• 한국수자원학회논문집
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• 제44권8호
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• pp.629-637
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• 2011

본 연구는 수질악화 등으로 사회적 논란이 되고 있는 영산강 하구를 대상으로 하구의 환경가치를 추정하였다. 본 연구는 (1) 동식물 산란지 및 서식지 기능, (2) 오염정화 기능, (3) 여가 및 심미적 기능, (4) 교육/과학/연구 기능 등 하구의 세부 기능별 가치를 평가하기 위하여 MAUT에 근거한 CVM을 적용하였다. 또한 하구 인근 지역만 대상으로 하거나 하구에서 떨어진 지역만 대상으로 해서는 결과의 일반화가 보장될 수 없으므로 하구 인근 지역과 인근 지역을 제외한 전국으로 표본을 분리하여 설문조사를 시행하였다. 분석결과 영산강 하구역인 전남 목포시, 나주시, 강진군, 해남군, 영암군, 무안군, 함평군에연간 약 10.6억원의 환경가치를 창출하고 있으며, 영산강 하구역을 제외한 전국에서연간 약 273.9억원의 환경가치를 창출하는 것으로 나타났다. 두 지역을 합칠 경우 연간 약 284.5억원에 해당한다. 본 연구의 결과는 하구 관리 정책을 위한 적정 투자수준 결정 및 하구관리정책과 관련하여 중요한 정량적 자료를 제공할 뿐만 아니라 후속 연구를 위한 방법론적 지침을 제시 할 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.428-435
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• 2015

인공습지는 물순환, 생태, 수질정화, 경관, 심미적 기능 등의 융합적 기능을 가지고 있어 다양한 분야에서 적용되고 있다. 특히 기후변화와 토지이용의 고도화 문제를 해결할 수 있는 자연친화적 기술로 알려져 있으며, 전 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 국내에 조성된 인공습지는 다양한 형태와 목적으로 적용되고 있으나 설치, 운영 등에 대한 가이드라인이 체계적으로 제시되어 있지 않아 단순 토목, 조경 위주의 습지 조성으로 인공습지의 고유기능 발휘에 한계를 보이고 있다. 본 연구는 인공습지의 적정 설계, 유지관리 및 사후운영 방안 등을 제시하기 위해 국내에 조성된 인공습지에 대한 현장조사를 실시하였으며, 인공습지의 개념 정립 및 분류체계를 확립하기 위해 환경부 및 기타 기관에서 분류하고 있는 인공습지의 분류체계에 대하여 조사였다. 인공습지 현장조사는 2013년부터 2014년까지 43개 지점의 인공습지를 대상으로 실시되었다. 현장조사를 실시한 인공습지 중 우수사례로 꼽힌 인공습지는 공통적으로 수변공간 제공, 오염물질 정화기능, 생태서식처 제공 등의 다양한 기능을 발휘하고 있는 것으로 나타났으며, 식생, 퇴적물, 시설관리 등의 유지관리가 적절하게 수행되는 것으로 분석되었다. 현장조사 결과를 바탕으로 인공습지의 적정 설계 및 유지관리 방안을 제시하였으며 이러한 결과는 실제 현장에서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제36권2호
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• pp.32-41
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• 2008

