• 한국습지학회지
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• 제19권4호
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• pp.451-458
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• 2017

본 연구에서는 비용효율적인 인공습지의 설계를 위하여 초기 침강지 내 다양한 도류벽형태에 따른 인공습지의 사수역 및 입자상 물질의 제거효율을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 통해 연구하였다. 그 결과, 초기 침강지에서 도류벽의 형태는 유입 유속에 영향을 미치며, 침전률에도 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. $2{\mu}m$ 와 $5{\mu}m$와 같은 미세한 입자에서는 수평으로 설치한 도류벽에서 침전률이 높았으며, $10{\mu}m$와 $20{\mu}m$ 크기의 큰 입자는 수직형 도류벽에서도 높은 침전률을 나타내었다. 또한, 수직형 도류벽의 경우 좁은 면적에 침전이 집중적으로 이루어지기에 다른 형태에 비해 유지관리가 효율적일 것으로 판단되었다. 이에 인공습지의 설계 목적에 따라 가장 적절한 도류벽의 형태를 선정하여 설계해야 할 것으로 보여진다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
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• pp.223-225
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• 2016

최근 기후변화 및 도시화의 영향으로 홍수와 가뭄과 같은 자연재난이 점점 심화되고 있다. 습지는 유속과 수위를 낮추는 홍수조절 효과가 있으며 가뭄시에는 물을 저장하는 역할을 하여, 인공습지의 조성은 심각해지는 홍수 및 가뭄에 해결방안으로 활용될 수 있다. 기존의 인공습지에 관한 연구는 식생과 수질정화기능과 종 다양성 등 생태적 기능에 관한 연구가 주로 이루어져왔으며, 인공습지의 홍수조절 효과에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 경안천 유역에 인공습지 조성에 따른 수문학적 홍수저감효과를 분석하였다. 이를 위해 수리모형인 HEC-RAS를 통하여 가상의 인공습지를 모형화 하여 인공습지 조성 전 후에 대한 홍수위를 비교 분석하였다. 또한 홍수범람을 모의하여 대상유역의 침수심 및 침수면적을 산정하고 이를 다차원홍수피해액산정법을 통하여 인공습지 조성 전 후에 대한 홍수피해액을 추정하였다. 본 연구결과를 바탕으로 인공습지 조성 사업 시 사업의 경제적 타당성을 평가하며, 인공습지 설계의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.91-91
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• 2017

전 세계적으로 인공습지는 도시화, 기후변화 및 생활수준 향상으로 인한 홍수와 가뭄, 하천생태계 변화, 수질오염과 같은 환경문제의 해결방안으로 제시되고 있다. 이에 따라 국내에서도 여러 목적과 형태의 인공습지가 조성되고 있다. 인공습지의 경우 특정 기능을 목적으로 하여 조성하더라도 인공적 생태계가 조성되므로 복합적 기능을 갖게 된다. 하지만 현재까지의 인공습지 조성 효과에 관한 연구는 한가지 기능에만 초점을 맞추어서 실제 인공습지 조성의 가치가 저평가되고 있다. 본 연구에서는 하천변 인공습지 조성에 따른 여러 효과 중 가장 주가 되는 홍수저감 및 수질개선 기능에 대한 효과를 분석하고 이에 따른 편익을 산정하였다. 먼저 인공습지의 적용 대상 유역을 선정하고 유역 내에 입지를 결정하여 이에 맞는 인공습지를 설계 및 적용하였다. 인공습지 조성에 따른 홍수저감 효과 및 수질개선효과를 각각 분석하였다. 분석 결과에 대해 MD-FDA를 통해 홍수피해액을 산정하였고 대체비용법을 통하여 동일한 수질개선 효과를 갖는 하수처리시설의 하수처리비 및 운영관리비에 해당하는 수질개선 편익을 산정하였다. 본 연구를 통해 인공습지의 홍수저감 효과뿐만 아니라 수질개선 효과를 확인하였으며 정량적인 분석방법을 통해 두 가지 기능에 대한 효과를 분석하여 보았다. 또한 산정된 홍수저감 및 수질개선 효과를 경제적 가치로 환산하여 보다 객관적인 지표로 나타내었다. 본 인공습지 조성에 따른 종합적 편익 산정 연구 결과는 다목적의 인공습지를 적재적소에 적용하는데 기여할 것이다. 추후 생태적 기능, 레크레이션 기능 등에 따른 기타 편익 산정 방법론 조사를 통해 각 기능의 편익을 추가한다면 인공습지 조성에 따른 편익을 종합적으로 고려할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 인공습지 조성의 소요사업비 및 유지관리비를 산정하여 인공습지 조성에 대한 경제성분석을 한다면, 실제 인공습지 조성 사업 시 사업의 타당성을 평가하는 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.39-48
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• 2009

