• Title/Summary/Keyword: 식생정화시스템

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A Vegetation Purification System for Water Quality Improvement in Irrigation Reservoirs (저수지 수질개선을 위한 식생정화시스템)

  • 박병흔
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.42 no.4
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    • pp.87-95
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    • 2000
  • A vegetation purification system was applied to improve water quality of Masan Reservoir in Korea, which was composed of constructed wetlands in series. Five different kinds of macrophytes were planted in each wetland. The system was operated with the condition of low concentrations and high hydraulic loadings. Removal efficiencies(%) of chemical oxygen demand(COD) , total nitrogen(T-N) and total phosphorus(T-P) in this system were 9.0, 12.8, 20.1% , respectively. and removal rates(g/$m^2$/d) were 1.9(COD), 0.34(T-N) and 0.05(T-P) . Comparing this system with other wetlands operated at low hydraulic loadings, average removal efficiencies were low but removal rates were relatively high. Accordingly, this system could be applied to imporve reservoir water quality, because removal rates are more important than removal efficiencies in case of reservoir water quality improvement . However, the removal efficiencies and rates of this system are less than those of the hydroponic biofilter method which is a kind of a constructed wetland and utilize root zones of emergent macrophytes for trapping pollutants. Therefore, it is recommended that this system should be modified to utilize root zones of emergent macrophytes enough to improve reservoir water quality more efficiently.

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A Preliminary Research of Design and Operation of Riparian Buffer Zones for Reduction of Water Pollutants and Construction of Wildlife Habitat (수질정화 및 생태서식처 조성을 위한 수변완충지대 설계 및 운영 방안 기초연구)

  • Chung, Sang-Joon;Woo, Hyo-Seop;Oh, Jong-Min;Choi, I-Song;Ahn, Hong-Gyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1073-1077
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    • 2006
  • 급속한 산업화로 인한 오염물질의 증가와 생물서식처의 감소는 수자원과 생태계를 위협하고 있다. 국내의 경우 수자원의 질을 개선하기 위해 '90년대 초부터 하수처리시설 등의 저감시설을 대폭 확충하였으나 현재까지 팔당호 등 주요상수원이 목표수질에 못 미치고 있으며 그 원인은 유입오염물질의 $22{\sim}37%$를 차지하는 비점오염원으로 지목되고 있다. 또한 생태.경관적 가치가 높은 수변지역은 각종 개발로 생물서식처가 급속도로 감소하여 종 다양성 보전 측면에서 대책마련이 시급한 실정이다. 이와 유사한 상황에 직면한 선진외국에서는 '하천회랑(river corridor)' 또는 '토양 및 생태시스템을 포함하는 수역과 육역의 점이(漸移)지대'를 의미하는 이른바 '수변완충지대(Riparian Buffer Zones)'의 오염정화 및 생태조성 효과 등의 연구를 통해 효율적 조성방안을 제시하고 있으며 다양한 형태로 현장에 적용하고 있다. RBZs의 일반적인 기능으로는, 유사나 오염물질의 여과 및 차단(필터링 효과), 영양염류의 저감, 하천변 식생을 통한 수자원의 정화 및 강턱의 안정화, 홍수로 인한 하천침식의 방지, 수변 생물 서식처 제공, 수변 그늘 제공에 의한 수온상승 방지, 심미 교육 위락 공간 제공 등이다. 본 연구에서는 외국의 RBZs(Riparian Buffer Zones)가이드라인을 참고하여 국내실정에 맞는 파일럿 규모의 시험완충지를 설계 및 조성하였다. 시험완충지는 남한강 연안에 초본류, 갈대류, 관목류, 자연식생, 혼합식생 등 5가지 'dry biotope'형태로 설치하여 1년간 계절별로 운영하였다. 또한 실험의 정량화와 다양한 조건변화를 위해 차수막, 위어, 유량.농도 조절장치, 라이시미터 등 보조시설을 설치하였고, 정기적인 모니터링을 실시하였다. 조사결과 외국사례를 살펴보면 RBZs의 적정 폭은 수질정화기능의 경우 $15{\sim}30m$, 생태서식처 기능은 최소 90m이상으로 제시되며, 시험완충지의 수질정화효과는 SS, T-N, T-P, TOC의 평균저감율이 각각 50%이상으로 나타났다. 식생모니터링 결과, 환삼덩굴 등 우점종의 잠식속도는 약 15일이며 갈대와 갯버들의 경우 우기시 인공목책호안과 동일한 침식방지 효과를 보이는 것으로 관찰되어 식생의 주기적인 모니터링과 지역 특성에 적합한 우점종 선정이 매우 중요한 것으로 판단된다.

