• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.162-162
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• 2022

Stormwater management is an essential component of land-use planning and development. Due to the additional challenges posed by climate change and urbanization, various stormwater management schemes have been developed to limit flood damages and ease water quality concerns. Nature-based solutions (NBS) are increasingly used as cost-effective measures to manage stormwater runoff from various land uses. Specifically, constructed wetlands were already considered as socially acceptable green stormwater infrastructures that are widely used in different countries. There is a large collection of published literature regarding the effectiveness or efficiency of constructed wetlands in treating stormwater runoff; however, metadata analyses using bibliographic information are very limited or seldomly explored. This study was conducted to determine the trends of publication regarding stormwater treatment wetlands using a bibliometric analysis approach. Moreover, the research productivity of various countries, authors, and institutions were also identified in the study. The Web of Science (WoS) database was utilized to retrieve bibliographic information. The keywords ("constructed wetland*" OR "treatment wetland*" OR "engineered wetland*" OR "artificial wetland*") AND ("stormwater*" or "storm water*") were used to retrieve pertinent information on stormwater treatment wetlands-related publication from 1990 up to 2021. The network map of keyword co-occurrence map was generated through the VOSviewer software and the contingency matrices were obtained using the Cortext platform (www.cortext.net). The results obtained from this inquiry revealed the areas of research that have been adequately explored by past studies. Furthermore, the extensive collection of published scientific literature enabled the identification of existing knowledge gaps in the field of stormwater treatment wetlands.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.893-900
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• 2009

시화호 인공습지의 유기물생산에 대한 갈대부착조류의 기여도를 평가하기 위하여 유입수의 수질특성이 다른 두 습지(반월천습지와 동화천습지)에서 4월부터 10월까지 매월 부착조류의 1차생산력을 측정하였다. 부착조류의 현존량은 반월천습지와 동화천습지에서 각각 37~3,581 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 655 mgChl.a/$m^2$surface stem), 87~2,093 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 527 mgChl.a/$m^2$surface stem)의 범위로 동화천습지에 비해 반월천습지에서 큰 값을 보였다. 반면 부착조류의 광합성효율을 나타내는 동화계수(assimilation number; AN)는 반월천습지에 비해 TN/TP 비가 작은 동화천습지에서 높았다. 두 습지로 유입되는 유입수의 TN/TP비와 AN사이에서의 음의 상관(r=0.46)으로부터 부착조류의 높은 광합성효율은 낮은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 부착조류의 단위면적당 일일 1차생산력은 반월천습지에서 307~2,473 mgC/$m^2$/day, 동화천습지에서 756~2,096 mgC/$m^2$/day로 두 습지 모두 여름에 높은 값을 보였다. 두 습지의 평균 1차생산력은 반월천습지가 부착조류의 현존량이 큼에도 불구하고 1,166 mgC/$m^2$/day으로 동화천습지(1,467 mgC/$m^2$/day)에 비해 낮았다. 이는 AN 값에서 알 수 있듯이 반월천습지의 광합성효율이 동화천습지에 비해 낮았기 때문으로 판단된다. 시화호 인공습지에서 갈대부착조류에 의한 연간 총 유기물생산은 300 tonC/year(습지 전체 유기물생산의 33%)로 습지내 유기물생산에 부착조류의 기여가 큰 것으로 나타났다. 습지내 과도한 유기물생산은 습지의 수처리효율을 저하시킬 수 있으므로 수처리용 인공습지의 관리에 있어서 갈대부착조류의 역할이 고려되어야 한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제12권4호
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• pp.629-632
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• 1999

