• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2018

자연하천에 존재하는 식생은 동식물에게 주거지를 제공할 뿐만 아니라 영양염류 흡착 및 정화작용을 통해 수질을 개선시키는 역할을 한다. 이러한 식생하천에 오염물질이 유입될 경우 식생에 의한 흐름 교란 작용으로 인해 오염물의 확산거동에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 식생하천에서의 오염물질 혼합특성을 분석하기 위해 식생모형 실험을 수행하였고, Fischer et al (1979)이 제시한 이론식을 실험결과에 적용하여 종분산계수를 산정하고자 한다. 본 연구에서는 자연하천을 재현하기 위해 실험수로에 수중식생 모형을 설치한 후 ADV-Vectrino유속계를 이용하여 유속을 측정하였으며 실험을 통해 식생흐름에서의 유속분포 자료를 취득하고 이를 바탕으로 종분산계수를 산정하였다. 먼저 수중 식생흐름에서 연직유속분포를 측정한 결과, 식생이 존재하는 바닥근처에서는 유속이 느리다가 비식생 구간으로 가면서 유속이 증가하는 분포를 나타낸다. 또한 이 설치된 테스트 구간에 밀도와 유량변화에 따른 케이스를 적용하여 비교 및 분석을 한 결과 식생 밀도를 고정시키고 유량을 증가 시켰을 때 식생구간과 식생이 없는 구간에서의 유속도 증가하는 경향을 보였으며, 유량을 고정시키고 식생의 밀도를 순차적으로 높였을 경우 식생구간에서의 유속이 점차적으로 줄어드는 경향을 보였다. 다음으로 분산계수를 결정하는 방법에는 농도자료를 이용하는 방법과 유속자료를 이용하는 방법이 있는데 본 연구에서는 유속자료를 Fischer et al. (1979)의 이론식에 적용하여 분산계수를 산정하는 방법을 적용하였다. Fischer et al. (1979)가 제시한 식에서 먼저 전단 유속 값을 산정하기 위해 벽법칙 (Karman, 1930), 레이놀즈 전단응력 그리고, 난류운동에너지 (Graf, 1998) 방법을 사용한 후 복잡한 난류 흐름에 적용하기 가장 적합하다는 난류운동에너지 방법을 적용하여 전단 응력이 가장 크게 나온 식생모델 끝단에서의 값을 사용하였다. 그 결과, 수중 식생이 존재하는 흐름에서 무차원화 시킨 종분산계수는 6.89-9.78로 나타났다, 이는 Elder (1959)의 수심 적분을 통해 제시한 종분산계수 값 5.93보다 크다. 즉, 수중 식생이 존재할 경우 종분산계수는 식생이 존재 하지 않을 때 보다 증가하는 것으로 보여 진다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권2호
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• pp.240-247
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• 2014

본 연구는 황폐계류 복원지의 식생변화에 대한 시계열 분석을 통하여 복원기법 및 효과에 대해 고찰하고자 수행 되었으며, 수질정화습지와 월류보, 수생식물 복원지에서 복원 전, 후 식생변화를 2년간 모니터링 하였다. 복원 1년 후 월류보에서 초본류 증가와 수질정화습지에서 줄풀의 피복도 증가가 조사되었다. 식생 피복률은 복원직후 10~30% 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 조사 되었다. 황폐계류 복원지의 식생변화는 복원 후 1년 경과시점부터 서식종수, 귀화률, 피복률이 증가하는 것으로 조사되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.338-338
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• 2015

