• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.39 no.4 s.118
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• pp.481-488
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• 2006

The field scale experiment was performed to examine the performance of the constructed wetland for nonpoint source (NPS) pollution loading reduction. Four sets (0.88 ha each) of wetland and pond system were used. After three growing seasons of the wetland construction, plant coverage increased to about 90% even without plantation from bare soil surfaces at the initial stage. During the start up period of constructed wetlands, lower water levels should be maintained to avoid flooding newly plants, if wetland plants are to start from germinating seeds. The average removal rate of $BOD_5$, TSS, T-N and T-P during the first two years was 5.6%, 46.6%, 45.7%, and 54.8%, respectively. The $BOD_5$ removal rate was low and it might be attributed to the low influent concentration. The early stage of wetland performance demonstrated the effectiveness of water quality improvement and was satisfactory for treating polluted stream waters. From the first-order analysis, T-P was virtually not temperature dependent, and $BOD_5$ and TSS were more temperature dependent than T-N. A pond-wetland system was more effective than a wetland-pond or a wetland alone system in water quality improvement, particularly to reduce T-P. Overall, the wetland system was found to be an adequate alternative for treating a polluted stream water with stable removal efficiency and recommended as a NPS control measures.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.93-93
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• 2020

미래 기후변화로 인해 집중 호우, 가뭄의 발생 빈도가 증가하고, 물 부족, 수질 오염 등으로 인해 합리적인 수자원 계획 및 관리의 중요성이 증가하고 있다. 기후변화는 유역간 물 이동량 뿐만 아니라 유역의 하천 유량 및 수질에 영향을 미치기 때문에, 물 이동량이 많은 유역에서는 기후변화 시나리오를 고려한 하천 유량 및 수질 변화를 정량적으로 평가해야 한다. 만경강 유역(1,602 ㎢)은 하류 지역에 비옥한 평야가 분포되어 있어 농업이 발달한 유역이나, 유역 내 가용 용수가 부족하여 인근에 위치한 금강 용담댐의 발전용수를 공급받아 사용하고 있다. 발달된 농경지로부터 발생되는 비점오염, 축산 점오염원으로 인한 수질 문제가 심각할 뿐만 아니라, 만경강의 수질은 궁극적으로 새만금호에 영향을 미치기 때문에 더욱 엄격한 관리가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 유역간 물이동량, 취수량 등을 고려하여 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형을 구축하였다. 2개의 수위-유량 관측소의 일자료와 2개의 수질관측소 월자료를 이용하여 보정(2012~2014) 및 검증(2016~2018)을 수행한 결과 유출량의 평균 Nash-Sutcliffe model Efficiency (NSE)는 0.49 ~ 0.51, SS, T-N, 그리고 T-P에 대한 평균 결정계수(Coefficient of determination, R²)는 0.73, 0.78, 0.72였다. 미래 기후변화에 따른 유역의 수문 및 수질 변화 분석을 위해 증발산량 산정이 가능한 RCP 8.5 기후변화 시나리오에 STARDEX를 활용하여 가장 습윤한 시나리오 및 가장 건조한 기후변화 시나리오를 각각 1개를 선정할 것이다. 선정된 시나리오를 구축된 SWAT 모형에 적용하여 미래 유역간 물이동이 유역의 하천 유량 및 수질에 미치는 영향을 미래 평가기간(S1:2011~2040, S2:2041~2070, S3:2071~2100)으로 구분하여 분석할 것이다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.31 no.2
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• pp.159-165
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• 2015

The organic matter sources of phytoplankton and related environmental factors influencing algal bloom in Paldang reservoir were studied using nitrogen and carbon isotope ratio(${\delta}^{15}N$, ${\delta}^{13}C$). Phytoplankton samples for stable isotope analysis were collected from four points in reservoir using a plankton net. Physicochemical water quality, algal taxa and hydrological data were collected from published monitoring material. Phytoplankton samples were analyzed by IRMS. CN ratio of each sample was very similar to that of phytoplankton from literature cited. ${\delta}^{15}N$ of each sample was decreased during July. Mixing and dilution of nitrogen sources due to increment of influx by concentrated rainfall were considered as the main reason for the decline of ${\delta}^{15}N$. Based on analyzed ${\delta}^{15}N$ value of each sample, nitrogen source of Bughan river sample was presumed to come from soil. The nitrogen sources of Namhan river and Kyeongan stream samples seemed to be sewage or animal waste. Low ${\delta}^{15}N$ value in August (2012) seemed to be influenced by isotope fractionation due to the blooming of nitrogen-fixation blue-green algae (Anabaena spp.). Variation in ${\delta}^{15}N$ values particularly by blue-green algal bloom was considered the important factor for estimating the organic matter sources of phytoplankton.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.101 no.2
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• pp.220-225
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• 2012