습지식물은 습지의 일차생산자로서 습지 내의 다른 생물뿐만 아니라 습지토양, 수문 등과 같은 무생물 환경요인과 다양한 상호작용을 함으로써 습지의 기능에 큰 영향을 미친다. 따라서 습지식생은 습지 설계에서 중요하게 고려해야 하는 인자이다. 본 연구에서는 인공습지를 조성할 때 식물도입방법으로 다양한 습지식물의 씨앗을 함유한 자연습지토양의 활용성을 알아보기 위하여 습지 mesocosm을 제작한 다음 수심과 자연습지토양 함유량에 따른 수생식물의 출현종과 성장 정도를 조사하였다. 자연습지토양의 발아실험에서 7종의 습지식물이 출현하였는데, 이 가운데 5종은 토양 채취지점인 서낙동강의 식물종과 일치하였으나 2종은 발아실험에서 새롭게 출현하였다. 수심에 따른 출현 식물 개체수는 침수 조건에서 15개체가 출현하여 2개체만 출현한 습윤조건에 비해 훨씬 더 많은 개체가 출현하였다. 자연습지토양의 혼합비율에 따른 출현 개체수는 자연습지토양이 100%일 때 개체수가 가장 많았으며, 자연습지토양의 비율이 50%, 75%, 25%의 순으로 나타났다. 모든 습지실험조에서 출현한 검정말과 붕어마름의 성장 정도를 살펴보면, 검정말은 자연습지토양의 비율이 50%인 조건에서 가장 활발히 성장하였으며 붕어마름은 100% 자연습지토양에서 가장 좋은 성장을 보였다. 자연습지토양 함유량에 따른 식물성장실험결과 자연습지토양의 혼합비율이 50%인 조건에서도 식물의 성장이 원활하여 자연습지토양과 인공습지 조성지역토양을 1:1로 혼합하여도 인공습지에서 식물의 안정된 활착에 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.292-300
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• 2016

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.

• 유기물자원화
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• 제4권1호
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• pp.61-72
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• 1996

최근 축조된 습지를 이용한 폐수처리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는 습지이용시스템이 자연정화법을 이용한 처리법으로써 에너지의 소모량이 적고 유지관리가 비교적 간단하며 기술적 난점이 적기 때문으로 판단된다. 그래서 이러한 시스템은 우리나라 농촌지역에서 특히 응용될 수 있는 처리법이라고 생각된다. 본 논문에서는 이러한 처리법을 우리나라에서 적용할 수 있도록 미국 등 구미선진국에서 개발된 축소형 습지에 대한 설계기준에 대해서 논하였다. 본 논문에서 중점적으로 논한 것은 식생의 종류, 자연적 천이와 관리, 식재기법, 파종기법 및 건설 후의 관리이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1957-1961
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• 2008

대전광역시는 대전시의 3대 하천 살리기 사업 중 하나로 갑천을 2009년까지 수영이 가능한 하천으로 개선하는 '갑천 수질개선 기본계획'을 추진하고 있다. 이러한 계획이 성공적으로 수행되기 위해서는 오염물질을 포함하는 지류의 수질을 개선하는 것이 우선되어야 한다. 대전의 탄동천은 상류에 군부대 시설이 밀집해 있고 하수처리장이 운영되고 있는 관계로 하천 수질은 일반적인 하천에 비하여 높은 오염도를 나태내고 있다. 또한 중류지역의 주거시설에서 하수시스템으로 완벽하게 연결되지 못한 부분에서 오염물질이 유출되는 것으로 추정되며, 연구단지등에서 강우시 유출되는 비점오염물질 등이 하천의 수질에 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 탄동천의 상류 자운동의 자운1교부터 갑천과 합류되기 전의 국립중앙과학관 앞까지의 7.4km 구간의 6개 지점과 하수처리장 방류수, 우수 관거 및 지류인 삼성천 등 6개 점오염원 지점의 총 12개 지점에 대하여 현장조사 및 수질측정 을 진행하였다. 본 연구에서는 하수처리장으로 더 이상 제어하기 어려운 오염물질 농도를 추가로 저감하기 위하여 지표형 인공습지 운영 및 설계방안을 연구하였다. 인공습지를 합리적으로 설계하는 경우 결과 탄동천의 수질을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 하천 환경을 개선하고 경관을 개선하는 효과가 있을 것으로 기대되며 도시형 소하천들의 수질 개선에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
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• pp.221-222
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• 2016

