. 특히, 인공습지 높은 효율 증대를 위해서는 취입보 형식, 유입보, 인입수로 길이, 셀(Cell) 형태, 셀 연결 형태 등의 설계는 매우 중요하다. 본 연구는 농업용 저수지에 조성되어 운영중인 23개 인공습지의 현장조사를 통하여 설계시 고려하여야 할 인자 및 효율적 운영방안을 제시하고자 수행되었다. 인공습지 중에서 비정상적 운영이 나타나는 습지는 수위센서 미작동, 취입보 내부의 유사퇴적 및 기계식 수문틀의 협잡물 문제가 중요한 원인으로 나타났다. 또한, 인입수로의 길이가 길어질수록 취입보 하류부와 상류부의 생태적 단절구간이 늘어나는 것도 문제점으로 분석되었다. 습지 대부분은 2~5개의 셀로 조성되었으며 셀의 크기가 지나치게 클 경우 수리학적 효율이 떨어지고 관리가 어려운 것으로 평가되었다. 작은 규모의 습지에 많은 셀이 존재하는 경우 큰 수두손실로 인하여 적절한 유수흐름이 나타나지 않는 것으로 평가되었다.

사자평 고산습지의 보전대책 (Conservation Measure of Sajapyeong Alpine Wetland)

  • 손명원
    • 한국지역지리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.141-149
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    • 2011
  • 사자평 고산습지는 유역분지 및 기반암의 특성과 화전의 영향을 받아 형성되었다. 사자평 유역분지는 출구가 좁고, 기반양은 많은 암설을 생산하여 사면 아래로 공급한다. 그리고 화전을 위하여 삼림을 제거함으로써 표토의 세립물질이 사전천의 하상에 퇴적되어, 시전천의 유로 주변에 고산습지가 형성되었다 사자평의 습원에는 도로를 따라 우곡이 형성되었는데, 우곡은 습원으로 공급되는 사력물질과 통류의 공급을 차단함으로써 습원을 건조화 시킨다. 이를 방지하기 위해서는 배수로의 수위를 기반암 풍화층의 높이까지 높여 습원으로 통류가흐를 수 있도록 하여야 하며, 배수로의 모양을 자연스러운 불규칙한 형태로 조정하여야 하고 시전천의 하상에 인위적인 방해물을 적치하여 시전천의 하상이 낮아지는 것을 방지하여야 한다.

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블루카본 저장 연구 동향 분석 및 블루카본의 정의에 대한 고찰: 리뷰 (Analysis of blue carbon storage research trends and consideration for definitions of blue carbon: A review)

  • 박경덕;강동환;조원기;이준호;정회수;서만덕;김병우
    • 한국습지학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.82-91
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    • 2024
  • 본 연구에서는 블루카본 저장 관련 연구사례를 수집하고 정리하여 분석하였으며, 다양하게 제시된 블루카본의 정의에 대해 시공간적인 범위와 과학적인 측면에서 고찰하였다. 블루카본 저장 관련 연구사례는 444개의 논문이 선정되었으며, 연도별/국가별 논문 출판 개수와 주제어 분석을 수행하였다. 블루카본 저장 관련 논문 출판은 2011년부터 지속적으로 증가하였으며, 2018년부터는 연간 50편 이상이 출판되었다. 국가별 논문 출판은 호주에서 100편 이상으로서 가장 많았으며, 미국과 중국에서도 60편 이상의 논문이 출판되었다. 블루카본의 정의가 제시된 23개 논문에서 정의된 문장에서 "자연환경" 및 "저장 특성"과 관련된 주요 용어를 분석하였다. 블루카본이 저장된 자연환경으로는 맹그로브, 염습지, 해초 서식지가 대부분이었으며, 블루카본 저장소로는 퇴적물과 식물 그 자체까지도 포함하였다. 기존에 제시된 블루카본의 정의에서는 블루카본 저장 환경으로서 식생 환경에 집중되어 있지만, 블루카본은 연안습지의 퇴적물 내에 저장되므로 비식생 갯벌을 포함한 연안 생태계를 블루카본의 저장 환경으로 정의하는 것이 적정할 것으로 판단되었다.

기후변화가 하구 습지 토양의 생지화학적 반응에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of Global Warming on the Estuarine Wetland Biogeochemistry)

  • 기보민;최정현
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.553-563
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    • 2011
  • 이 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가 및 질소 농도 조건에 따라 토양의 생물학적 유기물 분해과정의 변화 양상을 살펴보고, 담수 습지 토양에서 주로 일어나는 탈질, 철환원, 메탄환원 반응이 토양 유기물 분해에서 차지하는 중요도를 파악하여, 습지가 대기 중 온실가스 농도 변화에 미치는 영향을 예측해 보고자 하였다. 탈질률, 메탄환원률은 $CO_2$ 농도 변화, 식물 유무, 질소 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였고(p < 0.05), 철환원률의 경우 질소의 유무에 따른 변화만이 유의한 차이를 보였다. $CO_2$ 농도가 증가함에 따라 메탄환원이 유기물을 분해하는 함께 질소가 첨가될 경우에도 메탄환원률의 비율이 높게 나타나 기후변화에 따른 담수 퇴적물의 혐기성 물질대사반응은 메탄환원이 가장 주요 반응임을 알 수 있다. 기후변화는 또한 분해되어지는 유기물의 총량도 증가시켜 전체적으로 $CO_2$ 농도가 높은 경우, 특히 $CO_2$ 농도가 높으면서 질소가 첨가된 경우에 단위시간당 단위무게의 토양에서 분해되어지는 유기물의 양이 많아짐을 알 수 있다. 연구의 결과로부터 기후변화는 습지 토양내 유기물의 혐기적 분해의 속도를 증가시켜 분해되어지는 유기물의 양을 증가시키므로 분해의 산물로 발생되는 온실가스($CO_2$, $N_2O$, $CH_4$ 등)의 대기 방출을 증진시켜 기후변화에 순영향(positive effect)를 줄 수 있으리라 판단된다.

