• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.186-190
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• 2008

낙동강 수계에 존재하는 자연습지의 효과적인 비점오염저감기능에 착안하여 자연습지를 참조습지로 삼아 비점오염원 저감을 위한 인공습지를 조성하였다. 참조습지 조사결과, 면적은 약 83,371 m$^2$, 평균수심 0.97(0.5 $\sim$ 1.9)m, 체적은 80,870 m$^3$이며, 습지면적이 배수구역면적의 6 %로 나타났다. 식생은 부엽 및 침수식물이 우점하고 있으며 강우 시에 유량이 집중되었다. 74.5 mm강우 시 습지로 유입된 유량을 기준으로 체류시간 및 표면부하율을 산정한 결과 각각, 6.24 day, 2.17 m$^3$/m$^2$/day로 나타났다. 퇴적물유형은 CLAY이고, 분급상태는 poorly sorted로 나타났다. 또한 유기물함량 및 미생물활성도(탈수소효소)도 각각 12.19 %, 1.63 $\pm$ 0.53 mg/kg로 높게 나타났다. 참조습지의 형상비, 수심분포, 식생유형, 토양특성 등을 반영하여 인공습지를 조성하였다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.25 no.2
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• pp.132-144
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• 2023

The use of constructed wetlands (CWs) to sequester carbon has been a topic of interest in recent studies. However, CWs have been found to be both carbon sinks and carbon sources, thus leaving uncertainties about their role in carbon neutrality initiatives. To address the uncertainties, a bibliometric and comprehensive review on carbon sequestration in CWs was conducted. Upon forming various scripts using CorText Manager, it was found that a majority of the studies focused on the effectiveness of CWs to remove nutrients, particularly nitrogen. The results of the comprehensive review revealed that high carbon concentrations and carbon sequestration rates in CW soils are dependent on the vegetation types used, the ages of the CWs, and the organic content of inflow water entering the CWs. The Typha genus was the most dominant plant genus used in the CWs from the reviewed studies and was associated with the highest carbon sequestration rates documented in this review study. Furthermore, the relatively high ability of tree species, in comparison to emergent plants, to sequester carbon was observed. Therefore, incorporating tree species into CW designs and adding them to emergent plants is seen as a potential breakthrough approach to improve the ability of CWs to sequester carbon and ultimately contribute to mitigating climate change.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.1
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• pp.39-48
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• 2009

Wetland plants are an important component for wetland design and construction because they determine functions of wetlands through interactions with the abiotic environment such as wetland soil and hydrology as well as with other wetland organisms. In this study, germination experiments with soils from a natural wetland that contain seeds of wetland plants were conducted in wetland mesocosms to investigate the applicability of natural wetland soils for introducing and establishing wetland plants into constructed wetlands. Seven species were germinated in the experiment, with two new species that were not found in the field survey of wetland plants in the West Nakdong River area, Korea. The number of plant individuals germinated in submerged conditions (15 individuals) was much greater than that in waterlogged conditions (2 individuals). In experiments in which soils from a natural wetland and a wetland construction site were mixed at different ratios, the largest number of plant individuals was observed in the condition with 100% natural wetland soil. The highest growth was observed at 50% natural wetland soil for Hydrilla verticillata and 100% for Ceratophyllum demersum. These results suggest that 1:1 mixture of soils from natural wetland wetlands and wetland construction sites would provide an appropriate condition for secure establishment of submerged plants in constructed wetlands.

• Journal of Wetlands Research
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• v.22 no.2
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• pp.161-170
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• 2020

Constructed wetlands (CWs) are widely used to solve water quality problems caused by diffuse pollution from agricultural areas; however, phytoplankton blooms in CW systems can occur due to long hydraulic retention time (HRT), high nutrient loading, and exposure to sunlight. This study was conducted to evaluate the efficiency of a CW designed to treat agricultural diffuse pollution and develop a design concept to improve the nature-based capabilities of the system. Monitoring was conducted to assess contribution of individual wetland components (i.e. water, sediments, and plants) in the treatment performance of the system. During dry days, the turbidity and particulates concentration in the CW increased by 80 to 197% and 10 to 87%, respectively, due to the excessive growth of phytoplankton. On storm events, the concentration of particulates, organics, and nutrients were reduced by 43% to 70%, 22% to 49%, and 15% to 69% due to adequate water circulation and constant flushing of pollutants in the system. Based on the results, adequate water circulation is necessary to improve the performance of the CW. Free water surface CWs are usually designed to have a constant water level; however, the climate in South Korea is characterized by distinct dry and rainy seasons, which may not be suitable for this conventional design. This study presented a concept of multifunctional design in order to solve current CW design problems and improve the flood control, water quality management, and environmental functions of the facility.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.1
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• pp.45-51
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• 2017

