• Spatial Information Research
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• v.3 no.1
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• pp.1-18
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• 1995

Despite the widespread use of GIS over the past ten years, it has been limited application for regional modeling of pollutant loadings such as sediment, nitrogen, and phosphorus(non-point source pollution), The goals of this study were to: select important processes and parameters of watersheds that contribute to non-point source pollution degradation, develop a ranking model to use the environmental geologic data and verify the model by comparing results with existing water quality data(Chung-ju Lake) for specific watersheds, The GIS database consisted of topography, geology, soils, precipitation, rainfall erosivity, land use, and watershed boundaries. The index(NPSP) for assessing non-point source pollution was comprised in the following three seperate components: soil loss index(SLI) assesses the potential soil erosion and sedim-ent delivery from field to stream; run-off potential ratio(R.P.R) predicts the potential production of surface runoff; chloropgyll-a index ranks the potential manure(animal or human) production within a watershed. The GIS model was a valuable tool to assess the impact of environmental pollation in watersheds.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.440-440
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• 2012

본 연구에서는 수질관리 및 기후변화(온실가스 저감) 등에 부응할 수 있는 SRI 벼재배 방법을 국내 논에 적용하여 농업비점오염원과 온실가스 저감효과를 측정하고 비교하여 SRI의 환경개선효과를 평가하고자 하였다. 시험포는 대조구인 상시담수처리구(관행, 재식거리 $30{\times}15cm$)와 SRI 물관리 처리구로 조성하였다. 각 시험포에는 관개배수시설 및 관개량을 측정할 수 있는 수도계량기, 유출량 측정을 위한 플륨 및 수위계 그리고 온실가스(메탄 및 이산화질소)를 측정하기 위한 아크릴재질의 Chamber를 설치하였다. 관행 및 SRI 시험포에 이앙할 모의 재배품종으로 오대벼를 공시하고 모든 시험포의 경우 1주당 3-5본씩 기계이앙을 실시하였으며, 물관리를 제외한 시비와 제초 등의 영농관리는 동일하게 수행하였다. 메탄($CH_4$)과 아산화질소($N_2O$)는 주 2회, 오전 9시 12시에 60 mL 주사기로 주기적으로 시료를 채취하여 GC로 분석하였다. 그리고 관개기간동안 관개량, 강우량 그리고 강우 유출량을 측정하고 수질시료를 채취하여 오염부하를 산정하였다. SRI 시험포의 SS, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$, BOD, TN, TP의 총 오염부하량은 각각 583 kg/ha, 210.8 kg/ha, 70.1 kg/ha, 30.7 kg/ha, 56.1 kg/ha, 3.55 kg/ha로서 관행 시험포의 오염부하량에 비해 27.1~46.0%의 오염물질 저감 효과를 보였다. 그리고 각 시험포별 온실가스 메탄과 아산화질소의 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산하여 이산화탄소($CO_2$) 기준으로 산정한 결과, 관행은 14.2 톤/ha 그리고 SRI 물관리 처리구 4.0 톤/ha로 관행 대비 SRI 처리구에서 71.8%의 온실가스 감축효과를 나타내었다. 따라서 SRI 벼재배기술은 논 비점오염부하 및 온실가스 저감을 위한 효과적인 최적영농관리방법인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.433-437
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• 2007

최근 환경부에서는 낙동강 유역의 오염총량관리제도의 시행에 따라 이제까지의 배출구 수질기준으로부터 총량수질기준을 통한 수질관리를 실시하고 있다. 오염총량관리를 실행하기 위해서는 주요지천 및 폐수처리장에서의 수질개선 및 비점오염원 관리가 선행되어야 하는데 이를 효율적으로 제어하기 위해서 낙동강 유역에 적합한 최적 수질해석 모델의 개발이 요구되는 상황이다. 수질모델의 가장 큰 목적은 유역으로부터 발생한 오염물이 하천으로 유입되었을 때 하천 수질 및 생태계의 수학적 표현을 통해 장래의 수질을 예측하고, 예측된 결과에 따라 합리적인 수질관리대책을 수립하는 것이다. 낙동강은 대표적인 수지상 하천망의 형태로서 댐 방류량 및 지류유입량은 본류 수계에 직접적인 영향을 미치며, 수질해석의 기본이 되는 수리계산에 매우 중요한 변수가 된다. 또한 대구, 구미, 왜관, 김천 등에서의 오염부하가 금호강, 남강 등의 주요 지류를 통하여 본류부로 유입되고 있으며, 하류부 칠서, 원동, 매리, 물금 등에서는 대량의 하천수를 취수하여 부산, 울산, 마산, 창원 지역 등의 생활 및 공업용수의 원수로 사용하고 있다. 다시 말해서 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절, 지류 유입량, 비점원 유입량 등 계산영역 경계에서의 비정상상태의 수리조건과 수질관리 계획에 의해 일률적으로 오염이 부하되는 정상상태의 수질조건이 공존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 적합한 동적 수질모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 갈수저수조건 및 불규칙한 하도단면을 반영하고, 동적 상태의 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절 영향, 지류 유입량 등 다양한 하천조건에서 발생하는 동적 흐름을 안정적으로 해석하여 낙동강 수질해석의 신뢰도를 향상시킴으로서 낙동강에 유입된 오염물질이 수계에 미치는 영향을 정확히 분석하고자 하였다. 동적수질해석에 의한 모의결과는 유량의 경우 상류부분은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 중류 이후 지류의 유입이 많아지면서 지류의 변화를 정확히 입력하지 못해 모의치와 실측치의 차이가 발생한다. BOD의 경우는 수질이 양호한 상류지역은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 오염원의 유입이 많은 중류지역부터는 실측치와 차이를 나타내다가 하류지역에서 다시 비교적 일치함을 알 수 있다. TN의 경우는 전반적으로 실측치보다 높게 모의되었고, TP는 전반적으로 실측치와 비교하여 잘 모의되었다. 본 연구에서 구축한 동적 수리해석모형 및 동적 수질해석모형은 낙동강 유역에 대해 유량 및 수질 등의 실제 하천의 경향에 비교적 잘 반영하므로 오염물총량규제에 따른 합리적인 하천 수질관리대책을 수립하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.1
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• pp.37-44
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• 2017