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A Study on the Design Criteria of Wastewater Treatment by Contructed Wetland (축조된 습지(wetland)를 이용한 폐수처리의 설계기준에 관한 연구)

  • Yoon, Chun-Gyeong;Chung, Jae-Chun
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.4 no.1
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    • pp.61-72
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    • 1996
  • Recently, significant attention is given to the wastewater treatment using Constructed wetland. This is because the wetland system is a kind of natural taeatment system, simple to maintain and it has relatively fewer technical difficulty. Thus, it would be a practical method to employ especially in rural area in Korea. In this paper, the authors dscuss the design criteria of construted wetland developed in USA as an initial feasibility study to adopt it in Korea. We discuss about especially types of vegetation, natural succession and management, planting techniques, seeding teckniques and management after censtruction.

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A Guideline(Tentative) for Implementation of Riparian Buffer Strips Adapted to the Korean Streams (국내 여건에 맞는 수변완충지대 조성 가이드라인(안))

  • Chung, Sang-Joon;Woo, Hyo-Seup;Ahn, Hong-Kyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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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.

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A Study on Evaluation Method for Structural Suitability of Constructed Wetlands in Dam Reservoirs as an Ecological Water Purification System (생태적 수질정화시설로서 댐 저수지 인공습지의 구조 적정성 평가방안)

  • Bahn, Gwon-Soo
    • Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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    • v.50 no.2
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    • pp.23-40
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    • 2022
  • Many constructed wetlands have been installed in dam reservoirs nationwide for ecological purification of watershed pollutants, but aging and reduced efficiency are becoming issues. To improve the management of constructed wetlands, an objective evaluation of structural suitability is required. This study evaluated 39 constructed wetlands of 15 dams. First, through fogus group interview(FGI), survey analysis, and analytic hierarchy process(AHP), eight evaluation items in the physical and vegetative aspects were selected and the evaluation criteria applied with weights were prepared. Second, as a result of the structural suitability evaluation, the average score of the overall constructed wetlands was 80.8, with 10 sites rated as 'good grade(91~100)', 22 sites rated as 'normal grade(71~90)' and 7 sites rated as 'poor grade(70 or less)'. The average score of physical structure evaluation was 52.6, with 14 sites rated as 'good', 21 sites as 'normal' and 4 sites as 'poor'. The suitability of location was good level in most constructed wetlands, but the water supply system, depth of water, ratio of length-to-width, and slope of flow channel were evaluated as 'normal' or less in constructed wetlands of 50% or more. Therefore, it was found that overall improvement was necessary for stable flow supply and flow improvement in the constructed wetland. The average score of vegetative structure evaluation was 28.2, and about 84% of them were identified as 'normal' or lower. As a result of analyzing the Spearman's correlation coefficient between the physical structure evaluation score and the vegetation structure evaluation score, there was a significant correlation(r = 0.728, p < 0.001), and it was found that each evaluation factor also influences each other. As a result of the case review of 6 constructed wetlands, the appropriateness of the evaluation results was confirmed, and it was found that the location, flow rate supply, and type of wetland had a great influence on the efficiency and operation of the wetland. Through this study, it will be possible to derive structural weaknesses of constructed wetlands in dam reservoirs as a nature-based solution, to prepare types and practical alternatives for improved management of each constructed wetland in the future, and to contribute to enhancing various environmental functions.