Nepal is a landlocked mountainous country in South Asia, located between China to the north and India to the south, east, and west. As such, wastewater management has become one of the most significant problems in urban area of Nepal. In Nepal, the centralized wastewater treatment systems were dysfunctional due to high cost of operation, discontinuous power supply, lack of proper maintenance and proper technical workforce to address the issues. As such, constructed wetlands (CW) were applied to treat various secondary wastewater as alternative to wastewater treatment facilities. Generally, efficiency and sustainability of CW technology depends on proper operation and maintenance and active community involvement. This study summarizes information about 26 CW in Nepal. Specifically, factors including data banking, removal efficiency, quality of discharged water, compliance to water quality standard of Nepal and operation and maintenance were investigated. Considering removal efficiency per pollutant, Ka-1 achieved the greatest reduction for most pollutant followed by B-1, L-3, Ka-5 and K-1. Nepal has practiced CW technology for more than 2 decades but currently, development of technology was interrupted by the inefficient performance of existing facilities. Public awareness about the technology, natural disaster, unavailability of specified substrate materials, lack of fund for further research and experiments has hindered the expansion of technology. In spite of these concerns, CW was still proven as an alternative solution to the present wastewater problems in urban areas of Nepal.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.394-394
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• 2021

이상기후로 인한 강우패턴의 변화는 상류 유역에서의 토양 유실, 비점오염물질의 발생을 가속화시켜 하류 수계의 수질 및 수생태 건강성에 악영향을 미치고 있다. 낙동강 수계에 위치한 내성천 유역에서는 토양 침투율이 높은 토양군으로 구성되어 있어, 강우 시 유출량 및 유사유출량의 비율이 높아 비점오염 저감을 위한 대책 수립의 중요성이 지속적으로 제기되어 왔다. 특히, 내성천 유역 내 상류에 위치한 토일천 및 낙화암천 소유역에서는 다양한 영농활동과 대규모 및 소규모 축사의 영향으로 강우 시 다양한 비점오염물질이 많이 발생하고 있다. 하류 하천에서의 수질을 효율적으로 개선하기 위해서는 비점오염 발생량이 높은 상류 소유역을 대상으로 적절한 최적관리기법 선정과 이에 대한 정량적인 평가 방법이 필요하다. 최근 식생여과대, 침사지 등과 같은 다양한 최적관리기법 중 인공습지에 대한 점오염원 및 비점오염물질 처리 효과가 국내·외 여러 모니터링 연구를 통해 증명되었다. 그러나 아직까지 유역 내 다양한 토양 및 토지이용상태와 그리고 오염원 유출 특성을 고려하여 인공습지의 조성에 따른 유역단위에서의 수질 개선 효과를 정량적으로 분석한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 장기 강우-유출 유역단위 모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 내 인공습지 모의가 가능하도록 모형 소스코드를 수정하였으며, 내성천 상류 소유역(토일천, 낙화암천)에 위치한 인공습지 조성 전후에 따른 유역 말단에서의 유사 및 비점오염물질의 저감 효율을 비교 분석하였다. 향후 본 연구의 결과는 내성천 유역을 대상으로 인공습지를 통한 유사 및 비점오염 저감 대책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.465-469
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• 2008

수도권의 중요한 상수원인 팔당호 수질에 큰 영향을 주고 있는 경안천 유역의 오염배출량을 저감하기 위하여 많은 인공습지조성이 계획되었으나 이들의 위치선정의 적합성에 대한 분석이 부족한 실정이다. 또한 경안천은 상류에서 중류까지는 주변 농경지의 용수공급을 위해 많은 수중보가 설치되어 물의 흐름이 단절되어있어 수리적 요소에 인공요인으로 작용하고 있으며, 하류로 갈수록 하천이 곡선형태로 흐르고 하폭 또한 넓어져 자체적으로 유기물이 증가하기 좋은 환경을 가지고 있다. 본 연구에서는 유역의 자연적, 인공적 요소를 고려한 물리적 모델을 구축하고 각 오염원특성별 부하량 분석을 통한 속성정보를 반영하였으며 오염저감시설설치 시나리오의 타당성분석을 분석을 수행하였다. 연구과정을 좀더 상세히 살펴보면 첫째, 비점오염원의 주된 경로중 하나인 축산계부하량 저감을 위하여 지형적 인자를 고려한 인공습지조성 적지분석 결과를 HSPF모델에 반영하였다. 둘째, 기존 오염 총량제에서 수행해오던 오염부하량 산정방식을 통해 산정된 양을 유역단위로 재분배 하여 오염원 분포를 반영하였다. 주요 오염부하량인 축산계와 토지계의 오염부하량만을 적용하였으며 일부 오염원 항목들은 생략하거나 하수처리시설을 통해 처리되고 있는 것으로 모의하였다. 셋째, 각 시나리오별 시뮬레이션을 수행하여 경안천 인공습지조성가능성 및 수질개선 효과를 예측하였다. 기존의 점오염원 처리시설만으로는 하천에서의 목표수질을 만족시키는데 한계가 있기 때문에 점오염원 저감시설뿐 아니라 비점오염원 저감시설인 인공습지를 기존의 처리시설에 연계하여 시나리오를 구성하였다. 기존습지시설의 오염저감율은 각 시설들의 평균값을 적용하였으며 처리효율은 BOD, TN, TP 각각 40%, 25%, 12%로 적용하였다. 오염원분포를 고려한 모의결과 현재 인공습지 입지대상지역들 중 좀 더 효율적인 오염저감 효과를 보이는 지역이 분석되었다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.20 no.4
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• pp.432-445
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• 2018

