• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.283-296
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• 2014

본 연구에서는 연안오염총량관리가 시행되고 있는 시화호 유역에서 비점오염 형태로 유입되는 중금속 유출 특성, 오염도 및 위해성을 평가하기 위하여 반월 스마트 허브(산업단지)에 위치한 강우유출수 내 용존성과 입자성 중금속(Co, Ni, Cu, Zn, Cd 및 Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우초반에 농도가 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나, 나머지 용존성 중금속과 입자성 중금속은 강우량 증가에 따라 농도가 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 총 중금속 중 입자성 중금속이 차지하는 상대적인 비율은 Pb이 97.2%로 가장 높고 Cu>Cd>Co>Zn>Ni순이었으며, 입자-용존 분배계수($K_d$) 결과는 강우유출수 내 존재하는 Pb는 다른 중금속에 비해 빠르게 입자형태로 제거되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 1일의 강우 이벤트 동안 2개의 토구를 통해 유출되는 총 중금속의 유출량은 Co 2.21 kg, Ni 30.5 kg, Cu 278.3 kg, Zn 398.3 kg, Cd 0.39 kg 및 Pb 40.0 kg로 나타났다. 연안오염총량관리제도가 시행되고 있는 시화호의 유역면적, 연간 강우량 등을 고려할 때 막대한 양의 중금속이 비점오염의 형태로 시화호로 유입되고 있음을 알 수 있었다. 무엇보다 강우유출수 내 용존성 Ni, Cu 및 Zn의 평균농도는 급성 독성을 나타내는 수질기준(급성 단기기준)를 초과하고 있으며, 입자성 중금속 역시 모든 원소가 배경농도에 비해 농축도(오염도)가 매우 높고, 국내 퇴적물 관리기준(PEL)을 큰 폭으로 초과하고 있어, 주변 해역 환경 및 생태계에 악영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.18-24
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• 2007

본 연구는 1999년 5월부터 2002년까지 광역 논에서 영농기간 동안 비점원오염의 유출부하량을 산정하기 위하여 수행되었다. 시험유역은 전북 남원시 금지면 금풍지구에 위치한 115 ha(논 면적 95 ha)의 양수장 관개 논에서 수문 및 수질 모니터링을 실시하였다. 시험유역의 물수지를 산정한 결과, 연도별 유입량은 1999년 2,410 mm, 2000년 2,486 mm, 2001년 2,938 mm, 2002년 2,880 mm로 4개년 평균 유입량은 2,680 mm로 조사되었으며, 유출량은 1999년 2,416 mm, 2000년 2,533 mm, 2001년 3,070 mm, 2002년 2,983 mm로 4개년 평균 유출량은 2,750 mm로 조사되었다. 물수지에 있어 유출량이 유입량보다 크게 나타났는데, 이는 양수장에서 관개를 실시하지 않을 경우 지하수 관개를 실시하는 논들이 있어 이들 지하수 관개량의 미측정에 의해 물수지의 차이가 있는 것으로 판단된다. T-N과 T-P를 대상으로 4개년동안 물질수지를 조사한 결과, 영농기간 영양물질의 평균 유입량은 화학비료에 의해 T-N $124.8kg\;ha^{-1}$, T-P $15.8kg\;ha^{-1}$, 강우에 의해 T-N $26.9kg\;ha^{-1}$, T-P $0.35kg\;ha^{-1}$, 관개수에 의해 T-N $50.4kg\;ha^{-1}$, T-P $0.48kg\;ha^{-1}$가 유입된 것으로 조사되었다. 영농기간 동안 유출수에 의한 영양물질의 유출량은 T-N의 경우 $53.4{\sim}68.3kg\;ha^{-1}$, T-P의 경우는 $1.38{\sim}2.20kg\;ha^{-1}$로 나타났다. 논에서 적절한 물관리를 통해 유출수를 최소화하면 영양물질 손실의 경감, 농업용수 사용의 경감을 통한 수자원 확보, 그리고 하천의 수질보전에 기여할 것으로 판단된다. 향후 비점원오염에 관한 연구는 다양한 영농조건에 대해 장기적이고 꾸준한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1339-1348
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• 2021

