합리식은 유역 면적, 강우강도와 토지이용 또는 표면형태에 따라 결정되는 일정한 범위의 유출계수로 이루어져있다. 2011년에 개정된 하수도시설기준에서는 5~10년 재현기간의 설계홍수량을 증가하기 위해 재현기간을 10~30년으로 조정하였다. Ponce, ASCE 등은 재현기간(강우강도)이 클수록 큰 유출계수를 적용할 것을 제시하고 있으나, 재현기간의 상향조정에 따른 유출계수의 증가에 대하여서는 현재 조정되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 토지이용 및 표면형태에 많은 차이를 보이는 공원을 대상으로 불투수면적비 변화와 설계확률년수 조정에 따른 유출계수를 추정하고자 한다. 첫째, 20개 도시에서 무작위로 선정된 1,004개 공원을 대상으로 표면형태별 면적비를 구하여 유출계수를 추정하였다. 둘째, 재현기간 조정에 대한 영향은 재현기간 10년에 대한 30년의 유출계수비를 69개 기상관측소 지점에 대하여 지속기간별로 구하였다. 이에 따라, 표면형태의 차이와 재현기간 조정을 고려한 재현기간 10~30년 에 대한, 공원의 유출계수는 0.43~0.54의 범위를 가지는 것으로 나타났으며, 지역적 편차와 지속기간별 편차는 크지 않는 것으로 나타났다.

수변지역은 하천의 수질 및 수생태계의 보전과 수변경관의 훼손 방지 특히, 안정적인 상수원의 확보를 위하여 다양한 정책과 계획이 수립되어 왔다. 그럼에도 불구하고 상수원보호구역과 수변구역 등 특정지역을 제외한 수변지역은 소규모 개발사업이 무분별하게 입지하게 되면서 하천의 수질 및 경관을 훼손되고 있다. 본 연구에서는 사업유형별로 동 식물, 지형 지질, 경관, 수질 등의 측면에서 예상되는 환경영향을 분석하고, 환경적 영향 정도에 따라 3-12점까지의 환경점수를 부여하여 중점검토사업과 일반검토사업, 간이검토사업 등으로 구분하였다. 마지막으로 사업유형별로 예상되는 환경영향을 회피하거나 최소화할 수 있도록 평가항목별로 평가기준을 마련하여, 수변지역의 소규모 개발사업을 합리적으로 규제하여 친환경적 개발이 이루어질 수 있도록 하였다.

토지이용에 따른 수질에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 토지피복기반의 토지계 발생부하 원단위가 필요하다. 실측자료를 기반으로 토지피복기반 원단위를 도출하기에는 많은 인력과 시간을 필요로 한다. 이에 본 연구에서는 최적화를 통해 토지피복기반의 원단위 도출 방법을 제안하였다. 최적화란 주어진 조건 안에서 가장 좋은 최적해를 구하는 과정이며, 본 연구에서는 상용 프로그램인 Microsoft Excel에서 제공하고 있는 Excel Solver를 이용하여 최적화를 수행하였다. 공주시와 서천군의 2010년 위성영상 기반으로 작성된 2012년 환경부 중분류 토지피복도를 활용하여, BOD, T-N, T-P에 대한 토지피복기반 원단위를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 토지피복기반 원단위 산정 연구는 국토 이용에 따른 오염원 발생변화를 보다 명확히 판별할 수 있을 것으로 판단된다.

수질오염총량관리제에서 유역 수질관리 전략을 수립하기 위해서는 수질 항목간 영향관계를 파악하는 것과 함께 유역내의 환경기초시설 방류와 상류 및 지류 하천 부하가 유역 하류에 위치한 목표수질 설정지점의 수질에 미치는 영향을 규명하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 지류 및 본류 구간내의 환경부 수질측정자료와 환경기초시설 방류수 측정 자료를 이용하여 오염물질 간의 영향을 파악하고, 단위유역 말단의 수질에 미치는 오염원추적을 실시하였다. 대상유역은 도시지역과 비도시지역 특성을 모두 가지며, 수질오염총량제에서 금호A, 금호B, 금호C 유역으로 구성된 금호강유역으로 설정하였다. FDC(Flow duration curve) 분석을 통해 유량을 5개의 유황 등급별로 군집화 및 상관성분석이 수행되었고, 이를 통해 목표수질 설정지점의 수질을 악화시키는 원인이 되는 지점과 수질항목을 보다 명확하게 규명할 수 있었다. FDC 분석과의 연계를 통해 오염물질 추적의 도구로 사용될 수 있으며, 이를 통해 수질오염총량관리 목표수질 설정 지점에 대한 유역 수질관리 전략을 보다 효율적으로 수립할 수 있을 것이다.

