• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.11
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• pp.1079-1094
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• 2008

This study is to evaluate the impact of varying spatial resolutions on the uncertainty of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) predicted streamflow, non-point source (NPS) pollution loads transport in a small agricultural watershed (1.21 $km^2$) for three cases of model input; Case A is the combination of 2 m DEM, QuickBird land use, Case B is the combination of 10 m DEM, 1/25,000 land use, and Case C is the combination of 30 m DEM, Landsat land use, soil data is used 1/25,000 for three cases respectively. The model was calibrated for 2 years (1999-2000) using daily streamflow and monthly water quality records, and verified for another 2 years (2001-2002). The average Nash and Sutcliffe model efficiency was 0.59 for streamflow and RMSE were 2.08, 4.30 and 0.70 tons/yr for sediment, T-N and T-P respectively. The model was run for a small agricultural watershed with three cases of spatial input data. The hydrological results showed that output uncertainty was biggest by spatial resolution of land use. Streamflow increase the watershed average CN value of QucikBird land use was 0.4 and 1.8 higher than those of 1/25,000 and Landsat land use caused increase of streamflow. On the other hand, The NPS loadings from the model prediction showed that the sediment, T-N and T-P of QuickBird land use (Case A) showed 23.7 %, 43.3 % and 48.4 % higher value than 1/25,000 land use (Case B) and 50.6 %, 50.8 % and 56.9 % higher value than Landsat land use (Case C) respectively.

• Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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• 2005.10a
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• pp.496-501
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• 2005

SWAT2000 model directly estimate the loading of water, and nutrients from land areas in a watershed. it allows to add nutrient loading from the point sourece like a sewage treatment plant and it also has a GIS interface which can easily see the spatial relationship between subbasins. For better assessment of nutrients loading to KEUMGANG estuary, SWAT2000 model applied to KEUMGANG estuary watershed. Model calibration and verification was firstly poerformed at Gongju site duing the period $1999{\sim}2003$. $R^2$ value was 0.96 for streamflow, 0.94 for T-N load and 0.52 for T-P load. The accuracy of the model at Gongju site suggest that the SWAT2000 can be available to estimate streamflow, Nutrients loading to the KEUMGANG estuary.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.53 no.1
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• pp.91-101
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• 2020

Stormwater runoff is known as a major non-point water pollution source that transports heavy metals, which have accumulated in road surface, to stream and coastal area. Dissolved and particulate metals in stormwater runoffs have been investigated to understand the outflow characteristics of heavy metals during rainfall events and to identify their pollution sources. The concentration of dissolved Co and Ni decreased after the outflow with high concentrations at the beginning of the rainfall, and other metals showed different characteristics depending on the rainfall and rate of discharge. Particulate metals showed a similar trend with the temporal variation of suspended solids concentration in stormwater runoffs. The results of geo-accumulation index (I_geo) indicated that the stormwater runoffs from industrial region were very highly polluted with Cu, Zn and Cd. As a result of comparing the metal concentrations of <125 ㎛ for road dust near the study area, Cu, Zn and Cd were originated from inside of metal manufacturing facilities rather than traffic activities at road surface and these metals accumulated on the surface area of facilities were transported to the water environments during stormwater event. The average discharged amounts of heavy metals for one rainfall event were Cr 128 g, Co 12.35 g, Ni 98.5 g, Cu 607.5 g, Zn 8,429.5 g, As 6.95 g, Cd 3.7 g, Pb 251.75 g, indicating that metal runoff loads in the stormwater runoffs are closely related to surrounding industry types.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.4 no.4
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• pp.226-236
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• 2017

In this study, we aimed to analyze the characteristics of water quality variation at Kyeongan Stream for a decade and to investigate by the flow-loading equation. The correlation analysis of water quality parameters and the influence factors were examined by statistical analysis. The characteristics of water quality variation showed that the fluctuations in $BOD_5$, $COD_{Mn}$ and TOC were repeated from year to year. TN and TP were decreased by year. By the flow-loading equation, the concentrations of $BOD_5$, $COD_{Mn}$, TOC and TN were decreased when the flow rate was on the rise. However, the flow did not affect the concentration of TP. According to correlation analysis, $BOD_5$ was highly correlated with $COD_{Mn}$ and TOC with the correlation coefficients of 0.890 (p<0.01) and 0.721 (p<0.01). The result of factor analysis, we identified that the water quality in Kyeongan Stream has been highly influenced by the organic matter index, followed by nitrogenous substance depending on the seasonal variations and the influx of suspended solid in accordance with the increase of flow.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.2
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• pp.149-162
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• 2008

