하천의 유량 측정 자료는 수자원의 개발 및 유지, 하천 방재의 중요한 기초 자료로 이용되며, 홍수를 예측하고 예방하기 위해 홍수시 가장 정확하게 유량을 측정하는 것이 필요하다. 이에 미국지질조사국(USGS)은 오래전부터 기존의 간편 유속측정법으로 1점법, 2점법, 3점법을 제안하여 지금도 많이 사용하고 있으나, 보다 더 간편하고 신뢰할 수 있는 평균유속 산정 방법을 실무에서 요구하는 추세이나 이에 대한 이론적 기반의 실무 적용성 연구는 다소 미진한 상태이다. 이를 위하여 본 연구에서는 확률론적 엔트로피 컨셉을 활용하여 기존의 한계를 보완할 수 있는 실무 적용성이 용이한 간편 유속 산정식을 제안하였다. Coleman과 Flume 실측자료에 적용하여 식의 효용성을 입증하였다. 분석 결과, Flume Data의 경우, 실측값 대비 기존의 USGS 1점법은 평균 7.6%, 2점법은 8.6%, 3점법은 8.1%였다. Coleman Data의 경우, 1점법은 평균 5%, 2점법은 5.6%, 3점법은 5.3%의 오차율을 나타냈다. 반면에 엔트로피 개념을 활용한 제안식은 Flume Data는 실측값 대비 1점법은 평균 4.7%, 2점법은 5.7%, 3점법은 5.2%로 나타나 기존의 방법 대비 오차율을 약 60%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한, Coleman Data의 경우에서도 1점법은 평균 2.5%, 2점법은 3.1%, 3점법은 평균 2.8%의 오차를 보여, 기존의 방법 대비 오차율을 약 50%정도 줄이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의하면 기존의 1점법, 2점법, 3점법 보다 더 간편하면서 신뢰성 있는 평균유속을 산정할 수 있을 것으로 판단 된다. 하지만, 이는 향후 하천 설계, 운영관리, 특히 재난대비 예측관리 등 각종재난 대비 대응에 보다 유용하게 활용하려면 추가적으로 다양한 하천 실측을 통한 제안식의 지속적인 수정보완이 필요할 것으로 판단된다.

기후변화로 이상강우 발생이 증가하고 있으며, 매년 폭우로 인한 피해 강도와 규모가 커지고 있는 실정이다. 또한, 폭우의 발생 빈도가 잦아지면서 폭우가 연속적으로 발생하는 경우도 많아지고, 이로 인해 도심지역에서는 전에는 없던 큰 침수 피해가 발생하고 있다. 하천과 해안 인근 지역이 불투수 지역일 경우에 강우강도가 높아질수록 최대 흐름이 급격히 높아지기 때문에 유역특성을 고려한 종합적인 침수위험도 평가가 필요하다. 본 연구에서는 지하철 역사의 침수방지 대책으로 평가요소에 대한 점수를 부여하여 침수위험도 평가를 분석하였다. 종합적인 평가 지수를 고려한 침수 위험도 평가 과정을 거쳐 과거 침수가 발생한 유동인구 및 교통량이 많은 5개의 도시철도역에 대한 침수 위험도 평가를 실시하였다. 이를 종합적으로 분석하여 침수위험 등급(1~4등급)을 설정함으로써 위험등급에 맞는 침수대책을 수립해야 할 것으로 판단된다.

공사 중 발생되는 일부 콘크리트 폐수는 작업자, 관리자, 사용자가 인지하지 못하는 비점오염원의 형태로 우수/오수관를 통해 유입되어 관리가 쉽지 않고 콘크리트 철거시 물과 결합되어 나오는 건설오니들은 일시적으로 소량 유출된다. 이러한 특성 때문에 건설오니는 관리가 되지 않는 상태로 비점오염원의 형태로 하천 및 우수/오수관에 유입되고 있는 실정이다. 본 연구는 도로상 기설치된 콘크리트 옹벽 철거공법에 D.W.S공법(Diamond Wire Saw)을 적용하였고, 이로 인해 발생된 콘크리트 오폐수를 이동식 오수처리 시설을 통해 물리/화학적 처리를 실시하고 제거효율 및 유출수의 폐수배출 허용기준에 만족하는지를 검토하였다. 이에 공사중 이동식 오수처리 시설을 통해 물리/화학적 처리로 BOD 73.5%, SS 89.1%제거를 통한 공사중 오폐수의 유출수 농도 기준을 만족하고자 한다. 또한 공사진행시 이동식 오수처리 시설을 통한 물리화학적 처리 및 공사중 발생되는 오폐수 처리에 대한 환경보전비 산정의 적정성 및 경제성 분석에 대해 검토하고자 한다.

