• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.27 no.4
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• pp.425-432
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• 2011

To control non-point source pollution at a watershed scale, rainfall-runoff characteristics from forest watersheds should be investigated since the forest is the dominant land use in Korea. Long-term monitoring would be an ideal method. However, computer models have been utilized due to limitations in cost and labor in performing long-term monitoring at the watersheds. In this study, the Geo-spatial interface to the Water Erosion Prediction Project (GeoWEPP) model was evaluated for its runoff prediction from a coniferous forest dominant watersheds. The $R^2$ and the NSE for calibrated result comparisons were 0.77 and 0.63, validated result comparisons were 0.92, 0.89, respectively. These comparisons indicated that the GeoWEPP model can be used in evaluating rainfall-runoff characteristics. To estimate runoff changes from a coniferous forest watershed with various cover degree scenarios, ten cover degree scenarios (10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%) were run using the calibrated GeoWEPP model. It was found that runoff increases with decrease in cover degree. Runoff volume was the highest ($206,218.66m^3$) at 10% cover degree, whereas the lowest ($134,074.58m^3$) at 100% cover degree due to changes in evapotranspiration under various cover degrees at the forest. As shown in this study, GeoWEPP model could be efficiently used to investigate runoff characteristics from the coniferous forest watershed and effects of various cover degree scenarios on runoff generation.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.12
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• pp.475-487
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• 2020

The current water-management paradigm is changing from the expansion of reservoirs and facilities for simple outflows and non-point source management to the building of a sound water circulation system throughout the watershed. Based on this, water management for the watershed as a whole is establishing standards through local ordinances. The purpose of this study is to establish water cycle targets that are resilient to water management even after the development of cities in watersheds where water management is highly needed. This was done by referring to research and ordinances related to water circulation by local governments. A method is proposed based on a storage and infiltration method for rainfall. Through a comparison of percentiles, it was found that the water circulation target of a planned waterside city can be treated with 52% of total rainfall and 80% of rainfall of 17 mm per day. To quantitatively improve the quality results of these calculation procedures, it is estimated that the calculation of water cycle targets will be more reliable if other various variables such as the safety of low impact development factors or the selection of appropriate specifications are considered later.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.16 no.3
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• pp.541-550
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• 2021

While open-air compost has value as a source of nutrients for crops in agricultural land, it acts as a pollution that adversely affects the environment during rainfall, and management is required. In this study, it was intended to analyze the accuracy of calculating open-air compost volume using fixed-wing UAV (unmanned aerial vehicle) capable of acquiring a wide range of images and automatic path flights and to identify the possibility of utilization. In order to evaluate the accuracy of calculating the three open-air compost volume, ground LiDAR surveys and precision surveys using a rotary UAV were performed. and compared with the open-air compost volume acquired through a fixed-wing UAV. As a result of comparing the calculation of open-air compost volume based on the ground LiDAR, the error rate of the rotary-wing was estimated to be ±5%, and the error rate of fixed-wing was -15 ~ -4%. one of three open-air compost volume calculated by fixed-wing was underestimated as about -15 %, but the deviation of the open-air compost volume was 2.9 m3, which was not significant. In addition, as a result of periodic monitoring of open-air compost using fixed-wing UAV, changes in the volume of open-air compost with time could be confirmed. These results suggested that efficient open-air compost monitoring and non-point pollutants in agricultural for a wide range using fixed-wing UAV is possible.

• Journal of Wetlands Research
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• v.24 no.1
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• pp.59-67
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• 2022

The interest in LID facilities is increasing worldwide for recovery of natural water cycle system to destroy by urbanization. However, problems are raised when installation of LID because comprehensive analysis about design capacity adequacy of LID facilities was not conducted completely. In this research, removal efficiency and design volume adequacy of LID facilities were analyzed based on rainfall monitoring data in four LID facilities(Vegetated Swale, Vegetative Filter Strip, Bio-Retention and Permeable Pavement). As a result, group of LID facility designed on WQV was shown higher flow(37%) and pollutants(TSS, BOD, TN and TP) removal efficiencies(20 ~ 37%) than group of LID facility designed on WQF. SA/CA graph was drawn for evaluation of design volume adequacy based on rainfall monitoring data. In this SA/CA graph, coefficient of determination show over 0.5 in all parameter, especially, Flow and TP were show over 0.95. And, 'SA/CA & L/CA' graph considering difference of structure mechanism in LID facility suggested in this research was confirmed that improved coefficient of determination in flow, TSS and TP than SA/CA graph. According to this research results, feasibility of applying 'SA/CA & L/CA' graph for evaluation of design volume adequacy in LID facility, and it is necessary to follow up research for generalization and normalization.

