• 한국물환경학회지
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• 제27권4호
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• pp.425-432
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• 2011

To control non-point source pollution at a watershed scale, rainfall-runoff characteristics from forest watersheds should be investigated since the forest is the dominant land use in Korea. Long-term monitoring would be an ideal method. However, computer models have been utilized due to limitations in cost and labor in performing long-term monitoring at the watersheds. In this study, the Geo-spatial interface to the Water Erosion Prediction Project (GeoWEPP) model was evaluated for its runoff prediction from a coniferous forest dominant watersheds. The $R^2$ and the NSE for calibrated result comparisons were 0.77 and 0.63, validated result comparisons were 0.92, 0.89, respectively. These comparisons indicated that the GeoWEPP model can be used in evaluating rainfall-runoff characteristics. To estimate runoff changes from a coniferous forest watershed with various cover degree scenarios, ten cover degree scenarios (10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%) were run using the calibrated GeoWEPP model. It was found that runoff increases with decrease in cover degree. Runoff volume was the highest ($206,218.66m^3$) at 10% cover degree, whereas the lowest ($134,074.58m^3$) at 100% cover degree due to changes in evapotranspiration under various cover degrees at the forest. As shown in this study, GeoWEPP model could be efficiently used to investigate runoff characteristics from the coniferous forest watershed and effects of various cover degree scenarios on runoff generation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.475-487
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• 2020

국토교통부와 환경부의 물관리 일원화로 인해 국민들의 물관리 및 물환경 보존에 대한 관심이 고조되고 있다. 기존의 단순 유출 및 비점오염원 관리를 위한 장치형 시설 및 함양지의 확대에서 유역 전반의 건전한 물순환 체계 구축으로의 물관리 패러다임이 변화하고 있다. 이에 힘입어 유역 전반의 물관리에 대한 필요성은 지자체별 조례를 통해 기준을 확립하고 있다. 하지만 건전한 물순환을 위한 도시별 물관리 기준이 통일되지 않아 도시별 목표가 각기 다르고 대도시를 제외하고는 정량적 목표가 전무한 현실이다. 본 연구에서는 지자체별 물순환과 관련한 연구 및 조례를 정리하여 수변 지역의 도시를 대상으로 개발 이후에도 탄력적인 물관리가 가능한 물순환 목표를 설정하고, 이를 달성할 수 있는 정량적인 방안을 강우의 저장과 침투를 통해 제시하였다. 대상지의 전체 강우 분석을 통해 합리적인 수준의 물순환 목표를 설정하였고, 저영향개발 기법을 통해 최초 강우의 저장과 저장량을 초과한 강우에 대한 유역 전반의 침투를 통해 물관리를 계획하였다. 연구결과, 계획한 수변도시의 물순환 목표는 전체 강우의 52 %, 백분위수 비교를 통한 80 percentile의 강우 17 mm/day를 처리할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 산정절차결과에 정량적으로 질을 높이기 위해서 추후에 저영향개발 요소의 안전성이나 적정제원선정 등과 같은 여러 변수들을 고려한다면 물순환 목표 산정에 신뢰도가 더 높을 것으로 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.541-550
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• 2021

야적퇴비는 농경지의 작물 양분 공급원으로 가치를 가지는 반면, 강우 시 환경에 악영향을 미치는 오염원으로 작용하게 되며, 이에 대한 관리가 요구된다. 본 연구에서는 광범위 영상 취득 및 자동 경로 비행이 가능한 고정익 무인항공기를 이용한 야적퇴비 적재량 산출 정확도 분석 및 활용 가능성을 파악하고자 하였다. 야적퇴비 3개소에 대한 적재량 산출 정확도를 평가하고자 지상 LiDAR 측량 및 회전익 무인항공기를 이용한 정밀 측량을 수행하였으며, 고정익 무인항공기를 통해 취득된 적재량과 비교하였다. 지상 LiDAR를 기준으로 야적퇴비 적재량 산출 비교 결과 회전익 기체의 오차율은 ±5 %, 고정익 기체의 오차율은 -15 ~ -4 %로 추정하였다. 고정익 기체에서 산출된 1개의 야적퇴비 적재량이 약 -15%로 과소추정 하였으나 야적퇴비 적재량의 편차는 2.9 m3로 큰 차이는 없었다. 또한 고정익 무인항공기를 이용한 주기적인 모니터링 결과 대상 지역에 위치한 야적퇴비 적재량의 시계열 변동 파악할 수 있었다. 이러한 결과는 고정익 무인항공기를 이용한 넓은 범위의 대한 효율적인 야적퇴비 모니터링 및 농경지의 비점오염원 관리가 가능함을 제시하였다.