Constructed wetlands are being used for the removal of nutrients from livestock wastewater. However, natural vegetation typically used in constructed wetlands does not have marketable value. As an alternative, agronomic plants grown under flooded or saturated soil conditions that promote denitrification can be used. Studies on constructed wetlands for swine wastewater were conducted in wetland cells that contained either natural wetland plants or a combination of soybeans and rice for two years with the objective of maximum nitrogen reduction to minimize the amount of land required for terminal treatment. Three systems, of two 3.6 by 33.5 m wetland cells connected in series were used; two systems each contained a different combination of emergent wetland vegetation: rush/bulrush (system 1) and bur-reed/cattail (system 2). The third system contained soybean (Glycine max) in saturated-soil-culture (SSC) in the first cell, and flooded rice (Oryza sativa) in the second cell. Nitrogen (N) loading rates of 3 and $10kg\;ha^{-1}\;day^{-1}$ were used in the first and second years, respectively. These loading rates were obtained by mixing swine lagoon liquid with fresh water before it was applied to the wetland. The nutrient removal efficiency was similar in the rush/bulrush, bur-reed/cattails and agronomic plant systems. Mean mass removal of N was 94 % at the loading rate of $3kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$ and decreased to 71% at the higher rate of $10kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$. The two years means for above-ground dry matter production for rush/bulrushes and bur-reed/cattails was l2 and $33Mg\;ha^{-1}$, respectively. Flooded rice yield was $4.5Mg\;ha^{-1}$ and soybean grown in saturation culture yielded $2.8Mg\;ha^{-1}$. Additionally, the performance of seven soybean cultivars using SSC in constructed wetlands with swine wastewater as the water source was evaluated for two years, The cultivar Young had the highest yield with 4.0 and $2.8Mg\;ha^{-1}$ in each year, This indicated that production of acceptable soybean yields in constructed wetlands seems feasible with SSC using swine lagoon liquid. Two microcosms studies were established to further investigate the management of constructed wetlands. In the first microcosm experiment, the effects of swine lagoon liquid on the growth of wetland plants at half (about 175 mg/l ammonia) and full strength (about 350 mg/l ammonia) was investigated. It was concluded that wetland plants can grow well in at least half strength lagoon liquid. In the second microcosm experiment, sequencing nitrification-wetland treatments was studied. When nitrified lagoon liquid was added in batch applications ($48kg\;N\;ha^{-1}\;day^{-1}$) to wetland microcosms the nitrogen removal rate was four to five times higher than when non-nitrified lagoon liquid was added. Wetland microcosms with plants were more effective than those with bare soil. These results suggest that vegetated wetlands with nitrification pretreatment are viable treatment systems for removal of large quantities of nitrogen from swine lagoon liquid.

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.295-303
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• 2000

10년 전부터 논농사가 중단되고 농업배수와 생활하수가 유입하여 식생이 번성한 습지에서 수질개선 효과를 측정하였다. 습지의 체류시간이 평균 1.2일로 매우 짧음에도 불구하고 SS와 질소의 제거효과는 높게 나타났다. 질산성질소의 제거효율은 평균 유입부하량의 61.4% (26.8 g/m$^{2}$/yr)로 조사항목 중 가장 높았으며, TN은 23.5% (45.1 g/m$^{2}$/yr), SS는 56% (1,515 g/m$^{2}$/yr)의 제거효율을 나타냈다. 습지에서의 유기물 제거효율은 낮았다. COD는 총 유입부하량의 14.2% (104 g/m$^{2}$/yr), VSS는 28.4% (28.4 g/m$^{2}$/yr)가 제거되었으나, DOC는 1.0% (7.6 g/m$^{2}$/yr)로 거의 제거되지 않았다. 평균 유입부하량이 32.5 g/m$^{2}$/yr이었던 TP는 대부분이 제거되지 않았으며 용존인의 경우는 유입된 인의 분해 및 퇴적물에서의 재용출에 의하여 습지로부터 유출되는 특성을 보였다. 습지에 설치된 enclosure에서는 물의 흐름이 차단되는 초기에 질산성질소를 제외하고 거의 모든 물질농도가 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 체류시간이 길어지면서 다시 인을 제외한 SS, 유기물(VSS, COD, DOC)과 총질소는 감소하는 경향을 보였다. 식생과 습지 바닥에 축척되어 있는 식물고사체의 제거는 용존산소의 증가에 의한 질화작용으로 질산성질소의 농도가 증가할 뿐 습지의 정화효율에 미치는 영향은 적었다. 이것은 습지유출수의 유기물농도가 습지 내에 분포하는 식생보다는 퇴적된 유기물과 상부 수층간의 물질교환 평형에 의해 결정되는 것이며, 일부 퇴적층을 제거하고 체류시간을 늘인다고 해도 저질과의 평형농도 이상으로 수질을 개선할 수는 없다는 것을 의미한다. 한편 자연습지는 강우기의 유입수에 대하여 안정적인 처리효율을 보여 유역 비점원에서의 오염물질 유출방지에 활용이 가능할 것으로 보인다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.471-480
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• 2006