The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) developed by the USDA-Agricultural Research Service for the prediction of land management impact on water, sediment, and agricultural chemical yields in a large-scale basin was applied to Daecheong Reservoir basin to estimate the amount of soil losses from different land uses. The research outcomes provide important indications for reservoir managers and policy makers to search alternative watershed management practices for the mitigation of reservoir turbidity flow problems. After calibrations of key model parameters, SWAT showed fairly good performance by adequately simulating observed annual runoff components and replicating the monthly flow regimes in the basin. The specific soil losses from agricultural farm field, forest, urban area, and paddy field were 33.1, $2.3{\sim}5.4$ depending on the tree types, 1.0, and 0.1 tons/ha/yr, respectively in 2004. It was noticed that about 55.3% of the total annual soil loss is caused by agricultural activities although agricultural land occupies only 10% in the basin. Although the soil erosion assessment approach adopted in this study has some extent of uncertainties due to the lack of detailed information on crop types and management activities, the results at least imply that soil erosion control practices for the vulnerable agricultural farm lands can be one of the most effective alternatives to reduce the impact of turbidity flow in the river basin system.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.51 no.1
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• pp.41-52
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• 2009

새로 개발된 모형에 대한 민감도 분석은 입력변수의 선정 및 보정을 위한 필요한 지침을 제공하기 위해 수행되어야 할 필수적인 과정이다. 동적 농업비점오염 평가모델 (dynamic agricultural nonpoint source assessment tool, DANSAT)은 농업 최적관리기법(BMP)의 지표 및 지하수에 대한 영향을 평가하기 위해 개발된 3차원 모델이다. 본 연구의 목적은 서로 다른 토층 및 유역내 위치에서 입력변수의 변화에 따른 지표 및 지하관련 출력들의 반응을 토대로 DANSAT의 일반적인 민감도 분석을 수행하는 것이다. 선정된 입력변수들의 변화에 따른 세가지의 지표관련 출력 (유출량, 유사량, 유출수중 농약 부하량) 및 두가지의 지하관련 출력 (지하수로의 유입 유량 및 지하수로의 농약 유입량)의 반응이 고려되었다. 민감한 입력변수들은 하나의 격자만을 이용한 예비 민감도 분석을 통하여 선정되었는데, 대체로 토양 관련 인자들이 지표 및 지하에서 양적/질적으로 민감하게 작용하는 것으로 나타났다. 예비민감도 분석을 통해 선정된 토양입력변수들의 서로 다른 토층에서의 변화에 따른 모형 출력들의 반응을 고려한 수직적 민감도 분석결과, 지표관련 출력들의 경우 지표 부근의 상층 토양의 인자가, 지하관련 출력들의 경우 하부 토층의 인자가 각각 민감하게 작용하는 것으로 평가되었다. 유역내에서 입력변수들의 공간적 위치의 변화에 따른 반응을 고려하는 수평적 민감도 분석결과, 유역 경계의 주변보다 하천 주변에서의 입력변수 변화가 모형의 지표 및 지하관련 출력들에 민감한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 BMP의 지표 및 지하의 수문/수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 개발된 DANSAT 모형의 입력변수 선정 및 보정에 유용한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.262-262
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• 2017

새만금 유역의 농업비점오염원은 총수질오염원의 68%로 많은 비중을 차지하고 있다. 이는 새만금 유역의 농업비점오염원을 제어하지 못하면 새만금 담수호의 수질에 악영향을 미친다는 의미이다. 또한, 국내 논 용수 이용량은 국가수자원 총 이용량의 40.5%으로 많은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서 논 배출수의 수량 및 수질관리가 농촌 비점오염 물질 관리에 매우 중요하다. 현재 많은 연구자들이 농촌 비점오염 물질을 저감하기 위하여 다양한 최적관리기법에 대한 실험을 실시하였다. 그러나 대부분 시험포를 조성하고 제한된 실험조건에서 효과를 검증한 연구 결과로 실제 농민에게 최적관리기법을 보급하여 그 효과를 검증한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새만금유역 내 논에서 실제 영농활동을 실시하고 있는 농민들에게 최적관리기법 중 하나인 물꼬장치를 보급하고 물꼬 높이를 조절하게 함으로써 농민 스스로 비점오염물질을 저감 할 수 있도록 장려하였다. 연구 대상지점은 전라북도 부안군 백산면 용계리 일대 논이며, 연구 기간은 5월부터 9월까지로 영농 활동기를 대상으로 모니터링을 실시하였다. 물꼬 높이 조절은 중간낙수기 이전은 7 cm, 중간낙수 이후와 비영농기에는 물꼬 높이를 12 cm로 높여서 유지하도록 하였다. 농민 스스로 물꼬 높이를 조절하여 비점오염물질을 저감할 수 있도록 물꼬 보급 이후 정기적으로 교육을 실시하였다. 이후 영농 활동기별 유출량을 비교한 결과 관행 대비 평시 14%, 써레질 및 이앙기 3%, 강우시 15%, 중간낙수 기간에는 11%, 완전 물떼기 기간에는 10%의 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 각 필지별 농도 및 오염부하 비교 결과 배수물꼬 적용에 따라 통계적으로 유의한 결과를 나타내지는 않았다. 배수물꼬 장치를 설치할 경우 유출량을 저감에는 큰 효과가 있었으나 농도를 줄이는데 에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 하지만 본 연구 결과는 2016년 1년간의 짧은 연구기간동안의 자료이므로 추가적인 장기모니터링 연구를 통해 더 많은 자료구축이 필요하다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.9 no.2
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• pp.9-20
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• 2007

