• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.232-233
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• 2018

고탁도 해역에 배출되는 온배수를 활용하기 위해 탁도로 인한 열교환기의 오염부하가 줄어 들 수 있도록 탁도저감시스템을 시스템에 열교환기 이전단계에 추가하여 운전하였으며 탁도저감시스템으로 인한 탁도, 부유물질, 영양염류의 제거능 평가를 실시하였다. 평가결과 탁도개선시스템의 운전으로 인해 약 80%정도의 탁도가 저감 되는 것을 확인하였으며 부유물질 제거 효율은 약 13~29%정도였다. 기타 영양염류의 제거효율은 미미하였으나 본 시스템의 목적인 탁도저감을 위해서는 효과적인 시스템이라 판단된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.42 no.4
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• pp.231-238
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• 2009

This study was carried out to investigate the effect of vegetative buffer to reduce runoff and soil and nutrient loss at highland agricultural area. The soil of experimental field was classified as Ungyo series (Fine, Humic Hapludults). An area of each field with lysimeter was $50m^2(width\;2.5m{\times}length\;20m)$ and was a gradient of 17%. Chinese cabbage (Brassica campestris L.) was cultivated by general management in each field. For establishing vegetative buffer, rye (Secalecereale L.), tall fescue (Festucaarundinacea Schreb) and orchard grass (Dactylis glomerata L.) were planted at the edge of field. Rye buffers were 1m, 2m and 4m wide. Both orchard grass and tall fescue buffers were 2m wide. Vegetative buffers were set up in September 2005 and chinese cabbage was planted in June 2006. Soil loss, runoff and nutrient loss were measured from June to August in 2006. Since the precipitation amount was heavy in July, amounts of runoff, soil erosion and nutrient loss were the highest in July during this study period. In comparison with control, vegetative buffers of rye 2m, orchard grass 2m and tall fescue 2m reduced runoff by 3%, 1% and 2%, respectively. In comparison among width of rye buffer, rye 1m, rye 2m, and rye 4m reduced by 1%, 4% and 13%, respectively. Vegetative buffers of rye 2m, orchard grass 2m and tall fescue 2m showed the reducing of soil loss by 59%, 46% and 28%, respectively. In comparison among width of rye buffer, the highest reducing effect of 88% was observed in 4m treatment. Additionally, vegetative buffer reduced N, P and K losses in runoff and eroded soil which were 10 to 54%, 7 to 24% and 11 to 21%, respectively. In different widths, wider vegetative buffer showed lower loss of N, P and K in runoff and eroded soil. As a result of this study, the vegetative buffer of rye was most effective for reducing runoff and soil loss in comparisons with other plants. In addition, wider range of buffers recommended for reducing runoff and soil loss, if possible.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.357-357
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• 2018

기후변화의 영향으로 기온과 강수량의 증가가 나타나고 있으며, 이러한 변화는 수문 순환 및 강우-유출의 변화로 인해 하천의 수질에도 영향을 미치게 된다. 수질 오염원 중 배출원의 형태가 명확하지 않은 비점오염원은 강우의 유출과 함께 발생하는 특징을 띤다. 비점오염원은 지표면에 존재하던 오염 물질이 지표면에서 유출이 발생함에 따라 하천으로 유입되는 오염물이다. 이에 따라 강우량에 비례하는 특성을 띠며 점 오염원과 달리 변동 폭이 크다. 대표적인 비점오염물로 알려진 질소, 인과 같은 영양물질은 하천으로 유입 시 부영양화를 야기하는 물질로 우리나라와 같이 계절별 강수량의 차이가 큰 환경에서 비점오염물의 지속적인 관리는 필수적이라 할 수 있다. 비점오염원은 오염원을 특정할 수 없기 때문에 하천으로의 유입을 최소화하는 최적관리기법(Best Management Practices)을 통해 관리한다. 국내외에서 가장 널리 이용되는 비점오염원 최적관리기법은 식생형 시설로, 나지에 식물체를 파종함으로써 토양의 유실을 방지하여 비점오염물의 하천 유입을 저감시키고, 자연경관으로써 기능한다. 미래 수자원의 효과적인 이용을 위해서는 기후변화에 따른 수문 변화, 그로 인한 수질 변화 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 기후변화 시나리오를 통해 기온, 강수, 습도와 같은 기후 조건의 변화를 고려하여 예측되는 비점오염물의 유출 저감 대책의 영향을 분석하고자 한다. 이 때, 기후변화 시나리오는 그 자체로 불확실성을 포함하는 자료이기 때문에 특정 시나리오를 분석하기 보다는 기후변화 진행 정도에 따른 비점오염물 유출을 산정하고 저감 대책의 영향을 분석한다. 연구를 수행하기 위해 장기간의 강우-유출 특성의 모의가 가능하고 저감 대책을 제공하는 SWAT 모형을 이용한다. SWAT 모형에서는 여러 최적관리기법을 제공하는데, 가장 널리 이용되는 것이 식생형 시설인 것에 기초하여 적용할 저감 대책으로 계단식 산비탈(Terracing)을 선정하였다. 저감 대책의 적용으로 비점오염물질이 적게는 약 30%에서 많게는 60%까지 변화하며 매우 효율적으로 저감되는 것이 확인되었다. 저감 시설의 적용을 통해 총 량 뿐만 아니라 시간에 따른 비점오염물 유출의 변동성 또한 감소시킬 수 있음이 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.210-210
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• 2020

