• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2006년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.84-87
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• 2006

국내 최고의 자연습지인 경상남도 창녕군 우포늪은 생태보전지역으로 지정되어 관리되고 있지만 생태계보전지역만을 대상으로 한 소극적인 관리로 인해 여러 생태 환경의 문제가 대두되고 있다. 따라서 우포늪 유역 전체에 대한 생태 보전을 위해 위성영상에 의한 효율적 관리가 요구되고 있다. 이 논문에서는 위성영상으로부터 비점오염원 정보를 추출하기위한 분류항목을 설정하고, 규칙기반 분류기법을 적용하여 우포늪 유역의 토지피복 분류를 수행하였다. 이를 통하여 비점오염원 유출모형에서 사용되고 있는 유출곡선지수, 식생피복인자, 조도계수 등의 인자에 위성영상으로부터 분류, 추출된 토지피복정보를 적용할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.446-446
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• 2021

본 연구에서는 수질오염 관리 측면에서 유역의 취약성을 평가하고 우선 관리가 필요한 지역을 선정하는 기법을 수립하고자 한다. 수질은 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 오염의 취약성을 평가하기 위해 다기준 분석 기법을 적용하였다. 다기준 평가기법은 다양한 평가 항목이 포함되는 의사결정 문제에 유용하다. 연구 절차는 평가 항목 및 가중치 결정, 항목별 평가자료 구축, 수질오염에 대한 취약성 평가 후 수질오염 관리가 필요한 유역 선정의 단계로 구성하였다. 평가 대상은 814개 소유역이다. 평가 프레임워크는 오염원, 확산 과정, 수자원 현황의 3개 그룹으로 구성되며, 각 그룹에 대한 하위 평가 항목을 선정하였다. 오염원 그룹은 중앙 및 지방 정부에서 제공하는 오염원 조사 결과, 농업 분야 자료, 토지 사용 현황 등을 적용하였다. 확산 과정 그룹은 강우, 토지 피복, 토양 등의 데이터를 사용하였으며, 수자원 현황은 하천의 흐름, 수질 및 수생 생태계 현황 등이 반영되었다. 유역 단위로 모든 항목에 대하여 가중치를 반영한 점수를 집계하고 취약지역을 선정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2111-2116
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• 2008

환경부에서 시행하는 수질오염총량관리제도를 효과적으로 운영하기 위해서는 하천기초자료들과 함께 오염원 자료가 필요하다. 현재 오염원 자료는 체계화되어 있지 않으므로 필요할 때마다 여러 자료에서 뽑아 쓰고 있다. 따라서 GIS를 이용하여 데이터베이스화하여 물수지 모형 및 수질모형의 입력자료와 연계하여 유역의 오염부하량을 산정하도록 할 필요가 있다. 본 연구에서는 영산강유역을 대상지역으로 GIS를 이용하여 각 오염원에 대한 자료 데이터베이스를 구축하였다. 오염원 자료들을 행정구역별, 오염총량관리유역별로 DB를 구축한 후 이를 이용하여 발생부하량을 산정하였으며, 그 결과를 광주광역시 및 전라남도 영산강 오염총량관리 기본계획 보고서의 발생부하량값과 비교하였다. 두 값의 상대오차를 계산한 결과 $0.003{\sim}4.273%$ 정도로써 계산 결과의 차이가 많지 않았다. 발생부하량 산정결과 생활계와 토지계 발생부하량은 영본B에서 가장 높은 값을 보였으며 축산계 발생부하량은 영본E에서 가장 높은 값을 나타내었다. 생활계, 축산계, 토지계발생부하량 합산결과 생활계와 토지계에서 가장 높은 값을 보인 단위유역은 영본B 지역과 축산계에서 가장 높은 값을 나타낸 영본E로서 수질오염 위험지역으로 분석되어 수질관리를 위한 정화시설 및 저류지 조성이 필요할 것으로 판단할 수 있다. 본 연구의 결과를 이용하여 미래 오염부하량을 예측하는데 활용할 수 있을 것이고 물수지 분석을 위한 모델의 입력자료로 활용 가능하며, 하천의 유역관리 및 영산강유역의 오염총량관리를 위한 기초자료로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.140-140
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• 2020

