The Ministry of Environment has been working to reduce the impact on biodiversity, ecosystems, and social costs caused by soil runoff from highland Agricultural fields by setting up non-point pollution source management districts. To reduce soil loss, runoff path reduction technology has been applied, but it has been less cost effective. In addition, non-point pollution sources cause environmental conflicts in downstream areas, and recently highland Agricultural fields are becoming vulnerable to climate change. The Ministry of Environment is promoting the optimal management plan in earnest to convert arable land into forests and grasslands, but since non-point pollution is not a simple environmental problem, it is necessary to approach it from the aspect of NbS(Nature-Based Solution). In this study, a scenario for applying the nature-based solution was established for three subwatersheds west of Haean-myeon, Yanggu-gun, Gangwon-do. The soil loss distribution was spatialized through GeoWEPP and the amount of soil loss was compared for the non-point pollution reduction effect of mixed forests and grasslands. When cultivated land with a slope of 20% or more and ginseng fields were restored to perennial grasslands and mixed forests, non-point pollution reduction effects of about 32% and 29.000 tons compared to the current land use were shown. Also, it was confirmed that mixed forest rather than perennial grassland is an effective nature-based solution to reduce non-point pollution.
Recently, the population growth, industrial and agricultural development are rapidly undergoing in the Lower Rio Grande Valley (LRGV) in Texas. The Lower Rio Grande Valley (LRGV) composed of the 4 counties and three of them are interesting for Non-point and point source pollutant modeling: Starr, Cameron, and Hidalgo. Especially, the LRGV is an intensively irrigation region, and Texas A&M University Agriculture Program and the New Mexico State University College of Agriculture applied irrigation district program, projects in GIS and Hydrology based agricultural water management systems and assessment of prioritized protecting stream network, water quality and rehabilitation based on water saving potential in Rio Grande River. In the LRGV region, where point and non-point sources of pollution may be a big concern, because increasing fertilizers and pesticides use and population cause. This project objective seeks to determine the accumulation of non-point and point source and discuss the main impacts of agriculture and environmental concern with water quality related to pesticides, fertilizer, and nutrients within LRGV region. The GIS technique is widely used and developed for the assessment of non-point source pollution in LRGV region. This project shows the losses in $kg/km^2/yr$ of BOD (Biological Oxygen Demand), TN (total Nitrogen) and TP (total phosphorus) in the runoff from the surface of LRGV. Especially, farmers in Cameron County consume a lot of fertilizer and pesticide to improve crop yield net profit. Then, this region can be created as larger nonpoint source area for nutrients and the intensity of runoff by excess irrigation water. And many sediment and used irrigation water with including high nutrients can be discharged into Rio Grade River.
More than half of the nonpoint sources of polluting water occur in cultivating farmlands in rural areas. Agricultural nonpoint sources are discharged from large areas of farmlands, making it difficult to collect or treat pollutants. Farmland source management is known to be the most effective, and preventive management by improving farming methods is the key to reduce nonpoint pollution. At present, more than 30% of the pollutants flowing into the rivers and lakes are nonpoint pollutants caused by agricultural activities. As a countermeasure, it is more preferable to develop and apply optimal farming management techniques for agricultural nonpoint pollution management basically than to apply existing water quality management techniques. Because of the characteristics of nonpoint source pollution, it is necessary to manage farmlands in rural areas, so the willingness and competence of the residents is most important. The purpose of this study is to analyze and understand the process of changing the cognition of residents through capacity education and survey for nonpoint pollution management in rural areas. This study conducted intensive resident competency education and examined the process of changing resident awareness through three surveys. As a result of this study, it was found that continuous education and activities for rural non-point pollution management are necessary for raising awareness of residents and managing non-point pollution effectively, showing possibility of change residents' perception.
The Doam Lake watershed has a significant impact on the downstream water system due to nutrients and sediment outflow during rainfall caused by steep slopes, soil losses, and fertilization. These non-point sources are unclear in the discharge area and are affected by land use patterns, soil characteristics, and topographical features of the watershed. Therefore, this study conducted rainfall monitoring from July to October 2019 in Songcheon upstream of the Doam Lake watershed, one of the non-point pollution source management areas. Then, after analyzing rainfall runoff, Event Mean Concentration (EMC) and Mass First Flush ratio (MFFn) were calculated to compare and analyze the characteristics of rainfall and the non-point pollutant discharge. As a result of the analysis, it showed various non-point pollutant emission characteristics for each rainfall event. In addition, the concentration of EMC and the MFFn were affected by the average rainfall intensity and the maximum rainfall intensity, and were not significantly affected by the number of antecedent drying days. In the future, it is expected that effective non-point source reduction measures and management measures according to rainfall intensity through continuous monitoring and analysis will be needed.
This study was performed to investigate the stream water quality characteristics in Hengjeong Bridge Basin of Dongjin River during twelve months from October, 2010 to September, 2011. Also, pollutant loads were calculated on the basis of the water quality and runoff results. The results showed that ranges of water temperature, pH and EC were $6.2{\sim}23.90^{\circ}C$, 6.32~7.78, $84.4{\sim}126.5{\mu}S/cm$ respectively. The Concentration of DO, BOD, COD, SS, Tot-N and Tot-P were observed as 6.80~9.20 mg/L, 0.40~1.60 mg/L, 1.96~4.41 mg/L, 59.60~142.20 mg/L, 1.28~3.52 mg/L, 0.001~0.07 mg/L respectively. Tot-N showed correlativity with BOD, and Tot-P showed correlativity with SS. The runoff pollutant loading of Tot-N and Tot-P were 117.94 kg/ha and 2.06 kg/ha respectively, in Hengjeong bridge of Dongjin river watershed. In the case of the correlativity between runoff pollutant loads and concentrations, Tot-N and Tot-P show low significant relationships.
