• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1360-1365
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• 2007

본 연구의 목적은 교량도로를 대상으로 배수받이에 퇴적된 퇴적물질을 대상으로 입경별로 유기물질 및 중금속 함량을 조사, 분석함으로서 강우 시 도로 퇴적물에 의한 비점오염부하의 기초 자료를 제공하고자 한다. 연구를 위한 퇴적물질 채취지점은 지방도로, 고속도로, 고가도로 상의 교량도로를 대표하는 지점 4개 지점을 선정하였다. 퇴적물질은 일정 입경범위로 범위(>2,000 ${\mu}m$, $1,000\sim2,000{\mu}m$, $850\sim1,000{\mu}m$, $425\sim850{\mu}m$, $212\sim425{\mu}m$, $125\sim212{\mu}m$, $90\sim125{\mu}m$, $75\sim90{\mu}m$, <75 ${\mu}m$)로 체분리 하였으며, 입경별로 용출 후 COD, T-N, T-P 등 일반 유기오염물질과 Fe, Cu, Cr, Pb 등의 중금속 농도를 분석하였다. 입경분포별 누적중량을 분석한 결과 $125\sim425{\mu}m$ 입경범위가 가장 많이 분포하는 것으로 조사되었으며, $<75{\mu}m$ 입경은 상대적으로 낮은 것으로 조사되었다. 조사지점 별 평균 오염물질 함량 범위는 COD $177\sim198.8$ g/kg(평균 77.6 g/kg), T-N $23\sim200$ mg/kg(평균 83 mg/kg), T-P $18\sim215$ mg/kg(평균 129 mg/kg)이었다. 중금속의 경우 Fe $1,508\sim5,612$ mg/kg(평균 3835 mg/kg), Cu $9.2\sim69.3$ mg/kg(평균 49 mg/kg), Cr $19.1\sim662.2$ mg/kg(평균 214 mg/kg), Pb $28.4\sim251.4$ mg/kg(평균 114 mg/kg)를 나타내었다. 입경별로는 오염물질 함량이 입경에 반비례하는 경향을 나타내었는데, 대체로 $75{\mu}m$ 이하의 입자가 오염물질 농도 함량이 가장 높았다. 연구 조사와 같이 교량도로 배수받이의 퇴적물질은 상당량의 미세입자 및 중금속이 다량 함유되어 있으므로 건기 시 주기적으로 퇴적물질을 제거를 통해서도 강우 시 비점오염부하를 상당량 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국습지학회지
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• 제15권4호
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• pp.555-566
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• 2013

2004년에 도입된 오염총량관리제는 각종 토지이용형태별로 오염물질의 배출량을 산정하여 하천의 목표수질을 정하고 관리하는 것이다. 이에 따라 토지이용형태 별로 오염물질의 유출부하량을 산정하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구 또한 토마토 시설재배지역을 대상으로 강우유출수 내 오염물질의 EMC, 부하량 및 원단위 등을 산정하기 위해 실시되었다. 산정된 평균 EMC 값은 BOD 9.6mg/L, $COD_{Mn}$ 17.2mg/L, TOC 5.5mg/L, TSS 319.4mg/L, T-N 4.4mg/L, T-P 2.6mg/L, $NH_3-N$ 0.5mg/L, $NO_3-N$ 2.6mg/L, $PO_4-P$ 0.8mg/L로 조사 되었다. 이 중 영양염류인 TN은 대부분 $NO_3-N$의 형태, TP는 입자성인의 형태로 유출되는 것으로 파악되었다. 오염물질의 원단위는 BOD는 $21.8{\sim}56.8g/m^2/yr$의 범위로 나타났으며, $COD_{Mn}$은 $38.9{\sim}101.7g/m^2/yr$로 나타났다. 또한, TSS의 경우에는 $179.5{\sim}1878g/m^2/yr$의 범위로 분석되었고, TN과 TP는 $10.7{\sim}26.3g/m^2/yr$ 및 $5.8{\sim}15.2g/m^2/yr$로 각각 분석되었다. 한편, $NH_3-N$, $NO_3-N$ 및 $PO_4-P$는 $1.3{\sim}3.4g/m^2/yr$, $5.9{\sim}15.4g/m^2/yr$ 및 $1.8{\sim}4.8g/m^2/yr$의 범위로 각각 분석되어졌다.