LID (Low Impact Development, 저영향개발)는 산업화 및 도시화 진행 지역에서 비점오염원으로부터 배출되는 오염물질을 제어해 개발지역 내 자연순화 기능을 최대한 유지하고, 물순환 기능증대를 통해 강우 유출수를 지역 내에서 관리하는 것을 목표로 한다. 비점오염원 저감 LID 시설에는 자연형과 장치형 시설이 있다. 자연형 시설에는 저류형, 침투, 식생형 시설 등이 있다. 특히, 침투시설에는 대표적으로 투수블럭이 있으며, 이는 투수성 포장재를 통해 강우 유출수를 지하로 침투시켜 여과나 흡착 등으로 비점오염물질을 제어하는 시설이다. 장치형 시설로는 여과재나 망을 이용해 비점오염물질을 분리하는 여과형 및 스크린형 시설, 응집과 침전을 통해 비점오염물질을 분리하는 응집·침전 시설 등이 있다. 이에 본 연구는 2016년부터 2018년 3년간 전주 서곡지구 지역 내 설치된 필터형 투수블럭, 틈새형 투수블럭에서 진행했다. 각각의 투수블럭에서 총 19회, 20회의 강우 모니터링을 실시했고, 오염물질 유입 및 유출 EMC 등의 분석을 통해 유출 및 오염물질 저감효과를 분석했다. 연구 대상 각 투수블럭의 주요 제원은 시설 용량 14.4㎥, 시설 면적은 14.4㎡이다. 모니터링 결과값을 분석한 결과 필터형 투수블럭의 경우 유출 저감율은 17.4 ~ 100%, 틈새형 투수블럭은 29.6 ~ 100%이었다. 필터형 투수블럭과 틈새형 투수블럭의 단위면적당 유량 저감량은 각각 0.014 ~ 0.583㎥/㎡, 0.035 ~ 0.588㎥/㎡이었다. 오염물질 저감효율을 분석한 결과 유기물 항목(BOD, TOC)의 경우 틈새형 투수블럭에서의 저감효율(BOD 93.59%, TOC 90.39%)이 필터형 투수블럭에서의 저감효율(BOD 89.99%, TOC 86.94%) 보다 다소 높게 나타났다. 영양염류 항목(T-N, T-P)의 경우 필터형, 틈새형 모두 비슷한 저감효율(필터형 T-N 89.02%, 필터형 T-P 98.12%, 틈새형 T-N 90.41%, 틈새형 T-P 98.04%)을 보였다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.20 no.1
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• pp.54-62
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• 2018

Nutrients generated from various land uses lead to eutrophication during the influx of water, and it is necessary to apply the LID techniques to reduce nutrients from nonpoint sources in order to mitigate the occurrence of the algal bloom. This study was carried out to derive the design factors of hybrid artificial wetland (HCW) to increase the removal efficiency of nutrients. HCW system was constructed in the year 2010 for the treatment of rainfall runoffs from parking lots and roads composed of 100% impervious floors in the Cheonan campus of Kongju University. The average nutrients removal efficiency of TN and TP was 74% and 72%, respectively. Both TN and TP removal efficiencies were higher than those of free surface wetlands and subsurface flow wetlands due to activated physical and ecological mechanisms. The critical design parameters for the efficient nutrients removal in the artificial wetlands were the ratio of the surface area to the catchment area (SA/CA), land use, the rainfall runoff, and the rainfall intensity. The optimal carbon to nitrogen (C/N) ratio was estimated at 5: 1 to 10.3: 1. The results of this study can be applied to the efficient design of hybrid artificial wetlands to treat nutrients in urban runoff with high efficiency.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2004.04a
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• pp.35-38
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• 2004

부틸알데히드로 오염된 대상 부지에 Biosparging 공법의 현장 적용을 위해 적정 공기 주입 압력 조건을 도출한 결과, 주 오염층인 자갈질 모래층에 공기주입 가능 파괴압력(Pe)는 약 300mmAq로 측정되었으며 4,500mmAq 압력 조건에서는 용존 산소농도의 영향 반경이 약 3 m로 나타났다. 위의 조건을 적용하여 약 150일간 운전한 결과, 영양물질을 투입하지 않은 초기 90일 동안 최고농도 대비 약 90%가 저감되었으며 그 이후에 영양물질을 투입하여 초기 최고 농도 대비 96%가 저감되어 복원목표치인 50ppm을 모든 지역에서 만족시켰다. 또한 생분해 반응속도가 k=0.03/day로 나타나 휘발성이 낮고 생분 해도가 뛰어난 부틸알데히드로 오염된 자갈질 모래층에 Biosparging공법이 성공적으로 적용된 사례이다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.3
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• pp.271-278
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• 2017