• Land and Housing Review
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• v.13 no.3
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• pp.125-140
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• 2022

Road Deposited Sediment (RDS) is the solids formed from the wear of road, wear of vehicles, exhausts, and the input of the emissions from various sources out of the roads. RDS is seriously polluted by organic matter, nutrients, and metals. RDS plays an important role as the sink and the transport medium of the associated pollutants because RDS can be carried to the adjacent water system via stormwater runoff. In this regard, the heavy metals in RDS were investigated based on the publications. The contents of the metals in RDS were highly variable. The concentration of Cr, Ni, Cu, Fe, Zn, As, Cd, and Pb in urban RDS in various regions was in a range of 3.16-3,410, 1.15-1,382, 20.2-9,069, 2,980-124,853, 81-2,550, 2.3-214, 0.19-21.3, and 15.21-1,125 mg/kg, respectively. The anthropogenic enrichment of the metals in RDS was confirmed by the high concentration of Cu, Zn, Cd, and Pb. The contents of the metals were higher in industrial and traffic areas than in residential areas, while they were generally increased with decreasing particle size. It is believed that this study's results would contribute to quantifying the metals' load via RDS and establishing control strategies.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.32 no.1
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• pp.29-40
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• 2023

The need for improvement is raised due to limitations with environmental impact assessment, and the importance for data-based environmental impact assessment is increasing. In this study, data demand was derived by analyzing Agreed Terms and Conditions in the Water Environment field (Water Quality, Hydraulic & Hydrologic Conditions, and Marine Environment) of environmental impact assessment. Agreed Terms and Conditions on environmental impact assessment in the water environment field were classified and categorized by environmental impact assessment stage (addition to status survey, impact prediction and evaluation, establishment of reduction measures, post-environmental impact survey), and data demand for each type of consultation opinion was linked. As a result of the categorization of Agreed Terms and Conditions, it was classified into 18 types in the water quality, 15 types in the hydraulic & hydrologic conditions, and 17 types in the marine environment. As a result of linking data demand, the total number of data demand was 236 in the water quality, 98 in the hydraulic & hydrologic conditions, and 73 in the marine environment. The highest number of Agreed Terms and Conditions and data demands were found in the water quality for the evaluation item and establishment of reduction measures, specifically establishment of non-point source pollution reduction measures, for the stage. The numbers were judged to be linked to the relative importance of the items and the primary purpose of environmental impact assessment. The derivation of data demand through the analysis of Agreed Terms and Conditions in the environmental impact assessment can contribute to the advancement of the preparation of environmental impact assessment reports and is expected to increase data utilization by various decision-makers by establishing a systematic database.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.465-465
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• 2023