• 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.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.221-227
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• 2015

도시화에 따른 개발사업은 불투수층을 증가시키며, 강우시 비점오염물질의 유출량을 증가시킨다. 이러한 도시화에 의한 비점오염물질의 유출량을 저감하기 위하여 국내 외에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 LID 기법을 이용하여 도시지역 비점오염원 관리를 위한 식생체류지를 개발하고자 수행되었으며, 식생체류지의 효율 평가를 위하여 test-bed를 구축하여 2013년 11월부터 현재까지 총 11회 모니터링을 실시하였다. 유역면적 대비 식생체류지의 시설면적(SA/CA)이 약 2.2% 임에도 불구하고, 식생체류지 적용 이후 강우시 저류 및 침투량의 증가로 인하여 유출량이 크게 감소한 것으로 나타났다. 강우량 기준으로 유출량 저감을 살펴보면 0 mm < R <10 mm의 강우량 범위에서는 전량 침투 및 저류 되었으며, 10 mm < R <20 mm의 강우량 발생시 90% 이상 저류 되는 것으로 나타났다. 20 mm 이상의 강우량 발생시에는 70% 이상 저류 되는 것으로 분석되었다. 이러한 높은 유출저감은 비점오염물질의 저감효율을 향상시켰으며, 입자상 물질, 유기물 및 중금속 등을 약 90% 이상 저감시키는 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권3호
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• pp.348-356
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• 2012

It is very important to investigate air pollutants and emissions emitted from open burning in order to control nonpoint sources effectively. In this study, we utilized incineration simulator proposed by U.S. EPA and investigated concentrations of TSP, PM10, PM2.5 from woods and household wastes burning to calculate emission factors and build emission inventories. The results of experiment with 15 kg of woods and 3 kg of household wastes using the incineration simulator were as follows: in case of woods burning, TSP concentration was $66.4mg/m^3$, PM10 concentration was $28.4mg/m^3$, PM2.5 concentration was $17.9mg/m^3$, respectively; in case of household wastes burning, TSP concentration was $118.4mg/m^3$, PM10 concentration was $66.8mg/m^3$, PM2.5 concentration was $55.2mg/m^3$, respectively. Concentrations from household burning, as stated above, were higher than those from woods burning. Emission factors (EFs) for woods and household wastes burning were calculated as 2.45 and 6.75 g/kg for TSP, 0.86 and 5.45 g/kg for PM10, 0.78 and 4.81 g/kg for PM2.5, respectively. EFs of TSP, PM10, PM2.5 calculated from household wastes burning were higher than those of woods burning. When we added PM emissions from woods burning and household wastes burning to Korean National Emission Inventory named as Clean Air Policy Support System (CAPSS), CAPSS annual emissions of TSP, PM10, PM2.5 were increased by 0.08~0.26% (An increase rate for TSP, PM10, PM2.5 were 0.08~0.10%, 0.16~0.20% and 0.18~0.26%, respectively). Note that we assumed that the 1% of household wastes is emitted by open burning.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.305-310
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• 2015

서울시는 2014년 기존의 서울시 물순환 조례에 저영향개발 (low impact development, LID)을 포함하는 조례개정을 통해 빗물관리의 토대를 마련하였다. 새롭게 개정된 조례에서는 2050년까지 연 강수량의 약 630 mm를 저류 및 침투시킬 것을 계획하고 있으며, 침투, 저류 및 식생을 활용하는 빗물관리시스템을 도입하여 관리하고자 한다. 저영향개발기법은 개발사업에서 생태, 물순환, 환경 등의 목표를 달성하고자 할 때 적용할 수 있는 중요한 기법이다. 본 연구에서는 서울시에 적용한 침투형 빗물받이, 생태저류형 배수로 및 투수성 포장 등의 다양한 물순환 시설 (LID)의 효과를 평가하기 위하여 수행되었다. 모니터링 결과 다른 시설에 비하여 투수성 포장에서 강우유출 저감효과가 가장 높게 나타났으나, 공극막힘현상을 줄이기 위한 방안이 설계에 반영되어야 하는 것으로 나타났다. 비점오염물질 유출저감의 경우 자동차 운행정도에 의한 오염물질 축적이 큰 영향을 끼친 침투형 빗물받이, 물리 및 생물학적 기작의 영향을 받은 생태저류형 배수로에서 높게 분석되었다. 다양한 목적으로의 저영향개발 기법 적용은 물순환 효과뿐만 아니라 환경오염저감, 생태복원, 심미적 효과 등의 다양한 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.260-260
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• 2011