하천법에 의거하여 국내 하천들에는 상당한 국가예산으로 하천정비기본계획이 5-10년 주기로 수립되고 있으며, 홍수위 계산을 위한 HEC-RAS 모의에 필요한 하천단면 등 다양한 하천측량이 실시되고 있다. 그러나, 하천측량자료들은 하천관리지리정보시스템(RIMGIS)에 pdf 보고서 형태로만 제공되고, 원자료는 CAD 형식으로 하천정비계획을 수행한 설계사 등이 분산 소유하고 있어 관리 부재로 망실의 우려도 있어, 다른 용도로의 활용성이 상당히 저하되어 있는 실정이다. 그리고, 측량된 CAD 형식의 단면자료 등을 HEC-RAS에 활용할 때, 'Dream'과 같은 툴을 활용하나 거의 수작업에 가까운 시간과 비용이 소요되는 현실에 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결할 수 있는 툴인 RAUT(River information Auto Upload Tool)를 개발하였다. RAUT 툴은 첫째, 실무에서 하천기본계획 수립 시 활용되는 HEC-RAS 1차원 모형의 입력자료를 CAD 측량자료를 직접 수기로 입력 및 모의를 실시하는 복잡한 단계를 자동화시키고자 하였다. 둘째, 하천공간정보인 CAD측량 자료를 직접 읽어 표준 데이터 모델 (ArcRiver)기반 하천공간정보 DB에 자동 업로드하여 전국단위의 하천정비계획의 하천측량자료 관리가 가능하게 할 수 있다. 즉, 만약 RIMGIS가 RAUT와 같은 툴을 사용하면 하천단면과 같은 전국단위 하천측량 자료를 체계적으로 관리할 수 있게 된다는 의미이다. 개발한 RAUT는 제주도 한천유역을 대상으로 하천정비기본계획의 하천공간정보 CAD자료를 읽어들여 mySQL기반 공간 DB로 구축하고, 구축된 DB로부터 HEC-RAS 1차원 모의 실시하기 위한 지형자료를 자동으로 생성시키는 과정을 시범적으로 구현하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권6호
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• pp.515-529
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• 2020

인공습지는 조성 후 자연적인 천이 과정으로 인해 육상식물의 비율이 높아지는 등 생물학적 및 물리적인 변화가 진행되는데, 이는 정화 기능 뿐만 아니라 종다양성에도 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구는 낙동강 매수토지 중 수심, 주변 입지 조건 등을 고려하여 7개의 인공습지를 선정한 후 물리적인 환경 및 생물종의 시계열적인 변화를 모니터링한 결과를 바탕으로 생물다양성에 영향을 미치는 환경요인을 도출하고 관리방안을 제안하고자 하였다. 서식처와 종다양성의 변화 경향을 예측하고자 환경현황과 습지의존종인 잠자리목의 출현 현황을 파악하였다. 수심 0.2~1m 내외로 복원되어 수면이 유지되었던 2012년과 비교하여 2015년에는 식재된 추수식물이 깊은 수심으로 확산되면서 개방 수면의 면적도 줄었다. 잠자리의 종수는 총 54종류가 관찰되었는데 식재한 식물이 확산되었음에도 불구하고 식생, 수면, 초지 등 서식처 다양성이 유지되어 조성 초기와 유사하였다. 하지만, 잠지리의 개체수는 2012년과 비교하여 2015년에 줄었는데, 이는 수면이 축소되면서 수생식물이 드문 곳을 선호하는 실잠자리과에 속하는 종의 개체수가 감소하였기 때문인 것으로 판단되었다. 연도별 습지간 종수 및 개체수의 차이를 분석한 결과 p-value가 각각 2.568e-09, 1.162e-08로 차이는 유의하였다. 개방 수면 감소가 종다양성과 잠자리의 서식밀도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었는데, 조성 초기에 식재한 갈대, 달뿌리풀, 부들 등 추수식물의 확산이 개방 수면 축소와 잠자리 종수 감소를 초래하므로 개방 수면을 유지하는 관리가 이루어져야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1095-1105
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• 2021

기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.333-346
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• 2024

수량과 수질 및 수생태를 동시에 고려한 수자원 관리를 위해서는 신뢰도 높은 중기 유량 예측 기술이 필수적이다. 이를 위해서는 기상자료의 특성에 대한 이해와 더불어, 시공간 해상도가 낮은 기상예측 정보를 고해상도 분포형 수문모형에서 효과적으로 활용하는 기술이 중요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형 WRF-Hydro와 선행시간 288시간까지의 기상정보를 제공하는 Global Data Assimilation and Prediction System (GDAPS)를 활용해 고해상도 중기 유량 예측을 수행하고 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상 유역인 낙동강 지류 금호강 유역에 대해 100 m 공간해상도의 WRF-Hydro모형을 구축하고 기상지상관측자료 Automatic Weather Stations (AWS)& Automated Synoptic Observing Systems (ASOS), 기상수치예보모형 GDAPS, 기상재분석자료 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)를 입력자료로 적용한 유량 예측 모의 결과를 비교하였다. 2020~2022년 기간 3개의 강우사상에 대해 유역 평균 누적 강우량을 분석 결과, AWS&ASOS대비 GDAPS는 36%~234%, GLDAS 재분석자료는 80%~153% 범위의 과소 및 과대 산정되었음을 확인하였다. AWS&ASOS입력자료로 한 유량 예측 결과는 KGE, NSE지표가 유역 말단 강창교 지점 기준 0.6이상이었으나, GDAPS 기반 유량 모의는 강우 사상에 따라 KGE 값이 0.871~-0.131로 큰 변동성이 확인되었다. 한편, 첨두 유량 오차는 GDAPS가 GLDAS보다 크거나 비슷했지만, 첨두 홍수 발생시간의 오차는 AWS&ASOS, GDAPS, GLDAS가 각각 평균 3.7시간, 8.4시간, 70.1시간으로, 첨두 발생시간 측면에서는 GDAPS의 오차가 GLDAS보다 적었다. GDAPS를 입력자료로 한 WRF-Hydro 고해상도 중기 유량 예측은 첨두 유량의 불확실성은 크지만, 첨두 유량 발생시점에 대한 정확도는 상대적으로 높아 수자원 시설 운영에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제50권2호
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• pp.216-237
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• 2017

