• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권10호
• /
• pp.973-983
• /
• 2014

본 연구는 밭경지 현장실험을 통해 다양한 초생대 초종을 적용하여 밭의 비점오염저감효과 분석 및 초생대에 적용 가능한 적합한 초종을 선정하고자 하였다. 경북 군위군에 위치한 면적 $1,500m^2$, 경사 5%의 밭경지를 선정하여 시험포를 조성하였으며, 시험포내에는 대조구 1개와 초생대 처리구 6개로 구성된 총 7개의 시험구를 조성하였다. 츄파, 피, 바랭이, 잔디, 톨페스큐, 켄터키블루그라스를 포함하는 6개의 초종을 선정하여 초생대 실험을 수행하였다. 현장실험 결과 대조구 대비 초생대의 유출저감효과는 6.1~77.8%였으며, 비점오염저감효과는 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~96.6%, T-N의 경우 6.7~91.1%를 나타내었다. 전체 오염인자 중에 초생대로 인해 전반적으로 높은 비점오염저감 효과를 나타낸 것은 TS, T-P, T-N, SS인 반면, BOD, TOC와 $NO_3^-$는 낮은 저감효과를 보였다. 비점오염저감 및 유지관리측면에서 가장 유리한 초생대 초종은 잔디로 평가되었다. 본 연구결과를 통해 우리나라 농촌지역 밭 비점오염저감을 위한 관리기법으로 초생대가 효과적으로 활용가능하리라 사료되며, 보다 장기적이고 다각적인 현장실험을 통해 초생대 현장적용을 위한 설계 지침서 개발이 요구된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.324-329
• /
• 2016

인공습지는 오염물질 저감기능을 포함하는 여러 가지 생태서비스 기능 때문에 다양하게 적용되고 있다. 그러나 인공습지에 많은 입자상 물질이 유입하게 되면 유지관리의 어려움과 기능의 저하를 초래한다. 따라서 본 연구는 인공습지 내입자상 물질의 제거효율 향상을 위한 침강지내 최적 baffle 설치방안을 도출하고자 수행되었다. 최적 저류판 설치방안은 침강지내 유체와 입자의 흐름을 해석함으로써 도출가능하며, 이를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 이론을 활용하였다. 연구결과는 baffle이 유속을 저하시키고 입자상 물질의 침강효율을 증가시키는 것으로 나타났으며, 경사각을 가진 저류판보다는 수직 저류판이 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 활용하여 공공지역 비점오염저감시설로 설치된 소규모 하이브리드 인공습지의 침강지 효율개선 방안을 도출하였다. 수직각을 이용한 저류판을 설치할 경우 침강효율이 1.2~1.3배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 침강지 내 저류판의 설치에 따른 결과는 인공습지의 전반적인 저감 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 유지관리 빈도를 줄임으로써 비용효율적 인공습지 설계에 기여할 것으로 평가된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권12호
• /
• pp.655-663
• /
• 2017

현재 수질오염총량제(이하 총량제)에서는 단위유역 말단의 목표수질만 만족할 수 있는 조건에서의 유역 관리를 진행해 왔으며 이로 인해 우선관리가 필요한 지류에 대한 집중적 관리와 오염원 공간분포 특성을 고려한 삭감대책을 마련하는데 제한점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 장기적으로 조사된 유량 및 수질자료를 이용한 오염부하지속곡선 기법과 오염원 및 오염부하량 공간분포 특성 분석 방법을 현행 총량제 이행평가 방법으로 적용하였다. 적용유역은 기존 총량제가 시행되고 있는 진위천 수계를 대상으로 하였다. 본 연구방법 적용 결과, 진위천 수계에서는 황구지천 지류가 집중 관리 되어야 하며 진위천 지류는 우선관리에서 제외되는 것으로 나타났다. 또한 황구지천 중류 구간에서 추가적으로 비점삭감계획이 필요하며, 하류 구간에서는 축산에 대한 저감대책이 필요할 것으로 분석됐다. 본 연구에서 제안한 새로운 방법은 향후 총량제에서 유역 전체의 건강성을 높이는데 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.325-331
• /
• 2015