혐기 소화 상징액은 고농도 질소를 함유하고 있으며 수처리 계통으로 반송되어 하수처리장 유입 부하를 증가시킨다. 혐기 소화 상징액 내 고농도 질소를 아질산화 반응을 통해 처리하게 된다면, 경제적인 하수처리장 개조 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 혐기 소화 상징액을 이용한 장기간 실험실 규모 반응조 운전을 실시하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거율 90% 이상과 아질산화율 70% 이상 효율을 보이는 운전 조건을 도출할 수 있었다. 또한 이를 바탕으로 운전 인자와 암모니아성 질소 제거 효율 및 아질산화율의 상관성을 분석하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거 효율과 아질산화율은 미생물 체류시간 (SRT), 암모니아성 질소 부하 및 단위 미생물 농도 (MLSS) 당 암모니아성 질소부하와 관계가 큰 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 혐기 소화 상징액의 아질산화 반응 유도에 중요 자료로 활용될 수 있으며, 아질산화 반응의 활용성을 증가시킬 것을 기대한다.

필리핀은 친환경자원을 유지하고 시민들에게 서비스 및 필수품을 제공할 수 있는 수자원이 풍부한 열도이다. 지역 사회가 필요로 하는 물과 식량을 제공하는 일부 수역은 자국 내 자연습지로 선정된다. 본 연구에서는 '국제적으로 중요한 습지'로 선정된 Naujan Lake National Park, Agusan Marsh Wildlife Sanctuary, Olango Island Wildlife Sanctuary, Tubbataha Reefs Natural Park, Las $Pi{\tilde{n}}as-Para{\tilde{n}}aque$ Critical Habitat and Ecotourism Area and Puerto Princesa Subterranean River National Park의 6개 지역을 포함한 총 65개의 습지를 조사하였다. 이들 습지는 22개의 유형으로 분류되었다. 필리핀 습지는 현재 습지의 전용, 자원의 남용, 생활 및 산업과 농업활동에 따른 오염, 그리고 기후변화와 같은 수많은 위협에 직면해있다. 본 논문은 습지의 특성 및 구성요소, 생태계에 미치는 영향, 습지가 직면한 위기에 대한 개관을 제공한다. 또한 정부와 민간기관에서 시행하고 있는 습지 보존 대책이 토의되고 평가되었다. 습지에 대한 지자체 및 국가차원의 법령이 부족한 것으로 판단되었으며, 이는 습지의 질적 하락으로 이어진다. 이러한 습지의 보존 및 활용은 필리핀 전체 지역사회의 자발적인 참여로부터 극대화될 수 있다.

본 연구는 산지 습원의 보전과 현명한 이용을 위한 관리 방향 제시를 목적으로 정족산 무제치늪의 방문객 데이터를 이용하여 습지를 방문하는 방문객 추이를 분석하였다. 2007년, 2011년, 2015년의 방문일지 기록 중 방문 일자, 나이, 주소(시 단위), 방문목적, 방문시간, 방문 수단을 추출하여 분석한 결과, 방문객 연령 분포에서는 장년층인 50대 36.8%(491명/1332명, 3년 전체 방문객 수)와 40대(30.4%)의 비율이 가장 높게 나타났다. 거주지는 울산이 880명(67%/1332명, 3년 전체 방문객 수)으로 가장 많았고 부산(16.6%)과 양산(10.8%)에 거주하는 방문객이 많았다. 반면, 경상권 이외 지역의 방문객은 낮은 비율(1.8%)로 나타났다. 방문객들은 등산(39.0% ~ 64.4%)과 습지 탐방(18.7% ~ 51.8%)등 여가활동 목적으로 대부분 무제치늪을 방문하였고 그에 따라 방문시기는 주중에 비해 주말에 높은 비율을 나타냈다(F=6.19, p<0.002). 뿐만 아니라 월별, 계절별 방문객 차이도 뚜렷하게 나타났는데 무제치늪의 경우에는 5월의 방문객 비율이 $15.6{\pm}2.8%$($mean{\pm}S.D.$)으로 다른 달들에 비해 유의하게 높았으며, 계절적으로는 봄과 가을의 방문객이 다른 계절에 비해 높은 비율을 나타냈다(F=5.55, p<0.001). 이는 정족산 일대 넓게 분포하는 진달래와 철쭉 류의 개화시기에 맞춰 방문객들이 증가하는 것으로 생각된다. 무제치늪과 같은 산지 습원의 경우에는 등산객과 방문객들로 인해 야기되는 토사 유입과 답압 등으로 습지생태계의 평형이 크게 영향을 받을 수 있다. 따라서 현재 습지 주변 통행로에 대하여 휴식년제 혹은 계절적 출입제한을 통해 습지에 직접적으로 가해지는 교란을 줄이고 습지 탐방을 목적으로 한 방문의 경우 감시원의 지도하에 제한적으로 출입을 허용하는 등의 관리 방향 제시가 필요할 것으로 생각된다.