This study was carried out to clarify the impact of land use (Castanea crenata, Pinus densiflora and Plantation Land) on soil runoff in small watershed. The soil runoff showed in order of plantation land, Castanea stand and Pinus stand. The resulting models in linear equations of three stands were able to account for 70%, 60% and 60% respectively. The relationship between soil runoff and forest environmental factors was a positive correlation at 1% level with slope, forest type, soil hardness, watershed area, stream length and at 5% level with accumulative rainfall, but was negative correlation at 1% level with coverage. The main factors that affected soil runoff in small watershed showed in order of coverage, accumulative rainfall and stand type. In the stepwise regression between soil runoff and forest environmental factors, the estimation equation is as follow; Y = 31.250 - 1.140(Coverage) + 0.413(Accumulative rainfall) + 20.829(Forest type). The results indicates that dangerous areas of landslide and soil runoff by land use could be applied to the mitigation measures such as afforestation, erosion check dam and revetment for erosion control and water quality management in small watershed.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.39 no.2
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• pp.162-174
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• 2023

In order to prevent water pollution caused by organic matter, Total Organic Carbon(TOC) has been adopted indicator and monitored. TOC can be divided into Dissolved Organic Carbon(DOC) and Particulate Organic Carbon(POC). POC is largely precipitated and removed during stream flow, which making DOC environmentally significant. However, there are lack of studies to define spatio-temporal distributions of DOC in stream affected by various land use. Therefore, it is necessary to estimate the past DOC concentration using other water quality indicators to evaluate status of watershed management. In this study, DOC was estimated by correlation and regression analysis using three different organic matter indicators monitored in mixed land-use watersheds. The results of correlation analysis showed that DOC has the highest correlation with TOC. Based on the results of the correlation analysis, the single- and multiple-regression models were developed using Biochemical Oxygen Demand(BOD), Chemical Oxygen Demand(COD), and TOC. The results of the prediction accuracy for three different regression models showed that the single-regression model with TOC was better than those of the other multiple-regression models. The trend analysis using extended average concentration DOC data shows that DOC tends to decrease reflecting watershed management. This study could contribute to assessment and management of organic water pollution in mixed land-use watershed by suggesting methods for assessment of unmeasured DOC concentration.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.3
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• pp.224-235
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• 2019

Rapid urbanization poses three major problems in urban streams. The first problem is the reduction of soil wetting from rainfall as the impervious area increases. Decrease in soil wetting causes serious distortion in the water cycle of urban streams. The second problem is the increase of non-point sources pollutants by urban land use, and the third problem is the combined sewer overflows in the old city center. Increased non-point sources pollutants and combined sewer overflows are associated with water cycle distortion, which increases water pollution in urban streams. In this study, EPA SWMM was constructed for the Busan Oncheon-stream watershed in order to suggest solutions for these three problems, and the bio-retention cells installation project was planned by benchmarking the actual projects in New York City. Water cycle improvement and reduction of non-point sources pollutants and combined sewer overflows for each project scenario were analyzed together with required budgets.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.8 no.2
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• pp.157-165
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• 2005

The purpose of this study is to examine the relationship between land use patterns of riparian zones and water quality in the Geumho River watershed. A GIS database included digital land use maps (1:25,000), stream network extracted from digital topographic maps (1:5,000) and riparian zones maps by multi-buffering method. Pearson's correlation analysis was used to explain the relationship between the environmental conditions of a 30 meter buffer strip on each side and water quality. According to the result of investigation of riparian-level land use patterns, sub-watersheds on the lower Geumho River including Daegu metropolitan city were mainly developed as urban area such as residential, commercial and industrial ones, while sub-watersheds on the middle Geumho River and the main course of Nakdong River, agricultural ones such as a paddy, a dry field and an orchard. Meanwhile, the area-rate of riparian forests which play an important role in filtering nitrogen, phosphorus and sediment was estimated below the average 16%. The proportion of urban area in a 30 meter riparian bufferstrip had a negative correlation with water quality in each sub-watershed. But the proportion of forest area had a positive correlation with water quality. Henceforth, it is necessary to establish landscape planning for preparing and restoring the riparian buffer zones, concerning land form, soil type, the present land use pattern and economic aspects.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.44-44
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• 2018

조류(녹조)발생과 대응 연차보고서(2016)에 따르면, 낙동강 유역의 녹조현상은 2013년부터 해마다 발생했으며 국가적으로 가장 극심한 가뭄을 겪은 2015년의 경우 최장 161일 동안 지속되었음을 보고하였다. 이러한 녹조대응을 위해 환경부 국토부 등 관계기관은 댐 보 연계운영협의회 등을 통해 2016년 8월부터 낙동강 일부 댐 및 보에 대해 부분 방류를 실시하였다. 댐-보 연계운영에 따른 수문 수질 거동 분석은 국가 유역관리 측면에서 우선적으로 대비해야 할 중요한 문제이나, 댐보 연계의 효율적인 운영을 위한 정확한 분석과 평가에 대한 연구가 체계적으로 이뤄지고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 낙동강유역($2,369km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수질(SS, T-N, T-P)을 모의하였다. SWAT 모형 구축을 위해 낙동강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 다목적댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 남감댐, 밀양댐)과 다기능보(상주보, 구미보, 칠곡보, 강정보, 달성보, 합천보, 함안보) 운영자료, 국가지하수정보센터에서 관측 및 관리하고 있는 지하수위 관측자료, 국가수질측정망 하천수 수질 측정자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성있는 수문 및 수질 보정을 위해 낙동강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 지하수위, 토양수분 및 수질자료를 이용하여 모형의 시공간적 보정(2005~2009)과 검증(2010~2017)을 실시하였다. 댐-보 연계운영 평가를 위해 환경부에서 제시한 4개의 연계운영 시나리오 중 3개의 시나리오((1) 댐+보 동시방류+제약수위 유지, (2) 보 동시방류+제약수위 유지, (3) 보 순차방류+제약수위 유지)를 선택하여 모의하였으며, 시나리오에 따른 수문 수질 거동을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.191-191
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• 2011