도암호 유역 위치한 강원도 평창군 대관령면 일대는 고랭지 농업이 주로 이루어지는 곳으로 강우시 토양 유실로 인한 하천의 수질오염이 빈번하게 발생하고 있다. 비점오염원은 강우시 호수와 하천으로 유입되는 특징을 가지고 있으며 불특정 발생원에서 불특정 기상조건과 경로에 의해 발생하여 지속적인 모니터링에는 어려움이 따른다. 이러한 비점오염원 중에서도 농촌지역에서 발생되는 비점오염원은 정확한 기작이 분석되지 않고 있어 수질오염에 큰 문제가 되고 있다. 본 연구는 도암호 유역 송천에서 2019년 7월부터 10월까지 6회 모니터링을 실시하였다. 이후 각 강우사상에서 비점오염물질의 유출에 미치는 강우요인(선행무강우일수, 강우지속시간, 총 강우량, 최대강우량, 평균강우량)을 분석하였다. 또한 강우유출수 분석을 통해 유량가중평균농도(EMC, Event Mean Concentration)을 산정하여 각 강우사상에서 유출된 오염원의 농도를 정량화하였으며, 초기세척비율(MFFn, Mass First Flush ratio)를 산정하여 강우초기에 유출된 오염원의 농도를 알아보았다. 분석결과 강우의 특성과 모니터링 시기별 영농단계에 의해 강우사상별 오염원의 농도와 초기세척비율의 차이를 보인 것으로 판단된다. 추후 지속적인 모니터링과 분석을 통한 강우강도에 따른 효율적인 비점오염원 저감대책과 관리 방안이 필요할 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.499-499
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• 2016

본 연구는 오염된 농업용 저수지에 대하여 수층에 따른 수질 변화 특성을 조사하고, 저수지 저부의 퇴적물에 대한 용출 실험을 통해 수층별 수질 특성이 퇴적물의 용출에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 연구 대상 저수지의 선정은 설치년도 1960년대를 기준으로 이전과 이후로 분류하였으며, 주요 오염원을 축산계와 생활계 오염원으로 분류하여 각 다른 특성을 가진 저수지를 선정하여 조사하였다. 내부 오염 부하량이 수체에 미치는 영향을 평가하기 위해 실시한 용출량 실험 결과, 호기 조건에서 축산계오염원 저수지의 T-P가 미미하게 용출이 일어난 것을 제외하고는 생활계, 축산계오염원 저수지에서 용출이 일어나지 않았다. 반면에 혐기 조건의 경우에는 생활계오염원 보다는 축산계오염원 저수지에서, 1960년대 이후 설치된 저수지에서 보다는 1960년대 이전에 설치된 저수지에서 용출이 크게 일어나는 것으로 조사 되었다. 혐기 조건에서 T-N의 경우 생활계오염원과 1960년대 이후 설치된 저수지에서는 용출이 일어나지 않았으나, 그 외의 항목에서는 모두 용출이 일어나는 것으로 분석되었다. 특히 혐기조건에서는 모든 연구대상 저수지에서 T-P의 용출이 크게 일어나는 것으로 조사되었는데, 이는 부영양화의 주요 영향인자로 작용할 수 있으므로 저수지 저부의 혐기조건이 형성되는 것을 제어?관리해야 할 필요성이 있다고 하겠다. 연구 저수지에 대한 현장 조사 결과, 가뭄의 영향으로 수위가 평년에 비해 상당히 낮았으며, 저수량의 부족으로 저수지 주변의 바닥이 드러나거나 유출이 없는 등의 특징을 보였다. 수심이 낮은 5~7월의 조사 시기에는 표층의 DO 농도가 높음에도 저층부의 DO 농도는 1.2~2.2 mg/L를 나타내 약혐기조건이 형성됨을 확인하였다. 또한 현장측정기(HYDROLAB_Quanta)를 이용한 DO측정시, 저층부 퇴적물의 재부유를 막기 위해 저층경계면에서 30~50cm 윗부분을 측정했다는 점에서 저층부 바닥면의 DO 농도가 더 낮을 수 있다고 추정할 수 있다. 이는 이 시기에 퇴적층에 존재하는 오염물질의 용출이 충분히 일어날 수 있으며, 이후 8~11월에 수계 내 환란 및 순환에 의해 오염물질이 수중으로 이동하게 되고, 수질을 악화시키는 원인으로 작용할 수 있음을 추론할 수 있다. 이와 같이 퇴적되어 있던 오염물질이 계속적으로 용출 및 순환을 해마다 반복한다면 해당 저수지는 장기간 수질 오염 저수지가 될 수밖에 없을 것이다. 따라서 이러한 내부오염부하가 크다고 판단되는 저수지에 대하여 오염퇴적물의 관리가 필요하다고 하겠다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.53-66
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• 2008