농업지역에서 발생하는 비점오염물질은 타 지역에 비해 넓은 면적에서 배출되기 때문에 수질관리를 위해서는 발생원 제어와 배출수 관리와 같은 다양한 오염원 저감대책이 필요하며, 이를 위해서는 유역특성을 고려한 오염원별 배출량 및 최적관리방안에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구는 Hydrological Simulation Program-FORTRAN(HSPF)모델을 활용하여 유역내 오염원별 부하 및 주요 오염원저감방안에 대한 수질개선효과를 분석하여 농업지역의 비점오염관리대책 수립 지원을 목적으로 하였다. 연구지역은 경남 창녕군 계성천 유역으로 전체 면적대비 농업지역이 약 26.13%로 산림을 제외하고 지배적인 토지이용을 가지며, 주요 오염원은 농업활동에 기인하는 화학비료 및 액비살포와 축사에서 발생하여 야적 또는 농지에 살포되는 축분을 포함하고 있다. 계성천 유역에 대한 HSPF 모델 구축시 화학비료와 액비 사용량, 소규모 축사의 축분 발생량과 공공하수처리장, 분뇨처리장, 마을하수도 및 개인오수처리시설 등 점오염원 영향을 고려하였다. 특히 본 연구에서는 영양염류의 식생흡수, 침적, 흡탈착, 깊은침투에 의한 손실 등 상세 순환기작모의가 가능하도록 NITR 및 PHOS모듈을 활용하였다. 구축된 모델은 유역말단의 2015~2020년 측정값을 토대로 보·검정을 수행하였으며 모델이 유량 및 수질을 적절히 모의하는 것을 확인하였다. 오염저감시나리오는 농업비점관리(배수물꼬관리, 완효성비료와 사용), 축산비점관리(액비저감, 소규모 축사 축분관리), 생활계오염원제어(개인오수처리시설 관리) 등 세 부문으로 구분하고, 달성기간에 따라 단기, 중기, 및 장기로 구분하여 부문별로 단계별 저감대책을 구성하였다. 개별시나리오 모의 결과 수질개선에 효과는 완효성비료의 대체사용>배수물꼬관리>소규모축사 축분관리 순으로 나타났다. 유역 전반에 모든 관리방안을 적용하였을 때 장기적으로 TN, TP의 연간부하량은 각각 40.6%, 41.1%, 연평균 농도는 각각 35.1%, 29.2% 감소되는 효과를 보였다. 본 연구를 통하여 농업활동 우세 유역에서의 다양한 오염원 저감시나리오별 수질개선효과에 대한 예측 및 이에 기반한 오염관리대책 우선순위 도출을 위한 합리적인 방법론을 제시하고자 한다.

현재 국내에서는 전국내륙습지 일반조사 및 습지보전기본계획 등의 장기적인 계획을 통해 습지 정책이 추진되고 있다. 그러나 대부분의 정책은 습지의 면적, 분포 및 생물다양성 등 현황 파악에 초점을 두고 있으며, 습지 생태계를 하나의 유기체로 보존 및 관리하는 것에 대한 인식이 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 홍수터, 생물다양성, 서식지 제공, 관광자원 등의 기능적인 측면을 고려하여 생태축 연결이 가능한 하천습지 후보지 선정을 위한 방법론을 제시하였다. 이를 토대로 본 연구에서는 낙동강 수계에 있는 우포늪, 화포천습지, 주남저수지 3개의 습지와 생태축 연결이 가능한 후보지를 선정하고자 하였다. 본 연구에서는 낙동강 수계의 15개 표준유역 내에 존재하는 63개의 습지와 7개의 후보지를 대상으로 적지 분석을 수행하였고, 산정된 점수를 이용하여 생태축 연결에 가장 적합한 하천습지 후보지를 선정하였다. 후보지 평가를 위해 9개의 평가요소를 선정하고, 해당 평가요소들에 분위수를 이용한 점수화 기법을 적용하여 분석을 실시하였다. 결과적으로, 우포늪2(호포)가 36점으로 가장 높은 점수를 받아 생태축 연결 가능성이 가장 높은 후보지로 선정되었다. 따라서 우포늪2(호포)가 홍수터, 서식지, 생물다양성 증진 및 관광자원으로서 역할이 가능한 동시에 생태축 연결에 가장 적합한 것으로 판단하였다.