본 연구는 현재 비보 못과 비보 숲의 형태가 남아있는 대구광역시 소재 경주 최씨의 씨족마을인 옻골마을을 대상으로 실증적인 조사를 하여 환경생태적으로 해석하고자 한다. 특히, 비보경관인 비보연못, 비보숲 그리고 마을수계를 환경생태적으로 해석하고 규명하고자 한다. 연구방법은 연구대상지에 현재 남아 있는 비보경관에 대해 풍수지리적으로 서술하고 이것에 대한 환경생태적 의미를 규명하고자 한다. 환경생태적 의미는 매우 포괄적인 개념이지만 본 연구는 실증적 연구로서 삶의 질의 측면에서 다음과 같이 해석하고자 한다. 첫째, 지속적인 수계기능의 활성화를 규명하고자 수질을 측정했다. 즉 선비의 상징 및 휴식공간이 있는 동계, 생활주거공간인 서계, 이 두 계곡의 물이 합쳐지는 비보연못 그리고 연못에서 머문 후 마을 밖으로 흐르는 개울의 수질을 측정했다. 둘째, 마을의 안과 밖을 경계하는 비보숲의 미기후에 대한 기능을 평가하고자 했다. 즉 숲을 중심으로 각각 200m 떨어진 지점에 각 지점별 2개의 온도기를 설치하여 시간대별로 기온을 측정했다. 셋째, 건전한 생태계를 지속시킬 수 있는지에 대해 측정했다. 즉 경관생태지표를 선정하여 측정했다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 비보연못은 수질정화의 기능을 하는 것으로 규명되었다. 또한 동계정, 정려각 등 조경공간의 기능이 배치되어 있는 동계는 암벽과 계류 등 경관이 빼어나 주로 남성들이 이용하는 공간이었던 것에 비하여 주거공간이 많은 서계는 빨래 등 여성들의 활동에 필요한 공간으로 사용된 것으로 수질의 차를 설명할 수 있을 것으로 사려된다. 둘째, 비보숲의 경우는 그 목적인 방풍과 온도저감을 기대하기는 적합하지 않는 소규모의 마을숲으로 다만 마을의 영역을 구분하는 기능을 한다고 해석함이 바람직할 것이다. 셋째, 경관생태지표를 통한 생태적 건전성은 양호하며 보통의 전통농촌마을과 유사성을 보이고 있다. 녹지연결측면에서 본다면 마을 경계녹지와 마을숲의 연결은 매우 양호하다. 특히 훼손된 마을숲을 잘 복원한다면 생물서식환경의 기능을 할 수 있을 것으로 기대된다. 연구결과를 고찰해보면, 전통마을공간은 인간과 자연이 유기적인 통합체로 공존하는 환경생태학적 사고를 바탕에 둔 풍수지리사상의 영향으로 형성되었다. 또한 환경생태적 방법으로 볼 때, 풍수지리사상 중 비보사상에 의해 조성된 비보못과 비보숲의 의미는 지속 가능한 마을을 조성하는 중요 요소로 볼 수 있다. 다양한 수공간은 물의 순환체계를 원활하게 해주어 수질정화와 수량 확보에 크게 기여할 것이며, 숲은 마을을 위요시켜주면서 미기후를 조성하게 해주어서 겨울과 여름철의 기온차와 습도차를 줄어줄 것이다. 하지만, 숲의 규모가 작고 훼손이 심한 경우 상징적인 영역성을 나타내는 경우가 많다. 그리고 전체 녹지체계와 식생구성은 생물다양성을 증진시키고 종의 이동을 원활하게 하는 연결녹지로서 기여할 것이다. 옻골마을은 마을형국을 보다 완전하게 만들기 위해 비보경관을 조성했다. 즉 땅의 생태질서를 최대한 유지하고 그것에 대한 점진적 이해를 바탕으로 조정된 마을로 쾌적한 주거환경을 만들어 낼 수 있었다. 또한 이러한 전통마을계획방법은 유기적이고 환경생태적인 방법이라고 할 수 있을 것이다. 환경생태학에서 보는 전통마을은 객관적으로 이해될 수 있는 대상이다.

• 한국산림과학회지
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• 제88권4호
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• pp.498-509
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• 1999

이 연구는 전나무림과 잣나무림에서 산림시업(山林施業)(간벌 및 가지치기)이 산지의 물순환(循環) 소과정(素過程)에서 전기전도도에 미치는 영향인자(影響因子)를 파악하여 산림시업(山林施業)에 따른 산림(山林)의 수질정화기능(水質淨化機能)을 평가(評價)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하기 위하여 실시하였다. 1996년 3월부터 5월까지 산림시업을 한 광릉시험림 31, 33임반내 전나무림과 잣나무림 유역에서 1998년 3월 1일부터 동년 8월 4일까지 임분특성(林分特性), 강우(降雨), 임내우(林內雨)(수관통과우(樹冠通過雨), 수간류(樹幹流)), 토양수(土壤水), 계류수(溪流水)의 수질동태(水質動態)를 분석(分析)하였다. 산지의 물순환 소과정별로 분리했을 때 전나무림 시업구의 임내우, 토양수에서 전기전도도의 설명에 유의한 영향을 미치는 인자는 음(陰)이온총량(總量)과 $NO{_3}^-$이었고, 비시업구에서는 $SO{_4}^{2-}$, $Cl^-$, 음이온총량이었다. 잣나무림 시업구의 임내우 토양수에서 전기전도도의 설명(說明)에 유의(有意)한 영향(影響)을 미치는 인자(因子)는 $NO{_3}^-$와 선행무강우일수(先行無降雨日數)이었고, 비시업구에서는 이온총량(總量), $NO{_3}^-$, $K^+$, pH, 음이온총량이었다. 전나무림과 잣나무림 계류수에서 전기전도도의 설명에 유의한 영향을 미치는 인자는 강수량, $Na^+$, 이온총량이었다. 강우(降雨), 전나무림과 잣나무림에서 시업구(施業區)와 비시업구(非施業區)의 임내우(林內雨) 토양수(土壤水), 계류수(溪流水)를 통합했을 때 전기전도도(電氣傳導度)의 설명(說明)에 유의(有意)한 영향(影響)을 미치는 인자(因子)는 양(陽) 음(陰)이온총량(總量), $Na^+$, $Cl^-$, pH 등이었다.