집중호우시 농경지에서 발생하는 흙탕물은 수질 및 수생태계를 오염시키며, 환경오염에 따른 사회·경제적 문제를 지속적으로 초래하고 있다. 정부와 지자체는 흙탕물 발생이 심각한 지역을 '비점오염원관리지역'으로 지정·고시하여 흙탕물 저감사업을 추진하였으나, 뚜렷한 성과를 나타내지 못하고 있는 실정이다. 최근 정부의 흙탕물 저감사업은 저감시설 설치 등과 같은 구조적 방법에서 발생원관리 중심으로 패러다임이 전환되고 있다. 농경지에서 발생하는 비점오염원의 발생원관리를 위해서는 주민들의 적극적인 참여가 필수적이나, 아직까지 주민들의 비점오염원에 대한 인식이 낮은 수준에 머무르고 있다. 따라서, 본 연구에서는 주민참여 거버넌스를 구축하여 주민들의 인식을 개선하고, 주민들의 참여를 유도하여 농촌지역 실정에 맞는 주민참여형 농업비점오염 관리의 기반을 마련하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 비점오염원관리지역인 가아지구 내 강원도 인제군 인제읍 가아2리 마을일원으로, 본 연구의 참여농가는 총 10농가, 참여농지 면적은 21.81 ha이다. 참여농가를 대상으로2022년 10월 9일, 10월 16일, 10월 23일 총 3회에 걸쳐 주민 교육을 실시하였으며, 주기적인 설문조사를 통해 교육 진행에 따른 주민 인식 변화를 측정하였다. 설문조사는 교육참여자를 대상으로 3회 실시하였으며, 농업비점오염 개념, 최적관리기법의 이해, 비점오염저감 활동참여 의지에 관한 내용으로 구성하였다. 설문조사 점수에 대한 기준은 전혀아니다(1점), 그렇지않다(2점), 보통이다(3점), 그렇다(4점), 매우 그렇다(5점)로 선정하였다. 설문조사 결과 농업비점오염원의 대한 이해도는 1차 62점, 2차 66점, 3차 80점, 최적관리기법의 이해도는 1차 59점, 2차 64점, 3차 75점, 비점오염저감 활동참여 의지도는 1차 61점, 2차 73점, 3차 80점으로 나타났다. 1차 설문조사 결과 대비 3차설문조사 결과 농업비점오염의 개념 및 최적관리기법의 이해도는 22.5, 21.3% 증가하는것으로 분석되었으며, 비점오염저감 활동참여 의지도는 23.8% 증가하는 것으로 분석되었다. 조사 결과와 같이 교육을 통해 주민들의 인식이 전환된 것으로 분석되었으며, 비점오염원 저감활동에 대한 의지가 표준 이상으로 나타나 주민 참여 거버넌스 구축 연구를 통해 실질적인 농촌 비점오염 관리가 가능할 것이라 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.282-282
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• 2021

강우시 농경지와 축산시설로부터 유출되는 비점오염물질은 하류 수계의 수질과 수생태계에 악영향을 미친다. 이에 따라 환경부에서는 비점오염원관리지역을 지정하고 다양한 비점오염 저감 대책을 시행하고 있다. 본 연구에서는 비점오염원관리지역으로 지정된 안동댐 하류 중 송야천 유역을 대상으로 강우유출수 모니터링을 수행하였으며, 모니터링 결과를 바탕으로 강우시 비점오염물질 유출 특성을 분석하였다. 모니터링 기간은 2020년 6월부터 11월까지 총 5회의 강우사상에 대하여 상·하류와 유입하천을 포함한 총 8개의 모니터링 지점을 대상으로 강우사상별 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC), 오염부하, 단위면적당 오염부하를 산정하였으며, 오염원 그룹별 비점배출부하를 산정하여 오염 기여도를 분석하였다. 강우유출수 조사결과를 이용한 EMC 농도 산정 결과 유입하천인 오산천 지점이 SS와 TOC 항목을 제외한 모든 수질항목의 EMC 농도가 가장 큰 것으로 나타났다. 단위면적당 오염부하를 산정하여 비교 분석한 결과 T-P 항목의 단위면적당 오염부하는 물한천 지점(0.69 kg/ha)과 오산천 지점(0.69 kg/ha)이 크게 나타났다. 결과와 같이 오산천 지점과 물한천 지점이 오염정도가 큰 것으로 나타났으며, 이에 따른 상류 오염원 현장 정밀조사를 수행하였다. 조사 결과 강우발생시 상류에 위치한 농경지와 축사에서 발생하는 오염원이 하천으로 유입되고 있었으며, 여러 축사에서 배출되고 있는 유입수를 채취하여 분석한 결과 T-P 농도가 평균 0.935 mg/L로 높게 나타났다. 전국오염원조사자료(국립환경과학원, 2017) 내용을 참조하여 송야천 유역의 오염원 그룹별 비점배출부하를 산정해 오염 기여도를 분석한 결과, T-P 항목의 경우 축산계와 토지계의 비점배출부하가 전체 비점배출부하의 약 63%와 37%를 차지해 비점배출부하 기여도가 큰 것으로 나타났다. 이와 같이 송야천 유역의 경우 강우시 농경지와 축산시설에서 배출되는 오염물질이 하천 수질오염에 상당한 기여를 하고 있는 것으로 보여지며, 비점오염원 발생에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구 결과는 송야천 유역의 비점오염 저감 대책 수립을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.402-402
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• 2020