하천으로 유입되어 수질 오염을 야기하는 오염원은 오염 배출원이 명확하여 하나의 점으로 나타낼 수 있는 점오염원(Point Source)과 오염원이 명확치 않은 비점오염원(Non-point)으로 구분된다. 생활하수, 축산폐수와 같이 오염원이 명확한 점오염원은 하천 유입 이전에 처리장을 거쳐 정화작업이 가능한 반면, 비점오염원은 오염원이 명확치 않아 처리에 어려움이 따른다. 또, 오염물의 양과 이동 경로가 예측이 불가능하고 강우시에는 특별한 처리 없이 하천으로 바로 유입된다. 비점 오염원의 종류는 토사, 영양물질, 유기물질, 농약, 바이러스 등 다양하다. 이 중에서 토양에 흡착되어 이동하는 질소와 인은 하천으로 유입되어 부영양화를 야기하는 특성이 있어 더욱 처리가 필수적이다. 이러한 비점오염원으로 인한 수질 오염을 줄이기 위해 여러 최적관리기법(Best Management Practices, BMPs)이 제시되어 있으며 오염 물질의 하천 유입을 차단하는 것에 중점을 둔다. 가장 널리 이용되는 방법으로는 비점오염원 저감시설 중 하천변에 식물체를 설치하여 토양의 유실을 막는 식생대(Vegetative Filter Strip, VFS)가 있다. 식생 밀집 지역의 설치를 통해 표면 유출을 차단하고 토양 유실 감소와 수체로의 오염물질 확산을 막을 수 있다. 이에 VFSMOD-w를 이용하여 강우시 식생대를 통한 토양 유실 감소 효율에 대한 연구를 수행하였다. 연구 대상 지역으로 비교적 수문 및 토양 자료가 풍부한 청미천 유역을 선정하였다. 그 결과, 식생대의 길이와 식생대 내 식물체의 파종간격이 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인된다. 이때, 식물체의 종류는 식물체 파종으로 인해 변화되는 토양의 수정된 Manning의 조도계수로 구분한다. 모든 강우 및 식물체 조건이 동일할 때, 식생대 내 식물의 파종 간격이 좁고 식생대의 길이가 길수록 토사 저감 효율이 증가하는 결과가 도출되었다. 식물체의 높이, 식물체의 종류 및 식물의 파종간격이 입력 자료로 요구되나 이 중 식물체의 높이는 토사 저감 효율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또, 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 0.5 m에서 1.0 m로 2배 증가하였을 때 토사 저감 효율이 두 경우 모두 95% 이상의 효율을 보이는 것이 나타났다. 이는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나 일정 길이 이상이 되면 대부분의 토사가 저감되는 것을 의미한다. 결론적으로 식생의 파종 간격이 좁을수록 토사 저감 효율이 증가하더라도 식물체의 성장을 고려한 적절한 파종 간격을 선정하여야 한다. 즉, 식생대의 설치는 적절한 파종 간격 및 식생대 길이를 식생대 설치지역의 강우 특성에 따라 결정지어야 한다고 판단된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.417-420
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• 2002

VFS는 침전물, 영양물질, 농약 등이 지표수로 유입하는 것을 감소시킬 수 있는 유용한 BMP이다. VFS의 식생의 종류는 목초, 관목 및 나무가 있으나 우리 나라와 같이 비점원오염 관리를 목적으로 하는 경우에는 목초가 가장 적당한 식생이다. VFS의 효과는 토양특성, 배수면적, 지형과 지변경사, 식생의 품질과 토지이용과 기후에 지배된다. 그리고 주기적인 VFS의 관리는 비점원오염을 관리하는데 중요한 요소이다. 식생의 정화능력을 이용한 VFS는 비점원오염 관리에 매우 효과적인 것으로 밝혀지고 있다. 그러나 VFS 독자적인 적용보다는 저류지와 같은 다른 기법과 동시에 적용하는 복합적인 관리대책을 강구하는 것이 더 효과적이다. VFS의 폭은 토양 특성, 배수면적, 지면 경사, 식생의 종류, 토지 이용도 등에 따라서 다르나 대체로 10m 정도가 적당할 것으로 사료된다. 그러나 보다 신뢰성 있는 VFS의 설계기준은 실제 시공과 사후 효과분석을 통하여 많은 자료를 축적한 후에 얻을 수 있을 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.432-445
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• 2018

조성 후 5년이 경과한 생태공학적 수질정화 비오톱을 대상으로 식생 및 수환경 분석을 수행하였다. 그 결과, 총 36과에 속하는 91종의 유관속식물종이 확인되었으며 갈대, 달뿌리풀, 줄, 큰잎부들 그리고 애기부들 등 초기 식재된 대형정수식물들이 주된 식생 요소로 확인되었다. 또한, 전기전도도(P < 0.01)를 포함하여 질산태(P < 0.05) 및 암모니움태 질소(P < 0.001)와 칼륨(P < 0.05), 나트륨(P < 0.01) 및 마그네슘(P < 0.01) 등에서 수질정화 효과가 확인되었다. 그 중에서도 질산태 및 암모니움태 질소의 경우 인공습지를 경유하는 과정을 통해 각각 약 60% 및 30% 수준으로 감소하는 수질 개선 효과를 나타내었다. 15개의 단위습지(다중셀습지)가 곡류형 하천과 같은 형태로 조성됨에 따른 '분리성'과 '곡률'은 본 인공습지가 온전한 생태공학적 수질정화 비오톱으로서 지속적으로 기능할 수 있도록 기여한 것으로 판단된다. 인공습지 조성에 있어, 습지로 하여금 다양한 기능들을 안정적으로 수행할 수 있도록 함으로써 습지의 생태적 가치를 제고하는 생태공학적 디자인 요소 반영을 적극 제안하는 바이다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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• pp.450-452
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• 2007