• 환경기술인
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• 통권181호
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• pp.70-75
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• 2001

본 연구는 '99년 7월에 벤처형 중소기업 기술개발 지원사업으로 신규 계약된 과제로서 상수원수의 전처리 및 하수 2차 침전수의 재처리 공정에 활용될 생물 산화 여과지를 개발하는 것이다. 생물 산화 여과 system은 상수 원수의 전처리, 상수도의 고도정수 처리, 하수 및 폐수처리에 이용될 수 있는 것으로, 특히 물리적 여과기능과 포기 과정을 통한 산화 기능을 포함하는 생물학적 분해 및 자연정화처리환경을 유지하여 수질이 악화된 상수도의 전·후처리나 하.폐수의 3차 처리에 적용하기 위한 것이다. 생물 산화 여과 시스템은 여과지의 하부 장치에 균등한 공기(산소)공급시설을 하여 여과층에 연속적으로 공기를 공급하면서 여과를 함으로서 생물막 여과 및 산화 기능으로 유기물질, 철, 망간 등을 제거하고 공기의 부상력에 의하여 조류, 부유물질, 냄새 등을 동시에 제거하는 System이다. 현재 상수처리 공정으로서의 생물 산화 여과지 개발을 위해 Bench-scale과 semi-pilot plant를 거쳐 Y시 M취수장애 pilot plant를 설치하여 연구를 진행중에 있으며, 또한, G시 G하수처리장에 하수처리 공정에 관한 연구를 위해 pilot plant를 설치하고 하수 3차 처리와 저농도 하·폐수 처리를 중심으로 연구중에 있다. 아래의 연구 결과는 정수처리 공정 연구를 위한 Bench-scale plant실험을 통해 얻은 결과치이며 현재까지 진행된 연구는 주로 정수처리 공정 중심으로 이루어 졌으나 pilot plant에서는 정수 및 하수처리에서의 생물산화여과공정의 연구가 진행중이다. 현재 연구가 진행중이므로 각 인자별 최적운전조건 등은 계속적인 실험과 연구를 통해 찾아지겠으나 현재까지 수행된 연구자료를 기반으로 볼 때 생물산화 여과장치는 탁도, SS, VSS 등의 제거에 탁월한 효능을 보이고 있다. 수처리용 장치로서의 이러한 기본적인 기능 이외에 NPOC, DOC 제거에도 뛰어난 효능을 보이고 있으며 특히 정수처리 공정에서 문제시 되고 있는 동절기 암모니아성 질소제거 또한 큰 가능성을 보여주고 있다. 그 동안 외국기술에 전면 의존해 오던 생물 산화 여과방식의 국내개발은 비용 절감뿐만 아니라 국내 실정에 맞는 기술개발이라는 점에서 향후 그 적용 범위를 넓혀 갈 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.468-468
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• 2021