Nonpoint source (NPS) pollution continues to degrade the water quality. NPS pollutants signals high concerns against a sustainable environment. Low impact development (LID) is the leading management practice which regulates and treats stormwater runoff especially in highly impervious urban areas. Constructed wetlands are known to have efficient removal capability of NPS pollutants. Likewise, these LID facilities were intended to maintain the predeveloped hydrologic regime through series of mechanisms such as particle settling, filtration, plant uptake, and etc. In this study, the objective was to investigate the characteristics, fate and treatment performance of the two in-campus constructed wetlands (SW1 and SW2) which were installed adjacent to impervious roads and parking lots to treat stormwater runoff. A total of 42 storm events were monitored starting from July 2010 until November 2015. Manual grab sampling was utilized at the inlet and outlet units of each LID facilities. Based on the results, the wetlands were found to be effective in reducing 37% and 41% of the total runoff volume and peak flows, respectively. Aside from this, outflow EMCs were generally lower than the inflow EMCs in most events suggesting that the two wetlands improved the water quality of stormwater runoff. The average removal efficiency of pollutants in facilities were 63~79% in TSS, 38~54% in TN, 54% in TP and 32%~81% in metals. The results of this study recommend the use of constructed wetlands as efficient treatment facility for urban areas for its satisfactory performance in runoff and pollutant reduction.

• Journal of Wetlands Research
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• v.9 no.3
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• pp.43-49
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• 2007

A ditch is a facility for managing washed-off runoff from parking lot area. Washed-off runoff inflows into ditches where it is retained for a short period of time. At this point, it is assumed that a ditch is a preliminary unit for runoff treatment. This research carries out the distribution of particle size and chemical compound for sediment in parking lot ditch. This work is important to understand the amount of generated sediment from this area to be able to determine different particle size ranges for treatment. Metal concentrations for sediment according to particle size are analyzed. From the distribution of particle size, the weight ratio with the range of $425-850{\mu}m$ is the highest. Considering its weight ratio, the metal concentration of coarser particles is high, otherwise metal concentration increases as particle size decreases. Metal load of the range is higher and the ratio of total metal load in the case of Cu, Pb, Zn is nearly 30%. Moreover metal concentration associated with particle size depends on particle ratio. To manage non-point source pollution for parking lot area, these results can be used with this ditch unit.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.185-192
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• 2007

Newly constructed road is a requisite to be able to carry out BMPs (Best Management Practices) under TMDL(Total Maximum Daily Load) program of the Ministry of Environment. BMPs require pollutant source control during road construction and wash off reduction plan as well as maintenance practices subsequent to construction on the purpose of discharging the minimum wash off non-point source pollutants. The objective of this study is to provide supportive discharged data in evaluating the discharged non-point pollutant load from a highway toll gate area. It can be applied to manage non-point source pollutants on roads. The results validate the first flush phenomenon that it is known to be one of the wash off characteristics in paved area. In addition, the load per unit area and load per unit rainfall duration applying EMC are calculated. The mean load per unit rainfall duration is assessed to be $533.7mg/m^2-hr$ for TSS, $396.2mg/m^2-hr$ for COD, $17.0mg/m^2-hr$ for TN, and $4.8mg/m^2-hr$ for TP. These results show the unitload taken from monitoring are higher than the unit load suggested in the TMDL. It is important to adopt real pollutant unit for road to be able to perform BMP successfully.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.3
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• pp.245-256
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• 2010

