• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.891-893
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• 2009

기계적인 요소와 자연적인 요소를 연계한 마을하수처리 실증플랜트의 가동후 공정별 수질분석 및 자료수집개시: 2008년 9월20일에 착수하여 1주에 1회 간격으로 현재까지 공정별 26회의 현장방문과 수질 조사를 실시하였다. 질산화 전환율은 70~80%로 훌륭하나 탈질은 탄소원 부족으로 저조하였다. 그 이유는 유기물질은 전처리 단계인 바이오필터에서 대부분 제거되었기 때문으로 참여기업과 협의하여 바이오 필터 체류시간 감축방안 수립하여 운영한 결과 탈질효율을 향상시킬 수 있었다. 유기물질 제거효율은 상시적으로 90% 이상의 제거효율 달성할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2028-2032
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• 2009

하천법에서 하천유지유량은 "생활 공업 농업 환경개선 발전 주운 등의 하천수 사용을 고려하여 하천의 정상적인 기능 및 상태를 유지하기 위한 최소한의 유량"으로 정의 되어있고, "하천유지유량 산정요령"에 따라 갈수량을 기본으로 하여 하천의 수질보전, 하천 생태계 보호, 하천경관 보전 등 8가지 항목을 고려하여 산정하고 있다. 환경부에서는 2007년1월 환경부 고시에 '중권역별 수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간"을 제정 고시하였고, 하천의 주요지점에 목표수질을 설정하고 그 수질을 만족시키기 위해 오염물질의 허용량을 제한하는 오염총량관리제도를 도입하였다. 이와 같이 하천 수질의 중요성이 대두되고 있으며, 하천의 기능을 제대로 유지하기 위해서는 수량뿐 아니라 적절한 수질이 요구 된다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-U.S center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가모형인 K-WEAPq 모형을 이용하여 만경강 유역의 네트워크를 구축하고 2003년의 수질 및 유량 자료를 이용하여 수량-수질을 모의하였다. 일별 수량-수질 동시모의를 통해 만경강 유역의 하수처리장 방류수 수질에 따른 하천 수질의 연중 변화를 파악하였고, 하수처리장 방류수의 수질을 변화시켜 수질모의 결과를 비교하였다. 분석결과 하수처리장 방류수의 수질에 따라 하천의 수질이 변화됨을 알 수 있고, 하수처리장 방류수 농도를 적절하게 조절하여 하천의 목표수질을 달성할 수 있음을 알 수 있다. 이 결과를 활용하면 하천의 수질 및 유량에 따라 하수처리장의 효율적인 운영이 가능하며 비용절감의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.651-651
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• 2015

최근에는 그동안 추진했던 점오염원 중심의 하천수질관리에서 벗어나 비점오염원도 중요한 오염물질로 고려되어 비점오염원 저감을 위한 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다. 하지만 기존 비점오염원 저감시설의 설치 사례를 살펴보면 각각의 요소 기술들이 조화를 이루지 못하여 하천의 경관성을 훼손시키고 오염원 차단 및 저감 효과를 상쇄시키는 경우가 대부분이기에 이를 해결할 수 있는 통합적 운전 시스템이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존의 비점오염원 저감시설에 대한 연구를 발전시켜 요소기술의 개별 평가가 아닌 요소 기술들의 통합적 운영에 대한 성능 평가를 실시하고자 한다. 선정된 요소기술은 비점오염원 저감 목적으로 주로 사용되는 저류지, 인공습지, 호안을 선정하여 각 요소기술별 개별 운전과 연계처리 운전을 비교 분석하여 수질정화 능력을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.993-997
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• 2007

본 연구에서는 새만금 유역을 대상으로 오염물질 배출상황을 보다 세부적인 수계의 분포에 따라 정량적으로 분석하고, 분석결과를 효과적으로 처리할 수 있는, 지리정보시스템을 이용한 오염총량 관리시스템을 개발하였다. 본 시스템은 (1) GIS 기반의 배출부하 데이터베이스를 구축하며, 배출부하량 및 세부적인 수계별 분포를 확인할 수 있는 검색 모듈과 (2) 자정계수와 유달거리로 구성된 유달함수를 통하여 유달부하 데이터베이스를 생성하는 모듈, 그리고 (3) 저류형, 침투형, 식생형, 장치/하수처리형 등의 비점오염 저감시설을 유역 말단에 설치하였을 경우, 소유역 및 새만금 유역전체를 대상으로 부하량 저감효과 및 삭감률이 계산 가능한 모듈로 구성되었다. 따라서 전문적인 지식이 없는 사용자도 결과의 판독이 가능하며, 대상유역의 부하량 분석 및 저감시설에 따른 부하량 예측을 통하여 수질정책 수립에 매우 유용한 도구로 사용되도록 하였다. 차후의 연구에서는 본 시스템과 수문/수질모델링시스템을 연계하여 종합적인 수질정보 및 수질관리를 위한 통합관리시스템의 지원이 가능하도록 할 예정이다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.532-536
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• 2004