도시의 개발은 불투수면의 증가, 토지이용의 변화, 용수 수요 증가를 초래하였고, 최근에는 기후변화 양극화 현상으로 도심내 물순환체계를 더욱 왜곡시키는 문제를 초래하였다. 1962년부터 서울의 도심지가 본격적으로 개발되기 시작하면서 7.8%였던 불투수율이 2010년에는 50%까지 증가하였다. 토지의 피복상태가 숲과 흙일 때는 강우의 10%는 하천으로, 토양 흡수는 50%, 증발이 40%가량 된다. 보통 토양에 흡수된 물은 토양층에서 머물렀다가 중간유출되어 하천으로 유입되거나 지하수로 전환된다. 그러나 개발로 인하여 아스팔트나 콘크리트로 포장된 경우 55%가 하천으로 유입되고 토양으로 흡수되는 양은 15% 정도로 강우가 급격하게 유출되어 빠져나가 버린다. 도시 불투수면적의 증가는 단순히 치수와 이수의 문제뿐만 아니라 도심의 하천 및 녹지공간에 조성되어 있는 생태계 유지에 필요한 최소한의 수량인 생태용수 확보마저 위협하고 있다. 도심 하천의 환경생태유량 확보는 하천의 정상적인 기능을 유지할 뿐만 아니라 하천의 자정 능력을 향상하며, 수생생물의 서식환경을 보존에 기여하므로 도심의 자연성 회복에 있어 매우 중요하다. 도시 생태환경은 녹지의 단절과 파편화로 연속성을 확보하지 못하고 있는데, 이렇게 단절되고 파편화된 생태계를 연결하여 생태축을 확보하면 도시 생태계의 건강성을 증진시킬 수 있다. 대부분의 도시에서 관리하고 있는 가로수 및 띠녹지 등 녹지공간(그린 네트워크, Green Network)을 활용하여 수원 함양이나 수질정화 기능(블루 네트워크, Blue Network)을 부여하면 녹지와 수자원을 연결한 그린-블루 네트워크를 형성하여 도시 생태용수확보에도 기여할 뿐만 아니라 나아가 도심 하천의 자연성 회복에도 기여할 것으로 기대된다. 본 연구는 도시의 가로수와 띠녹지를 활용하여 빗물저장 기능과 침투기능을 확대하기 위해 기존에 녹지 및 공원 관리 차원에서 가로수 도시계획이 수립되고 관련 사업이 진행되어 온 현행 제도상의 문제점을 검토하여 제도적 개선 방안을 제안하는 것에 목적을 둔다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1013-1020
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• 2008

시화호 인공습지의 오염물질 제거효율을 분석평가하고 수질정화기능의 저하원인을 파악하기 위하여 습지내 16개 지점에서 시공간적 수질분포에 대해 조사하였다. TN을 제외한 오염물질 제거효율은 조성 초기에 비해 낮아졌으며, 계절변동 또한 매우 큰 것으로 나타났다. 특히 BOD와 TP의 평균 제거효율이 각각 12.3%, -44.5%로 낮고, TN과 SS에 비해 계절변동이 큰 것으로 나타났다. 월평균 BOD의 제거효율은 습지 하류부에서 식물플랑크톤이 대량 증식하였던 4월과 7월에 처리효율이 나타나지 않았으며, TP의 경우는 4월부터 8월까지 제거효율이 지속적으로 감소하였으며 수온이 가장 높았던 8월에 -291%를 나타냈다. 폐쇄수역에서 SS 농도분포는 좌안과 우안에 비해 중앙지점에서 높은 것으로 나타났다. 또한 ANOVA test로부터 수평적으로 유의적인 차이(p = 0.013, 중앙 > 좌안 > 우안)를 보였다. 시화호 인공습지에서 오염물질 제거효율의 저하원인은 과도한 유기물 생산에 의한 습지의 혐기성환경과 이에 따른 습지 하류부에서 용출된 인과 대량 증식한 식물플랑크톤이 균등하지 못한 물 흐름에 의해 식생대를 거치지 않고 유출되었기 때문으로 유추된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.72.1-72.1
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• 2013

광촉매 활용 기술은 수질 및 대기 중의 난분해성 오염 물질 처리 등의 환경 분야에서부터 항균 및 초친수성 기능을 활용한 소재 분야, 그리고 태양광을 이용한 물분해 수소 제조 및 이산화탄소의 전환 등의 인공 광합성 연구 분야까지 그 응용분야가 대단히 넓은 기술이다. 본 강연에서는 이러한 광촉매의 반응 원리와 대표적인 응용분야인 환경 정화 분야 및 에너지 분야에서의 광촉매 기술의 활용, 그리고 현재 광촉매 관련 연구 분야의 주요 관심사 및 미래 성장을 위한 과제 등을 포괄적으로 다루고자 한다. 광촉매 반응은 반도체의 따간격 에너지 흡수에 따라 전자와 정공(+전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 발생한 뒤에 일어나는 계면에서의 전자전달 반응을 기초한다. 발생한 정공과 전자는 각각 산화와 환원 반응을 유발하며 이러한 산화, 환원반응을 통해 다양한 분야로의 응용이 가능하다. 환경 정화 분야의 경우, 정공이 물 혹은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 생성되는 OH 라디칼 ($OH{\cdot}$)의 강력한 산화력을 주로 이용하게 된다. OH 라디칼에 의한 다양한 난분해성 유기물질의 산화분해 반응을 활용하여 고도처리공정이 가능하게 되며, 수계 난분해성 유기오염물질의 제거뿐만 아니라 대기 중에 존재하는 VOCs, 악취물질 등의 분해도 가능하며, 아울러 바이러스나 박테리아와 같은 세균을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 물 분해 수소제조 및 이산화탄소의 전환과 같은 에너지 분야 응용의 경우, 전도대의 전자를 활용한 환원반응에 기초한다. 앞서 언급한 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 광촉매의 종류 또한 매우 다양하며, 이사화티탄(TiO2)는 대표적인 고효율 상용 광촉매이다. 아울러, 원하는 응용 분야에서의 광활성이 높은 새로운 광촉매의 제조 및 평가가 꾸준히 진행되고 있으며, 그 가운데 태양광의 가장 많은 영역을 차지하고 있는 가시광 활성을 갖는 광촉매 개발에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이에, 현재까지 개발된 다양한 가시광 광촉매 시스템에 대한 소개 및 각 광촉매 응용분야에서 최근 새롭게 대두되고 있는 이슈들에 대하여 중점적으로 고찰하고자 한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국전통조경학회지
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• 제30권2호
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• pp.90-100
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• 2012