We study the basic theory and applicability of the WQUAL block in the FFC2Q model and the characteristics of non-point pollutant loads during the early stage of runoff. Study is also performed on selection of the values of the related parameters and their effect on the simulation results. FFC2Q simulation results are compared for verification with the measured data for three rainfall events in the Gunja Subbasin and found to be similar to the measured data in peak-flows, total runoff volumes, total loads, peak concentrations and times of peak concentration. This model thus shows results very close to those applying the SWMM and MOUSE models, even though it uses simplified input data. Related to rainfall distribution, under the condition of Huff 1st quartile distribution the pollutant loads occurred earlier than under other conditions, and in the early stage of rainfall the BOD and COD loads increased faster than the SS loads. The NPS loads were concentrated in the early stage of rainfall and finally reached total loads, so the rainfall after that could not contribute so much to the NPS loads.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.4
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• pp.129-134
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• 2009

As a result of improved wastewater treatment facilities, the point source pollution emitted from human and municipal wastes is greatly decreasing. Conversely, the non-point source (NPS) pollution emanated from city streets, rural homes, suburban development, animal feedlot, croplands, and forestry is rapidly increasing. Practically, the main concern of the government is to control NPS pollutants by means of establishing a long term plan in order to protect the aqua-ecosystem. Studies have been conducted to assess the intensity of NPS from various landuses. In Korea, the data on NPS pollutant loadings are limited to few and broadly categorized landuses unlike in USA wherein specific landuses are available. This research aims to characterize the wash-off characteristics of NPS pollutants from forest landuse. Two sites were monitored during 15 storm events from 04/2008 to 10/2008. Mean $BOD_5$ EMCs are 1.13 mg/L and 0.91 mg/L for the two sites, respectively. The results of this research will be a helpful contribution for the assessment of total NPS pollutant loadings.

• Clean Technology
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• v.19 no.3
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• pp.295-299
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• 2013

This study was purposed and performed to evaluate removal efficiency of non-point source pollution in the process and system based on bio-retention design criteria regulated by EPA. Basic Column Reactors (BCR) were prepared for optimal determinations of inflow rate of first rainfall runoff and composition and ratio of soil layers. Removal efficiencies of non-point source pollution from synthetic runoff and real first rainfall runoff, directly sampled from motor way and parking lot, were analyzed, respectively. Removal efficiency of SS, BOD, COD, T-N, and T-P were all shown to be more than 80%.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.79-79
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• 2011

도시지역에서 강우발생 시 우수는 대부분 도로를 통해 이동하고 배수된다. 도로의 배수시설은 도로면의 안전을 확보하기 위한 목적뿐만 아니라 도로 이외의 지역에 흐르는 유출수를 배수시키는 기능도 포함하고 있다. 현재 우리나라의 도로배수는 빗물받이와 횡유입부를 통해 대부분 이루어지고 있다. 이러한 배수시설이 제 기능을 충분히 발휘하지 못하면 노면수가 정체되고, 노면수가 인근 주택가로 유입되어 침수피해를 가중시키는 경우도 있고, 교통의 원활한 흐름을 저해하게 된다. 도로배수시설의 설계 시 설계빈도에 상위하도록 충분한 여유를 두고 설치하더라도 부유잡물 등에 의해 그 효율이 저하될 수도 있다. 또한 배수시설을 통해 배수되는 초기 유출수는 많은 비점오염원을 포함하고 있고, 이러한 오염원이 하천으로 유입되어 하천수 및 저수지를 오염시킬 수도 있다. 본 연구에서는 배수시설 중 빗물받이의 효율개선과 비점오염원을 처리할 수 있는 비노출배수로에 대하여 수리실험을 실시하고 효과를 검토하였다. 이를 위해 폭 2.4 m, 길이 10.0 m의 실험도로를 제작하였고, 유입유량을 증가시켜가며 배수효율을 확인하였다. 또한 흙탕물을 유입시켜 비노출 배수로를 통해 배수시킨 후 유입수와 유출수의 부유물질, BOD, $COD_{Mn}$, TN, TP의 량을 측정하고 변화를 확인하였다. 이때 비점오염원처리를 위한 여과재료로는 제오라이트를 이용하였다. 실험결과 실험도로의 측면에 비노출 배수로를 설치하였을 경우 도로위에 수심이 거의 발생하지 않으면서 배출할 수 있는 최대 유량은 2.29 l/s였고, 서울시를 기준으로 설계빈도 10년에 대하여 본 연구의 실험도로 규격에서의 유출량이 1.09 l/s임을 고려할 때 10년 빈도 강우강도 발생 시 비노출 배수로가 충분한 여유를 가지고 배수 시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험도로의 규격에서 2.29 l/s의 유출량이 발생하기 위한 강우강도는 서울시를 기준으로 100년 빈도에 상위하는 강우강도로 비노출 배수로에 막힘이 없는 경우 100년 빈도의 강우시에도 노면수 배출이 가능하였다. 쓰레기와 모래와 같은 부유잡물이 배수로를 막고 있다 하더라고 배수효율 저하는 크게 발생하지 않았다. 또한 BOD와 $COD_{Mn}$의 농도는 유입수와 비교하여 30%이상의 제거 효율을 보였다. 특히 부유물질의 경우 제거효율이 50 %인 것으로 검토되어 본 연구의 비노출 배수로가 초기우수의 오염원제거에 효과가 있을 것으로 판단된다.