환경부는 최근 30년 동안 가정하수, 축산폐수 및 산업폐수 등과 같은 점오염원에 대한 집중적인 기술개발, 시설설치 및 시설개선에 투자를 하여왔으며, 수질개선도 크게 이루어졌다. 그러나 지속적인 인간의 활동 및 토지이용의 고도화로 나타나는 도시화는 유역의 변화를 가져오고 수질 및 수생태계의 건전성을 약화시키는 새로운 오염물질을 유발하고 있다. 이러한 유역의 변화는 주로 인간의 활동공간을 창출하는 개발사업에 의하여 발생한다. 따라서 환경부는 시대적 필요에 의해 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 등의 개정을 통해 다양한 수질 및 유역관리제도(수질오염총량관리제, 비점오염원 관리지역 지정제도, 비점오염원설치신고제도, 고랭지 경작지 경작방법 권고 등)를 도입하여 수질개선을 꾀하고 있다. 그러나 이러한 각종 제도는 개발사업에 효율이 검증되지 않은 허울뿐인 비점저감시설의 난립을 가져올 소지가 매우 높다. 즉, 수질 및 수생태계의 보전은 환경에의 직접적 영향을 끼치는 개발사업의 건설기술 자체가 환경에 영향을 최소화시키는 건설환경기술로 변화될 때 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 수질 및 수생태계 보전을 위한 유역관리기법, Low Impact Development(LID) 기술 및 비점오염원 관리 방향에 관한 21세기형 지속가능한 환경정책을 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.212-212
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• 2023

비점오염원관리와 같이 장기적인 유역 관리 계획에서 유역 내 오염원 평가는 정말 중요하다. 유역 내 오염원 평가는 강우 유출에 의한 비점오염 발생원이 어디서 얼마나 발생시키는지에 대한 정량적인 조사가 필요하다. 유역 내의 오염원에 대한 정량적인 조사는 많은 비용과 시간이 필요하다. 이러한 비용과 시간을 줄이기 위해 유역단위 수리 수문 모델을 사용하고 있다. 유역단위 수리수문 모델은 HSPF (Hydrological Simulation Program in Fortran), SWAT (Soil and Water Assessment Tool), L-THIA ACN-WQ(The Long-term Hydrologic Impact Assessment Model with Asymptotic Curve Number Regression Equation and Water Quality model)등 다양한 모델이 사용되고 있다. 하지만 유역 모델을 통한 모의는 다양한 연산 과정을 진행하여 모의까지 많은 시간이 필요하다는 단점이 있다. 이에 따라 데이터 기반 모델링 기법(머신러닝/딥러닝)을 이용한 유출 및 수질 예측 연구가 많이 이루어지고 있다. 단순 머신러닝/딥러닝 기반 모델링 기법은 점(최종유출구)에서의 예측만 가능하여 최적관리 기법 적용 등과 같은 유역관리 방안을 적용하기 힘들다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서 머신러닝/딥러닝을 통해 일부 수문 프로세스를 대체하고 소유역별 하도추적 기법을 연계하여 유량 및 수질 항목들의 모의가 가능한 하이브리드 모델을 개발하였다. 이는 머신러닝/딥러닝이 유역 모델의 일부 연산 과정을 대체하여 모의시간이 빠르며, 기존 머신러닝/딥러닝 예측 모델에서 평가가 어려웠던 유역 관리 방안 및 최적관리기법 적용 평가에도 활용이 가능할 것으로 판단이 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.443-443
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• 2021