The nonpoint pollutants are originated from various land uses. Of the landuses, the development means the changes of the soil cover and the increases of imperviousness rate, which will increase the nonpoint pollutant emissions during a storm. Therefore, the Ministry of Environment in Korea has programed TPLMS(Total Pollution Load Management System) for four major large rivers to improve the water quality in rivers by controling the total pollutant loadings from the watershed area. The study area was forest landuse before resort development, however it is now changing to the resort. Some of the forest areas will be changed to parking lots, roads and buildings, which can be the major pollutant sources in the future. The paved areas are highly polluted landuses because of high pollutant accumulation rate by vehicle activities during dry periods. Therefore, this research is achieved to determine the changes of pollutant loading rate by development plan and to provide the best management practices for controlling nonpoint pollutants. Finally this research will provide the environment-kindly development technology for protecting the water quality.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.287-287
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• 2011

모니터링 자료의 부족으로 인하여 다양한 토지이용에서 발생하는 비점오염물질의 관리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 현재 환경부에서는 현행 토지계의 원단위를 세부적으로 분류하여 재산정하기 위하여 지목별로 장기 모니터링이 수행되고 있다. 특히, 산림 지역의 경우 도시 및 축산지역에 비하여 강우유출수의 농도는 낮더라도 유량적인 측면에 보았을 때 전체 수계에 대한 부하량 기여도는 매우 높다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구는 장기모니터링의 일환으로 산림지역에 대한 비점오염물질 유출 특성을 파악하기 위하여 모니터링 및 분석을 실시하였으며, 이러한 결과는 향후 비점오염원 평가기반을 마련하고자 한다. 본 연구는 활엽수지역을 대상으로 2010년 4월부터 10월까지 총 16회에 걸쳐 모니터링이 수행되었으며, 시료의 성분 변화를 막기 위해 냉장기능이 있는 자동채수기를 이용하여 시료를 채취하였다. 수질분석항목은 BOD, COD, DOC, SS, T-N, $NO_3$-N, $NH_3$-N, T-P, $PO_4$-P로 총 9가지 항목을 분석하였다. 강우사상에 대한 모니터링 결과, 총강우량은 7.0~76.5mm, 강우지속시간은 1~30hr, 평균 강우강도는 0.88~18.50mm/hr의 범위를 보이고 있으며, EMC(Event Mean Concentration, 유량가중평균농도)결과 BOD는 0.4~2.4mg/L, T-N은 1.156~14.777mg/L, T-P는 0.009~0.562mg/L인 것으로 나타났으며, SS는 1.8~71.9mg/L 로 비교적 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었다. 농도 변화 및 유출경향의 패턴을 볼 때, 유량이 증가함에 따라 농도도 점점 증가하여 첨두유량이 발생된 후 감소하는 경향을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 우리나라의 경우, 시험유역을 대개 산지 소유역에 설치하는 경우가 많아서 일반적으로 지연시간이 짧은 경우가 많기 때문에 이 지역 역시 강우가 내린 후 계류유출량의 증가에 영향을 주는 강우의 유출속도는 비교적 빠른 것으로 나타났다. 그리고 단기 수문곡선상에서 강우량이 많을 시 유출이 빠르게 일어나 첨두 유량에 도달하는 시간이 짧고, 강우량이 적을 시에는 첨두 유량의 출현시간이 늦어지는 것을 볼 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.12
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• pp.1209-1217
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• 2008

For efficient turbid water management a SWAT model was established for the Imha-Andong watershed where serious turbid water problems have frequently occurred. To evaluate soil loss combined with rainfall runoff process, the analysis focused on comparing the daily runoff discharge and concentration of suspended sediment (SS) using measured data sets. The results of annual SS load analysis for each sub-basin using the calibrated model showed that in the entire target watershed the soil loss ranged from 0.7 to 5.9 tons/ha in year 2005 and from 3.0 to 34.0 tons/ha in year 2003 when the typhoon 'Maemi' severly affected the area. In the future, it is suggest to increase model simulation accuracies supported by a long-term and extensive monitoring to enhance basin-wide suspended sediment estimation and management.