불투수면의 증가와 도시화 현상은 지하수량의 감소, 지표수의 고갈, 홍수의 증가 등과 같은 자연적인 물순환 시스템에 변화를 가져왔다. 또한, 인간이 사용할 수 있는 수량의 감소 또한 초래하게 되었다. 이에 빗물의 적절한 처리와 재활용은 최근 발생되는 수문학적 문제의 해결에 도움이 될 수 있을 것으로 예상되어왔다. 따라서 본 연구는 지붕빗물유출수를 침투 및 저류 기작으로 처리하여 자연적인 물순환의 회복을 이루고자 침투화분 기술을 개발하였다. 연구결과, 침투화분 기술은 평균 79% 정도의 강우유출유량 저감효과가 있는 것으로 분석되었다. 또한 유출유량 지연효과 및 첨두유량 지연효과도 발생하였는데, 약 3시간의 유출지연효과와 38%의 유량 저감효과가 발생하는 것으로 나타났다. 한편, 침투화분의 오염물질 처리효율은 TSS 97%, BOD 및 CODcr 94%, TN 86%, TP 96%, Total Cu, Total Zn, Total Pb의 중금속은 약 93% 처리되었으며, 처리수의 오염물질 농도는 TSS 13.3mg/L, BOD 3.6mg/L, TN 4.7mg/L 및 TP 0.1mg/L로 분석되어 도시재이용수, 조경용수, 공업용수로서 사용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.407-412
• /
• 2013

본 연구는 Low Impact Development (LID) 시설로서 도로에 적용 가능한 수목여과시설을 개발 하고자 수행되었다. 수목여과시설의 적용가능성 및 효과 검증을 위해 Test-bed 규모의 시설을 조성하여 총 17개월(2011년 6월 ~ 2012년 11월)동안 모니터링을 수행하였다. 모니터링 결과, 누적강우량 2 mm 이하의 강우시 발생되는 강우유출량은 시설내 전량 저류 되며 20 mm 이상일 경우 유입유량의 최소 20%가 시설내 저류 되는 것으로 분석되었다. 강우량에 따른 오염물질별 저감효과를 분석한 결과, Total Pb는 70% 이상의 저감효율을 보여 오염물질 중에서 저감효과가 가장 뛰어난 것으로 나타났으며 중금속, 입자상 물질, 영양염류 및 유기물 순으로 저감효과가 높은 것으로 조사되었다. 오염물질별 평균 저감효율은 60~73%의 범위로 나타났으며 소규모 강우(10 mm 미만의 강우)시 10 mm 이상의 강우 일 때 보다 오염물질이 함유된 강우 유출수가 시설 내에서 충분히 저류되기에 오염물질 저감에 효과적인 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 활용하여 강우량, 오염물질 저감효율과 같은 LID 시설의 설계인자를 도출할 수 있었으며 물순환 효과 및 오염물질의 효율평가를 통하여 향후 본 시설과 유사한 시설의 설계시 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
• /
• 제24권1호
• /
• pp.16-34
• /
• 2015

