• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.90-102
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• 2017

본 연구에서는 과거 2년에 걸쳐 강우유출수 처리목적의 인공습지로부터 수집된 수질자료를 바탕으로 지금까지 국외에서 개발된 다양한 형태의 영양소 모델의 적용성을 평가하였다. 검토결과 질소제거에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 수온과 수리학적 부하율(HLR) 이었는데 습지의 수표면적이 습지의 용량에 비해 더 중요하게 작용했음을 시사해주고 있다. 질소제거는 미국 WEF(water environment federation)가 개발한 준경험적인 형태의 모델이 적합한 것으로 밝혀졌다. 한편 인 제거 모델은 수온과 제거속도상수의 관계를 Power Model로 보고 모의했을 때 실측치와 가장 가깝게 계산치를 산출할 수 있었으며 실측치의 증가와 감소경향을 비교적 정확하게 모의할 수 있었다($R^2=0.79$). 그러나 모든 시도에서 수온이 특정온도 이하로 감소했을 때 가장 심한 오차를 발생하여 취약한 예측성능을 보였다. 한편 인공습지에서 질소제거특성을 검토한 결과 질산화에 비하여 탈질이 저조한 것으로 나타났는데 그 이유는 탄소원의 부족과 높은 용존산소 농도로 인하여 Anoxic 조건의 미형성 때문으로 분석되었다. 질소제거 향상방안으로 용존산소의 제어와 탄소원의 확보차원에서 햇빛에 노출된 개방수역과 햇빛에 노출된 식생구역, 그리고 습지의 기능적 측면을 고려한 구성요소의 배분 및 부유 수생식물 및 무기성 여재를 이용하는 방안을 논의하였다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.115-128
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• 2008

도시화 및 산업화 등 인간의 다양한 활동은 하천의 주요 오염원으로 평가되어져 왔다. 현재 하천의 수질에 악영향을 미치는 요인으로 토지의 이용 및 축산업에 따른 비점오염원을 관리하기 위한 다양한 연구들이 이루어고 있으며, 이 가운데 서울을 비롯한 경기도의 상수원을 공급하는 주요 수자원으로 이용되고 있는 팔당호의 관리 방안에 대한 초유의 관심이 모아지고 있는 실정이다. 지금까지 팔당호의 수질개선을 위한 노력의 일환으로 경안천 살리기 운동과 같은 지자체의 노력이 이루어지고 있으며, 상당한 액수의 경비를 소요하고 있는 실정이다. 특히, 경안천 하류에 대단위 인공습지 조성사업을 계획 시행하고 있으며, 이와 더불어 하수처리장의 신설 및 증설이 이루어지고 있어 팔당호 수질의 주요인으로 인정되고 있는 경안천의 수질이 상당 부분 개선될 것으로 전망되어지고 있다. 하지만 지금까지의 그러한 수질개선사업은 근본적인 원인 분석 및 적극적 대안 제시가 아닌 아쉬움을 내포하고 있어 보다 세밀하고 과학적인 분석이 우선시되어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 경안천 수질 개선을 위한 수질 및 부하량 분포를 공간적으로 파악함과 동시에 고해상도 위성영상을 통한 대상지의 토지이용행태 분석과 GIS분석을 통한 습지의 입지 가능성을 분석하고, 이들의 종합적인 조건에 부합할 수 있는 인공습지의 위치 및 규모를 산정하고자 하였다. 연구의 진행은 (1) 수질 및 부하량에 대한 공간분석을 통한 최대 오염부하 구역을 선정, (2)고해상도 위성영상을 통한 토지이용 현황 파악, (3) 습지 조성 가능 대상지의 위치 선정, (4) GIS를 이용한 인공습지의 면적 및 체적 산정 등으로 이루어졌다. 기본적으로 인공습지의 규모는 수자원공사에서 제공하고 있는 습지처리효율에 따른 설계기준을 통해 유도되었으며, 그 결과 경안천 일대에 2개 구역(용인하수처리장 부근, 대대천 주북천 일대)에서 인공습지의 조성이 필요하다고 판단되었고, 그 면적은 각각 $127,586m^2$과 $1,647m^2$로 책정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1287-1292
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• 2006