• 한국습지학회지
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• 제24권1호
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• pp.59-67
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• 2022

전 세계적으로 도시화로 인해 파괴된 자연물 순환시스템 회복을 위해 저영향개발 (Low Impact Development, LID) 시설에 대한 관심이 커지고 있다. 하지만, LID 시설 용량 적정성 평가를 위한 종합적인 분석이 이루어지지 않아 LID 시설 도입에 많은 어려움이 제기되고 있다. 본 연구에서는 LID 시설 4개소(식생수로, 식생여과대, 식생체류지 및 투수블록)의 강우 모니터링 결과를 바탕으로 저감 효율 및 적정 용량 산정 방안을 분석하였다. WQV과 WQF을 설계 기준으로 하는 LID 시설의 강우 유출수(37%) 및 오염물질(TSS, BOD, TN 및 TP) 별 저감 효율(20% ~ 37.1%)이 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 용량 적정성 평가를 위한 SA/CA 그래프 도출 결과 모든 항목에서 결정계수 0.5 이상(비선형회귀모형 기준)으로 나타났으며, 특히 강우 유출수 및 TP에서 높은 결정계수를 보였다. 그리고 본 연구에서 제안하는 LID 시설의 구조적 차이를 고려한 'SA/CA & L/CA' 그래프 도식 결과, 'SA/CA'보다 강우 유출수, TSS 및 TP 결정계수가 향상됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 LID 시설의 용량 적정성 평가를 위한 'SA/CA & L/CA' 적용 가능성을 확인하였으며, 향후 일반화 및 표준화를 위한 추가적인 연구를 수행할 필요가 있다.

• 토지주택연구
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• 제13권3호
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• pp.125-140
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• 2022

도로퇴적물(Road Deposited Sediments, RDS)은 도로, 도로 시설물, 자동차 마모와 배가스, 그리고 도로 외부에서의 유입에 의해 형성되어 도로에 축적되는 입자 물질이다. RDS는 유기물, 휘발성 고형물, 영양염류, 각종 금속류 등 다양한 오염물에 고농도로 오염되어 있고, 강우유출수와 함께 주변 수계로 유출되므로, 도시 지역 비점오염물질의 축적과 이동에 중요한 역할을 한다. 이에, 본 연구는 RDS의 중금속 농도를 문헌에 의해 검토하여, 관련 부하저감 대책수립에 도움이 되고자 하였다. 도시지역 RDS의 중금속 농도는 매우 편차가 컸다. Norway, Spain, Australia, UK, Jordan, Turkey, Iran, Angola, Canada, USA, China, Taiwan, Malaysia, Thailand 그리고 India의 도시 지역 RDS의 Cr, Ni, Cu, Fe, Zn, As, Cd, 그리고 Pb 농도는 각각 3.16-3,410, 1.15-1,382, 20.2-9,069, 2980-124,853, 81-2,550, 2.3-214, 0.19-21.3, 그리고 15.21-1,125mg/kg 이었다. 특히, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, 그리고 Pb의 농도가 높아, 인위적 요인에 의한 RDS의 중금속 오염이 확인되었다. RDS의 Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, 그리고 Pb 농도는 주거지역이나 공원 등에 비해, 교통지역이나 산업지역에서 높았으며, 입도가 감소함에 따라 중금속 농도가 높아졌다. 본 연구결과는 RDS에 의한 수계의 중금속 부하의 산정과, RDS 제어에 의한 비점오염 저감대책의 수립에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 환경영향평가
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• 제32권1호
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• pp.29-40
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• 2023

