• 한국환경농학회지
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• 제31권4호
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• pp.318-327
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• 2012

논은 지역이나 토양, 기후 특성, 오염원 종류, 관개 및 시비 등의 경작방법에 따라 배출 양상이 다양하다. 특히, 시비방법 개선, 효율적인 물관리 등 영농방법 개선을 통한 비점부하 저감이 중요하다. 본 연구에서는 담수논을 대상으로 물꼬높이, 시비량, 관개수 수질에 따른 배출부하량 저감효과를 평가하기 위해, 시험포장의 물수지 및 물질수지 분석자료를 이용하여 CREAMS-PADDY 모형을 보정과 검정을 하고, 영농관리 시나리오를 적용하여 그 결과를 평가하였다. 영농관리 시나리오는 선행연구를 조사하여 배출부하량 저감을 만족하는 동시에 벼의 수확량 저하를 초래하지 않도록 4개의 시나리오로 개발하였고, 대조군은 관행농업을 반영하여 구성하였다. CREAMS-PADDY 모형과 HOMWRS 모형을 연계하고, 과거 기상자료를 이용하여 1981~2010년 영농기의 배출부하량 모의가 가능하도록 모형을 구축하였다. 모형의 보정 및 검정을 위하여 서울대학교 이동저수지 관개논 시험포장에의 물수지 및 물질수지 분석 자료를 이용하였고, 보정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.95, 0.84, 모형의 효율지수는 0.95, 0.73으로, 검정 결과 논물 총질소 및 총인의 결정계수는 0.97, 0.85, 모형의 효율지수는 0.91, 0.84로 비교적 높게 나타났다. 영농관리 시나리오 적용 결과 중간낙수 이후 물꼬를 50 mm 증가시켰을 때 배출부하량은 대조군 대비 T-N 1~34%, T-P 5~21% 저감되는 것으로 나타났고, 100 mm 증가시켰을 때 대조군 대비 T-N 5~62%, T-P 8~37% 저감되는 것으로 나타났다. 관행시비량에서 표준시비량으로 시비량을 삭감시 배출부하량은 대조군 대비 T-N 0~16%, T-P 0~9% 저감되는 것으로 나타났으며, 배출부하량 저감양상은 시비직후 강우의 발생유무에 따라 크게 달라지는 것으로 나타났다. 관개수 수질을 호소수 수질환경기준인 4등급을 초과하는 수준으로 관개하는 경우 배출부하량은 대조군 대비 T-N 9~65%, T-P는 9~47% 증가하는 것으로 나타났다. 영양물질의 농도가 높은 관개수가 유입될 경우 논은 수질을 정화하는 경향을 보였다. 시나리오를 종합하면 영농초기의 물꼬높이를 낮게 유지하고, 중간낙수 이후 물꼬를 높게 유지하며, 비료는 강우가 발생하지 않는 시기에 표준시비량으로 시비하고, 호소수 수질환경기준인 4등급을 만족하는 관개수를 이용하였을 경우 논에서의 비점오염 관리에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 하지만 고농도의 영양물질이 함유된 관개수를 농업용수로 이용할 경우 수계 전체의 배출부하량에 저감에 있어 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구는 현장 실험 이전의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.193-198
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• 2011

본 연구에서는 최근 추세에 맞춰 개발사업시 장치형 및 자연형등의 인위적인 비점오염저감시설이 아닌 시설지를 투수성 포장재를 사용할 경우 얻어지는 효과를 분석하여, 설계 및 시공시 투수성 포장재 적용을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 그 방법으로 개발시 대상지의 면적을 불투수성과 투수성 개발로 분리 적용하여 삭감오염부하량 및 설치 공사비의 경제성을 비교 분석하였다. 그 결과 비점오염원의 처리용량 및 삭감부하량은 투수성 및 불투수성 개발에 많은 영향을 받으며, 개발시 비점오염저 감시설을 장치형이나 자연형을 단독으로 설치하기 보다는 처리대상 유역을 투수성 지역으로 개발하는 것이 배출부하량이 적은것으로 나타났다. 이를 토대로 개발시 비점오염의 관리를 위해 불투수율 면적비를 일정수준으로 제한하는 대책을 수립하면 개발에 따른 오염원의 최소화가 가능할 것으로 생각된다.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.401-407
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• 2010