농촌 지역 하수도 보급은 하천, 호소 및 습지와 같은 수계 수질 보호를 위해서 반드시 필요하다. 또한 안정적인 소규모 하수처리장 운영을 위해서는 유입 유량과 농도의 변화가 큰 소규모 하수도 특성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 봉화군 18개의 소규모 하수처리장 운전 결과를 통해 유입유량비 (유입 유량 / 설계 유량) 특성, 소규모 하수처리장 처리 효율에 미치는 영향과 적정 유입유량비 산정에 관한 연구를 수행하였다. 분석 결과 유입유량비는 여름철에 가장 높은 것으로 나타난 반면, 유입 하수 농도는 가을철과 겨울철에 높은 것으로 나타났다. 유입유량비가 증가할수록 처리 효율이 증가하는 경향을 보였으며, 영양염류 처리 효율이 유기물과 부유물질 처리 효율에 비해 민감한 영향을 받는 것으로 나타났다. 안정적인 소규모 하수처리장 처리 효율을 위해서는 유입유량비 0.8 이상을 유지해야 할 것으로 판단된다.

본 연구는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법 53조2항에 해당하는 고속도로에서의 효과적인 비점오염관리를 위해 자동차 운행대수에 따른 고속도로의 강우유출 특성을 분석하여 비점오염 저감시설 설치 방안을 제공하고자 수행하였다. 연구대상지점은 총 5지점으로 경부, 서해안, 호남 및 통영대전 고속도로로 지점에 따라 2006~2008년과 2015년에 총 44회의 강우사상을 대상으로 모니터링을 수행하였다. 모니터링 결과, 평균 선행건기일수(ADD)는 6.2일, 평균 강우량은 19.2 mm로 조사되었다. 단위면적당 일평균 차량 통행량(ADT/CA)의 경우 경부고속도로 지점인 H-4에서 49.4대/$day{\cdot}m^2$으로 가장 높았으며 다른 지점의 경우 10대/$day{\cdot}m^2$미만으로 조사되었다. 조사대상 지점에서 발생되는 비점오염물질의 농도는 평균적으로 TSS는 63.5 mg/L, BOD는 24.9 mg/L, TN은 3.35 mg/L, TP는 0.63 mg/L, Total Zn은 298 ug/L로 국내에서 발표된 고속도로 관련 강우유출수 EMC 값보다 비교적 낮게 조사되었다. 한편, 조사대상지점의 오염물질 농도와 ADT/CA간의 상관관계 분석결과, SS에서 $R^2$값이 0.585로 가장 높은 상관성을 나타냈다. ADT/CA와 TSS EMC 와의 상관관계식을 통하여 국내 고속도로 평균 TSS EMC가 73.7 mg/L일 때 ADT/CA는 13 대/일${\cdot}m^2$으로 이를 기준으로 단위면적당 차량의 통행량이 13대보다 높을 경우 입자상 물질의 발생량이 높은 지역으로 고려, 비점오염관리가 필요한 지역으로 제시할 수 있으며 본 연구에서는 선행연구에서 제시된 ADT에 단위면적을 고려하였기에 기존에 수행되었던 연구보다 일반화된 단위로 활용도 및 적용성이 높을 것으로 판단된다.