인공습지는 다양한 유형의 하수, 폐수에 대해 높은 제거효율을 가진 것으로 알려져 있다. 상향류식 인공습지는 10여년 전부터 많이 이용되는 이공습지 공법중의 하나이다. 본 연구에서는 인공습지의 하나인 부들(cattail)을 perlite에 식재한 상향류식 수초여과지(upflow vegetated filter UVF)장치와 수리동역학적 입자물질 전처리장치(hydrodynamic separator, HDS)를 조합한 장치를 제작하여 온실에 설치하였고, 인공하수에 대한 영양염류제거능을 분석하였다. 본 연구의 목적은 (i) 파일겆 규모의 UVF장치의 영양염류 처리능을 분석함에 있으며 (ii) Froude 수에 의한 확대설계시 직경에 대한 처리용량을 도출함에 있다 인공하수의 처리능을 분석한 결과 평균 수면적부하율 $22.7{\pm}9.6\;m^3/m^2/day$ 범위의 운전조건에서 인공하수의 처리능을 분석한 결과 평균 제거효율은 $COD_{Mn}$, TN, TP에 대해 각각 57.5%, 40.0%. 41.5%를 나타내었다. Froude수를 이용한 무차원 상사법칙을 이용하여 UVF장치의 실규모 설계용량을 산정한 결과 UVF의 직경을 3 m로 설계할 경우 75 $m^3/day$ 범위까지 처리가 가능한 것으로 산정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.335-344
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• 2017

본 연구에서는 미계측유역의 설계홍수량을 산정하는 방안으로 유역의 면적비를 적용하는 방안을 제안하였다. 이를 위해 유역출구에서의 실측자료를 활용하여 유출매개변수를 결정하고 면적비를 적용하여 첨두홍수량을 산정하였다. 위 방법론을 검증하기 위해 소하천 유역의 관측유량 및 하천정비종합계획의 설계홍수량과의 비교를 통해 면적비 전이 방법론의 타당성을 검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 면적비를 적용한 유출량과 관측유량자료를 비교한 결과 14~25% 정도의 차이를 보였다. 제안된 방법론의 타당성을 재확인하기 위해 하천정비종합계획에서 산정된 첨두유량과 소유역과의 면적비로 계산한 첨두유량을 비교하였다. 이를 위해 31개소의 소하천을 대상으로 설계홍수량을 비교한 결과, 20% 정도의 홍수량의 차이가 발생하였다. 따라서 면적비를 적용한 미계측지역에서의 첨두유량 산정방법론이 타당하다고 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.699-713
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• 2012

소택지는 개발공사 및 녹지조성 시 자주 이용되는 유형으로 나타나고 있지만 식물의 생태적 특성을 배려하지 못하는 설계가 빈번하게 이루어지고 있는 실정이므로 소택지의 토지이용에 따른 식생특성을 알아보고 소택지의 평가, 습지의 복원 및 창출에 있어 기초 자료로 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 연구대상지는 논, 밭, 산으로 구분하여 2개소씩 총 6개소의 연구대상지를 선정하여 식생조사를 실시한 결과 식물상은 61종~92종의 분포범위로 총 71과 168속 187종 2변종 1품종 1아종으로 총 216종류가 확인되어 규모에 비해 높은 식생출현이 확인되었다. 식물구계학적 특정식물종의 평가점수 분포는 산지형으로 대표되는 연구대상지가 밭이나 논으로 대표되는 곳보다 높은 점수로 평가되었다. 귀화식물은 10과 28종으로 분석되었으며 산으로 대표되는 연구대상지가 낮은 출현을 보였으며, 이에 비해 논과 밭으로 대표되는 연구대상지는 비교적 높은 출현을 나타냈다. 식생피도가 다소 높게 나타난 귀화식물은 개망초, 족제비싸리, 오리새, 큰김의털, 능수참새그령, 토끼풀, 망초, 단풍잎돼지풀, 달맞이꽃, 미국가막사리 등이다. 이러한 귀화식물은 습지에서 자생식물을 도태시키고 물 흐름을 막아 습지를 육상화 시키는 습지훼손의 주요한 요인으로 우선적으로 제거해야 할 필요가 있다고 판단된다. 향후 귀화식물에 대한 적절한 관리와 지속적인 모니터링을 통해 소택지를 농촌지역의 우수한 비오톱으로 개선시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.231-242
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• 2011