Vegetation and water characteristics of an eco-technological water purifying biotope were investigated at five years after the wetland construction. A total of 91 vascular plant species in 36 families were recorded. Initially planted emergent macrophytes such as Phragmites australis, P. japonicus, Zizania latifolia, Typha latifolia, and T. angustifolia mainly comprised the vegetational components of the wetland. The effect of water purification was observed markedly in most indicators such as electric conductivity (P < 0.01), $NO_3-N$ (P < 0.05), $NH_4-N$ (P < 0.001), $K^+$ (P < 0.05), $Na^+$ (P < 0.01), and $Mg^{2+}$ (P < 0.01). In particular, $NO_3-N$ and $NH_4-N$ concentrations decreased to about 60% and 30%, respectively, via the purification process of the wetland. Separativeness and curvature from the meandering structure of 15 units (multi-cell wetland system) seemed likely to make the wetland continuously play a role as an eco-technological water purifying biotope. We recommend that eco-technological design factors should be included in wetland constructions for efficient and continuous functioning, thus enhancing ecological values of wetlands.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.19 no.3
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• pp.279-286
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• 2005

This study was conducted to analyze the changing pattern of the bird community after the construction of artificial wetland at Sihwah lake from may 2000 to January 2002. Total seventy seven bird species were recorded at Sihwa artificial wetland area during the survey. Number of the bird species and individuals were increased in second year than first survey year. Especially shorebirds and raptors were more increased than other groups. Long-term and continuous monitoring of bird community would be needed to clarify the reasons of increasing pattern of bird species and individuals in artificial wetlands of Sihwa lake. Until now, this area has been considered as suitable habitat for dabbling ducks than shore birds and has simple habitat environment consisting of open water surface and reed beds. Therefore, we suggest the follows for creation of diverse habitat types: 1) seasonal water-level manipulation 2) management of diverse aquatic plants and 3) creation of diverse land cover; sandy fields, gravelly fields, grasslands, etc.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.491-491
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• 2022

최근 농업용수의 수질개선을 위한 사업으로 수질개선시설들이 조성되었으나 유지관리의 측면에서 정화효과 검토와 시설물 운영에 대한 관리만 집중적으로 진행되고 있다. 특히 농업용수 수질개선사업은 자연친화적 공법인 인공습지가 주로 활용되고 있음에도 불구하고 식생 및 정화식물에 대한 조사 및 영향분석에 대한 연구가 부족한 실정이다. 또한 인공습지 내 정화식물 이외의 우점 식물종(침입 식물종)에 대한 현황 및 관리방안 검토도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 총 6개 저수지의 인공습지를 대상으로 식물상 및 군락특성을 조사하여 인공습지 식생도를 작성하였다. 인공습지 내 수질 정화식물 현황 분석 결과는 조사의 여건 및 시기 등을 고려하여 3단계를 나누어 관리지역을 파악할 수 있도록 식생도에 반영하였다. 또한 인공습지 내 정화식물(갈대, 부들, 꽃창포 등) 이외의 우점 식물종(침입 식물종)을 분석하고 침입 식물종 특성 및 관리 방안을 분석하였다. 인공습지에 대한 관속식물상을 조사한 결과, 총 27과 59속 63종 7변종 1아종으로 총 71류군이 조사되었다. 대부분의 습지에서 우점종으로 갈대, 부들이 확인되었으며, 일부 습지의 경우 줄, 큰고랭이, 마름 등이 조사되었다. 귀화식물은 7과 23종으로 조사되었으며, 인공습지 내부보다는 주변의 나대지, 제방사면에 주로 분포하고 있다. 귀화식물 중 환경부에서 지정한 생태계교란식물은 양미역취, 단풍잎돼지풀, 미국쑥부쟁이, 돼지풀, 물참새피, 가시상추가 조사되었다. 귀화식물 종수가 10~12종으로 나타났으며, 도시화지수는 3.1~3.7%로 나타났으나 출현 종수가 적어 귀화율은 29.4~44.0%로 높게 나타났다. 식물의 경우 동물과 달리 계절에 따라 출현하는 종의 차이가 더욱 크기 때문에 정확한 분석을 위해서는 계절에 따른 지속적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.