SWAT is semi-distributed and continuous-time distributed simulation watershed model, which can simulate point and nonpoint source pollutants as well as hydrology and water quality. It was developed to predict the effects of alternative management decisions on water, sediment, and chemical yields with reasonable accuracy. It is able to predict and manage hydrology, sediments, nutrients, and pesticides with Best Management Practices (BMPs) in a watershed. SWAT model also has potential for use in ungauged basins to predict streamflow and baseflow from saturated source area in watersheds. According to various cultivation practices and climate change, SWAT model is available to analyze relative change in hydrology and water quality. In order to establish optimum management of water quality, both monitering and modeling have been conducted actively using SWAT model. As SWAT model is computer program to simulate a lot of natural phenomena, it has limitation to predict and reflect them with on hundred percent accuracy. Thus, it is possible to analyze the effect of BMPs in the watershed where users want to simulate hydrology and water quality only if model accuracy and applicability are assessed first of all and the result of it is well for the study watershed. For assessment of SWAT applicability, most researchers have used $R^2$ and Nash and Sutcliffe Efficiency (NSE). $R^2$ and NSE are likely to show different results according to a warm up period and sometimes its results are very different. There have been hardly any studies of whether warm up period can affect simulation results in SWAT model. In this study, how warm up period has a effect on SWAT results was analyzed and a appropriate warm up period was suggested. Lots of SWAT results were compared after using measured data of Soyanggang-dam watershed and applying various warm up period (0 ~ 10 year(s)). As a result of this study, when there was no warm up period, $R^2$ and NSE were 0.645, 0.602 respectively, when warm up period was 2 years, $R^2$ and NSE were 0.648, 0.632, and when warm up period was 4 years, $R^2$ and NSE were 0.663, 0.652 separately. Through this study, sensitive analysis of warm up period in SWAT model was conducted, and this study could give a guideline able to simulate hydrology and water quality for more accuracy than before as users change a lot of warm up periods as well as any simulation parameters.

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.145-152
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• 2020

고속도로는 많은 자동차 운행대수와 함께 높은 주행속도 및 급격한 주행속도 변화구간(휴게소, 영업소 등)으로 인하여 비점오염물질의 배출이 높은 지역에 해당한다. 국내 고속도로는 절토층 및 성토층에 조성됨으로써 적정 토양침투량 확보가 어려워 다양한 종류의 비점오염저감시설이 설치되지 못하고 있다. 본 연구는 토양치환 기법에 대한 연구를 통해 고속도로에 설치 가능한 시설의 종류를 확대하고 비용효율적 침투시설의 설계를 유도하기 위하여 수행되었다. 침투율이 낮은 원지반에 토양치환을 수행할 경우 시설 내 체류시간이 약 30% 지연되고, 시설 내 침투 및 저류율은 약 20% 증대하며, 비점오염물질 Total Suspend Soiled (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen Demand(BOD), Total Nitrogen(TN) 및 Total Phosphorus(TP) 제거효율이 약 20% 증가하는 것으로 나타났다. 원지반 내 침투율이 낮은 곳에 토양치환을 수행할 경우 저류량, 체류시간 및 침투면적이 증가하여 침투율이 향상되는 것으로 나타났다. 원지반 토양의 침투능이 낮은 토양에 침투시설을 적용하기 위해서는 물환경보전법 시행규칙 별표17(비점오염저감시설의 설치기준)의 개선이 필요하며, 이 경우 토양 침투율이 시간당 13 mm 이하일 때 토양치환을 통해 법적 처리용량을 확보하도록 요구할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권4호
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• pp.210-218
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• 2016

대전의 관평천에 설치된 1.8 m 높이의 침강 실험장치를 이용하여 총 4회에 걸쳐 강우 유출수를 채취하여 오염물질제거 효율 및 특성을 측정하였다. 오염물질 농도는 초기 4시간 동안 급격하게 감소하였으며 약 24시간 후 일정한 수준을 나타내는 경향을 보였다. 침전 실험 장치 내에서는 높이 별 농도가 크게 다르지 않은 것으로 관찰되었으며 이는 침전장치 내에서 대부분의 고형물질은 서로 방해하지 않고 독립적으로 침전하기 때문인 것으로 분석된다. 강우 유출수를 대상으로 분석한 입도는 $10{\sim}100{\mu}m$의 범위로 나타났다. 강우 유출수내에서 TP의 경우 입자성 물질이 평균 52.4%, TN의 경우 23.5%의 비율로 나타났으며 TN의 경우 침강에 의해 효율적으로 제거되기 어렵다는 것을 확인하여 주고 있다. 본 연구의 결과는 초기 강우 유출수에 포함되어 있는 TSS와 TP와 같은 오염물질이 단순한 침강에 의해 효과적으로의 제거될 수 있다는 것을 나타내고 있으며 하천수질을 보호하는데 적극적으로 활용될 수 있음을 시사한다.