도시화가 진행될수록 건물의 옥상 및 교통관련 시설물 또한 증가하여, 녹지공간은 감소하고 불투수면은 증가하게 된다. 불투수면이 증가함에 따라, 도시내 자연적 물순환 시스템 파괴, 비점오염물질 증가, 생태축 단절 등과 같은 다양한 환경수리학적 문제점이 발생되고 있다. 최근 들어 국민들의 생활 및 의식수준이 향상되면서, 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면을 동시에 고려한 지속가능한 도시 개발이 요구되고 있다. 또한 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 Low Impact Development(LID) 관련 기술의 개발 및 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 국내 환경에 적합한 가이드라인, 설계기준 등은 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 및 도로가에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하기 위하여, Pilot-scale 실험을 실시하였으며, 분석 결과, TSS, $COD_{Cr}$, TN, TP, Total Pb에 대한 평균저감효율이 각각 95%, 82%, 35%, 91%, 57%로 나타났다. 이러한 결과는 소규모 인공습지가 향후 도시 내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.62-74
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• 2015

도시지역은 생태적 기능 쇠퇴 등 다양한 위협에 처해있다. 이러한 도시환경을 개선, 복원하기 위한 노력의 일환으로 연못형습지(Pond) 유형이 많이 조성되고 있다. 본 연구는 농촌의 반 자연형 습지 특성을 분석하여 도시지역 습지의 개선방안을 알아보았다. 수질환경 개선방안으로 인근 하천의 자연수를 유입하거나 강우의 직접유입을 제안하였다. 토양환경 중 토양산도, 유기물, 전질소 함량 등을 분석한 결과 농촌지역과 차이가 나는 원인으로는 도시지역이 인공적인 수문공급, 고사체 제거, 인공토양, 방수재 사용 등을 제시하였고 개선방안으로 설계, 시공 시 자연재료 사용, 자연형 수문상태, 가을철 식물 방치 등을 제안하였다. 조사 대상지에서 출현한 식물상은 도시지역에서 35과 69종류, 농촌지역은 53과 142종류가 확인되었고, 평균은 도시지역 4개소는 18.5과 29.3종류, 농촌지역 4개소는 26.3과 53.5종류로 큰 차이로 분석되었다. 원인으로 농촌지역이 도시지역에 비해 일년생식물에서 차이를 거론할 수 있고 개선방안으로 일년생식물이 넓게 정착 할 수 있도록 토양 및 수질 등의 기반환경을 다양하게 조성 할 것을 제안하였다. 귀화식물은 도시지역과 농촌지역에서 큰 차이는 확인되지 않았지만 도시지역의 경우 출현한 식물 중 약 1/4이 귀화식물로 구성되었다. 또한 귀화율 평균이 17.4%로, 농촌지역 귀화율 평균인 7.7% 보다 큰 차이로 높게 분석되었으므로 생활형 분석결과와 마찬가지로 일년생식물이 높게 출현 할 수 있도록 다양한 서식환경 조성을 제시하였다. 또한 도시지역 습지의 기능 향상을 위해서는 습지조성에서부터 높은 가치로 평가 될 수 있도록 배치, 재료, 서식환경 등을 고려 할 것을 제시하였다. 이상의 연구결과는 도시지역의 생물다양성 증진 및 개선을 위해 큰 역할을 담당 할 수 있는 연못형습지의 조성, 개선, 창출 등에 활용되길 기대한다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.383-389
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• 2018