매(Falco peregrinus)는 천연기념물 323호이며 멸종위기종으로 등재되어 있다. 본 연구는 한강의 장항습지에 서식하는 매의 멸종확률을 개체군변이분석을 통하여 시도하고자 한다. 장항습지는 개체군이 1999-2005년 동안 모니터링되었으며 평균 10.8 개체가 서식하는 것으로 조사되었으며, 개체군을 이용하여 향후 5년간(2015-2020) 변이분석을 실시하였다. 초기개체군을 이용하여 기간 동안 20%의 멸종확률이 예측되었으며, 이 확률은 지역의 수질오염과 서식지 손실을 고려하면 적은 것으로 나타났다. PVA는 개체군이 적고 다른 정보가 부족한 종에 대해 실시한다. 또한 매의 개체군은 댐의 보 및 콘크리트 제방 등을 고려하면 멸종의 확률이 증가될 것으로 사료된다. 장기적인 생활사 등을 고려한 연구가 필요하다.

고농도의 암모니아 함유 공장 폐수를 대상으로 마이크로버블이 발생되는 장치를 이용하여 암모니아 탈기에 의한 처리 가능성을 평가하였다. 기존 처리장은 pH를 12.5로 유지하면서 반응 조내의 온도를 $30^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$로 상승시켜 72시간 동안 고온 탈기 시켰을 경우 T-N의 제거효율은 70.3%에서 90.5%로 증가하였다. 온도를 $30^{\circ}C$로 유지하면서 유입수의 T-N 농도가 9,120~12,955 mg/L인 폐수를 20시간 동안 마이크로버블에 의한 지속적인 접촉으로 상온 탈기 시킨 결과 T-N 제거율을 90.5~91.9%로 확보하였으며, 운전기간 동안의 pH는 12.3에서 10.1로 소폭 감소하였다.

담수호 수질오염방지를 위해 유역종합대책과 호내 대책으로 수질오염방지 종합대책 수립 및 인공습지를 적용하였다. 본 연구는 화성호 수질 개선 및 자연생태계 보호를 위한 호소 수변지역 인공습지 조성에 따른 수질정화 효율과 인공습지 효율 제고를 위한 설계 고려사항을 도출하기 위하여 수행하였다. 연구대상 시설은 경기도 화성시에 위치한 인공습지 시스템으로forebay와 wetland로 구성되어 있다. 모니터링은 강우시 2회, 건기시 10회 수행하였으며, 분석 결과 인공습지 유입 및 유출의 유속은 COD와 TN의 부하량과 높은 상관성을 가지는 것으로 분석되었다. 인공습지의 forebay 지점에서 건기시에는 COD, TN 및 TP의 농도가 감소하는 것으로 조사되었으며, 비 강우시에 비해 강우시에 저감효율이 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한, 강우시에 인공습지에 유입되는 양에 비해 유출되는 양이 상당히 작은 것으로 강우유출수 저감 효과에 뛰어난 것으로 분석되었다. 건기시 및 강우시의 인공습지의 전반적인 효율의 경우 TSS는 50% 이상, TP는 20~35%으로 조사되었으며, TN은 26~94%로써 다른 오염물질에 비하여 높은 저감효율을 나타냈다. 이러한 모니터링 자료는 향후 담수호 수질정화효율 증대를 위한 인공습지 설계 시 중요한 자료를 제공할 것으로 판단된다.