섬진강침실습지의 2020년 홍수 전·후 토지피복 및 퇴적환경 변화 연구 (A Study on Land-cover and Sedimentary Environment Changes Before and After the 2020 Flood in the Seomjin River Chimsil Wetland)

  • 이예슬;임정철;장동호
    • 한국지형학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.15-30
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    • 2021
  • This study analyzed the changes in land-cover and sedimentary environment before and after flooding through drone images and sediment analysis for the Seomjin River Chimsil Wetland. The results showed that the area of some land-covers such as sand bar, grass, and trees were continuously changed. The acidity level of the sediments in the Seomjin River Chimsil Wetland was weakened gradually by flooding and EC was also decreased. The levels of organic matter, effective phosphoric acid, and CEC, however, were fluctuating depending on branches, which seems to be the result of landization as new sedimentary environment was developed and vegetation was settled after the flood. Average mean size of river sediments was found to be fine sand, and it exhibited various particle size characteristics from granule to medium silt depending on the location. As the sedimentary environment changed due to the effects of floods and typhoons, the particles were granulated or grain refined depending on the position. In the Seomjin River Chimsil Wetland, there were factors that could interfere with geomorphic development and sedimentary environment, contamination sources in and around the wetland, and natural threat factors. Therefore, in this study, a conservation and management plan was proposed to remove these threat factors and to preserve the scarcity, naturalness, and dynamics of Seomjin River Chimsil Wetland.

대구광역시 칠곡 팔계평야의 지형발달과 경관변화 (Geomorphological Development of Palgye Alluvial Plain and Landscape Change of the Chilgok area, Northeastern Part of Daegu Metropolitan City)

  • 황상일;윤순옥;강창혁;임원현
    • 한국지형학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.29-40
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    • 2010
  • 대구광역시 북구 칠곡에 위치하는 팔계평야는 팔공산 가장자리를 둘러싼 환상산맥의 한 봉우리인 가산에서 발원하는 팔계천에 의해 형성된 범람원이다. 조사지역의 지형면은 자연제방과 배후습지 그리고 합류선상지로 구분되며, 자연제방과 선상지면은 청동기시대부터 인간생활의 주요한 공간으로 이용되었다. 팔계천 범람원 퇴적층은 하부에서부터 기반암, 하부역층, 하부사층, 하부실트층, 상부사력층, 표층인 상부실트층으로 세분된다. 하부역층은 최종빙기에 퇴적되었으며 나머지 층준은 홀로세 범람퇴적물이다. 선상지도 최종빙기에 형성되었다. 2000년대 이전의 토지경관은 지형면의 특징을 반영하였으나 이후에는 도시화로 인하여 거의 아파트단지가 조성되면서 지형경관은 크게 바뀌었다.

한반도 홀로세 온난기후 최적기 (Holocene Climate Optimum)와 지표환경 변화 (Holocene Climate Optimum and environmental changes in the Paju and the Cheollipo areas of Korea)

  • 남욱현;임재수
    • 한국제4기학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.15-30
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    • 2011
  • 본 연구는 한반도에서 홀로세 동안 온난기후 최적기 등 기후변화와 함께 지표환경의 변화 시기와 양상을 알아보기 위한 것이다. 경기도 파주시 운정동의 곡간 퇴적물 (UJ-03, UJ-12 시추공)과 충청남도 태안군 소원면 의항리 (천리포 수목원)의 습지 퇴적물 (CL-4 시추공)을 대상으로 시추시료를 채취하였다. 파주시 운정동 지역에서는 약 7100-5000년 정도에 잔자갈과 왕모래 등 조립질 퇴적물이 퇴적되는 양상을 보이며, 약 5000-2200년 정도에는 이탄질 퇴적물이 쌓이고, 약 2200년 이후에는 간헐적으로 퇴적이 되고 토양화 작용을 받는 양상을 보인다. 천리포 수목원 지역에서는 약 7360-5000년 정도에 육성 호수가 발달하며, 약 5000-2600년 정도에는 호수 환경에서 유기물 퇴적이 점차 증가하는 양상을 보이고, 약 2600년 이후에는 이탄층이 두껍게 형성된다. 두 지역에서 지표환경의 변화 양상은 지역적, 지형적 요인에 따라 서로 다르게 나타나지만, 변화 시기는 거의 일치하고 있음을 알 수 있다. 지표환경의 변화에는 강수량 또는 유수의 세기 (에너지) 등 수문학적 요인이 주요하게 작용한 것으로 보인다. 또한 천리포 수목원 지역은 연안에 위치한 관계로 해수면 상승 높이에 따라 지형이 크게 변화하였을 것으로 생각할 수 있는데, 이에 대한 연구는 앞으로 더 진행되어야 할 것이다.

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