• 한국수자원학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.183-190
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• 2007

본 연구에서는 식생여과대에 있어서 토양층의 역할에 주목하였으며, 토양 침투량이 증가될 수 있는 구조로 토양층을 변형하여 일반적인 식생여과대에서의 오염저감효과와 비교 분석하였다. 따라서 연구의 최종 목적은 토양층 변화를 통한 식생여과대의 수질개선효과를 일반적인 토양층으로 구성된 식생여과대와 비교, 검토함으로써 보다 효과적인 식생여과대를 조성하고자 하는 것이다. 실험분석 결과, 토양층 변화를 접목시킨 식생여과대는 일반 식생여과대에 비해 표면유출에서 높은 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 표면유출수 일부가 정류벽을 통과한 후 재상승하여 표면으로 유출되었기 때문으로 판단된다. 그러나 계단형에서의 하부유출수의 경우, 입경이 큰 모래와 자갈을 통과하여 유출이 일어나기 때문에 직선형 식생여과대보다 오염저감효율은 다소 낮게 나타났다. 이를 오염물질 유출부하량의 개념으로 파악해 보면, 하부유출량이 전체 유출유량에 대한 기여도가 계단형(4%)에서 직선형(2%)보다 높기 때문에 계단형에서의 오염물질 저감부하량이 직선형에 비하여 매우 높게 나타났다. 따라서 정류벽과 표면층 변화를 통해 침투량을 증가시킨 식생여과대는 일반적인 식생여과대보다 저감효과가 크고 식생여과대 적용에 필요한 여러 조건(토양의 침투성, 여과대의 넓이 및 길이, 유속 등)을 만족하지 않더라도 충분한 저감효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.140-150
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• 2016

본 연구는 VFSMOD-w 모형을 이용하여 비점오염물의 관리를 위한 식생대 설치 시 파종 식물의 종류, 식생대의 길이, 강우 조건이 저감 효율에 미치는 영향을 살펴보는 것을 목적으로 수행되었다. 연구를 위한 대상 지역으로 청미천 유역 내 원부교 부근의 나지를 선정하였다. 수정된 Manning의 조도계수가 동일한 값을 가지는 식물체의 경우 토사 저감 효율이 동일하게 계산되는 결과가 도출되었고, 식생대의 길이 및 식물체의 파종 간격이 토사 저감 효율에 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인되었다. 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 약 2배 증가할 때 토사 저감 효율이 많은 차이를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나, 특정 길이 이상일 경우 대부분의 토사가 포착되는 것을 의미한다. 따라서 식생대의 설치는 식생대 설치지역의 강우 특성을 고려하여 적절한 식물체의 파종 간격 및 식생대 길이를 결정지어야 한다고 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권4호
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• pp.473-479
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• 2008

Environment problem has been arising in many countries. Especially, soil erosion has been deemed as one of the biggest issues because sediment causes muddy water and pollutants, such as agricultural chemicals, flow in the stream with this sediment. Many studies, regarding soil loss and non-point source pollution from watershed, has been performed while serious problem has been known. Soil loss occurred in most agricultural area by rainfall and runoff. It makes hydraulic structure unstable, causes environmental economical problems because muddy water destroys ecosystem and causes intake water deterioration. As revealing serious effects of muddy water by sediment, many researches have been doing with various methods. Hydraulic structures establishments such as soil erosion control dams and grit chamber are common. Vegetative filter strip is investigated in this study because vegetative filter strip is designed for reducing sediment from upland areas of the watershed, and it has many functions, not only sediment reduction but also runoff water quality improvement and wildlife habitat. With these positive functions of the vegetative filter strip, the study about vegetative filter strip has been increasing for reducing sediment because it is more effective than hydraulic structures from an environmental perspective. But the sediment trapping efficiency by vegetative filter strip, needs to be investigated and designed first. Therefore the model, VFSMOD-W, was used in this study as it can estimate sediment trapping efficiency of vegetative filter strip under various field, vegetation, weather condition. Sensitive factors to sediment trapping efficiency are studied with VFSMOD-W, and sediment trapping efficiency equation has been derived using two most sensitive factors. It is thought that the equation suggested in this study can be used in Soil and Water Assessment Tool (SWAT), to overcome the limit of SWAT filter strip module, which is based solely on filter strip width.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권4호
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• pp.1-10
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• 2022

A vegetative filter strip (VFS) is one of the best management practices (BMPs) to reduce pollutant loads. This study aims to assess the effectiveness of VFS in dense upland field areas. The study areas are agricultural fields in the Maedae (MD), Gaa (GA), and Jaun (JU) watersheds, where severe sediment yields have occurred and the Korean government has designated them as non-point management regions. The agricultural fields were divided into three or four clusters for each watershed based on their slope, slope length, and area (e.g., MD1, MD2). To assess the sediment trapping (STE) and pesticide reduction efficiency (PRE) of VFS, the Vegetative Filter Strip Modeling System (VFSMOD) was applied with three different scenarios (SC) (SC1: VFS with rye vegetation; SC2: VFS with rye vegetation and a gentle slope in VFS range; and SC3: VFS with grass mixture). For SC1, there were relatively short slope lengths and small areas in the MD1 and GA3 clusters, and they showed higher pollutant reduction (STE>50%, PRE>25%). For SC2 and SC3, all clusters in GA and some clusters (MD1 and MD3) in MD show higher pollutant reduction (>25%), while the uplands in JU still show a lower pollutant (<25%). With correlation analysis between geographic characteristics and VFS effectiveness slope and slope length showed relative higher correlations with the pollutant efficiency than a area. The results of this study implied that slope and slope length should be considered to find suitable upland conditions for VFS installations.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.264-272
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• 2007

