수변완충지대는 토지로부터 나오는 오염물질의 하천으로 직접유입을 차단하고 저감하는 역할을 한다. 하지만 현재까지 수변완충지대 설정에 따른 유역에서의 저감효과를 분석하는 사례는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 SWAT모형을 이용하여 Arcview GIS상에 병성천 유역 모형을 구축하고 SWAT모형에서의 filter strip기능을 이용하여 수변완충지대 설정에 따른 토사 유출량의 변화를 살펴보았다. 모의결과 저감효과가 큰 곳을 살펴보면 대체적으로 토사유출량 관측지점인 유역 출구지점과 가까운 소유역에서 저감효과가 큰 것으로 보였다. 또한 수변완충지대의 폭을 달리하여 시나리오 분석을 수행한 결과 5-10 m의 수변완충지대 폭이 그 저감효율이 가장 큰 것으로 보였다.
This paper presents the development and application of a riparian buffer zone design model(RBZDM). The model was developed as a decision-making tool for watershed management, by integrating geographic information system(GIS) and analytical hierarchy process(AHP) theory. Several factors for watershed management, such as pollution removal capacity, land aquisition cost, distribution of point and non-point pollution sources, and possibility of new pollution source location, were analyzed based on AHP theory. The vegetated buffer zone width was designed using GIS-based riparian buffer analysis. The developed model was applied to the Kyoungan Stream watershed, which is an important part of Paldang lake catchment area. The Kyoungan stream watershed was divided into sixteen subbasins. Six of them belong to the main stem, where the model was applied. Ten alternatives of buffer zone width and five hierarchial levels were designed. The relative importance and the relative preference were computed by pair-wise comparison of evaluation criteria given in hierarchial levels. The buffer zone width was determined by linear function of the given alternatives and relative preferences. From this study, it was determined that the six buffer zone widths of Kyoungan main stems would be 1,594, 1,744, 1,856, 1,782, 1,338, 1,780 meter, from upstream to downstream.
Ha, Sung-Ryong;Lee, Seung-Chul;Ko, Chang-Hwan;Seo, Se-Deok;Jo, Yun-Won
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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pp.436-440
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2006
Diffuse pollution has been considering as a major source of the quality deterioration of water resources. The establishment of riparian vegetation strips of buffers along those areas of water bodies is used to reduce the threat of diffuse pollution. Remote sensing offers a means by which critical areas could be identified, so that subsequent action toward the establishment of riparian zones can be taken. Even though the principal purpose of this research comes from the feasibility of the imagery of KOMPSAT-2 satellite, Landsat TM satellite data, which has 7 bands, are used to characterize the land cover for the study area on the behalf of KOMPSAT-2. This investigation focuses on the assessment of the existing riparian buffer zones for a portion of the upper Geum river watershed from the viewpoint of pollution mitigation by riparian vegetation strip establishment. Through comparing the delineation of riparian buffer zones developed with the existing zones established by the government, we can find the critical distortion points of the existing riparian buffer zone.
Non-point pollution is caused by many diffusive sources, unlike a point pollution derived from industrial wastewater treatment plants or sewage treatment plants. Runoff of non-point pollutants is originated from rainfall or thawing in short period of time moving over and through the a ground surface. They cause ill effect on the quality of neighboring aquatic environment. To prevent effectively the wash off from non-point pollutant, it should be immediately reduced at the source or be treated after gathering of runoff water. This study has been carried out for the best width of riparian buffer zone. So we implemented the experiment in terms of its depth, width and kind of vegetations and calculated the reduction of pollutants loading. The experimental zone encompasses the watershed of Namhan River (Kyunggido Yangpyunggun Byungsanri). The region was divided into 5 land cover sectors : grass, reed, pussy willow, mixed(grass+pussy willow) and natural zone to compare effectiveness of vegetation. Water samples from four points have been collected in different depths. And the pollutant removal efficiency by sectors with different plant species was yielded through influent with one of each sample. And we obtained the correlation between the width of riparian buffer zone and the removal efficiency of pollutants. Using correlation result, the width of riparian buffer zones which needs to improve the water quality of river could be derived.