습지는 생태자원의 보고로 다양한 생물종의 서식지를 제공하며, 습지 생태계는 어느 생태계보다 생산성이 높다. 습지는 잦은 수위변동으로 인해 습지의 식물은 수위의 영향을 많이 받는다. 따라서, 식물종의 특징과 최적의 생육환경과의 관계를 규명하기 위해 수위에 따른 식물의 서식환경을 분석해야 한다. 본 연구에서는 자연생태계가 잘 발달되어 있는 남한강의 비내섬 습지에 대해 유황분석을 하였고 유황에 따른 유량을 모의하였다. 모의된 유량과 HEC-RAS 모형을 이용하여 유황별 홍수위를 산정하였으며, RAS Mapper를 이용하여 침수심과 침수구역을 모의하였다. 이를 통해 침수심에 영향을 많이 받는 식물의 서식환경을 분석하였다. 버드나무군락은 침수가 발생하지 않는 지역 및 0~0.8m의 침수심, 물억새군락은 침수가 발생하지 않는 지역 및 0~0.4m의 침수심, 쑥-망초군락과 달뿌리풀군락은 0~0.4m의 침수심, 그리고 환삼덩굴군락은 0~0.8m의 침수심이 발생하는 지역에서 서식하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 유황에 따른 침수심에 대한 식생서식환경을 분석한 것으로 식생을 고려한 인공습지 조성이나 하천설계에 있어 기초적인 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제22권1호
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• pp.39-48
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• 2020

인공습지의 주요한 기능이자 조성된 인공습지의 목적 중 가장 많은 비율을 차지하는 기능은 수질정화 기능이다. 4대강사업 이후 국민들의 수질에 관한 관심과 요구가 증가하였고, 삶의 질 향상으로 인한 수변공간에 대한 활용도가 높아지면서 수질 개선에 대한 필요성은 더욱 증가할 것으로 보인다. 대부분의 인공습지 조성 사업 시 한 가지 목적에만 초점을 맞추는 게 대부분이며, 효과에 관한 연구도 한 가지 기능에 대한 효과를 분석하고 있어 실제 인공습지의 조성의 가치가 저평가 되고 있다. 따라서 인공습지를 조성에 따른 종합적 편익을 산정하기 위해 본 연구에서는 하천변 인공습지 조성에 따른 여러 효과 중 홍수저감 및 수질개선 기능에 대한 효과를 분석하고 이에 따른 편익을 산정하였다. 즉, 하천변에 가상의 인공습지를 설계 및 조성하여, 인공습지 조성 전·후의 비교를 통하여 홍수저감과 수질개선 효과를 산출하였고 이에 따른 편익을 각각 산정하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제21권4호
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• pp.269-273
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• 2002

근자연형 인공습지에 식재한 부들이 거의 죽지 않고 활착하였으며, 7월부터 새줄기가 일부 나오기 시작하였다. 부들의 활착과 성장은 양호한 편이었다. 개수부에는 부들의 새줄기가 나오지 않았다. 조사기간 인공습지의 평균 $NO_3-N$와 평근 TN 제거율은 각각 85.8 $mg/m^2/day$, 174.4 $mg/m^2/day$를 나타냈다. 북미에서 운영중인 인공습지의 평균$NO_3-N$ 제거율 125 mg $N/m^2/day$와 평균 TN 제거율 513 mg $N/m^2/day$ 보다는 다소 낮다. 이들 북미습지는 조성 후 수년이 지나 습지의 기질층이 $NO_3-N$ 및 TN 제거에 양호한 조건을 갖춘 습지들이다. 본 연구 인공습지의 조사기간이 조성 후 초기이고, 조사기간에 겨울철 일부 기간이 포함되어 있는 점을 고려하면 $NO_3-N$과 TN제거율이 양호한 편이라 사료된다. 본 연구습지의 부들이 2$\sim$3년 후 개수부 이외의 습지를 완전히 덮고, 부들의 잔재물이 습지바닥에 쌓여 탈질화에 필요한 탄소공급원의 역할을 하면 $NO_3-N$ 및 TN 제거율이 높아질 것으로 사료된다. 기존의 인공습지는 수질정화 측면을 강조하여 일정한 수심유지와 유입수의 단기이동 방지를 위해 습지바닥을 수평으로 균일하게 조성하여 왔다. 최근 들어 인공습지 설계에서 친환경적인 측면이 강조되는 추세이다. 본 근자연형 인공습지는 제방에 면한 습지바닥의 일부에 완만한 경사를 두고 습지외곽의 모습을 타원형으로 조성하여 자연습지의 모습과 가급적 유사한 모습으로 조성하였다. 초기 조사분석결과 질소정화가 정상적으로 이루어지고 있어, 습지일부에 완만한 경사를 도입하여 자연습지와 유사한 모습으로 수질정화 인공습지의 조성이 가능할 것으로 사료된다.