• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국환경생태학회:학술대회논문집
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• 한국환경생태학회 2003년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.105-126
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• 2003

In Korea most of annual rainfall is concentrated in several episodic heavy rains during the season of summer monsoon and typhoon. Because of uneven rainfall distribution many dams have been constructed in order to secure water supply in dry seasons. The Han River system has the most dams among Korean rivers, and the river is a series of dams now. Reservoirs need different strategy of water quality control from river water. Autochthonous organic matter and phosphorus should be the major target to be controlled in lakes. In this Paper some problems are discussed that makes efforts of water quality improvement ineffective in lakes of Korea, even after the substantial investment to wastewater treatment facilities.1) Phosphorus is the key factor controlling eutrophication of lakes and the reduction ofphosphors should be the major target of water treatment. However, water quality management strategy in Korea is still stream-oriented, and focused on BOD removal from sewage. Phosphorus removal efficiency remains as low as 10-30%, because biological treatment is adopted for both secondary treatment and advanced treatment. The standard for TP concentration of the sewage treatment plant effluent is 6 mgP/l in most of regions, and 2 mg/l in enforced region near metropolitan water intake point. TP in the effluents of sewage treatment plants are usually 1-2 mg/1, and most of plants meet the effluent regulation without a further phosphorus removal process. The generous TP standard for effluents discourages further efforts to improve phosphorus removal efficiency of sewage treatment. Considering that TP standard for the effluent is below 0.1 mg/l in some countries, it should be amended to below 0.1 mg/l in Korea, especially in the watershed of large lakes.2) Urban runoff and combined sewer overflow are not treated, even though their total loading into lakes can be comparable to municipal sewage discharges on dry days. Chemical coagulation and rapid settling might be the solution to urban runoff in regard of intermittent operation on only rainy days.3) Aggregated precipitation in Korea that is concentrated on several episodic heavyrains per year causes a large amount of nonpoint source pollution loading into lakes. It makes the treatment of nonpoint source discharge by methods of other countries of even rain pattern, such as retention pond or artificial wetland, impractical in Korea.4) The application rate of fertilizers in Korea is ten times as high as the average ofOECD countries. The total manure discharge from animal farming is thought to be over the capacity of soil treatment in Korea. Even though large portion of manure is composted for organic fertilizer, a lot of nutrients and organic matter emanates from organic compost. The reduction of application rate and discharge rate of phosphorus from agricultural fields should be encouraged by incentives and regulations.5) There is a lot of vegetable fields with high slopes in the upstream region of the HanRiver. Soil erosion is severe due to high slopes, and fertilizer is discharged in the form of adsorbed phosphorus on clay surface. The reduction of soil erosion in the upland area should be the major preventive policy for eutrophication. Uplands of high slope must be recovered to forest, and eroded gullies should be reformed into grass-buffered natural streams which are wider and resistant to bank erosion.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.314-321
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• 2018

비점오염원을 정량화하기 위해 국립환경과학원의 강우유출수 조사방법은 복합토지이용 유역 모니터링 방법으로 유출 초기 24시간동안은 1시간간격으로 채수 하는 것을 제안하였다. 그러나 고빈도 샘플링은 현장 및 분석 인력 및 비용이 과다해질 수 있다. 따라서, 본 연구는 1시간 간격 샘플링 방식에 비해 더 긴 샘플링 간격이 부하 추정에 미치는 영향을 조사하기 위해 풍영정천 유역을 토지이용현황에 따라 농촌 소유역, 도시 소유역, 유역말단으로 구분하여 채수 1시간간격과 다른 채수 시간간격에 따른 부하량의 차이를 비교하였다. BOD와 T-P는 4시간 간격까지는 부하량의 차이가 통계적으로 유의하지 않았지만, 1시간 간격 채수에 따른 부하량과 다른 채수간격 부하량의 차이가 10% 이하가 합리적이라고 판단 할 때 BOD와 T-P 모두 3시간 간격의 채수가 적합한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 효과적인 모니터링 체계를 구축하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.97-105
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• 2008

본 연구에서는 기존의 질소 수지에 관한 연구를 바탕으로, 우리나라의 2005년 질소의 총 유입과 유출을 수지분석 방법을 이용하여 추정하였다. 전체의 양을 정확히 추정하는 것은 불가능하지만 사용할 수 있는 데이터 수치를 활용하여 대략적인 질소의 유 출입의 양을 산출하였다. 주요 질소 흐름을 도시계, 농 축산지역, 임야의 세 부분으로 나누어 그 양을 각각 산정하였으며, 질소의 주요 유입으로는 화학적, 생물학적 질소 고정, 건식 및 습식 침착량, 해외로부터 수입된 양 등이 있으며, 유출된 양은 작물흡수, 휘발, 탈질, 침식, 표면유출, 산림소비, 질소산화물(NOx) 소비량 등으로 결정하고 그 양을 추정하였다. 그 외 추정 불가능한 비점오염원에 의한 오염량을 물질 수지 분석방법으로 양을 추정하였다. 연간 질소의 총 유입량은 1,442,254 ton$\cdot$yr$^{-1}$이며, 총유출량은 814,415 ton$\cdot$yr$^{-1}$ 이었다. 질소 수지 분석하여 연간 발생한 비점오염원의 양을 추정해본 결과 유입질소의 19.4%정도의 질소가 강 또는 바다에 흘러들었다. 유사한 시도로서는 가장 최근에 이루어진 2002년도에 연구되었던 질소 유입량에 비해서 21% 많은 양으로 조사되었으며, 특히 정부 정책의 변화가 질소 수지에 영향을 미쳐 유출분야에서는 매립에 의한 질소량이 전체 유출 질소량의 20%에서 1% 미만으로 줄어들었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.70-76
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• 1999

