• 한국농공학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.65-71
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• 2018

The Long-Term Hydrologic Impact Assessment (L-THIA) model is a quick and straightforward analysis tool to estimate direct runoff and nonpoint source pollution. L-THIA was originally implemented as a spreadsheet application. GIS-based versions of L-THIA have been developed in ArcView 3 and upgraded to ArcGIS 9. However, a major upgrade was required for L-THIA to operate in the current version of ArcGIS and to provide more options in runoff and NPS estimation. An updated L-THIA interfaced with ArcGIS 10.0 and 10.1 has been developed in the study as an ArcGIS Desktop Tool. The model provides a user-friendly interface, easy access to the model parameters, and an automated watershed delineation process. The model allows use of precipitation data from multiple gauge locations for the watershed when a watershed is large enough to have more than one precipitation gauge station. The model estimated annual direct runoff well for our study area compared to separated direct runoff in the calibration and validation periods of ten and nine years. The ArcL-THIA, with a user-friendly interface and enhanced functions, is expected to be a decision support model requiring less effort for GIS processes or to be a useful educational hydrology model.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권6호
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• pp.83-92
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• 2005

Natural environment of the Wolgokri stream watershed, located in Chuncheon, Gangwon province, Korea, has been well preserved as a traditional agricultural watershed. To analyze characteristics of NPS pollution generated from an mountainous agricultural watershed, the flow and water qualities of the study watershed were monitored and were analyzed to estimate pollution loads. Annual runoff volume ratio was $70.4\%$. Concentrations of T-N, T-p, COD, and TOC were higher when monthly rainfall was between $0\~30mm$ than those when monthly rainfall was between $30\~70mm$. However, the concentrations varied considerably when monthly rainfall was higher than 100mm. The flow weighted mean concentrations(mg/L) of BOD, COD, TOC, $NO_3-N$, T-N, T-P and SS were 1.96, 2.72, 3.32, 1.41, 4.70, 0.187 and 13.36, respectively. The BOD, SS, T-N and T-P loads of July, 2004 were $48\%,\;17\%,\;51\%\;and\;32\%$ of annual load, respectively. The BOD, COD, TOC, $NO_3-N$, T-N, T-p, and SS loads (kg/ha) from Mar. 2004 to Apr. 2005 were 19.09, 26.55, 32.39, 13.85, 45.92, 1.887 and 130.18, respectively. The highest concentrations of BOD, NO3-N, T-N, T-p, SS, COD and TOC were found before the flow reached the peak runoff, possibly due to the first flushing effect. Generally, pollution loads of the Wolgokri watershed were not that significant. Phosphorus load, however, was higher enough to cause eutrophication in the receiving water body It was recommended that best management practices need to be implemented to reduce phosphorus sources.

• 한국습지학회지
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• 제14권2호
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• pp.159-168
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• 2012

도시화된 토지이용은 불투수율이 높고 강우시 다량의 비점오염물질이 유출되어 지표수 및 지하수에 영향을 끼친다. 이러한 포장지역의 비점오염물질로 인한 수질오염을 저감하기 위하여 환경부는 수질오염총량제도 및 개발사업에 대한 비점오염 저감시설 설치신고 제도를 도입하여 운영 중에 있다. 그러나 비점오염저감시설의 규모 및 저감기능 설계를 위해서는 유출특성 분석이 필요하나 현재 기초자료가 부족하여 원단위 산정 등의 애로점으로 남아있다. 따라서 본 연구에서는 원단위 산정 및 저감시설의 규모산정에 필요한 강우유출수 특성과 EMC를 제시하고자 한다. 모니터링은 도로 및 주차장에서 3년간 총 30개의 강우사상에 대하여 수행되었다. 초기강우 유출현상은 강우 시작 후 30분 동안 매우 분명하게 나타났으며, 유출수의 농도에 영향을 미치는 인자는 강우량, 유역면적, 토지이용, 지리 및 지형적 특성으로 분석되었다. 본 연구결과는 향후 포장지역의 원단위 산정 및 저감시설 설계시 기초자료로써 활용가능할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.103-112
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• 2011