불투수면(IC)이란 빗물 등의 강수가 토양 속으로 침투할 수 없는 포장 지역이라 정의할 수 있으며, 일반적으로 도시화 과정에서 형성되는 불투수면은 주로 도로(Drive way), 인도(Sidewalk), 주차장(Parking lot), 건물의 지붕(Roof) 등의 형태로 나타난다. 불투수면의 증가는 유출계수를 증가시켜 강수의 침투량 및 지하수 수위를 감소시킨다. 이로 인해 홍수기에 직접 유출량과 홍수피해를 증가시키고, 갈수기에는 하천의 건천화를 유발하여 수생태계를 악화시킨다. 미국 환경부에서는 불투수면을 저감하기 위한 주요정책으로 LID(Low Impact Development) 또는 GI(Green Infrastructure)의 도입을 제시하고 있다. 본 연구에서는 도시 유역의 강우-유출 및 수질 해석을 위해 SWMM모형을 구축하고, 도시 유역의 대표적인 토지이용 유형에서 불투수면 영향 저감을 위한 다양한 LID 기법을 적용하고 그 효과를 평가하였다. 모형의 보정기간은 2009년 7월 17일, 검정기간은 2009년 8월 11일이며, 강우유출발생시 측정한 실측 데이터를 사용하여 검 보정을 하였다. 아파트, 학교, 도로, 공원 등으로 구성된 복합용지에 투수성 포장(Pervious cover)과 옥상녹화(Green roof)기법을 단계별로 적용하고 유출량 및 오염부하 저감에 미치는 영향을 모의한 결과, 유역 내 불투수면이 투수면으로 전환되는 비율이 증가함에 따라 강우시 발생하는 유출량과 오염물질 부하량의 저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히, 건물 옥상 녹화 및 주차장과 도로에 투수성 포장을 적용한 경우, 총 유출량은 15~61 %의 저감효과를 보였으며, 오염부하량에 대해서는 TSS 22~72 %, BOD 23~71 %, COD 22~71 %, TN 15~79 %, TP 9~64 %의 저감효율을 나타냈다.

• 환경영향평가
• /
• 제29권1호
• /
• pp.8-25
• /
• 2020

산업화는 도로축적퇴적물(road-deposited sediment, RDS)의 발생과 중금속 오염을 증가시켰고, 이는 비점오염을 통해 주변 수환경에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. RDS의 오염과 입자 크기와의 관계는 오염관리를 위해 중요하나, 이에 대한 정보는 매우 부족하다. 본 연구에서는 시화호 및 주변 하천의 주요한 비점오염원으로 판단되는 시화산업단지 내 25개 정점에서 수거된 RDS 시료의 입도에 따른 중금속 분포특성과 환경영향에 대한 연구를 수행하였다. 농집지수(I_geo)는 RDS가 주로 Zn, Cu, Pb, Sb에 의해 오염되었음을 보여주었고, 이들의 농도범위는 Zn, Cu, Pb, Sb이 각각 633-3605, 130-1483, 120-1997, 5.5-50 mg/kg이었다. 이는 국내외 다른 도시에 비해 매우 높은 수준이었다. 대부분의 중금속은 농도와 입도와의 높은 음의 상관관계를 보였다. 250 ㎛ 이하의 분율은 전체에 대한 질량 부하와, 오염 기여율이 각각 평균 78.6, 70.4%로 매우 지배적이었다. 강우 유출을 통해 인근 하천으로 유입될 확률이 높을 것으로 간주되는 125 ㎛ 이하의 입자 분율에 대한 오염평가 결과, 이는 저서생물에 독성을 나타낼 수 있는 매우 오염된 수준이었다. 입자 크기별로 나누어 RDS의 금속원소에 대한 주성분 및 요인분석을 실시한 결과, 250 ㎛ 보다 큰 RDS는 주변의 산업시설이, 250 ㎛ 보다 작은 RDS는 차량운행이 중금속오염의 주요 요인일 것으로 나타났다. 본 연구 결과, 시화산업단지 내 RDS의 중금속오염 및 인근 수역으로의 비점오염의 효율적인 저감을 위해서는 125에서 250 ㎛ 이하의 미세한 RDS 입자의 제어가 매우 중요한 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.355-358
• /
• 2013

논에서의 비점오염원 관리는 배출수 관리방안이 현실적인 방안으로 판단되어 본 연구에서는 논 배수 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 2012년 5월부터 9월까지 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($1,715m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 양분물질(질소, 인) 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논 배출수 중 수질농도는 SS와 $COD_{Mn}$은 각각 79.3%와 45.6% 저감되었고 T-N과 T-P는 각각 52.2%와 60.5% 저감되었다. 또한 저류지를 이용한 월별 논 배출수의 유출량 및 양분물질 부하는 유출량의 경우 96~100% 저감되었고 T-N과 T-P의 부하량은 각각 16.3~73.0%와 15.4~70.1% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 용수의 취 배수가 용이한 논에서는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 양분물질의 배출이 저감될 것으로 생각되며 특히 농업보호구역 및 농업진흥지역에는 논 배수 저류시설 등의 자연 정화형 비점오염 저감방안을 마련하도록 정책부서의 제도 개선이 필요하다고 생각된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권12호
• /
• pp.792-800
• /
• 2012