온천의 온배수는 오래 전부터 전 세계를 통해 지질학, 육수학 및 수생태학에서 온도구배와 담수조류의 관계에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 반면에, 우리나라는 인공온천이 전국적으로 개발되었으나 아직까지 이에 대한 연구가 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류(부소천)의 최상류 구간 4개 지점(BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~2 (하류))에서 부착조류 생태에 온배수의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 온배수의 수온 영향권은 <1.0 km이었고, 동시에 N P 영양염의 주요 공급원으로 작용하였다. 그 영향은 저온 갈수기(12월~3월)에 우세하였고, 고온 풍수기 (7월~9월)에 약세를 보여 다소 계절적인 특성을 반영하였다. 이러한 환경에서 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 구성되었다. 이 중에서 규조류가 21속 83종 (58.0%), 남조류가 9속 21종(14.7%) 및 녹조류가 25속 32종(22.4%)을 차지하였다. 또한, 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었으며, 시공간적 분포는 수온 ($5^{\circ}C$와 $15^{\circ}C$) 및 유속 ($0.2m\;s^{-1}$와 $0.8m\;s^{-1}$)과 밀접한 관련성을 가졌다. 그리고 연중 높은 수온을 유지하는 기초 환경에서 수중의 $PO_4$에 친화력이 크거나, $NO_3-PO_4$가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군이 우점하였다. 결과적으로, 부소천은 온배수에 의해 연중 과영양 및 과열 오염이 지속되어 국내에서 조사된 선행 부착조류 생태연구의 결과와 비교할 때 오염이 심한 상태로 평가되었고, 상 하류 간에 계절적으로 동질성 (하계~추계)과 이질성(동계~춘계)이 반복되는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.315-325
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• 2011

공유하천에서 수문지형학적으로 비대칭일때 상류에 위치한 국가가 하류에 위치한 국가의 물이용을 제한할 경우, 현실적으로 이를 해결할 강제적 수단이 없다. 북한은 이런 점을 이용하여 북한강 상류에 임남댐을 건설하고 수력발전을 위해 유역변경식으로 물을 이용하고 있다. 이에 따라 하류국가인 남한지역에서는 용수부족과 건천화 등 많은 문제점이 나타나고 있다. 따라서 하류지역의 용수보장 및 하천기능유지를 위한 수리권 배분과 같은 근본적인 문제해결이 절실히 요구되는 상황이다. 본 연구는 남북공유하천의 특수한 상황과 수문지형학적 비대칭 문제를 인식하고 상 하류 국가간 공정한 물 배분을 위한 대안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국제공유하천에서 적용된 자연유량분배법칙 등 기존 사례를 검토하여 적정 수리권추정에 활용하였다. 적용결과, 임남댐지점에서 하천기능유지를 위한기준갈수량은 $7.3m^3/s$ (230백만 $m^3$/년)이 흘러야 하는 것으로 나타났고, 국경선을 기준으로 자연유량을 50:50으로 배분할 경우 임남댐에 의한 용수공급 부족량은 $3.7m^3/s$ (103백만 $m^3$/년)로 계산되었다. 임남댐 건설전과 후의 한강수계 용수공급 부족량은 $11.38m^3/s$ (359백만 $m^3$/년)로 계산되었다. 따라서 용수이용의 기본권 및 하천기능유지를 위하여 하류국가인 남한은 북한의 임남댐으로부터 최소 $11.38m^3/s$ (359백만 $m^3$/년)를 수리권으로 보장받아야 할 것으로 추정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-16
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• 2007