최근 비점오염 물질로 인한 수계 오염이 보고되고 있으며, 이러한 비점오염 물질에 의한 수계 오염을 방지하기 위한 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 연구에서는 LID 시설의 적정 용량 설계 여부를 평가하기 위해 식생형 LID 시설의 모니터링 결과를 분석에서 얻은 SA/CA 그래프에 용인시의 누적강우량 80%에 해당하는 강우를 적용시켜 보았다. 분석결과, 누적강우량 80%에 해당하는 강우의 유량저감 효율 80%를 달성하기 위한 SA/CA 비율은 0.6%, TSS 제거효율 80%를 달성하기 위한 SA/CA 비율은 0.5%로 나타났다. 본 연구에서 제시한 식생형 LID 시설의 적정 SA/CA 비율은 향후 식생형 LID 시설 설계의 기초자료로 활용될 수 있으며, 지속적인 연구를 통해 더 많은 식생형 LID 시설의 데이터를 추가한다면 신뢰도를 높일 수 있을 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.100-109
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• 2016

도시 지역의 물순환 구축과 비점오염물질 저감을 위해 구축되는 LID 시설의 지속적 효율은 주요 내부 구성요소(식물, 토양, 여재, 미생물 등)의 최적화된 상호작용에 의하여 나타난다. 본 연구는 식생이 조성된 4가지 LID 기술 (식생체류지, 소규모 인공습지, 빗물정원 및 나무여과상자)의 실제 도시 강우유출수의 유입으로 인한 식물의 성장상태 변화와 물순환 효과 및 비점오염물질 저감능력을 평가하기 위하여 수행되었다. 도시지역의 강우유출수의 약 40% 이상의 유출저감을 위한 적정 SA/CA (facility surface area / catchment area) 비는 시설마다 차이는 있지만 1~5% 범위가 적당한 것으로 평가되었다. 강우시 LID 시설에서의 유출저감은 비점오염물질 저감효율 향상에 중요한 영향을 끼치는 기작으로 나타났으며, SA/CA는 LID 시설의 중요한 설계인자로 도출되었다. 유출저감에 효과적인 시설은 빗물정원 > 나무여과상자 > 식생체류지 > 소규모 인공습지 순으로 나타났으며 입자상 물질 (TSS)의 제거능력은 빗물정원 > 나무여과상자 > 소규모 인공습지 > 식생체류지 순으로 분석되었다. 유기물 (COD, TOC), 영양물질 (TN, TP) 및 중금속 (Cu, Pb, Cd, Zn) 제거에는 빗물정원 > 나무여과상자 > 식생체류지 > 소규모 인공습지 순으로 조사되었으며 이러한 결과들은 향후 도시지역의 물순환 구축 및 비점오염물 제거에 적용되는 LID 시설의 설계에 중요한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.125-137
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• 2014

본 연구에서는 국내 기존 도달시간 산정방법에 있어 Kraven(II)는 경사구간별 3가지 유속을 제시하고 있으므로 해당 유역특성이 충분히 반영되지 못하고 있다. 이에 최근 "설계홍수량 산정요령, 2012. 국토해양부"에서 제안한 보완된 연속형 Kraven 경험식은 완경사부와 급경사부의 유속을 보완하였으며, 평균유속이 최소유속 1.6m/s에서 최대유속 4.5m/s의 범위내의 연속성의 유속을 나타내고 있어서 현실적으로 타당한 범위를 가지며, 도달시간도 매우 합리적인 결과를 나타내고 있으므로 기존의 불연속의 문제나 매우 완만한 경우와 급한 경우의 적용성에도 매우 우수한 것으로 나타나고 있다. 본 연구에서는 도달시간 산정방법에 있어 기존 Kraven(II) 경험식과 보완된 연속형 Kraven 경험식에 따른 수문곡선의 변화양상을 살펴보았으며, 동화천, 매호천, 욱수천, 금포천에 대해서 각 해당 유역특성을 고려하여 단위도법-도달시간 산정방법에 따른 홍수유출모의결과를 비교분석하였다.