비점오염원 제어를 위한 현장실험을 실시하였다. 연구시설은 인공습지와 유수지를 각각 4개씩 조성하였으며, 각각의 면적은 0.8 ha와 0.08 ha이고, 총 면적은 약 3.6 ha이다. 습지의 유입수는 충남 당진군의 석문담수호로 유입되는 당진천의 물을 펌핑하여 사용하였다. 습지의 수심은 웨어를 이용하여 생장기 (3월${\sim}$8월)과 동절기 (12월${\sim}$2월)에 각각 0.3 m와 0.5 m를 유지하였으며, 체류시간은 2${\sim}$5일이었다. TP를 제외한 대부분의 수질항목에서 ($BOD_5$, TSS, TN)생장기보다 동절기에 더 높은농도를 나타내는 것으로 나타났으며, $BOD_5$는 동절기 동안에 유출수의 농도가 유입수보다 더 높은 농도를 나타냈다. 동절기 동안에 제거된 부하량은 $BOD_5$, TSS는 감소한 반면에 TN과 TP는 감소하지 않고 생장기과 비슷한 값을 나타내었다. 다른 연구자에 의한 연구결과인 NADB (North American Treatment Wetland Database)와 비교해 보면 $BOD_5$, TSS, TN, TP모두 동일 유입부하량에 대해 대부분 NADB와 비슷하거나 약간 낮은 유출수의 농도를 나타내었다. 동절기 동안에 생장기와 비슷한 농도의 유출수를 얻기 위해서는 유입부하량은 생장기보다 감소시켜 적용하면 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구결과 인공습지는 동절기에도 안정적인 처리율을 얻을 수 있으며, 비점오염제어에 적합할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.489-497
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• 2006

본 연구에서는 우리나라의 분산지역 및 농촌마을의 하수처리를 위해 자연정화 고도처리 공법인 NEWS (Natural and Ecological Wastewater treatment System)를 적용하였다. 고친수성 biofilter를 사용하여 고형물질과 유기물질을 제거하였으며, 인공습지를 이용하여 영양물질을 제거하였다. 장지적으로 안정성을 갖으며, 부지면적과 효율 면에서 기계적인 공법과 경쟁할 수 있는 자연정화 고도처리공법을 개발하고자 고친수성 biofilter와 상하흐름형 인공습지를 조합하여 (NEWS)처리효과를 검토하였다. 본 처리시설을 적용한 결과 COD를 제외한 수질항목에서 높은 제거율을 나타내었다. Biofilter 유출수는 국내 수질기준을 만족시키지 못하였으나, 인공습지를 거쳐 처리된 최종 유출수는 수질기준을 만족시켰다. BOD, SS, TN, TP의 유입부하량과 제거량과의 관계를 회귀분석 한 결과 결정계수는 각각 0.998, 0.999, 0.919, 0.919로 매우 높은 상관성을 나타냈다. 동절기 효율저하의 문제점을 해결하기 위해 연구시설의 지붕을 투명 폴리카보네이트 글라스로 설치하여 난방을 하지 않는 온실을 도입하고, 12-2월 동안 겨울철 처리장 실내 ${\cdot}$ 외 온도차이를 측정한 결과 처리장실내온도가 실외 온도보다 최고 $20^{\circ}C$까지 높게 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발한 자연생태학적 하수고도처리공법인 NEWS는 유기물질과 영양물질 처리공정을 분리하여 처리효율을 높일 수있으며, 국내의 분산지역 및 농촌마을의 하수처리에 적용가능성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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• pp.615-618
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• 2003

A prototype of 76 ha Shi-hwa constructed wetland was constructed for the first time in Korea to purify severely polluted stream water. Hydrology, vegetation(macrophyte) and water quality for Banwol and Donghwa wetland built in Shi-hwa tidal reclaimed area were monitored to evaluate the performance of the wetlands. The overall efficiency for the treatment of polluted stream water using the wetlands showed no significant improvement. The monthly average removal rates on SS, BOD, TN and TP for Banwol and Donghwa wetlands showed 66.5% and 62.8%, 14.8 and 34.3%, 33.9 and 47.1% and 20.8 and 51.6%, respectively. It is considered that three major factors, ie. wide fluctuations in inflow rate, short hydraulic retention time and small open area compared with vegetated area could have a great influence on low system efficiency.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1031-1037
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• 2006