본 연구는 낙동강수계 중점관리하천인 35개 지류 지천 수질 및 유량을 모니터링하고 수질오염농도, 발생부하량, 계절별 오염특성과 수질항목 간 상관관계 및 다중회귀분석을 실시하여 지류중심의 오염특성을 확인하였다. 그 결과 COD, TP, TOC 및 TN을 제외한 대부분의 하천에서 $BOD_5$, Chl_a 및 Fecal E. Coli 등은 50% 이상이 하천수질항목 II(약간좋음)등급 이하에 속하였다. 비유량(Q)은 $0.05m^3/s/km^2$ 이상 지점이 54.4%(19지점)를 차지하였고, 이 가운데 달서천, 현지천, 석교천1, 의령천1 및 대산천2 지점 등은 오염농도 역시 높아 오염물질부하량을 고려한 상세조사가 필요할 것으로 판단된다. 35개 중점관리지천은 낙동왜관, 금호강, 낙동고령, 낙동창녕, 남강, 낙동밀양 및 낙동강하구언 등 7개 중권역에 속하였으며, 이 가운데 금호강과 남강 중권역은 영천댐, 가창댐, 공산댐 및 남강댐과 같은 인공댐의 영향을 받아 다른 중권역과 달리 일정한 하천 유지유량을 보임으로써 오염물질부하량도 높게 조사되었다. 계절적 오염특성을 살펴볼 때, 농도편차가 큰 수질항목은 $BOD_5$, TN, SS, 비유량(Q)이, 큰 편차가 없는 항목은 TP와 Chl_a가 관찰되었고 이는 강우특성 및 유 무기물의 분해특성이 다르기 때문으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로 계절별/수질항목 간 상관관계는 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 이용하여 분석하였고, 일부 항목을 제외한 모든 계절에서 TOC와 COD의 상관성이 높음을 확인하였다. 계절별 상관관계가 높은($R2{\geq}0.5$) 수질항목들이 $BOD_5$에 미치는 영향력을 알아보기 위해 단계선택방법(Stepwise regression method)을 이용한 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 실시함으로써 계절별 영향력이 높은 수질인자 및 회귀식을 제시하였다. 그 결과 겨울철을 제외한 봄, 여름 및 가을에 다중회귀분석이 적합하였고 봄철에는 COD, TP가, 여름철에는 Chl_a, TOC가 가을철에는 TOC 및 COD가 $BOD_5$에 영향력이 높음을 확인하였다.

수온은 하천의 물리적 생물학적 과정에 지대한 영향을 미치는 인자로서 어류를 비롯한 수생생태계에 대한 제약조건으로 작용한다. 기후변화로 인하여 실질적인 환경의 변화가 나타나고 있는 현실에서 수온 변화에 대한 예측은 필수적이라 하겠다. 본 연구의 목적은 자연 소하천을 대상으로 하천 수온을 모의 및 그 효율을 비교 분석하고, 향후 기후변화로 인한 하천 수온의 변동을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 캐나다 동북부의 Fourchue 강을 대상으로 하여 2011년부터 2014년까지의 하천수온을 측정하고 결정론적, 확률론적, 비선형 수온모형을 적용하여 각각의 방법론에 따른 효율성을 비교 분석하여 미래 수온 모의를 위한 모형으로 결정론적 모형인 CEQUEAU 모형을 선정하였다. 또한, 선정된 모형을 기반으로 하여 CMIP5 기후모형과 RCP 2.6, 4.5, 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 해당 소하천 유역의 미래 수온 변동성을 예측하고 분석하였다. 연구결과, Fourchue 강의 수온은 6월 중 평균 수온은 $0.2{\sim}0.7^{\circ}C$가 상승하고, 9월은 $0.2{\sim}1.1^{\circ}C$가 감소하는 것으로 나타나 실질적인 수온환경의 변화가 발생하는 것으로 나타나서 이에 대한 주의가 요구된다. 또한, 해당 수역에 서식하고 있는 연어류의 치사상한수온을 넘는 경우도 발생하여 이에 대한 대책이 시급한 것으로 판단된다.

인공습지는 오염물질 저감기능을 포함하는 여러 가지 생태서비스 기능 때문에 다양하게 적용되고 있다. 그러나 인공습지에 많은 입자상 물질이 유입하게 되면 유지관리의 어려움과 기능의 저하를 초래한다. 따라서 본 연구는 인공습지 내입자상 물질의 제거효율 향상을 위한 침강지내 최적 baffle 설치방안을 도출하고자 수행되었다. 최적 저류판 설치방안은 침강지내 유체와 입자의 흐름을 해석함으로써 도출가능하며, 이를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 이론을 활용하였다. 연구결과는 baffle이 유속을 저하시키고 입자상 물질의 침강효율을 증가시키는 것으로 나타났으며, 경사각을 가진 저류판보다는 수직 저류판이 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 활용하여 공공지역 비점오염저감시설로 설치된 소규모 하이브리드 인공습지의 침강지 효율개선 방안을 도출하였다. 수직각을 이용한 저류판을 설치할 경우 침강효율이 1.2~1.3배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 침강지 내 저류판의 설치에 따른 결과는 인공습지의 전반적인 저감 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 유지관리 빈도를 줄임으로써 비용효율적 인공습지 설계에 기여할 것으로 평가된다.