본 연구에서는 기존의 질소 수지에 관한 연구를 바탕으로, 우리나라의 2008년 질소의 총 유입과 유출을 수지분석 방법을 이용하여 추정하였다. 질소의 유 출입은 도시지역, 농 축산지역, 임야지역의 세부분으로 나누어 산출하였다. 질소의 주요 유입으로는 화학적, 생물학적 질소고정, 건식 및 습식 침착량, 해외로부터 수입된 양 등이 있으며, 유출된 양은 작물흡수, 휘발, 탈질, 침식, 표면유출, 산림소비 등으로 결정하고 그 양을 추정하였다. 연간 질소의 총 유입량은 1,294,155 ton/yr이며, 총 유출량은 632,228 ton/yr이었다. 질소수지를 기존의 2005년 질소 수지와 상호 비교 및 분석한 결과, 2008년도에 총 유입된 질소는 2005년 질소유입 보다 1.9% 저감된 것으로 조사되었다. 총 유입 질소의 감소는 질소비료 사용량 감소, 국토 개발, 경작지 감소 등으로 인한 결과이며 총 유출 질소는 6.3% 감소하였다. 질소 수지 분석에 의한 연간 발생한 비점오염의 양을 추정해본 결과, 2005년도에 연구되었던 질소 수지량에 비해서 22% 증가한 것으로 조사되었다. 탈질로부터 아산화질소 배출량을 산정하였는데, 농업지역과 하수처리장에서 약 8,289 ton/yr이 배출되었다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.480-491
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• 2015

본 연구에서는 비점오염물질 배출 및 유역 특성과 달성 가능성을 고려한 비점관리지역 관리목표 설정 및 목표달성도 평가에 부하지속곡선과 유역모델을 이용하는 방법을 제시하였으며, 최근 비점오염관리지역으로 선정된 새만금 유역에 대하여 적용하였다. 비점오염원 배출특성을 고려하여 유량지속곡선의 5~40% 범위를 관리유량 구간으로 설정하였으며, 부하지속곡선 방법을 이용하여 TP를 관리항목으로 선정하였다. 2009년~2012년에 대하여 보정된 HSPF 모델과 부하지속곡선을 이용하여 우선관리유역별 저감 시나리오에 따라 관리목표를 설정하였다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 목표수질은 각각 TP 0.38, 0.18, 0.64, 0.16 mg/L로 산정 되었다. 현재 유달부하량이 일정비율(10%)로 줄어드는 상황을 가정한 관리목표는 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교에서 각각 TP 0.35, 0.17, 0.60, 0.15 mg/L로 산정되었다. 본 연구 결과는 향후 비점오염관리지역에 대한 관리대책, 시행계획 수립 및 이행평가시 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 농업생명과학연구
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• 제45권5호
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• pp.97-103
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• 2011

본 연구에서는 비점오염저감장치를 이용하여 밭 시험포장에서의 저감효과를 평가하기 위하여, 경남 사천시 용현면에 시험포장을 설치하고 포장실험을 수행하였다. 시험포장은 6개의 시험구와 3개의 침사구로 구성되어 있으며, 각 시험구의 크기는 가로 5 m, 세로 22 m의 크기로 각 시험구의 말단에는 유출량을 측정하기 위한 수위계를 설치하였고, 포장에서의 강우량을 측정하기 위해 강우계를 설치하였다. 인공강우 실험을 통해 유출수의 시간변화에 따른 수질을 측정한 결과 초기 유출시 SS, TOC, T-N, T-P, COD, NTU의 농도는 각각 15.00, 1.54, 5.27, 0.07, 4.72, 0.45 mg/L로 나타났으며, 4시간 후의 농도는 각각 1.00, 0.94, 4.06, 0.01, 0.60, 0.33 mg/L로 측정되었다. 대부분의 수질측정값이 초기 유출시 높고 시간이 흐름에 따라 감소하는 경향을 보였다. 인공강우에 의한 유출실험 결과, 침사구에서의 부유물질은 시간이 흐름에 따라 눈으로 식별 가능할 정도로 줄었으나 각 수질측정값은 불규칙한 경향을 보였으며, 이는 샘플링 시료에 포함되는 부유물질의 양이 일정하지 않았기 때문으로 풀이된다. 향후 추가적인 연구를 통해 밭비점오염원 저감효과를 평가하고 제어대책을 개발하게 되면 밭에서의 비점오염, 배출을 최소화시켜 수질개선에 기여할 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.275-281
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• 2016

