• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.70-78
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• 2009

지형도를 이용하여 전국 주요하천의 홍수터 면적을 조사하였고, 원판형 부압침투계를 이용하여 홍수터 토양의 투수특성을 조사하였다. 문헌조사와 불포화 흐름해석용 코드를 이용하여 홍수터에서 도시하수의 2차 처리수에 대한 토양처리의 가능성도 평가하였다. 이들 자료를 바탕으로 우리나라의 홍수터여과 용량을 산정하였다. 연구결과 우리나라의 홍수터는 토양여과에 적합한 표층토를 가지며, 하천연장 전체에 걸쳐 홍수터가 골고루 분포되어 있어서 홍수터여과가 하수의 추가처리로 활용되기에 유리한 여건임을 알 수 있었다. 우리나라 전체의 홍수터여과 용량은 약 182,000,000 $m^3$/day이고, 대부분의 하천들은 2차 처리수를 모두 홍수터여과를 통해 추가적으로 처리할 수 있을 것으로 계산되어 이 공법을 적용할 경우 하천수질이 개선 될 것이라고 기대한다. 또한, 본 공법은 상수원수의 수질개선에도 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.430-437
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• 2012

홍수터여과에서 집수관의 설계에 대한 자료를 얻기 위해 실험실 규모의 모래통 실험을 수행하였으며, 집수관의 직경, 모래의 투수계수, 집수정의 수위 그리고 지표에서의 원수공급률 등의 변화에 따른 집수관에서의 수두분포와 지하수면 분포를 측정하였다. 측정결과를 수치해석코드에 적용하여 집수관 각 부위에서의 여과수 유입률도 파악하였다. 이들 자료로부터 홍수터여과에서 집수정의 운영수위를 낮춤으로 인한 부작용은 없을 것으로 예상되었으며, 적절한 회수능력에 비해 원수공급률이 큰 경우 대수층에서의 수평방향의 흐름이 발달하여 수평집수관의 통수능 부족을 보완함을 알 수 있었다. 이 경우 여과수의 토양중 이동거리가 늘어나므로 여과수의 수질개선에도 도움이 될 것으로 판단되었고, 따라서 홍수터여과에서는 강변/하상여과에서보다 더 작은 직경의 수평집수관을 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 전체 수두손실중 수평집수관에서의 수두손실이 차지하는 비율이 수평집수관 출구유속과 비례함을 알 수 있었으며, 이를 이용하면 홍수터여과에서 수평집수관의 설계와 평가가 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.120-131
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• 2011

하수처리장 방류수를 추가로 처리하여 하천의 수질을 개선하려는 노력의 일환으로 범람/휴지식 홍수터여과에 대한 파일럿 규모의 실험을 수행하였다. 대상토양은 낙동강의 구미, 대구, 그리고 김해에서 얻었으며, 각 토양별로 운전경과에 따른 침투율 감소현상과 여러 침투율에서 각종 오염물질의 여과거리에 따른 제거율을 조사하였다. 실험결과 운전시간이 경과함에 따라 표층에서 폐색이 점차 발달하였고 이에 따라 침투율이 지수함수적으로 감소하였다. 표층의 폐색제거에 필요한 주기는 모든 토양에서 2주 이상이었고, 안정적인 침투율은 구미토양의 경우 5 m/day, 대구와 김해 토양의 경우에는 1 m/day이었다. 불포화대에서는 여과거리 증가에 따라 용존산소의 농도가 오히려 증가하여 범람/휴지를 번갈아 적용하는 방식이 토양을 호기환경으로 유지하는데 효과적임을 알 수 있었다. 모든 토양에서 침투율이 증가하여도 여과거리에 따른 오염제거특성은 거의 일정하였다. BOD와 탁도는 모든 토양의 여과거리 1.2 m에서 대부분 제거가 가능하였으며, COD는 3.6 m 여과에서 30% 이상 제거되었고 여과거리가 증가하면 그 제거율이 다소 향상될 것으로 예상되었다. 모든 토양의 표층부근에서 질산화반응이 진행되었으나 실험된 여과거리에서는 질소의 제거가 거의 없었다. 구미토양에서는 인 제거율이 낮았으나 다른 토양에서는 인 제거율이 상당하거나 매우 높아서 본 공법을 잘 활용하는 경우 하천수질을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권2호
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• pp.84-91
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• 2002