본 연구는 수생태계의 건전성 활용방안에 대한 연구를 마을방죽과 수체계의 원리에서 그 해답을 찾고자 하였으며, 연구대상지 10개의 마을방죽을 중심으로 분석하였다. 마을방죽의 수체계를 구성하는 우물, 공동샘, 마을수로 등 물 흐름을 이루고 있는 구성요소들의 구조와 특성에 대한 이해를 바탕으로 마을방죽의 사회적 생태적 역할 및 도시화로 인해 훼손되거나 소멸된 수생태계 건전성 확보와 생태적 유역관리를 위한 하나의 도구적 방안으로서의 결론은 다음과 같다. 1. 마을방죽은 마을에서 발생하는 배출수와 방죽보다 높은 수위의 농경지에서 흘러드는 농수로를 통해 물을 방죽에 모아서 농업용수로 재활용하고, 그 이상의 물은 논도랑을 통해 하천으로 흘려보내는 구조로서, 각 마을에서 발생하는 유출수를 효율적으로 관리하는 생태적 유역관리를 일상에서 실천하고 있었던 것이라고 볼 수 있다. 단순한 물 흐름의 일시적 저류시설이 아니라, 이를 다시 재사용하고 걸러서 하천으로 보내는 일종의 친환경수처리 시스템인 것이다. 2. 전통마을 5개소와 근대화 이후 농촌마을 5개소를 중심으로 사례대상지 10개의 마을방죽을 선정하여 마을의 수 체계와 방죽의 구조, 물 흐름을 분석하여 방죽의 유형을 분류하였다. 마을방죽의 유형은 소택습지형, 자연유하의 물흐름 구조인 수고답저형, 인위적 수리시설이 필요한 수저답고형 등 3가지 유형으로 분류되었다. 사례연구 대상지 중 전통마을 5개소는 모두 소택습지형으로 나타났으며, 근대화 이후 농촌마을 중 계지마을, 산제리마을, 마암마을, 양촌마을은 수고답저형으로, 상천리마을은 수저답고형으로 분류되었다. 3. 소택형 방죽과 수고답저형 방죽, 수저답고형 방죽으로 분류된 사례대상지의 수질분석을 통해 마을방죽의 수질정화 기능을 확인하였다. 마을하수도 유출수와 생활하수의 영향을 받는 원터마을과 계지마을에서는 암모니아성질소($NH_3-N$)와 총인(T-P)의 효율이 56~95%로 높은 것을 볼 수 있으며, 축사와 농경지의 영향이 강한 상천리와 산제리 마을에서는 부유물질(SS)이 70~85%, 총질소(T-N)와 총인(T-P)이 5.3~65%의 효율로 나타났다. 4. 오염원의 침전과 여과, 식물에 의한 탈질작용을 통해 마을에서 유출되는 생활하수, 마을하수도 배출수, 우수유출수 및 비점오염원들이 하천에 유입되기 전에 다시 한번 걸러주게 되는 수질정화 시스템을 마을방죽의 구조에서 확인할 수 있다. 이러한 구조를 통해 마을방죽은 생태적 유역관리를 위한 기초적 시설로서 활용되어져야 한다. 환경 필터층의 역할을 하는 마을방죽의 수처리 시스템은 단위유역, 집수유역 중심의 생태적 유역관리를 위한 친환경 시설로서 연구되어지고 활용되어야 한다.