영양염류는 하천이나 저수지의 부영양화를 유발하며 농경지는 영양원소의 주된 오염원으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 비점오염원에 의한 영양염류 유출 현상을 구명하기 위하여 경북 영천군 임고천 상류의 소유역에서 질소, 인, 유기물의 연간 부하량을 조사하였다. 유역 총면적은 1,420ha 였고 그 중에서 논과 밭을 포함한 경작지 면적은 약 25% 였으며 나머지는 대부분 산림이었고, 한우와 돼지 등의 가축 사육이 농가별로 소규모로 이루어지고 있었다. 조사 기간 동안 하천수중의 $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 농도는 각각 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 및 2.51mg/L였다. 97년도 연간 총 하천유수량은 6,681,500m3로 평가되었으며, $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 연간 부하량은 각각 28,991, 3,010, 37,006, 590, 29,138kg으로 추정되었다. 강우량과 하천 유수량 사이에는 밀접한 정의 상관관계가 있었으며, 오염물질의 배출량 또한 유수량이 증가함에 따라 증가하였고 화학비료의 시용 시기와도 일치하여 강우량이 많았던 5월부터 8월 사이에 대부분의 영양염류의 부하가 발생하였다. 조사유역의 산업이 농업활동에 국한되어 있는 것을 감안할 때 이들 오염물질의 부하는 농경지로부터의 유실과 축산활동 등을 포함한 농업 비점오염원에 의한 것으로 볼 수 있으며 각 비점오염원별 부하량 정도를 구명하고 이를 제어할 수 있는 다양한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.125-135
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• 2005

비점오염 발생은 강우에 의한 지표면 유출과 밀접한 관련이 있는 관계로 모형을 이용한 비점오염 해석은 먼저 유역의 강우-유출의 명확한 관계해석을 필수조건으로 한다. 본 연구는 비점오염 모의에 많이 사용되고 있는 AnnAGNPS 모형의 다양한 유역특성별 강우-유출해석능력을 평가해 보았다. 결과를 통해 AnnAGNPS 모형은 대유역 모의에 적합하며 소유역 및 강우에 대한 유역의 반응시간이 짧은 불투수층이 많은 유역에 적용하는 것은 적합하지 않은 것으로 드러났다. 특히, AnnAGNPS 모형은 모의에 사용하는 시간간격 이 일단위(daily basis)이므로 하루보다 짧은 지속시간의 복합첨두치(mutiple peak flow)를 가지는 강우사상을 표현하는 기능이 없으며 따라서 첨두유량 예측에 상당한 오차 발생의 원인으로 드러났다. 또한 유출해석에 사용되는 CN방법은 지역적인 특성에 맞게 구축된 CN정보가 없는 관계로 초기치 선택에 신중함이 요구되며, 강우의 분포형과 더불어 반드시 주요 검정대상으로 다루어져야 할 매개변수였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제15권6호
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• pp.69-77
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• 2012

This study observes the purchased lands in riparian areas of Suncheon City region and proposes a reasonable management method. For the study, the site surveying and analysis on the neglected purchased lands is executed, then, based on the site analysis result, the appropriate management method for each neglected purchased land is established. Each management method is approached from the ecological restoration perspective. According to site surveying and analysis of the neglected purchased lands, most of the sites were bare and agricultural lands. The reason for this is thought to be as when purchasing a land, the areas with higher nonpoint source pollution are bought preferentially. As for the dominant species coverage, 26% ($364,000m^2$) of the total neglected purchased land area in Sucheon City was covered with the dominated species, and for the exotic species coverage, 17% ($232,000m^2$) of the total neglected purchased land area in Sucheon City was covered with the exotic species. The survey site constituted of five different invasive species such as Japanese Hop (Humulus japonicus), Daisy Fleabane (Erigeron annuus), and Evening Primrose (Oenothera odorata). As for the natural succession on site, about 47% of the area showed poor natural succession process. The reason for this outcome is understood as having a lack of appropriate management for purchased lands. Based on the site surveying and analysis, especially the current management state of the and its location, the research site was categorized into preservation, restoration, and improvement sites. During the establishment of the ecological riparian belt, the comprehensive management for preservation, restoration, and improvement of the purchased lands should be executed.