본 연구는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법 53조2항에 해당하는 고속도로에서의 효과적인 비점오염관리를 위해 자동차 운행대수에 따른 고속도로의 강우유출 특성을 분석하여 비점오염 저감시설 설치 방안을 제공하고자 수행하였다. 연구대상지점은 총 5지점으로 경부, 서해안, 호남 및 통영대전 고속도로로 지점에 따라 2006~2008년과 2015년에 총 44회의 강우사상을 대상으로 모니터링을 수행하였다. 모니터링 결과, 평균 선행건기일수(ADD)는 6.2일, 평균 강우량은 19.2 mm로 조사되었다. 단위면적당 일평균 차량 통행량(ADT/CA)의 경우 경부고속도로 지점인 H-4에서 49.4대/$day{\cdot}m^2$으로 가장 높았으며 다른 지점의 경우 10대/$day{\cdot}m^2$미만으로 조사되었다. 조사대상 지점에서 발생되는 비점오염물질의 농도는 평균적으로 TSS는 63.5 mg/L, BOD는 24.9 mg/L, TN은 3.35 mg/L, TP는 0.63 mg/L, Total Zn은 298 ug/L로 국내에서 발표된 고속도로 관련 강우유출수 EMC 값보다 비교적 낮게 조사되었다. 한편, 조사대상지점의 오염물질 농도와 ADT/CA간의 상관관계 분석결과, SS에서 $R^2$값이 0.585로 가장 높은 상관성을 나타냈다. ADT/CA와 TSS EMC 와의 상관관계식을 통하여 국내 고속도로 평균 TSS EMC가 73.7 mg/L일 때 ADT/CA는 13 대/일${\cdot}m^2$으로 이를 기준으로 단위면적당 차량의 통행량이 13대보다 높을 경우 입자상 물질의 발생량이 높은 지역으로 고려, 비점오염관리가 필요한 지역으로 제시할 수 있으며 본 연구에서는 선행연구에서 제시된 ADT에 단위면적을 고려하였기에 기존에 수행되었던 연구보다 일반화된 단위로 활용도 및 적용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.431-440
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• 2014

국내 10개 댐저수지 인공습지를 대상으로 수심분포, 유입량 및 유출량, 물흐름분포, 체류시간, 수처리효율, 종횡비, 개방수역/폐쇄수역 구성비 등 습지의 운영현황 및 구조적 형상에 대한 분석을 통해 인공습지의 수질정화기능을 회복시킬 수 있는 개선대책 및 운영방안을 제시하였다. 조사대상 인공습지의 처리수는 하수처리장 방류수 또는 하천수였으며, 처리수의 수질은 외국의 인공습지에 비해 전반적으로 낮은 것으로 나타났다. 특히 처리수의 BOD는 모든 습지에서 3 mg/L 이하로 매우 낮았는데, 이는 하수처리장의 고도처리 및 평수기 저농도 하천수 취입에 기인된 것으로 판단된다. 수처리효율은 TN이 7.6~67.6%(평균 24.9%), TP가 -4.9~74.5%(평균 23.7%)의 범위로 하수처리장 방류수를 처리수로 하는 인공습지에서 높은 값을 보였다. BOD는 -133.3~41.7% 범위로 습지에 따라 큰 차이를 보였으며, 대부분 습지에서 처리효율이 없거나 낮은 것으로 나타났다. 인공습지의 낮은 처리효율은 습지의 부적합한 종행비, 과도한 개방수역 면적 등의 구조적인 문제와 수위관리 미흡, 초기우수 취입시스템 및 운영관리 미흡, 강우시 모니터링 부재 등의 운영적인 문제에 의한 것으로 나타났다. 그러므로 댐저수지 인공습지가 비점오염 저감시설로서의 역할을 할 수 있기 위해서는 댐저수지 인공습지에 적합한 습지설계 및 운영방안이 필요하다. 또한 습지 운영매뉴얼에 비점오염물질이 유출되는 강우시 모니터링이 반드시 포함되어야 하며, 댐저수지 인공습지의 수처리효율도 강우시 모니터링 자료를 토대로 평가되어야 할 것이다.