Low impact development (LID) technology has been recently applied for the treatment of nonpoint source pollutants. Rain garden is one of the widely used LIDs since it utilizes various mechanisms such as biological and physico-chemical treatment to reduce pollutants. However, problem such as clogging has been one of the issues encountered by the rain garden that do not undergo constant maintenance. Therefore, this research was conducted to develop and determine the component arrangement of a rain garden system for a more efficient volume and pollutant reduction. Two hybrid rain garden systems having different characteristics were developed and evaluated to determine the optimum design and arrangement of the system. The results showed that the components arranged in a series manner showed a volume reduction of 93% and a pollutant reduction efficiency of approximately 99%, 93% and 95% was observed for particulates, nutrients and heavy metals, respectively. While when the system is connected in a combined series-parallel, the volume and average pollutant reduction efficiency for the TSS, nutrients and heavy metals are 65%, 94%, 80% and 85%, respectively. Moreover, the component arrangement in the order of sedimentation tank, infiltration tank and plant bed exhibited a high pollutant reduction efficiency compared when the infiltration tank and plant bed were interchanged. The findings of this research will help in the further development and optimization of rain garden systems.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.3 no.2
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• pp.100-109
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• 2016

Low impact development (LID) facilities are established for the purpose of restoring the natural hydrologic cycle as well as the removal of pollutants from stormwater runoff. Improved efficiency of LID facilities can be obtained through the optimized interaction of their major components (i.e., plant, soil, filter media, microorganisms, etc.). Therefore, this study was performed to evaluate the performances of LID facilities in terms of runoff and pollutant reduction and also to provide an optimal maintenance method. The monitoring was conducted on four LID technologies (e.g., bioretention, small wetlands, rain garden and tree box filter). The optimal SA/CA (facility surface area / catchment area) ratio for runoff reduction greater than 40% is determined to be 1 - 5%. Since runoff reduction affects the pollutant removal efficiency in LID facilities, SA/CA ratio is derived as an important factor in designing LID facilities. The LID facilities that are found to be effective in reducing stormwater runoff are in the following order: rain garden > tree box filter > bioretention> small wetland. Meanwhile, in terms of removal of particulate matter (TSS), the effectiveness of the facilities are in the following order: rain garden > tree box filter > small wetland > bioretention; rain gardens > tree box filter > bioretention > small wetland were determined for the removal of organic matter (COD, TOC), nutrients (TN, TP) and heavy metals (Cu, Pb, Cd, Zn). These results can be used as an important material for the design of LID facilities in runoff volume and pollutant reduction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.186-186
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• 2012

새만금에서 농업용수의 안정적인 확보를 위해서는 새만금호의 수질관리가 절대적으로 필요하며 농업비점오염 부하량이 총인기준으로 52~72%를 차지하는 것을 고려할 때 농업비점오염 관리는 중요하다. 이에 "새만금유역농업비점오염 저감기법 개발 연구"를 통해 논과 밭 등의 농업비점 오염원별 최적관리기법 개발을 목적으로 모니터링 연구가 수행되었다. 유역규모 물수지 및 물질수지 분석에 있어서 논은 전체 농업용수의 60%를 차지하고 있다. 특히 농업비점오염 중에서 논은 물고 및 담수심의 관리에 따라서 기타 토지이용과 상이한 유출특성을 보인다. 따라서 유역규모에서 논으로부터 발생되는 비점오염의 시공간적인 부하량의 변화를 예측하기 위해서는 반드시 논에서의 물관리와 시비관리에 따른 수량과 수질의 유출특성에 대한 분석이 선행되어야 한다. 물관리 및 시비관리 방법에 따라 논으로부터 발생되는 오염부하량이 수질에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 논에서의 물수지 및 물질수지 모니터링 기법이 활용될 수 있다. 하지만 모니터링 접근 방식은 오랜 시간과 많은 비용을 필요로 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 고려되어 지고 있는 여러 저감기법들 중에서 농업비점오염물질의 유출에 미치는 영향을 파악하여 가장 적합한 저감기법 (Best Managment Practices, BMPs)을 선정하기 위해서 다양한 수학적인 모형들이 사용되어 왔다. 비점오염 관리는 오염물질이 오염원에서 발생되는 양 자체를 줄이거나 또는 오염원으로부터 수체에 이르기까지의 과정에서 운송을 차단시키는 방법들을 활용하고 있다. 따라서 논에서의 비점오염 모델링 또한 논에서의 유출 특성 및 질소와 인과 같은 영양물질과 관련된 기작을 고려한 모형들이 선택 및 적용되어야 한다. 논에서의 물관리 및 시비관리를 고려할 수 있는 모형들로는 CREAMS-PADDY, GLEAMS-PADDY, PADDYMOD, APEX와 같은 모형들이 개발되어 사용되어 왔다. 따라서 본 연구에서 논으로부터의 비점오염 부하량 예측을 위해 사용되어 온 모형들의 장단점을 비교 분석하고 적합한 모형들을 동일한 시험포장에 적용하여 논 비점오염관련 모형들의 국내 적용성을 제시하였다.