농업지역에서 발생한 오염부하량을 결정하기 위해 여러 토지이용형태 중에서 벚나무 재배지(단위 비점오염원)에서 발생하는 오염부하 특성을 조사하였다. 유출시 발생된 강우사상에서는 강우량과 유출수량의 상관계수가 0.5로 낮게 나타나 투수성을 예측할 수 없는 수준이었다. 강우량 20mm 미만인 경우에도 강우강도가 8.8 mm/hr 수준으로 높은 경우에는 유출이 발생하였으나 강우량이 47.4 mm로 많은 경우라 할지라도 긴 무강우일수와 약한 강우강도를 보인 경우에는 유출이 발생하지 않았다. 강우사상시 발생된 유출량과 SS, BOD, COD, TN 및 TP 오염부하량과의 상관계수는 SS에서 최저값 0.71을 보인 것 이외에는 모두 r ${\geq}$ 0.92로 매우 유의한 값을 나타냈다. 한편 SS와 다른 오염물질간의 오염부하상관성도 모두 r ${\geq}$ 0.73의로 유의한 값을 나타내었으므로 SS관리를 통해 유기물질과 영양염에 대한 제어도 가능함을 알 수 있다. 최고 TN농도는 시비활동에 의해 직접적 영향을 받은 Event의 유출수에서 발생하였다. 따라서 농경지에서 발생하는 유출수의 오염수준을 평가할 때에는 시비여부를 반드시 고려해야 할 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.51-59
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• 2015

Various Best Management Practices (BMPs) have been suggested to reduce soil erosion and non point source (NPS) pollutant loads from agricultural fields. However, very little research regarding water quality improvement with No-till (NT) has been performed in Korea. Thus, effects of NT were investigated in this study. The objective of the study was to investigate the effect of NT on the surface runoff and sediment discharge in a field. Eight experimental plots of $5{\times}30m$ in size and 3 % or 8 % in slope prepared on gravelly sandy loam soil were treated with Conventional-till (CT) and NT. Runoff and NPS pollution discharge were monitored and compared the treatments. The amounts of rainfall from 13 monitored events ranged from 28.7 mm to 503.5 mm. The runoff amount was reduced by 17.6~59.2 % in 3 % NT and 29.6~53.2 % in 8 % NT. The average NPS pollution loads of the 3 % NT plots and 8 % NT plot were reduced about 45.1~89.2 % and 47.7~98.0 % compared to those of the CT plots, respectively. This research revealed that NT can reduce the NPS pollution loads substantially as well as increase the crop yield. Runoff and NPS pollution loads reduction by NT method could be contribute to improve the water quality of streams in agricultural regions.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.129-137
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• 2015

The objective of this study was to test the non-point source pollution (NPS) control by the vegetated ridge and silt fence through field monitoring. The experiment plots were established with three sizes which are 5 m width by 22 m length with 8 %, 3 % slope and 15m width by 15 m length with 6 % slope. Flumes with the floating type stage gages were installed at the outlet of each plot to monitor the runoff. For a rainfall monitoring, tipping bucket rain gage was installed within the experiment site. Water quality samples were monitored during the heavy rainfall occurred. The amount of rainfall from 4 monitored events ranged from 27.6 mm to 130 mm. The runoff reduction rate could vary depending on slope, soil, crop growth condition, rainfall amount, rainfall intensity, antecedent moisture condition, and many other factors. The runoff from vegetated ridge and silt fence treatment plots was 24.05 % and -8.28 % lower than that from control plot, respectively. The monitoring results showed that the average pollution loads reduced by vegetated ridge compared to control were BOD 36.62~53.60 %, SS 40.41~73.71 %, COD 39.34~56.41 %, DOC 49.08~53.67 %, TN 26.74~67.23 %, and TP 52.72~91.80 %; by silt fence compared to control were SS 41.73 %, COD 1.93 %, and TN 2.38 %. The paired t-test result indicated that the vegetated ridge and silt fence were statistically significant effect in SS load reduction, with a 5 % significant level. Monitored results indicated that vegetated ridge and silt fence were both effective to reduce the pollutant from the field surface runoff.