• 한국물환경학회지
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• 제34권3호
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• pp.316-327
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• 2018

Liquid fertilizers made from livestock manure contain high concentrations of nitrogen and phosphorus and thus are used as a fertilizer. However, excessive use of liquid fertilizer causes eutrophication of agricultural land and nonpoint source pollution. In this study, as a means of lowering the nutrient concentrations, struvite ($MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$) production from the liquid fertilizer was investigated. When liquid fertilizers produced in Gyeonggido were analyzed, its characteristics differed by region and season, but the phosphorus concentration was commonly lower than that of nitrogen. When $K_2HPO_4$ and $MgCl_2$ were added to the liquid fertilizers, the optimal pH for struvite formation was pH 9.5. For environmentally friendly sources of magnesium and phosphate, ferronickel slag (FNS) and sewage sludge ash (SSA) were suspended in deionized water and extracted by sulfuric acid with various mass ratios. The optimum conditions for extracting FNS and SSA were 4.0 M sulfuric acid and 0.35 mass ratio of sulfuric acid to sewage sludge ash, respectively. For forming struvite, 0.233 L of SSA leachate (SSAL) was added into 0.3 L of liquid fertilizer containing 2,586 mg/L of ammonia and 110 mg/L of phosphate, pH was then adjusted to pH 9.5 using 10 M of NaOH. Afterwards 0.333 L of FNS leachate (FNSL) was added to this mixed solution. After a reaction for 1 hr at room temperature, the remaining concentrations of magnesium, ammonium, and phosphate were less than 50 mg/L, 500 mg/L and 150 mg/L, respectively, and 30 g of precipitates were obtained, most of which were struvite.

• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.868-876
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• 2011

A five-year field monitoring was conducted to monitor characteristics of suspended solid (SS) export from paddy fields. The observed EMCs of SS ranged 1.2~517 mg/L (avg. 52.1 mg/L) during storm period. The concentration of SS during non-storm period were 1.1~349.5 mg/L (avg. 36.1 mg/L). Monthly load of SS was high during summer when rainfall amount was high. The load was higher than that of May when tillage effect is expected. There was no significant relationship between SS EMCs and rainfall or drainage amount. However, effects of rainfall and drainage were found to be significant for event load of SS. But, there was no apparent relationship between rainfall amount of cropping period and load of SS for that period. The observed SS load was 164.8~456.0 kg/ha (avg. 301.2 kg/ha) and mostly occurred during storm period. This study results also suggested that SS load estimation by USLE equation for paddy field could be overestimated, if not carefully handled. Monitoring studies for various climate, soil, and agricultural management are required to get better scope of SS export from paddy fields.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.31-39
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• 2007

본 연구에서의 대상 저수지로 유입되는 유역 내의 토지이용은 산림과 농경지가 대부분인 전형적인 농촌유역 특징을 갖고 있다. 토지이용과 수질간의 상관관계를 분석한 결과 밭에서는 모두 양의 상관관계를 나타내고 있으며, 모두 유의 수준 1%이내의 높은 상관성을 나타내었다. 주거지역은 수질과 양의 상관성을 갖는 것으로 나타나서 수질에 악영향을 미치는 것으로 평가할 수 있다. 이는 주거지역의 정화조 유출이나 처리되지 않고 유입되는 불 명수에 의한 수질오염이 원인이라고 판단할 수 있다. 본 연구대상의 48개 농업용 저수지의 수질은 크게 오염되지 않은 상태이며, 주거지역의 점유율이 상당히 낮은 수준이었으나, 주거지역과 수질과는 양의 상관성이었고, 생활하수에 의한 수질오염이 심각한 상태이었다. 밭의 경우는 상관분석 결과, 건기, 우기에서 모두 유의수준 1%이내의 양의 상관관계를 나타내고 있어 수질에 좋은 않은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 밭에서 많은 양의 토사가 유출되는데, 그 자체가 오염물질이고, 토사에 흡착된 오염물질들이 토사로 인해 이동하게 된다. 또한 밭이 여러 가지 작물을 연중 재배하기 때문에 많은 시비로 공급된 질소성분이 강우와 함께 유출, 침투되어 수질오염을 야기하는 것으로 사료되었다. 산지의 경우는 건기와 우기에서 모두 음의 상관관계를 나타내고 있으며, 모두 유의 수준 1%에서 음의 상관성을 갖는 것으로 평가되었다. 따라서 저수지로 유입되는 유역에서 산림의 비중이 높은 지역은 다른 지역에 비해서 저수지 수질을 관리하는데 유리할 것으로 나타났으며, 산림은 오염물질을 배출하는 오염원이기보다는 수질개선에 도움을 주는 토지 이용으로 평가되었다. 본 연구에서 논의 경우도 저수지의 수질에 좋지 않은 영향을 주는 것으로 평가되었는데, 대상 농업용 저수지가 위치 특성상 대부분 관개를 목적으로 유역의 상류에 조성되어 있기 때문에 상대적으로 깨끗한 수질에 적은 발생부하량에도 민감하게 양의 상관관계를 나타낸 것으로 판단된다. 이러한 현상은 물관리를 통해 시비하는 기간의 유출을 최소화하고, 논둑을 이용하여 오염부하량이 큰 초기 강우를 저류하는 특징을 적극 활용하는 등 논의 오염부하를 적절한 관리방법을 도입하면 농업용 저수지의 수질에 유익하게 작용할 수 있을 것으로 판단된다.