본 연구에서는 토심 대신 유효토심을 사용함에 따라 발생하는 강우-유출 해석과정의 문제를 VIC(Variable Infiltration Capacity) 모형을 가지고 살펴보았다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 모형의 매개변수를 다음과 같이 결정하였다. 먼저, 가용한 수치 정보를 이용하여 결정할 수 있는 매개변수는 고정하였다. 직접유출 및 기저유출 등에 관여하는 매개변수는 VIC 모형의 추천값을 적용하였다. 토심의 경우 (1) 유효토심을 적용하는 경우, (2) 토양층 연직 구조 특성을 반영하여 유효토심의 1.5배를 적용하는 경우 및 (3) 유효토심의 1.25배를 가정한 토심을 적용하는 경우, (4) 유효토심의 2.0배를 가정한 토심을 적용하는 경우 총 4가지를 고려하였다. 본 연구는 한강 유역의 충주댐 유역 및 소양강댐 유역을 대상으로 1983년에서 2020년까지의 기간에 대해 모의를 수행하였다. 연구 결과, 토심 대신 유효 토심을 적용하는 경우 직접유출과 기저유출에는 정반대의 영향을 미치며, 직접유출에는 3% 이상의 증가, 기저유출에는 동일 규모의 감소가 발생하는 것을 확인하였다. 추가로 충주댐과 소양강댐 유역의 유효토심 추정에 있어 가장 큰 영향을 미치는 것은 암석노출지의 비중으로 나타났으며, 그 영향으로 두 유역의 직접유출률과 기저유출률의 차이가 크게 다른 것으로 확인할 수 있었다.

최근 인공습지(Constructed Wetlands, CWs)를 이용한 탄소격리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 인공습지는 미생물, 식생, 여재 등 소규모 생태계로 탄소흡수원과 탄소 공급원 두가지 기능을 수행하기에 탄소중립을 위한 인공습지의 기능이 확실하지 않다. 따라서 본 연구에서는 인공습지의 탄소격리에 대한 기능을 파악하고자 계량서지학 분석(Bibliometric analysis)을 통해 다양한 논문 및 보고서를 기반으로 다양하고 포괄적으로 검토를 수행하였다. 계량서지학 분석(Bibliometric analysis) 결과 인공습지의 기능은 질소를 초점에 두어 영양염류 제거 효과가 높은것으로 분석 되었으며, 인공습지는 토양 내 탄소함유량 및 탄소 격리는 토양 내 조성된 식생, 조성연도 및 유입수 내 유기물 함량에 따라 다른것으로 나타났다. 인공습지 내 적용되어진 식생 중 부들과(Typha)가 많이 적용되었으며, 탄소격리율에 기여도가 높은것으로 분석되었다. 목본류는 관목류에 비해 상대적으로 탄소격리율이 높아 인공습지 설계시 단일식생보다는 목본류와 관목류의 복합적으로 조성하여 인공습지 내 탄소격리율과 기후변화를 완화하는데 기여할 것으로 분석되었다.

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

본 연구는 토양의 수분함량과 영양소함량을 4구배로 처리한 후에 나타나는 생육반응의 변화에 따른 낙엽성 참나무 두 종-상수리나무와 떡갈나무-의 생태 지위 중복역을 측정하고 두 종간의 경쟁의 정도를 배열법으로 해석한 것이다. 수분환경 구배에서 두 종의 생태 지위 중복역은 광합성과 관련된 잎 기관에서 높았고, 생물량에서는 낮았다. 영양소 구배에서는 줄기 길이와 같은 식물기하학적 형태적 구조와 관련된 형질에서 높았다. 또한 두 종의 경쟁에서 수분구배의 경우 떡갈나무가 현저히 우세하였으나, 영양소구배에서는 오히려 상수리나무가 떡갈나무보다 약간 우세하였다. 이러한 결과는 유사한 환경에서 자라는 유사한 분류군이라도 환경의 종류에 따라 식물체의 형질에 대한 반응이 서로 다르게 나타내는 것이라 할 수 있다.