국내 하천, 호소에 유입되는 오염물질 중 30% 이상이 농업 활동 등으로부터 기인한다. 정부 부처는 '04년부터 농업 비점오염원 저감 대책을 수립·시행하고 있으나 농촌 인구 고령화, 열악한 재정환경, 관행화·고착화 된 농법 등으로 인해 주민참여 및 대책 적용의 한계가 있었다. 금호강 상류 보현산댐 유역은 대부분 임야로 고현천 등 상류 하천변에 사과원이 밀집되어 있다. 또한, 유역면적이 32.16km²로 좁고, 유로 연장 5km 이내로 짧으며 하천 경사가 급해 강우시 토양 유실량이 많고 유출속도가 빠르다. 이러한 유역 특성상 상류 사과원은 '16년 보현산댐 담수 이후 매년 반복적으로 발생하는 녹조 등 수질 문제를 초래하는 주요 비점오염원으로 지역사회 이슈가 되었다. 이에 따라 K-water는 낙동강수계관리위원회 환경기초조사사업의 일환으로 지역주민들과 논의를 통하여 댐 상류 사과원에 친환경농법(심층시비)를 적용하고 수질 개선 효과를 분석하였다. 심층시비는 과수 주변 토양 천공 후 퇴비를 시비하는 친환경농법으로 표층시비에 비해 초기 강우유출 오염물질량을 저감하고 퇴비 사용량도 줄일 수 있다. 금번 연구에서 실제 운영 중인 농지('19년 24천평, '20년 27천평)을 대상으로 심층시비를 시범적용한 결과, 퇴비 사용량은 표층시비의 50% 수준으로 감소하였고 과수 생육 및 품질에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 강우 시 유출농도는 표층시비 대비 TOC 5.0~41.3%, T-P 4.0~57.3% 감소했다. HSPF 유역 모델링 분석 결과, 전체 과수원 중 70% 농지에 심층시비를 적용한 경우, 하절기 유역 T-P 유입부하량이 5.0~6.8%(소유역 최대 28.2%) 감소하는 것으로 예측되었다. 본 연구결과를 바탕으로 심층시비를 확대 적용하고 유역 수질관리에 기여하고자 한다.

• Spatial Information Research
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• 제23권1호
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• pp.33-40
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• 2015

최근 토지오염은 토지이용 현황에 따라 많은 환경 문제들을 유발하고 있는 가운데 이에 대한 관리가 시급한 실정이다. 본 논문에서는 점 및 비점오염원 인자에 의한 토지오염 지역의 합리적 분석을 위해 토지의 주된 용도에 따른 지목정보를 이용하여 토양오염 지역을 분류하였다. 또한 지목정보 분석을 통해 토지오염원 정보를 효과적으로 수집할 수 있었다. 이는 토양오염 실태조사 및 관리를 위한 중요한 요소로 분류한 토지정보는 토양환경 관리와 보존을 위해 활용 되어지며 향후 토지의 이용규제와 합리적인 보존관리에 활용될 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.23-31
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• 2012

새만금 유역은 BOD와 TP의 비점오염배출 비중이 각각 68.4와 61.4% (2009년 기준)로 점오염원에 비해 높게 나타나므로 새만금 수질관리를 위해서는 비점오염원에 대한 대책수립이 시급하다. 본 연구에서는 새만금 유역 최적관리기법 대상지 선정을 위해 비점오염원의 영향이 큰 농업지역을 중심으로, 그리고 부영양화에 주요인자인 총인(TP)을 기준으로 농업비점오염대책 우선지구를 선정하고자 하였다. 우선지구 선정방안은 의사결정에 의한 오염영향 지수를 이용한 정성분석 방법으로 수계에 비점오염원(TP기준)이 작용하는 단계를 크게 발생, 배출, 유출 관련지표로 구분하여 비점오염원 영향지수(NPSI; Non-point Source Index)를 산정하였으며, 전문가 AHP (Analytic Hierarchy Process)분석을 통해 지표의 가중치를 결정하였다. NPSI 산정에는 행정구역 745개의 동리단위 기준으로 비점발생특성(해당 지역의 액비살포 면적, 축사 면적, 논면적, 밭면적, 인산질 비료사용량), 비점배출특성(수질오염 총량관리제의 축산계 비점오염원 배출부하량, 토지계 배출부하량), 비점유출특성(토양유실량, 불투수율, 유출곡선지수, 유달거리, 유효강우비)의 총 12개의 지표가 적용되었다. GIS (Geographical Information System) 분석을 이용한 NPSI 산정결과 새만금 유역 농업비점관리지역 우선지구 후보지로 만경강 5지점과 동진강 5지점을 선정하였다. 우선지구 후보지의 선정원인은 주로 축산에서 기인한 것으로 나타났으며, 이는 AHP 분석결과 축산관련 지표의 가중치가 높았기 때문으로 사료된다.