The test-bed construction and water purification assessment of the eco-convergence type aerated string contacted oxidation system (생태융합형 접촉산화수로 Test-Bed 구축 및 정화효율 평가)

  • Choi, Sunhwa;Lee, Seung-Heon;Jang, Kyusang;Kim, Heungseop
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.592-592
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    • 2016
  • 국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 소규모이며, 연중 수량 변동이 심하고, 유역배율이 작아 태생적으로 수질오염에 취약한 구조로 되어 있다. 특히 농업용 저수지는 도시 근교나 농촌지역에 많이 위치하고 있어 유역 내 축산 농가나 미처리 생활하수에서 유래된 유기물 및 영양염류 유입에 의한 수질오염도가 높다. 저수지에 고농도로 유입되는 유기물, TN, TP를 처리하기 위하여 농어촌연구원과 수생태복원(주)에서는 공동으로 친환경 수처리시설인 생태융합형 접촉산화시스템을 개발하였다. 생태융합 접촉산화수로는 상부 식생과 수로 내의 섬유상 끈상 미생물 접촉재를 이용하여 오염수가 수로를 흐르면서 침전, 여과, 흡착, 산화, 흡수 등 물리학적, 화학적, 생물학적 원리를 이용하여 고농도의 유기물과 질소, 인을 제거하는 물리적, 생물학적 공정을 융복합 기술이다. 본 연구에서는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 저수지에 현장 Test-bed를 구축하여 수질정화효율을 평가하였다. M 저수지는 유효저수지량이 약 23만톤에 해당하는 소규모 저수지로, 1941년도 준공된 아주 노후화된 저수지로 평균 수심이 2m 이하이고 연중 수질오염도가 높은 저수지이다. 매화저수지 수변에 설치된 생태융합형 접촉산화수로의 전체규모는 길이 8.6m, 폭 2m, 수심 2m에 해당하며, 끈상 미생물 메디아조 3개($2{\times}2{\times}6m^3$), 침전조 1개($2{\times}2{\times}2m^3$)로 구성되어 있다. 기타 부대 장치로는 끈상 메디아조에 산소공급을 위한 Air-mist(마이크로 버블 발생장치), 자동운전계기판, 유입펌프 등이 있다. 생태융합형 접촉산화수로의 처리 공정은 유입수${\rightarrow}$에어미스트${\rightarrow}$고속복합응집장치${\rightarrow}$융복합 산화조(3조)${\rightarrow}$침전조${\rightarrow}$방류로 구성되어 있다. 테스트 베드는 2015년 8월 말경에 구축 완료하였으며, 끈상 미생물 메디아조의 수질정화효율을 평가하기 위하여 9월부터 11월까지 총 7회 걸쳐 유입수와 유출수를 각각 조사하였다. 현장 측정항목인 수온, pH, EC, DO 등은 유입수 및 유출수간 큰 차이가 없었고, COD, SS, Chl-a, TP 등은 수처리시스템 초기 가동시에는 메디아에 미생물 부착율 저조로 유입수 및 유출수 수질농도에 큰 차이가 없었으나, 운영시간의 경과와 함께 메디아의 미생물 충진율이 높아짐에 따라 처리효율이 최대 SS 69.6%, Chl-a 89.3%, TP 89%까지 도달하는 것으로 나타났다. 생태융합 접촉산화수로는 부지 집약적인 컴팩트한 수처리 시설로서 현재 널리 이용되고 있는 인공습지를 대체할 수 있는 경제적인 시설로 판단된다.