최근 수자원개발의 한계와 수질의 오염으로 인하여 제한된 수자원의 적절한 배분과 지속 가능한 수자원의 이용이라는 문제가 크게 대두되고 있어 개발의 한계 속에서 수질을 보존하기 위한 노력이 필요한 시점이다. 그러나, 수량과 수질을 동시에 고려할 수 있는 수자원계획 도구는 흔치 않다. 이러한 종합적인 수자원계획 수립 및 분석을 위할 도구를 개발하기 위하여 한국건설기술연구원에서는 SEI-B(Stockholm Environment Institute - Boston Center)와 공동으로 기존에 SEI-B에서 개발된 WEAP(Water Evaluation And Planning System)을 국내 실정에 맞도록 수정보완 한 K-WEAP을 개발하였었다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 K-WEAP에 수질 모의 기능을 추가하여 개발함으로써 수량-수질을 연계하여 수자원계획수립이 가능하도록 하였다. 개발된 K-WEAP은 원단위 개념을 이용한 발생량의 산정과 보존성 물질의 수질 모의와 일반적인 지수감소형 물질 및 BOD, DO 등과 같은 1차 분해성 물질의 모의가 가능하다. 이러한 기능을 이용하여 수자원 계획 시 수질등급을 만족시키기 위한 하수처리장의 설치 계획과 유역관리를 위한 여러 가지 대안의 수립이 가능하며, 여러 가지 대안에 대하여 장래 수질의 변화 경향을 비교 분석할 수 있는 기초 자료를 제공한다. 본 연구에서는 K-WEAP에 탑재된 수질 모형의 내용을 분석하고 수량과 수질의 통합과정을 알아본 후, 가상의 시험유역에 적용한 길과를 바탕으로 수량-수질 통합수자원계획의 적용성을 살펴보았다,

• 대한환경공학회지
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• 제37권2호
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• pp.126-135
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• 2015

도시지역의 소하천은 불투수 면적의 증가 및 우수관거의 발달로 인해 유역의 오염물질 및 강우 유출수의 유달률이 증가한 반면 비강우시에 현저하게 유량이 감소되어 하천환경에 심각한 문제를 나타내고 있다. 본 연구에서는 도시 하천의 유량과 수질 문제를 저감하기 위해 개발된 초기강우 저류 및 처리시설을 효율적으로 운영하기 위해 SWMM 도시유역모델 적용 결과와 자동모니터링 시스템을 이용하는 종합관리시스템을 개발하였다. 본 연구의 대상 지역인 관평천 유역의 대부분의 강우사상에서 오염물질은 초기 4시간의 강우 유출수에 집중되어 있는 것으로 관찰되었으며 이는 처리시설의 용량 결정에 있어 가장 중요한 인자로 작용한다. 본 시험 유역에서 유역모델인 SWMM을 이용하여 계산한 결과 처리시설에서 수용할 수 있는 초기우수 유출량은 약 6 mm의 누적강우량으로 산정되었으며 이는 대상지역에서 발생하는 대부분의 소규모 강우에 대해 처리가 가능하다는 것을 의미한다. 본 연구 결과는 강우-유출 모델과 연계한 초기우수 처리시설 운영을 위한 가이드라인을 제시하고 있으며, 하천 수질 모델과 연결할 경우 유입하천에 미치는 영향을 사전에 예측할 수 있으며, 유역의 조건과 연계하여 도시하천의 유역연계 종합 수질관리를 위한 중요한 자료를 제공할 수 있을 것이다.

• Spatial Information Research
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• 제10권2호
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• pp.289-299
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• 2002

최근 환경문제에 대한 관심이 많아지고 그 중요성이 부각되면서 관련 기관이 요구하는 정보량은 증가하고 있으며, 수요 또한 급증하고 있다. 오염총량제 실시를 앞두고 환경 관련 정보를 효율적이고 체계적으로 관리할 수 있는 정보관리체계가 필요하게 되었고, 특히, 도형자료에 의하여 관련정보를 효율적으로 관리, 분석할 수 있는 GIS의 개발과 적용이 세계각국을 비롯한 국내의 정부기관, 개인기업체, 관련학술분야에서 활발히 진행되고 있으며, 하천수질분야의 적용성이 인정되고 있다. 본 연구에서는 GIS를 이용하여 행정구역별, 유역별 오염부하량을 산정하고, 수질 예측 모델로서 국내 많은 지역에서 적용된바 있는 QUAL2E 모델을 GIS에 유기적으로 연계시켜 모델을 구동시키며 그 결과를 시각적으로 처리함으로써 오염부하량 산정으로부터 모의 결과를 시각화하는 일련의 과정을 통합하였다. 특히 GIS에 수질모델을 연계시킴으로써 기존연구에서는 미진했던 수질예측이 가능한 하천수질관리시스템을 구축하였으며 그 활용방법을 제시하였다.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.344-354
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• 2004