자연은 잘 이용하면 자원이지만 잘못하면 재해가 되는 이중성을 갖는다. 작목선택, 작부체계, 비배관리에 기후, 토양, 물자원 등 환경정보 활용이 필수이며, 환경정보를 잘 활용하면 자원 활용도를 높여 수량과 품질 개선, 자연재해-에너지소비-오염 경감에 기여한다. 이러한 관계를 잘 알고 있기 때문에 어느 나라에서나 환경정보를 관리하는 부처가 존재한다. 시민생활의 안전과 행복을 위한 일기예보를 위시하여 산업, 교통, 국방을 위한 특수한 기상정보가 기상청에 의해 제공되나, 식량간보와 국토보전의 막중한 임무를 띤 농업분야의 특화된 기상정보는 없다. 이러한 현실인식을 바탕으로 농림부는 '전자기후도 기반 유역단위 농업기상 예보시스템' 사업을 2006년부터 4년간 경희대학교와 한국농림수산정보센터가 공동으로 수행하도록 지원하고 있다. 이 사업은 지난 수년간 크게 발전한 공간정보기술과 소기후추정기술을 이용하여, 1) 전국 840개 표준유역별로 30m 해상도의 전자기후도를 제작함으로써 농업기후자원을 필지단위로 정확히 파악하며, 2)기상청 디지털예보를 기반으로 농업기상예보 해상도를 영농규모 수준으로 높여서, 3) 적지적작, 적지적수 및 유역규모 생태계관리의 의사지원수단을 제공함을 목적으로 한다. 사업성과는 기상청-산림청-농촌진흥청 합동조직인 국가농업기상센터에서 활용하며 시군 자치단체는 한국농림수산정보센터의 기술이전에 의해 독자적인 시스템을 구축할 수 있다. 모든 정보는 초고속인터넷, 휴대폰, 위성통신 등을 통해 수요자에게 배포될 것이며, 이를 통해 우리의 농업기상서비스는 전통적인 발전단계를 뛰어넘어 단번에 선진국 수준에 도달하게 될 것으로 기대된다.공하는 과정에서도 관리를 철저히 하도록 해야 한다. 4. 뽕가지의 항산화능은 춘기, 추기 모두 뽕잎에 비해 상당히 낮은 항산화능을 보였으나, 항산화식품 소재로서 뽕가지를 이용할 경우 5월 하순${\sim}$6월 초순의 신소지를 이용하거나 껍질을 분리하여 이용하도록 한다.으며, 특히 5지점 (S5)은 나머지 4개 지점 (S1 ${\sim}$ S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki)와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1 ${\sim}$ S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종(Omnivore species)이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.262-266
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• 2016

본 연구는 산지 습원의 보전과 현명한 이용을 위한 관리 방향 제시를 목적으로 정족산 무제치늪의 방문객 데이터를 이용하여 습지를 방문하는 방문객 추이를 분석하였다. 2007년, 2011년, 2015년의 방문일지 기록 중 방문 일자, 나이, 주소(시 단위), 방문목적, 방문시간, 방문 수단을 추출하여 분석한 결과, 방문객 연령 분포에서는 장년층인 50대 36.8%(491명/1332명, 3년 전체 방문객 수)와 40대(30.4%)의 비율이 가장 높게 나타났다. 거주지는 울산이 880명(67%/1332명, 3년 전체 방문객 수)으로 가장 많았고 부산(16.6%)과 양산(10.8%)에 거주하는 방문객이 많았다. 반면, 경상권 이외 지역의 방문객은 낮은 비율(1.8%)로 나타났다. 방문객들은 등산(39.0% ~ 64.4%)과 습지 탐방(18.7% ~ 51.8%)등 여가활동 목적으로 대부분 무제치늪을 방문하였고 그에 따라 방문시기는 주중에 비해 주말에 높은 비율을 나타냈다(F=6.19, p<0.002). 뿐만 아니라 월별, 계절별 방문객 차이도 뚜렷하게 나타났는데 무제치늪의 경우에는 5월의 방문객 비율이 $15.6{\pm}2.8%$($mean{\pm}S.D.$)으로 다른 달들에 비해 유의하게 높았으며, 계절적으로는 봄과 가을의 방문객이 다른 계절에 비해 높은 비율을 나타냈다(F=5.55, p<0.001). 이는 정족산 일대 넓게 분포하는 진달래와 철쭉 류의 개화시기에 맞춰 방문객들이 증가하는 것으로 생각된다. 무제치늪과 같은 산지 습원의 경우에는 등산객과 방문객들로 인해 야기되는 토사 유입과 답압 등으로 습지생태계의 평형이 크게 영향을 받을 수 있다. 따라서 현재 습지 주변 통행로에 대하여 휴식년제 혹은 계절적 출입제한을 통해 습지에 직접적으로 가해지는 교란을 줄이고 습지 탐방을 목적으로 한 방문의 경우 감시원의 지도하에 제한적으로 출입을 허용하는 등의 관리 방향 제시가 필요할 것으로 생각된다.