The introduction of a significant amount of phosphorous into aquatic environments can lead to eutrophication, which can in turn result in algal blooms. For the effective management of watersheds and the prevention of water quality problems related to nonpoint organic matter (OM) sources, it is essential to pinpoint the predominant OM sources. Several potential OM sources were sampled from upper agricultural watersheds, such as fallen leaves, riparian reeds, riparian plants, paddy soil, field soil, riparian soil, cow manure, and swine manure. Stream samples were collected during two storm events, and the concentrations of dissolved organic carbon (DOC) and phosphorous (DOP) from these OM sources and stream samples were assessed. DOM indicators using fluorescence spectroscopy, including HIX, FI, BIX, and EEM-PARAFAC, were evaluated in terms of their relevance in discerning DOM sources during storm events. Representative DOM descriptors were chosen based on specific criteria, such as value ranges and pronounced differences between low and high-flow periods. Consequently, the spectral slope ratio (SR) paired with fluorescence index (FI) using end-member mixing analysis (EMMA) proved to be suitable for estimating the contribution of organic carbon (OC). The contribution of each organic phosphorous (OP) in stream samples was determined using the phosphorous-to-carbon (P/C) ratio in conjunction with the OC contribution. Notably, OP derived from swine manure in stream samples was found to make the most dominant contribution, ranging from 61.3% to 94.2% (average 78.1% ± 12.7%). The results of this research offer valuable insights into the selection of suitable indicators to recognize various OM sources and highlight the main sources of OP in forested-agricultural watersheds.
Land use change by urbanization has significantly affected the hydrological process including the runoff characteristics. Due to this situation, it has been becoming more complicated to manage non-point source pollutions caused by rainfall. In order to effectively control non-point sources, it is necessary to identify the reduction efficiency of the various management method based on land use characteristics. Thus, the purpose of this study is to analyze the reduction efficiency of non-point source pollution management practices targeting three different watersheds with the different land use characteristics using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). To do this, the vulnerable subwatersheds to non-point source pollution occurrence within each watershed were selected based on the streamflow and water quality simulation results. Then, considering the land use, low impact development (LID) or best management practices (BMPs) were applied to the selected subwatersheds and the efficiency of each management was analyzed. As a result of analysis of the non-point source pollution reduction efficiency, when LID was applied to urban areas, the average reduction efficiencies of SS, NO3-N, and TP were 5.92%, 4.62%, and 10.35%, respectively. When BMPs were applied to rural areas, the average reduction efficiencies of SS, TN and TP were 35.45%, 4.37%, and 10.16%, respectively. The results of this study can be used as a reference for determining appropriate management methods for non-point source pollution in urban, rural, and complex watersheds.
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.
새만금 유역내 밭작물 재배 농경지의 작부체계와 관련된 최적관리기법을 적용하여 각각의 시나리오별로 농업비점오염원의 저감효과를 분석하였다. 또한 새만금 유역내 동진강 수계와 만경강 수계를 대상으로 행정구역별 작물양분의 투입량 실태분석과 향후 변화 추이에 대한 평가를 수행하였다. 새만금 유역 만경강 수계에서 2012년 기준으로 2020년에는 질소질비료 18%, 인산질비료 22%가 감소하는 추세였으며, 동진강 수계에서는 질소질비료 30%, 인산질비료 19%가 감소할 것으로 평가되었다. 반면, 퇴비의 경우에는 만경강 수계에서는 17%, 동진강 수계에서는 37% 정도 사용량이 증가할 것으로 추정되었다. 새만금 유역내 밭작물의 작부체계 변경과 관련된 최적관리기법 시나리오 가운데 Scenario 1 (동계작물 겉보리와 쌀보리를 경관 녹비작물인 헤어리벳치 또는 자운영으로 작부체계를 변경한 경우) 적용시 질소 41%, 인산 47%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 나타났으며, Scenario 2 (화학비료 시비량이 많은 고추작물을 질소고정능력이 높은 콩작물로 작부체계를 변경한 경우) 적용시 질소 30%, 인산 23%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 나타났으며, Scenario 3 (시나리오 1과 시나리오 2의 통합) 적용시 질소 72%, 인산 70%의 작물양분 투입량을 감소시키는 결과를 초래할 수 있는 것으로 평가되었다. 새만금 유역에서 담수호 수질보전을 위한 유역관리기법 개발시 작물양분요구량이 높은 작물의 재배를 최소화하고 양분배출형 작부체계가 아닌 양분흡수형 작부체계로의 전환을 통한 최적관리기법 모델 개발이 필요할 것으로 판단된다.
This study applied a hydrogeological field survey and isotope investigation to identify source locations and delineate pathways of groundwater contamination by nitrogen compounds. The infiltration and recharge processes were analyzed with groundwater-level fluctuation data and oxygen-hydrogen stable isotope data. The groundwater flow pattern was investigated through groundwater flow modeling and spatial and temporal variation of oxygen isotope data. Based on the flow analysis and nitrogen isotope data, source types of nitrate contamination in groundwater are identified. Groundwater recharge largely occurs in spring and summer due to precipitation or irrigation water in rice fields. Based on oxygen isotope data and cross-correlation between precipitation and groundwater level changes, groundwater recharge was found to be mainly caused by irrigation in spring and by precipitation at other times. The groundwater flow velocity calculated by a time series of spatial correlations, 231 m/yr, is in good accordance with the linear velocity estimated from hydrogeologic data. Nitrate contamination sources are natural and fertilized soils as non-point sources, and septic and animal wastes as point sources. Seasonal loading and spatial distribution of nitrate sources are estimated by using oxygen and nitrogen isotopic data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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