환경영향평가에 대한 문제점으로 인한 개선 필요성이 제기되고, 데이터 기반의 환경영향평가의 중요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 환경영향평가의 수환경 분야(수질, 수리·수문, 해양환경)의 협의 내용 분석을 통해 데이터 수요를 도출하였다. 수환경 분야의 환경영향평가 협의 내용 총 400건(4,180문장)을 평가항목(수질, 수리수문, 해양환경) 및 환경영향평가 단계(현황조사 추가, 영향예측 및 평가, 저감대책 수립, 사후환경영향조사)별로 분류 후 유형화하였고, 해당하는 협의 내용 유형 별 데이터 수요를 연계하였다. 협의 내용 유형화 결과 수질 분야 18개, 수리·수문 분야 14개, 해양환경 분야 17개의 유형으로 분류되었으며, 데이터 수요 연계 결과 수질 분야 254개, 수리·수문 분야 102개, 해양환경 분야 74개의 데이터 수요가 도출되었다. 평가항목으로는 수질 분야, 환경영향평가 단계 상으로는 저감대책 수립 분야에서의 협의 내용 유형 및 데이터 수요가 가장 높은 빈도로 나타났으며, 세부 협의 내용 유형으로는 비점오염 저감 대책이 가장 많은 빈도로 나타났다. 이는 항목의 상대적 중요도와, 환경영향평가의 주요 목적과 연계된 것으로 판단되었다. 환경영향평가 협의 내용 분석을 통한 데이터 수요의 도출은 환경영향평가서 작성의 고도화에 기여할 수 있으며, 환경영향평가 데이터 체계화를 통해 다양한 의사결정자의 데이터 활용도를 높일 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.465-465
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• 2023

집중호우시 농경지에서 발생하는 흙탕물은 수질 및 수생태계를 오염시키며, 환경오염에 따른 사회·경제적 문제를 지속적으로 초래하고 있다. 정부와 지자체는 흙탕물 발생이 심각한 지역을 '비점오염원관리지역'으로 지정·고시하여 흙탕물 저감사업을 추진하였으나, 뚜렷한 성과를 나타내지 못하고 있는 실정이다. 최근 정부의 흙탕물 저감사업은 저감시설 설치 등과 같은 구조적 방법에서 발생원관리 중심으로 패러다임이 전환되고 있다. 농경지에서 발생하는 비점오염원의 발생원관리를 위해서는 주민들의 적극적인 참여가 필수적이나, 아직까지 주민들의 비점오염원에 대한 인식이 낮은 수준에 머무르고 있다. 따라서, 본 연구에서는 주민참여 거버넌스를 구축하여 주민들의 인식을 개선하고, 주민들의 참여를 유도하여 농촌지역 실정에 맞는 주민참여형 농업비점오염 관리의 기반을 마련하고자 하였다. 연구대상지는 강원도 비점오염원관리지역인 가아지구 내 강원도 인제군 인제읍 가아2리 마을일원으로, 본 연구의 참여농가는 총 10농가, 참여농지 면적은 21.81 ha이다. 참여농가를 대상으로2022년 10월 9일, 10월 16일, 10월 23일 총 3회에 걸쳐 주민 교육을 실시하였으며, 주기적인 설문조사를 통해 교육 진행에 따른 주민 인식 변화를 측정하였다. 설문조사는 교육참여자를 대상으로 3회 실시하였으며, 농업비점오염 개념, 최적관리기법의 이해, 비점오염저감 활동참여 의지에 관한 내용으로 구성하였다. 설문조사 점수에 대한 기준은 전혀아니다(1점), 그렇지않다(2점), 보통이다(3점), 그렇다(4점), 매우 그렇다(5점)로 선정하였다. 설문조사 결과 농업비점오염원의 대한 이해도는 1차 62점, 2차 66점, 3차 80점, 최적관리기법의 이해도는 1차 59점, 2차 64점, 3차 75점, 비점오염저감 활동참여 의지도는 1차 61점, 2차 73점, 3차 80점으로 나타났다. 1차 설문조사 결과 대비 3차설문조사 결과 농업비점오염의 개념 및 최적관리기법의 이해도는 22.5, 21.3% 증가하는것으로 분석되었으며, 비점오염저감 활동참여 의지도는 23.8% 증가하는 것으로 분석되었다. 조사 결과와 같이 교육을 통해 주민들의 인식이 전환된 것으로 분석되었으며, 비점오염원 저감활동에 대한 의지가 표준 이상으로 나타나 주민 참여 거버넌스 구축 연구를 통해 실질적인 농촌 비점오염 관리가 가능할 것이라 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.282-282
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• 2021