본 연구는 남한강과 북한강 유역 내 경작지 각 3개소(site A, B, C)를 대상으로 Web GIS-based VFSMOD System의 HUFF & SCS UH-based VFS Design Module을 적용하여 강우 시 경작지에서 유출되는 고형물질 유출저감을 모의하였다. 북한강 유역 내에 위치한 site A의 노지 밭의 토지경사도 5%, 강우 106.2 mm 조건에서 고추 및 옥수수를 재배할 경우, 70% 이상의 고형물질 유출저감 효율을 얻기 위해서는 초생대 폭이 최소 0.5 m 이상, 토지경사도 10%인 경우 70% 이상의 고형물질 유출저감 효율을 얻기 위해서는 초생대 폭이 최소 1.0~1.5 m 이상 유지해야 한다. 남한강 유역 내에 site B의 노지 밭의 토지경사도 5%, 강우량 95.1 mm 조건에서 토마토 및 땅콩을 재배할 경우, 70% 이상의 고형물질 유출저감을 위해서는 초생대의 폭이 최소 0.5 m, 토지경사도 10%인 경우 50% 이상의 고형물질 유출저감을 위해서는 최소 1.0 m 이상의 폭을 갖는 초생대를 설치해야 하는 것으로 나타났다. 남한강 유역 내에 site C의 노지 밭의 토지경사도 5%, 강우량 102.6 mm 조건에서 고구마 및 콩을 재배할 경우, 64.0% 이상의 고형물질 유출저감을 위해서는 초생대의 폭이 최소 1.0 m, 초생대를 설치해야 하는 것을 분석되었다. 또한, 동일한 조건에서 강우지속시간 2시간의 강우량을 151.2 mm로 증가시킬 경우, 62.0% 이상의 고형물질 유출저감을 위한 초생대의 최소 폭은 1.0 m 이상 설치해야 하는 것으로 분석되었다. 초생대 시설은 경작지와 같은 토지이용 시 친환경적인 고형물질 유출저감 방안으로 검토될 수 있으며, Web GIS-based VFSMOD System을 이용하여 다양한 토지특성과 강우 사상을 반영하여 적정한 규모의 초생대 설계가 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.80-89
• /
• 2017

국내에서는 비점오염 저감 및 LID 시설에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 수로형 인공습지에 의한 강우 유출수 처리에 대한 연구를 시행하였다. 비점오염저감시설 주변 비닐하우스 지역의 면적은 22.7ha이며 강우 시 비닐하우스지대를 관통하면서 유출되는 비점오염 오염물질을 처리한다. 2006년부터 2008년까지 총 17번의 모니터링을 시행하였으며 다양한 강우를 대상으로 모니터링이 수행되었다. 17회의 모니터링을 통해 얻어진 TSS의 저감효율 범위는 78.3~92.0%로 나타났으며, BOD의 경우 49.5~63.4%, COD의 경우 56.4~66.1%, TN의 경우 28.2~45.5%, TP의 경우 35.6~45.3%로 나타났다. 총 17회의 모니터링 저감효율 범위에 대한 평균값을 산정한 결과, TSS의 경우 86.0%로 나타났으며, BOD의 경우 51.6%, COD의 경우 60.1%, TN의 경우 30.1% 그리고 TP의 경우 53.5%로 나타났다. 연구대상 식생수로에서 제거되는 오염물질은 다른 저류형 습지와 달리 주로 입자상 오염물질이었는데 그 이유는 기하학적 형태 및 구조적으로 체류시간이 짧고 유기물질과 질소 등 용존성 유기물질의 제거에 기여하는 생물화학적 처리환경의 조성에 한계가 있기 때문이다.