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Comparative Study on Biological Technology in Artificial Floating Island: Application of Media and Daphnia to Algal Biomass Control (인공부도의 생물학적 처리 기술 비교 연구: 인공부도의 조류의 저감 효과 개선을 위한 여재와 물벼룩 적용)

  • Jin, Mei-Yan;Chang, Kwang-Hyeon;Kim, Tae-Hoon;Oh, Jong-Min
    • Journal of Environmental Impact Assessment
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    • v.27 no.1
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    • pp.83-91
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    • 2018
  • Media (bio-stone), aquatic macrophytes (Oenanthe javanica) and herbivorous cladoceran (Daphnia similoides) have been used in artificial floating island (AFI) systems for water pollution control. Efficiency in chl-a concentration controlling of AFI was tested using different combinations of each device: G-BD-mixture bio-stone and Daphnia similoides, G-OB-mixture Oenanthe javanica and bio-stone, G-BOD-mixture bio-stone, Oenanthe javanica and Daphnia similoides, and the out-put water quality improvement was compared with G-C-control (no device was applied). We analyzed removal efficiency of chl-a concentration and nutrient concentrations in the artificially eutrophic water in the laboratory experimental facility. The results showed average removal rates of Chlorophyll a, TN and TP for different four groups: 69.24%, 16.61%, -0.61%; 68.39%, 14.11%, 10.52%; 78.30%, 6.69%, 25.09%; 35.42%, -3.47%, -25.18%, respectively. The results have suggested that the mixture of media, plants and zooplankton is the most efficient combination for Chlorophyll a control, while the mixture of macrophytes and bio-stone have better efficiency nutrient control.

Monitoring/Modeling of Hydrology, Water Quality, and Agroecological Environment at Small Watersheds : A Pilot Study Program (농업유역의 수문.수질.생태환경 모니터링/모델링 연구)

  • Park, Seung-U;Lee, Hye-Won;Im, Sang-Jun
    • Proceedings of the Korean Society of Rural Planning Conference
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    • 1996.03a
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    • pp.17-20
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    • 1996
  • 지난 20여년 동안 급격한 도시화, 산업화를 추진하는 과정에서 대기와 물의 오염, 쓰레기 공해 등 자연환경의 훼손과 피폐화가 심각한 상태에 이르렀다. 또한, 과다한 농약. 비료의 투입과 농사료에 의한 축산으로 높은 농업 생산성을 이룩하였으나, 이로 인하여 토양오염과 하천과 지하수 수질오염, 식생, 곤충 등 생태계 파괴 등의 문제가 대두되고 있다. 최근, 수자원 함양, 수질 정화 등의 순기능으로 농업의 환경 기여 효과가 큰 것으로 발표되었다. 논으로 부터의 오염부하는 생활 오수나 공장폐수 등에 비하여 정성적으로는 미미한 것이 사실이며, 실제로 관개수로 유입되는 영양물질이 작물에 의하여 흡수되므로 물질 수지적 측면에서 수질정화 효과를 나타낸다는 개념이다. 그러나, 오염된 관개수와 함께 유입되는 물질과 영농 목적으로 투입되는 다량의 비료와 농약, 제초제 등의 독성 물질 등에 의한 생태 환경의 변화 등에 대한 영향 등에 관한 종합적 관점에서의 효과는 불분명한 것이 현실이다. 특히, 폭우시 농경지로부터 유출에 의한 토사유실과 영양 물질이 손실 등에 대한 정량적 평가가 부족하며, 이로 인한 유역에서의 수문, 수질, 생태환경 등을 정량적 분석이 부족한 것이 현실이다. 따라서, 농업유역에서의 수문과 물질순환과정을 정량적으로 분석하고, 이를 통하여 주요 오염원을 파악하고, 효과적인 조절방법 등을 위한 유역수질관리 기술개발과 함께, 경지와 주변 생태계에 미치는 영향 등을 극소화할 수 있는 종합적인 연구가 필요하다. 특히, 관개시설 등 농업기반조성사업에 따른 인위적인 수문환경으로 인한 농경지내에서의 수문.물질순환 기작의 변화 등을 고려한 수질 및 생태환경에 판한 종합적인 모니터링, 모델링 등의 접근이 필요한 것이다. 본 논문에서는 $.$95 농림수산특정연구 중 첨단연구과제로 추진 중인 농업생태환경 및 종합적 환경관리 시스템 개발연구의 목표와 내용, 범위 등을 소개하고, 농촌지역에서의 건전한 환경관리를 위한 유역관리기술 개발의 방향 등을 정리하도록 한다.

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