대청호는 1998년 조류경보제 도입 이후 1999년과 2014년을 제외하고 매년 조류 경보가 발령되었으며 2001년 조류 경보 '대발생'이 발령된 후 2017년 가장 높은 조류 발생 수치를 기록하였다. 상시 조류 발생 지역인 대청호 내 녹조를 제어하기 위해 비점오염원 발생원을 기준으로 우선관리지역을 선정하고, 각 지역의 특성을 반영한 관리대책을 제안하였다. 우선관리지역 선정을 위해 대청호 유역 내 오염총량 소유역을 기준으로 각 소유역의 농업 비점오염원의 발생부하량을 산정하고 유출을 고려한 가중치를 추가하였다. 본 연구에서는 농업 비점오염원을 크게 토지계 비점오염원과 축산계 비점오염원으로 분류하였으며, 토지계 농업비점오염원은 논, 밭, 과수원 지역으로 정의하였다. 발생부하량의 산정은 오염총량관리 기술지침(2019, 국립환경과학원)을 기준으로 하였으며, 토지계 발생부하량 산정을 위한 토지계 정보원으로 환경부에서 제작 및 배포하는 세분류 토지피복도를 축산계 발생부하량 산정을 위한 축산 두수는 2017년 기준 전국오염원조사 내 축산두수를 이용하였다. 토지계 비점오염원의 하천까지 유출을 반영하기 위해 각 소유역별 평균 경사도를 가중치로 이용하였으며, 축산계 비점오염원은 오염물질이 발생한 후 하천까지의 평균 유출 정도를 확인하여 가중치로 반영하였다. 실제 하천에 미치는 영향이 높은 지역에 대한 우선적인 관리를 위해 하천수 수질측정망에서 측정한 수질 데이터와의 비교를 통하여 최종 우선관리지역을 보청A03, 보청A05, 금본F14, 금본F22 소유역으로 선정하였다. 각 소유역에 대한 수질 관리목표를 확인하였으며, 지역의 특성을 분석하여 토지계 및 축산계 비점오염원에 대한 적절한 관리대책을 제안하였다. 본 연구에서 사용한 수질 측정망 데이터가 각 소유역보다 적게 분포하여 소유역에서 발생한 비점오염물질이 하천에 미치는 영향을 직접 파악하는데 한계가 있었다. 또한, 축산계의 경우 발생한 비점오염물질이 모두 하천으로 유입되지 않으며, 축산계 비점오염원의 배출경로를 파악하는데 어려움이 있다는 한계를 가진다. 본 연구의 한계를 바탕으로 농림축산식품부 및 축협 등에서 구축하는 사육두수의 데이터를 이용하는 방법론 등의 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.2B
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• pp.187-197
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• 2008

This study is to assess the impact of future land use change on hydrology and water quality in Gyungan-cheon watershed ($255.44km^2$) using SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model. Using the 5 past Landsat TM (1987, 1991, 1996, 2004) and $ETM^+$ (2001) satellite images, time series of land use map were prepared, and the future land uses (2030, 2060, 2090) were predicted using CA-Markov technique. The 4 years streamflow and water quality data (SS, T-N, T-P) and DEM (Digital Elevation Model), stream network, and soil information (1:25,000) were prepared. The model was calibrated for 2 years (1999 and 2000), and verified for 2 years (2001 and 2002) with averaged Nash and Sutcliffe model efficiency of 0.59 for streamflow and determination coefficient of 0.88, 0.72, 0.68 for Sediment, T-N (Total Nitrogen), T-P (Total Phosphorous) respectively. The 2030, 2060 and 2090 future prediction based on 2004 values showed that the total runoff increased 1.4%, 2.0% and 2.7% for 0.6, 0.8 and 1.1 increase of watershed averaged CN value. For the future Sediment, T-N and T-P based on 2004 values, 51.4%, 5.0% and 11.7% increase in 2030, 70.5%, 8.5% and 16.7% increase in 2060, and 74.9%, 10.9% and 19.9% increase in 2090.