In order to improve water quality of the Juam Lake, a constructed wetland was implemented and operated for 2 years with the effluent of sewage treatment plant and diffuse pollutant discharged from agricultural area. During the summer season, average removal efficiencies for BOD and SS were 15.8% and 39.4%, respectively. Due to the mixed effect of vegetation, soil microbes and sediments, the higher nutrient removal efficiencies were obtained: average T-N and T-P removal efficiencies were 64.2% and 71.7%, respectively. The concentration of sediment was increased initially, and maintained constant throughout monitoring period. The highest nitrogen and phosphorus uptake were observed in Phragmites japonica. The nitrogen uptake was estimated as 0.235 DW mg/g while phosphorus uptake was estimated as 2.059 DW mg/g.

• 한국농공학회지
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• 제42권5호
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• pp.94-102
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• 2000

Investigated was the effectiveness of a constructed wetland system on water quality in Hwa-Ong estruarin reservoir, located in Hwasung-Gun, Kyunggi-Do. Procedures for estimation of pollutant loading from watershed and required area for natural systems, and simulation of corresponding reservoir water quality were reviewed. Generally, simulated reservoir water quality was within the reasonable range, and about 15% of total polder farmland was required to meet the agricultural water quality standards. The model was applied based on the current loading condition without additional treatment systems. Wetland system is an ecologically sound treatment system. Therefore, natural systems can be an alternative measure for water quality improvement in polder projects. The area for natural systems was estimated using literature value which might be acceptable at the planning stage. However, pilot system and its experimental data are requisite for large scale field application. WASP5 was proved to be a useful and versatile model, and its application to estuarine reservoir water quality simulation was thought to be appropriate.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-14
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• 2010

인공습지 토양의 변화 특성을 인공습지의 성공 여부와 습지의 기능 평가에 활용할 수 있을 지 알아보고자 인공습지 조성 후 토양의 변화를 기준습지 토양의 변화특성과 비교하였다. 본 연구에서는 기준습지로 자연습지 1곳과 오염물질 유입 특성이 다른 인공습지 2곳(처리습지, 실험습지)을 선정하여 주요 토양 특성의 변화를 조사하였다. 습지토양의 침수조건에 따른 물리화학적 특성변화 및 유기물 축적정도를 비교하기 위하여 토성, 함수율, pH, CEC 및 유기물함량을 측정하였으며, 습지의 영양물질의 축적 정도를 비교하기 위하여 총질소와 유효인산의 농도변화를 분석하였다. 토성의 경우 전체적으로 자연습지에서는 점토의 함량이, 인공습지에서는 모래의 함량이 많은 것으로 나타나 자연습지와 인공습지의 토성은 큰 차이를 보였다. 그러나 시간이 지나면서 인공습지 토양의 실트와 점토 함량이 점차 증가하였다. 함수율과 유기물함량의 경우 여름철과 가을철 모두 자연습지가 인공습지보다 높았다. 토양의 pH는 자연습지가 인공습지에 비하여 낮았으며, 인공습지의 경우에도 습지 조성 후 중성으로 변화하였다가 다시 pH가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. CEC, 총질소, 유효인산의 농도는 외부의 유기물질이나 오염물질 유입과 관련 있는 것으로 판단되나, 오랜 기간 동안 영양물질을 보유한 자연습지에서 인공습지보다 모든 항목이 높게 나타났다. 실험습지의 경우 조성과정에서 오염도가 높은 표토와 낮은 심토가 섞여 유기물과 영양물질의 농도가 감소하였는데, 습지 조성과정에서 나타나는 토양 특성변화도 습지의 생지화학적 기능이나 습지 토양 발달에 영향을 미칠 수 있을 것이라 판단된다. 이 연구는 인공습지 토양의 물리적 특성변화와 유기물 및 영양물질 보유량 변화 등과 같은 습지토양의 발달특성을 활용하여 인공습지 조성의 성공 여부나 인공습지의 기능 평가에 활용할 수 있음을 보여주었으며, 이를 위하여 자연습지와 같은 기준습지의 역할이 중요함을 제시하였다.