In recent years, riparian buffer system has been known as one of the effective best management practices. However, establishment of riparian buffer system in aspect of plant species and its position in the riparian buffer zone has not been investigated due to lack of efficient evaluation method for the analysis of water quality improvement with established riparian buffer system. To solve this problem, the SWAT-REMM prototype was developed by the researchers in Canada. But, SWAT-REMM model can not consider the $NO_3-N$ load into riparian buffer system through subsurface flow. Thus to solved this problem, Fortran code of SWAT-REMM model was modified. This modified SWAT-REMM system was applied to the Bonggok watershed. Three riparian buffer scenarios, 15 m, 10 m, 5 m width for tree and grass, were made to evaluate the effects of riparian buffer system on water quality improvement. Reduction efficiency of T-N by riparian buffer system of 15 m wide was the greatest (6 ~ 37%, depending on subwatershed characteristics) among 3 scenarios. It indicates that the reduction efficiency of T-N load has increasing-tendency, as buffer width increasing. The results obtained from the analysis showed that wide buffer zones are found to be more effective in reducing non-point pollutant than narrow buffer zones in the riparian buffer zone system. Hence, the SWAT-REMM model could be efficiently used for evaluation and design the most effective riparian buffer systems to reduce pollutant loads to the watershed although many limitations still exist in SWAT-REMM model.
We need to use aesthetic landscape assessment(ALA) as the means of riparian buffer zone(RBZ) management. This study verified the political validity of designation policy of RBZ and land purchase policy. The purpose of this study was to propose RBZ landscape management strategies through ALA of RBZ in Gyeongan Stream for the better attractive and healthy riparian landscapes. The natural type landscape units(LUs) covered 40.9% of the entire area and the cultivated land type LUs covered 20.58%. Landscape assessment consisted of landscape quality and landscape integration assessment. The criteria for assessing landscape quality(LQ) were naturalness, interest, uniqueness, and landscape function. LQ was ranked into five grades using a matrix. The landscape integration assessment consisted of an inner integration assessment in each LU and outer integration assessment among LUs. To review the propriety of designating the riparian area and the riparian ecological belt, differences in ecological appraisal and aesthetic valuation were reviewed through a t-test, Oneway ANOVA, and logistic analysis. The results of ALA, 29.15% of the entire area scored at grade 1 in LQ, while 31.95% scored at grade 5, indicating that grade 5 areas occupied a high share. Surveyed areas were divided into designated RBZ and undesignated RBZ. Results indicated that designated RBZ scored grade 1 in LQ took up 33.2% of the total, significantly higher than the 23.3% taken up by undesignated RBZ. When examined according to buffer distance, grade 1 areas within 50m took up 50.2% of the total area, lower than the 32.7% at buffer distances of 500m-1km. Results indicated a 1% statistically significant difference. Accordingly, analysis was undertaken for the expansion of designation of the riparian area and the selection of appropriate land for formation of a riparian ecological belt, and was designated at priority 1 and 2 for land purchase. This study can also contribute to the formation of a riverine eco-belt through discovery of design factors for upgrading the ecology, aesthetics, and landscape of the riparian area and application in determining land purchase priorities.
Ha, Sung-Ryong;Lee, Seung-Chul;Ko, Chang-Hwan;Jo, Yun-Won
대한원격탐사학회지
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제22권5호
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pp.445-449
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2006
Diffuse pollution has been considering as a major source of the quality deterioration of water resources. The establishment of riparian vegetation strips or buffers along those areas of water bodies is used to reduce the threat of diffuse pollution. Remote sensing offers a means by which critical areas could be identified, so that subsequent action toward the establishment of riparian zones can be taken. On the behalf of KOMPSAT-2 satellite imagery as a high resolution spatial data, Landsat TM satellite data are used to aquire the land cover for the riparian buffers studied. This investigation aims to assess the riparian buffers established on the upper Geum river as a pollution mitigation. Through comparing the delineation of riparian buffer zones developed with the existing zones established by the government, we can find the critical distortion points of the existing riparian buffer zone.
본 연구에서는 비점오염물질 관리를 위한 적정 수변완충폭의 산정 방안과 산정된 수변완충지역에 식재되는 식생 유형에 따른 탄소 축적 효과를 비교하여 수변지역을 친환경적으로 관리하기 위한 방안을 제시하였다. 낙동강 중.하류지역인 낙본 K 유역을 대상으로 수행한 연구 결과 대상 하천에 30~600 m 범위의 수변 폭이 필요한 것으로 분석되었으며, 산출된 수변완충지대 조성 지역에서 논, 밭, 초지, 나대지 등 수변 조성이 용이한 지역은 총 1,776.51 ha로 산출된 지역의 약 50%로 나타났다. 조성이 용이한 1776.51 ha에 활엽수림으로 수변완충지역을 조성할 경우 약 14,526 ton, 혼효림으로 조성할 경우 11,826 ton, 침엽수림으로 조성할 경우 8,382 ton, 다년생 초지로 조성할 경우에는 3,349 ton의 탄소가 각각 매년 축적되는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 산정된 수변완충지역에 매년 흡수하는 이산화탄소량은 자동차 약 5천대에서 배출되는 이산화탄소량과 비슷하며, 4인 기준 가정 약 2만 가구에서 나오는 이산화탄소량과 유사한 양으로 파악되었다.