강우시 농경지와 축산시설로부터 유출되는 비점오염물질은 하류 수계의 수질과 수생태계에 악영향을 미친다. 이에 따라 환경부에서는 비점오염원관리지역을 지정하고 다양한 비점오염 저감 대책을 시행하고 있다. 본 연구에서는 비점오염원관리지역으로 지정된 안동댐 하류 중 송야천 유역을 대상으로 강우유출수 모니터링을 수행하였으며, 모니터링 결과를 바탕으로 강우시 비점오염물질 유출 특성을 분석하였다. 모니터링 기간은 2020년 6월부터 11월까지 총 5회의 강우사상에 대하여 상·하류와 유입하천을 포함한 총 8개의 모니터링 지점을 대상으로 강우사상별 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC), 오염부하, 단위면적당 오염부하를 산정하였으며, 오염원 그룹별 비점배출부하를 산정하여 오염 기여도를 분석하였다. 강우유출수 조사결과를 이용한 EMC 농도 산정 결과 유입하천인 오산천 지점이 SS와 TOC 항목을 제외한 모든 수질항목의 EMC 농도가 가장 큰 것으로 나타났다. 단위면적당 오염부하를 산정하여 비교 분석한 결과 T-P 항목의 단위면적당 오염부하는 물한천 지점(0.69 kg/ha)과 오산천 지점(0.69 kg/ha)이 크게 나타났다. 결과와 같이 오산천 지점과 물한천 지점이 오염정도가 큰 것으로 나타났으며, 이에 따른 상류 오염원 현장 정밀조사를 수행하였다. 조사 결과 강우발생시 상류에 위치한 농경지와 축사에서 발생하는 오염원이 하천으로 유입되고 있었으며, 여러 축사에서 배출되고 있는 유입수를 채취하여 분석한 결과 T-P 농도가 평균 0.935 mg/L로 높게 나타났다. 전국오염원조사자료(국립환경과학원, 2017) 내용을 참조하여 송야천 유역의 오염원 그룹별 비점배출부하를 산정해 오염 기여도를 분석한 결과, T-P 항목의 경우 축산계와 토지계의 비점배출부하가 전체 비점배출부하의 약 63%와 37%를 차지해 비점배출부하 기여도가 큰 것으로 나타났다. 이와 같이 송야천 유역의 경우 강우시 농경지와 축산시설에서 배출되는 오염물질이 하천 수질오염에 상당한 기여를 하고 있는 것으로 보여지며, 비점오염원 발생에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구 결과는 송야천 유역의 비점오염 저감 대책 수립을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.402-402
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• 2020