본 연구에서는 용수재이용을 위해 생활하수를 지하흐름형 인공습지로 처리한 후 연못시스템에 연결시켜 미생물과 각 수질인자들의 처리효과를 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. SS의 농도는 얼음이 녹은 3월 초순에서 4월 초순까지는 10 mg $L^{-1}$ 이하의 매우 낮은 농도로 우리 나라 방류수 수질기준보다 낮은 농도를 유지할 수 있었으나 겨울이나 여름 특정기간에 농도가 높아서, 용수 재이용시 보건 ${\cdot}$ 위생적인 측면과 더불어 이용자에게 심미적인 불편함이 없어야 하므로 유출부에 여과시설 등 관리대책을 검토할 필요가 있을 것으로 생각된다. $BOD_5$는 식물의 생장과 미생물의 성장이 저조한 동절기의 농도 증가현상과 이들의 활동이 활발한 성장기의 감소현상을 뚜렷히 나타내었으나, 전체적으로는 국제적인 농업용수 재이용 수질기준보다 낮은 수준으로서 우려할 사항이 아닐 것으로 판단된다. 영양물질의 경우 DO가 상승한 호기성상태에서 T-N, T-P 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 수질개선을 목적으로 연못시스템을 이용할 경우 3월중에 상층부를 유출시키고 3월 이후에는 수심을 낮게 유지하여 심수층까지 호기성상태를 유지하는 것이 수질관리에 유리할 것으로 판단된다. 지하흐름형 인공습지에서의 미생물 처리효율은 TC, FC, E. coli 모두 평균 92 ${\sim}$ 96% 이상 높은 처리 효율을 보였으며, 인공습지 유출수가 연못시스템을 거치면서 추가로 평글 83 ${\sim}$ 90% 이상 제거되어 평균 대장균농도가 1,200MPN 100 $mL^{-1}$ 로써 인공습지와 연못시스템을 연계 ${\cdot}$ 적용한 후 농업용수로 재이용하거나 수계로 방류할경우 보건 ${\cdot}$ 위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 미생물의 소독은 대부분 태양광에 의해서 이루어지기 때문에 본 연구와 같이 연못 상층부에서 유출시킬 경우 높은 처리효율을 기대할 수 있을 것으로 생각하며, 대장균과 연못 내에 존재하는 생물들 사이의 상호작용을 정확히 이해하여 적절한 관리대책을 마련 할 경우 안정적인 방류수 농도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 자연정화로서 하수처리수를 고도 처리할 수 있는 인공습지와 연못시스템을 연계처리 하면 높은 미생물 소독효율을 나타내어 보건 ${\cdot}$ 위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 인공습지와 연계한 연못시스템의 하수처리방식은 간단한 구조, 큰 완충능력, 적은 슬러지 발생, 간소한 유지 ${\cdot}$ 관리의 장점을 가지고 있어서, 소규모하수처리와 농업용수 재이용 기술로서 적용가능성이 클것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제27권1호
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• pp.57-64
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• 2019

유입하수와 기존 연계처리수(축산폐수, 분뇨, 음폐수 등)에 더하여 슬러지탄화시설에서 발생되는 유출수가 추가로 유입되며 질소성분의 처리에 어려움을 겪고 있는 하수처리시설을 대상으로 연계처리가 처리효율에 미치는 영향을 조사하였다. 하수처리시설에 유입되는 연계처리수의 부하량(kg/d)을 산출한 결과, BOD 및 COD의 경우 음폐수와 축산폐수가 차지하는 비중이 상대적으로 크게 나타났고, T-N과 $NH_3-N$은 탄화공정수가 차지하는 비중이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 탄화공정수가 방류수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 탄화공정수 유입 유무에 따른 공정별 처리효율을 분석결과, 호기조에서 $NH_3-N$의 질산화율이 탄화공정수가 유입되지 않는 경우 89%이었으나 탄화공정수가 유입되는 경우 55%로 낮아져 탄화공정수 유입시 질산화효율이 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 탄화공정수 유입으로 인한 질소 및 암모니아 부하량 증가 및 이로 인한 제거율 악화를 해결하기 위해서는 탄하공정수의 전처리를 통해 질소성분의 부하를 낮추어야 할 것으로 판단된다.