수변생태벨트는 유역의 비점오염원을 저감시키고 생태적인 연결성과 건강성을 증진할 수 있는 효율적인 기법이다. 국내에서도 수변생태벨트 조성 및 관리를 위한 법적인 제도를 운영 중이나 비점오염물질 제어, 생물서식처 등 완충 기능에 유리한 하천, 호소 내의 홍수터는 제외되어 개선이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 금강 수계 대청댐 유역을 대상으로 댐 호소의 소단위별로 댐 홍수터와 수변구역의 수질, 생태계 특성을 종합적으로 평가하는 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고 분석하였다. 먼저 GIS로 대청댐 유역을 138개 소단위로 구분하고 홍수터와 인접한 수변구역을 분석하였다. 통합형 수변생태벨트 적지 선정에 영향을 미치는 생태계, 수질 영향 관련 16개의 평가인자를 선정하고 AHP분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다. 소단위에 제내·외지별, 인자별 가중치를 적용한 통합 평가를 실시하여 적지 우선 순위를 도출하였다. GIS 적지 분석을 통해 도출된 대상지들이 실제 조성에 적합한 지역인지 타당성을 판단하기 위해 5개 대상지에 대한 토지이용, 오염원, 생태적인 연계성 등에 대한 현장 검증을 시행한 결과 모든 대상지가 적정함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제시된 수변생태벨트 적지 분석 기법은 향후 통합적인 수변관리 정책 설정시 유용한 도구로써 적용될 수 있을 것이다. 단, 대상 댐별 특성과 현안에 따라 다양한 평가인자와 항목별 가중치 적용이 필요할 수 있다. 그리고 통합형 수변생태벨트 지역에 대해 그린-블루네트워크(Green-Blue Network) 측면을 고려한 세부적인 보전·복원방안 마련과 생태계서비스 측면의 평가 및 관련 법, 제도 측면의 상호 연계, 개선방안 등에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
하천과 인접한 수변구역은 생태학적 중요성과 더불어 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다. 본 연구는 경안천내 수변구역을 대상으로 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하여 향후 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료는 과거 1966년부터 2000년까지 36년간의 항공사진을 기하보정하여 수변구역의 토지이용현황에 대한 시계열 자료를 이용하였고, 분석도구는 ArcView의 Extension 모듈로 운영되는 FRAGSTATS를 이용하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지 지역은 감소하고 시가화 건조지역은 증가하는 것으로 나타났으며, 기타 토지이용은 미미한 변화를 나타내고 있다. 경관의 구조 지수 변화 분석 결과 경관규모에서는 NP는 1966년에 437개에서 2000년의 토지이용 패치 수(NP)가 695개로 증가하고 있는 것으로 나타났고, 클래스 규모에서도 같은 결과를 나타내고 있어 인위적인 요인에 의한 토지이용변화가 큰 것으로 판단된다. MPS도 9.441에서 5.934로 작아지고 있어 이 지수 역시 토지이용이 많이 진행되고 있음을 나타내고 있다. 산림지역의 경우 감소하고 있는 추세이나 큰 변화는 없는 것으로 판단된다. 전체적인 지수분석 결과 패치 형태지수는 가장자리가 복잡해지고 있으며, 분산지수에서도 패치의 분산도가 커지는 것으로 나타나 토지이용이 변화되고 있음을 알 수 있다. 이는 수질관리측면에서 수변구역의 주요 기능인 오염물질 차단기능을 약화시키는 결과를 초래할 수 있어 수변구역 관리에 더 많은 노력이 필요할 것으로 판단된다. 향후 각 토지이용도별 각 패치의 분포 형태와 변화 양상 분석과 더불어 토양피복종류의 인접성 등을 고려한 수변구역 관리에 실질적인 자료를 제공할 수 있는 연구가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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