유기물과 질소 함량이 높은 하천수가 대하천에 유입되기전 소하천의 잡초가 자라는 홍수터에 살포하여 사질 토층을 수직 이동하는 동안 잡초의 근권에서 유기물의 분해와 함께 탈질에 의해 질소가 제거되도록 하는 홍수터 여과공법을 개발하였다. 직경 15cm, 길이 150cm의 PVC pipe에 실제 홍수터에서 채취한 사질의 토양을 충진하여 제작된 홍수터 모형에 하천수를 27.2, 40.8, $68.0\;ml/day/m_2$의 유량으로 연속적으로 살포하고 정상상태에 이른 후 토양 깊이별로 토양 용액을 채취하여 유기물과 $NO_3-N$을 비롯한 무기질소의 이동과 제거 현상을 조사하였고 토양 기체를 채취하여 $N_2$와 $N_20$의 발생 현상을 측정하였다. 포화상태에 가까운 수준으로 유량을 조절할 경우 하천수에 포함된 유기물만을 이용하더라도 매우 효과적인 탈질 환경이 5cm깊이 부근의 표층 토양에서부터 형성되었으며 유기물의 제거와 함께 질소도 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 90cm깊이의 홍수터 토양을 통과하는 동안 평균적으로 COD는 18.7에서 5mg/l로 무기질소함량은 2.7에서 0.4mg/l로 정화되었다. 탈질 기체는 대부분 $N_2$ 형태로 발생되었으며 온실효과와 오존층 파괴를 유발하는 $N_2O$ 발생량은 매우 적었다. 표층 토양에 잡초의 근권이 형성되어 있는 실제 홍수터에 이와 같은 기법을 적용할 경우 모형 실험에서 나타난 결과보다 더욱 활발한 탈질 현상이 유발될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 홍수터 여과는 부지가 따로 필요하지 않으므로 시설 및 운영비가 경쟁기술에 비해 싸고, 화학약품 처리나 슬러지 발생이 없는 환경친화적인 하천수 처리방법이 될 것으로 기대되며, 하천수 외에도 도시하수나 산업폐수의 3차 처리에도 응용되어 하폐수의 재활용을 통한 수자원의 절약과 하천수량의 증대에도 기여할 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.957-964
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• 2009

홍수터여과에서 원수공급체계의 설계인자를 얻기 위해 모래통 실험과 현장 출수대 실험을 수행하였다. 모래통 실험결과 침투율은 대략 토양의 투수계수에 비례하였으며, 짧은 시간의 휴지는 침투율에 거의 영향을 주지 않았다. 범람과 휴지를 고려한 일평균 침투율은 범람이 길어질수록 증가하여 일정한 값에 수렴하는 경향을 나타냈다. 실험범위에서는 대구와 물금의 토양에서 휴지/범람이 15분/30분일 때 최대 침투율로 각각 6.3 m/day와 1.4 m/day을 얻었으며, 이 값들은 포화투수계수 값의 42%와 70%씩이었다. 토양여과로 인해 투수계수는 완만히 감소하였으며 물금토양에서 8일 동안 27%가 감소하였다. 출수대 실험결과 상주와 구미의 토양에서는 유출유량이 증가함에 따라 범람반경이 증가하며 토양의 포화 투수계수가 클수록 그 증가율은 감소하는 형태를 보였다. 토양면을 완전히 적시는데 필요한 시간 즉, 유출 시작으로부터 범람반경에 도달하는데 필요한 시간은 3~4분에 불과한 것을 알 수 있었다. 또한, 1시간 이내의 휴지시간을 적용하는 경우 전체 범람시간 동안의 평균 침투율에는 거의 변화가 없었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권1호
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• pp.8-15
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• 2003

하천수를 홍수터에 살포하면 퇴적층을 통과하는 동안 미생물의 작용에 의해 유기물과 질소가 동시에 제거될 수 있는데, 이러한 미생물의 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 직경이 각각 135 및 30 cm인 PVC관에 낙동강에서 채취한 홍수터 퇴적물을 채우고 표면에 잡초가 자라는 모형과 자라지 않는 모형으로 구분하여 제작하였다. 하천수는 $68.0L\;m^{-2}\;d^{-1}$ 유속으로 실험기간 동안 표면에 연속적으로 살포하였으며, 모형 내에서 하천수의 흐름과 미생물 반응이 정상상태(Steady state)에 도달한 이후 4주 동안 모형의 여러 깊이에서 물 시료를 채취하여 $NO_3$, $NH_4$, 용존산소, 화학적산소요구량 및 산화환원전위를 측정하였다. 표면에 잡초가 자라는 모형에서는 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이에서 측정된 COD와 $NO_3-N$ 농도는 유입수 중의 18.2와 $9.8mg\;L^{-1}$에 비해 각각 5.2와 $0.9mg\;L^{-1}$으로 감소하였다. $NO_3$ 제거효과는 잡초가 자라는 모형에서 현저히 높았으며, 이러한 효과는 잡초에 의한 직접적인 흡수와 근권에서의 유기물 공급과 산소의 신속한 소모에 따른 활발한 탈질작용에 기인하고, 잡초가 없는 모형에서 $NO_3$의 제거가 충분히 일어나지 못한 것은 전자수용체인 유기물의 부족 때문인 것으로 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 슬러지 발생과 화학약품의 사용이 필요없는 홍수터 여과 기술은 부영양상태의 하천수를 친환경적으로 처리할 수 있는 방법이 될 수 있을 것이다.