우리나라의 수질 관리는 점오염원 관리에 집중되어 왔다. 수계의 수질이 크게 향상되지 않는 이유는 점오염원의 관리가 엄격히 수행되고 있는 가운데 비점오염원의 영향이 큰 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 수문수질 모의가 가능한 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여, 비점오염원 저감을 위한 BMP (Best Management Practice) 시나리오를 작성하여 비점오염 부하량의 저감효과를 모의하였다. SWAT 모형의 적용성 평가를 위해 충주댐 유역 ($6,585.1km^2$)을 대상으로 민감도 분석을 통해 최적의 유출 및 유사관련 매개 변수를 선정하였으며, 1998년 부터 2003년까지의 기간 동안 일별 유출, 월별 수질자료에 대한 보정 및 검증을 실시하였다. 전체 17개 소유역에 대한 검보정에 의해 산정된 수질자료인 TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorus) 그리고 sediment의 부하량을 파악하여 소유역별 TN, TP, Sediment 오염부하특성을 파악하였고, 이에 대하여 선정한 7개의 BMP 시나리오를 소유역의 오염 특성에 맞게 적용하였다. 선정한 BMP 시나리오로는 Streambank stabilization, Porous gully plugs, Recharge structures, Conservation tillage, Terrace, Contour farming 그리고 Manure incorporation이 있고 각 시나리오는 흐름에서의 침전물 감소, 단기간의 토양침식 저감, 지하수양의 증가, 경작지의 침식감소, 지표유출 저하, 흐름에서의 영양물질 감소를 목적으로 최적의 매개변수를 설정하였다. 이상의 결과를 종합적으로 고찰해 볼 때 SWAT 모형은 실측자료를 바탕으로 비점오염에 의한 하천수질 모의가 가능하며, 이 결과를 가지고 BMP시나리오를 적용하여 비점오염 저감에 따른 하천수질 개선을 기대할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.179-179
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• 2011

근래 농촌지역에서의 하천 및 저수지의 수질오염에 관하여 관심이 고조됨에 따라 비오염원에 대한 파악과 대책을 세우기 위해 관련분야에서 많은 연구가 진행 되고 있다. 비점오염원은 주로 강우나 유출에 의해 배출되기 때문에 배출 장소와 경로가 불분명하고 다양하다. 비점오염의 관리를 위한 유역모델로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델을 이용한 연구가 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 SWAT 모델은 유역모델로써 농촌지역에 논, 밭에서의 비점오염원 기작을 표현하기에는 공간적 범위의 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 예당저수지 유역(465.12 km2)을 대상으로 유역규모의 SWAT 모델과 유역-필드규모에 적용 가능한 SWAT-APEX (Agricultural Policy/Environmental eXtender) 모델의 수질(T-N, T-P) 모의결과를 비교하여 SWAT-APEX 모델의 적용성을 평가하고자 하였다. 모형의 적용을 위한 입력자료로 기상자료와 지형자료를 구축하였으며 기상자료로 예당저수지유역 3개의 강우관측소 자료를 수집하여 구축하였으며, 지형자료로 격자크기 30m의 DEM (Digital Elevation Model)과 농촌진흥청에서 제공하는 1:25,000 정밀토양도와 토지이용도는 환경부로부터 1:25,000 중분류 토지이용도를 이용하였다. 또한 환경부에서 제공하는 월단위 하천수질 자료(기간)를 구축하여 모형의 검증을 실시하였다. 분석과정으로 SWAT 모델에서의 유역차원 수문, 수질 모의를 한 후, APEX 모델을 이용하여 소유역별 논, 밭에 대한 필드단위에 오염물질 모의 후 각각 소유역 출구에서 APEX 모델에 결과를 반영한 SWAT-APEX 모의를 거쳐 최종 유역출구에서의 유출량과 수질항목을 분석하였다. 모의 결과 유출량에 대해 Nash와 Sutcliffe (1970)가 제안한 모델효율성계수 (Model Efficient, ME)는 0.67, 결정계수는 0.69 그리고 수질항목의 결정계수는 각각 0.77, 0.75으로 분석되었다. 또한, SWAT-APEX 모의 결과 수질항목의 결정계수는 각각 0.80, 0.72이었다. 따라서, 본 연구에서 농촌지역의 비점오염원 모의는 필드모의를 반영한 SWAT-APEX 모델 결과가 SWAT 모델만 적용한 결과보다 정확한 비점오염 모의가 이루어졌다고 판단 할 수 있다.