본 연구는 한강 상수원 수변지역의 실제 적용에 앞서 Bench scale의 실험을 통해 식생여과대의 단점을 보완하고 보다 효율적인 비점오염물질 저감을 위해 대조군, 모래+자갈, 여재, 자갈의 토양여과대를 조성하여 토양의 침투능력을 향상시키고 효율을 비교하고자 하였다. 실험 결과 토양여과대에서 단면 및 하부로의 침투를 증가시킨 결과 대조군과 비교하였을 때 토양여과대의 평균 표면 유출부하량과 비교하여 $8.2{\sim}40.1%$까지 감소한 것으로 나타나 토양여과대 조성을 통한 표면 유출부하량의 감소 효과가 비교적 양호하게 나타난 것으로 판단된다. 오염물질의 유입부하에 따른 총유출부하량을 통해 각각의 토양여과대에 대한 저감 효과를 비교해 본 결과, 전체적인 제거율은 SS $84.5{\sim}92.5%$, BOD $67.9{\sim}80.6%$, T-N $43.4{\sim}76.6%$), T-P $40.6{\sim}87.4%$, Cu $28.3{\sim}48.1%$, Fe $92.1{\sim}97.7%$, Pb $81.4{\sim}97.3%$인 것으로 조사되었고, 각각의 토양여과대에 대한 오염물질 저감효과를 비교해 본 결과, 여재, 모래+자갈, 자갈의 순으로 저감효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 기존의 식생여과대에 비해 토양층을 변화시켜 토양의 침투능을 향상시킨 토양여과대가 비점오염물질 저감에 보다 효과적이며, 하천에 가해지는 오염부하량을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되기 때문에 차후 현장 적용 시 보다 실효성 있는 비점오염 저감대책이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.247-255
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• 2017

This research was conducted to analyze removal efficiencies of non-point pollution source (NPS) in low impact development (LID) facilities with vegetation. In this research, removal efficiencies of NPS were calculated using rainfall monitoring data for 5 years in grassed swale (GS) and vegetative filter strip (VFS). TSS was greater than other pollutants, and it ranged 11.9 ~ 351.7 mg/L in GS and 12.8 ~ 350.7 mg/L in VFS. Outflow EMCs were reduced than inflow EMCs, overall removal efficiencies of NPS were 67 ~ 86% in GS and 63 ~ 91% in VFS. 50 % reduction efficiency of rainfall runoff was observed between inflow and outflow in each LID facility. TSS removal efficiency in GS and VFS was correlated with rainfall characteristics. The rainfall for TSS removal efficiency over 50% was determined about 31 mm, 34 mm and average rainfall intensity was 3.0 mm/hr, 3.9 mm/hr in GS and VFS. Therefore, GS and VFS were regarded effective LID facilities as removal of pollutants and rainfall runoff. Also, this research result can be used as an important data for management of NPS.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.973-983
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• 2014

본 연구는 밭경지 현장실험을 통해 다양한 초생대 초종을 적용하여 밭의 비점오염저감효과 분석 및 초생대에 적용 가능한 적합한 초종을 선정하고자 하였다. 경북 군위군에 위치한 면적 $1,500m^2$, 경사 5%의 밭경지를 선정하여 시험포를 조성하였으며, 시험포내에는 대조구 1개와 초생대 처리구 6개로 구성된 총 7개의 시험구를 조성하였다. 츄파, 피, 바랭이, 잔디, 톨페스큐, 켄터키블루그라스를 포함하는 6개의 초종을 선정하여 초생대 실험을 수행하였다. 현장실험 결과 대조구 대비 초생대의 유출저감효과는 6.1~77.8%였으며, 비점오염저감효과는 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~96.6%, T-N의 경우 6.7~91.1%를 나타내었다. 전체 오염인자 중에 초생대로 인해 전반적으로 높은 비점오염저감 효과를 나타낸 것은 TS, T-P, T-N, SS인 반면, BOD, TOC와 $NO_3^-$는 낮은 저감효과를 보였다. 비점오염저감 및 유지관리측면에서 가장 유리한 초생대 초종은 잔디로 평가되었다. 본 연구결과를 통해 우리나라 농촌지역 밭 비점오염저감을 위한 관리기법으로 초생대가 효과적으로 활용가능하리라 사료되며, 보다 장기적이고 다각적인 현장실험을 통해 초생대 현장적용을 위한 설계 지침서 개발이 요구된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.89-99
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• 2014

The goal of this study was to evaluate sediment reduction effects of VFS (vegetative filter strip) applied for Iksan area in Saemangeum watershed. This study simulated runoff and sediment load from different types of uplands using VFSMOD-W. The general upland characteristics of the study area was investigated to build reasonable scenarios of the simulation. The simulation scenarios were designed by various areas, shapes, and slopes of uplands. Grass mixture was selected as VFS vegetation and the size of VFS was fixed as 10 % of uplands area. Additionally 50mm, 100mm, 150mm of daily rainfall were applied for the runoff and sediment simulation. As results, the calculated runoff and sediment loads were obtained $20.7{\sim}1,030.6m^3$ and 568.4~675,731.4 kg for the range of 0.1~1.0 ha of uplands with 7 % and 15 % slopes. The reduction effects on runoff and sediment were obtained 5~10 % and 21.0~47.7 % respectively from VFS applications. The VFSMOD-W simulations showed that runoff tended to increase as upland area and amount of rainfall increased while sediment increased when slope, length and area of uplands and amount of rainfall increased. These results indicated that rainfall amount and upland size are the critical factors for the generation of runoff and sediment load. In order to support this conclusion, further studies such as, long term monitoring, field experiments, and to calibrate and evaluate the model are necessary.