대청호는 1998년 조류경보제 도입 이후 1999년과 2014년을 제외하고 매년 조류 경보가 발령되었으며 2001년 조류 경보 '대발생'이 발령된 후 2017년 가장 높은 조류 발생 수치를 기록하였다. 상시 조류 발생 지역인 대청호 내 녹조를 제어하기 위해 비점오염원 발생원을 기준으로 우선관리지역을 선정하고, 각 지역의 특성을 반영한 관리대책을 제안하였다. 우선관리지역 선정을 위해 대청호 유역 내 오염총량 소유역을 기준으로 각 소유역의 농업 비점오염원의 발생부하량을 산정하고 유출을 고려한 가중치를 추가하였다. 본 연구에서는 농업 비점오염원을 크게 토지계 비점오염원과 축산계 비점오염원으로 분류하였으며, 토지계 농업비점오염원은 논, 밭, 과수원 지역으로 정의하였다. 발생부하량의 산정은 오염총량관리 기술지침(2019, 국립환경과학원)을 기준으로 하였으며, 토지계 발생부하량 산정을 위한 토지계 정보원으로 환경부에서 제작 및 배포하는 세분류 토지피복도를 축산계 발생부하량 산정을 위한 축산 두수는 2017년 기준 전국오염원조사 내 축산두수를 이용하였다. 토지계 비점오염원의 하천까지 유출을 반영하기 위해 각 소유역별 평균 경사도를 가중치로 이용하였으며, 축산계 비점오염원은 오염물질이 발생한 후 하천까지의 평균 유출 정도를 확인하여 가중치로 반영하였다. 실제 하천에 미치는 영향이 높은 지역에 대한 우선적인 관리를 위해 하천수 수질측정망에서 측정한 수질 데이터와의 비교를 통하여 최종 우선관리지역을 보청A03, 보청A05, 금본F14, 금본F22 소유역으로 선정하였다. 각 소유역에 대한 수질 관리목표를 확인하였으며, 지역의 특성을 분석하여 토지계 및 축산계 비점오염원에 대한 적절한 관리대책을 제안하였다. 본 연구에서 사용한 수질 측정망 데이터가 각 소유역보다 적게 분포하여 소유역에서 발생한 비점오염물질이 하천에 미치는 영향을 직접 파악하는데 한계가 있었다. 또한, 축산계의 경우 발생한 비점오염물질이 모두 하천으로 유입되지 않으며, 축산계 비점오염원의 배출경로를 파악하는데 어려움이 있다는 한계를 가진다. 본 연구의 한계를 바탕으로 농림축산식품부 및 축협 등에서 구축하는 사육두수의 데이터를 이용하는 방법론 등의 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.187-197
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• 2008

본 연구에서는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 경안천 유역($255.44km^2$)을 대상으로 미래 토지이용변화가 수문-수질에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. Landsat TM(1987, 1991, 1996, 2004), $ETM^+$(2001) 위성영상으로부터 시계열 토지이용도를 작성하고, CA-Markov 기법을 이용하여 2030, 2060, 2090년도의 미래 토지이용변화를 예측하였다. 모형의 입력 자료인 수문 기상자료와 지형자료(DEM, 토양도, 하천도 등), 수질자료(SS, T-N, T-P)를 구축하고 1999, 2000년 자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였으며, 2001, 2002년에 대하여 검증하였다. 검보정 결과, 유출량에 대해 모형 효율성 계수는 0.59, 수질항목(Sediment, T-N, T-P)에 대한 결정계수는 0.88, 0.72, 0.68로 분석되었다. 미래 토지이용변화에 따른 유출량과 비점오염 부하량의 변화를 분석한 결과, 도시화가 진행되면서 2004년을 기준(76.3)으로 유역 평균 CN값이 2030년 76.9, 2060년 77.1, 2090년 77.4로 증가하면서 유출량이 1.4%, 2.0%, 2.7% 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 비점오염원의 증가로 유사량과 T-N, T-P 부하량은 2004년을 기준으로 2030년 51.4%, 5.0%, 11.7% 증가하였으며, 2060년 70.5%, 8.5%, 16.7% 2090년에 74.9%, 10.9%, 19.9% 증가하는 것으로 분석되었다.