낙동강 중하류지역에 있어서 본류와 주요지천에 있어서의 환경특성과 식생현황을 조사하여 하천관리방안의 기초자료를 마련하고, 본류와 지류의 물리적 특성, 토지이용현황, 수질특성, 토양특성 및 식생 현황을 조사하였다. 조사결과 하천에서 육역으로 갈수록 귀화식물의 유입이 많았는데, 같은 하천이라도 회천의 경우 강가보다 제방부근이 더 높게 나타났고, 상대적으로 사람의 접근이 어려운 낙동강 본류의 매리나 물금지역이 낮게 나타나 귀화식물의 유입은 하천의 형태와 더불어 인간의 접근용이성에도 영향을 많이 받고 있음을 보여주었다. 조사 대상 지역 중 서낙동강 습지와 묵정논 등 습지에서 수생식물의 출현율이 높게 나타나, 이들 지역에 있어서 수생식물을 이용한 하천 수질정화에 있어서 습지의 조성 혹은 관리가 매우 유용할 수 있음을 보여주었다. 조사지역에서의 비소와 크롬의 경우 대부분의 지역에서 토양오염우려기준 이상으로 조사되어 이에 대한 대책이 시급한 것으로 나타났다. 현재와 같은 열약한 수변조건에서 강수시에 범람이나 침식으로 인하여 수체로 유입된 가능성이 매우 높은 것으로 판단되어지며 이를 방지하기 위한 수변녹지의 확보가 절실한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.650-654
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• 2008

친환경 공법의 수리적인 안전성 검토는 식생 및 자연재료의 물리적 특성, 하천의 수리 수문학적 특성, 유사특성과 이들의 상호관계 등에 대한 분석이 요구되며, 이에 선행하여 분석에 이용되는 장기간의 충분한 자료가 구축되어 있어야 한다. 그러나 우리나라의 경우 이러한 자료는 부족한 실정이며, 주로 시범구간을 통한 제한된 자료만이 이용되고 있을 뿐이므로 수리학적 치수방재적 측면에서 친환경 공법의 안전성 평가에 있어 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서 수질정화체의 배치 변화를 통한 수치해석 통하여 수심 및 유속분포를 비교 분석하여 수로의 3차원적 흐름특성을 파악하고, 실제 대상수로에 수질정화체를 설치하여 수로의 수리적 안정성을 연구하였다. FLOW-3D와 수리모형시험 그리고 대상수로 모니터링을 각 경우에 따라 유속, 수위를 측정하여 다양한 조건에 대한 흐름 특성을 연구하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권5호
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• pp.341-347
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• 2008

수변이나 연안에서의 식생은 어류의 산란지, 파랑으로부터 배후공간을 보호하고 수변의 침식을 감소하며 아름다운 자연 경관을 제공하고 있으며 수질 정화, 생태학적으로도 주요한 기능을 하고 있는 등 최근 식생의 가치가 재인식되고 있다. 그러나 수변식생에 의한 파랑변형 특성에 관한 수치적 및 이론적 연구뿐 만 아니라 해안수리학적 연구가 아직은 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 수변식생에 의한 파랑 감쇠 특성을 비정상완경사방정식에 의한 수치모형에 의해 검토하였으며 단순한 선형장파 이론에 의한 이론적 연구 결과와 비교 검토하였다. 식생이 있는 수로에 파랑이 전파하는 경우 파랑의 감쇠특성은 지형이나 입사파 조건 뿐 만 아니라 식생조건에 따라 변화하므로 이들을 고려하여 검토하였다. 이론적 해석과 수치실험 결과를 통해 식생특성과 파랑조건 및 운동량교환 계수와 같은 파라메타의 특성을 명확히 하였다.

• 한국농공학회지
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• 제42권4호
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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.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.231-237
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• 2016

본 연구에서는 여재와 식생을 결합한 수질정화기술에 적용된 여재의 흡착특성을 파악하고, 장기 여과실험에 따른 제거효율의 추이를 관찰하였다. 연구대상 여재는 Adphos이며 인산염 인 ($PO_4{^{3-}-P}$) 흡착특성 분석결과 Adphos는 Langmuir 흡착모델에 적합한 것으로 분석되었고 이 모델에 적용 시 인산염 최대흡착량 ($q_m$)은 1.162 mg/g 으로 산출되었다. 정화기술의 효율을 검증하기 위하여 Adphos의 두께를 400 mm로 충진한 실험실 규모 반응기를 제작하였다. 식생부는 노랑꽃창포 (Iris pseudacours L.)를 식재하였고 식물의 활착을 위한 기반재는 야자섬유 롤 (coir roll)을 사용하였다. 일일 8시간씩 71일간 여과실험을 지속한 결과 융복합형 반응기의 평균 제거효율은 SS, T-N, T-P 각각 94%, 41%, 64%로 나타났다. 실험 결과에 따라 정화기술의 성능이 우수한 것으로 사료되며, 부도기술의 장기 적용을 위한 유지관리방안 마련이 요구된다.