• 한국환경과학회지
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• 제25권2호
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• pp.217-229
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• 2016

The government has conducted a plan of total maximum daily loads(TMDL), which divides with unit watershed, for management of stable water quality target by setting the permitted total amount of the pollutant. In this study, BOD concentration trends over the last 10 years from 2005 to 2014 were analyzed in the Geumho river. Improvement effect of water quality throughout the implementation period of TMDL was evaluated using the seasonal Mann-Kendall test and a LOWESS(locally weighted scatter plot smoother) smooth. As a study result of the seasonal Mann-Kendall test and the LOWESS smooth, BOD concentration in the Geumho river appeared to have been reduced or held at a constant. As a result of quantitatively analysis for BOD concentration with exploratory data analysis(EDA), the mean and the median of BOD concentration appeared in the order of GH8 > GH7 > GH6 > GH5 > GH4 > GH3 > GH2 > GH1. The monthly average concentration of BOD appeared in the order of Apr > Mar > Feb >May > Jun > Jul > Jan > Aug > Sep > Dec > Nov > Oct. As a result of the outlier, its value was the most frequent in February, which is estimated 1.5 times more than July, and was smallest frequent in July. The outlier in terms of water quality management is necessary in order to establish a management plan for the contaminants in watershed.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권1호
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• pp.1-10
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• 2016

The objective of this study was to investigate the effects of farming methods on mass balance from paddy rice. The experiment fields were established at Chunpo-myeon, Iksan-si in the Saemangeum watershed. Experiment was performed during the growing season to assess water and mass balances of the study field in 2013. The three different farming practices were applied: conventional (TR-A), drainage outlet heighten (TR-B) and slow release fertilizer use (TR-C). Drainage amount from TR-B was reduced by 28.5 % compared to the TR-A, while the amount from TR-C was similar to that of TR-A. Overall, nutrient concentration of paddy water were similar among the treatments except for T-P. Mean T-P concentration from TR-C was lower than that from TR-A (p-value<0.05). As the results of mass balance, TR-B appeared to reduce nutrient surface loss, substantially by 30.9 % and 40.8 % for T-N and T-P an compared to TR-A. TR-C treatment also demonstrated nutrient load reduction by 38.2 % and 40.1 % for T-N and T-P. The study results showed that water and fertilizer treatments are effective in surface load reduction respectively from paddy fields, and, long-term monitoring and evaluation is needed to confirm the reduction.

• 한국환경농학회지
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• 제32권4호
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• pp.355-358
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• 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.

• 유기물자원화
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• 제22권4호
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• pp.21-27
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• 2014

양돈분뇨의 처리는 환경문제 해결과 자원으로서 이용 등이 중요한 의미가 있다. 따라서 본 연구는 이 두 가지 문제를 동시에 해결하고자 돈분퇴비가 시용된 논의 배수의 오염부하 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 수행하였다. 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($17,15m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 2013년 5월부터 10월까지 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 $COD_{Mn}$, T-N, T-P의 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논의 유출량은 67.8% 저감되었고 토사를 포함한 부유물질과 $COD_{Mn}$의 총 부하량은 각각 79.8%와 71.9% 저감되었다. 또한 T-N과 T-P의 총 부하량은 각각 73.6%와 74.9% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 가축분뇨 퇴 액비 시용이 용이한 논의 경우에는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 영양염류의 배출이 저감될 것으로 생각된다.