• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.435-435
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• 2012

농경지 중에서 밭은 논보다 농약 비료 사용률이 매우 높기 때문에 논에 비해 비점오염물질 배출량이 훨씬 심각한 것으로 조사되고 있어 밭경지 비점오염저감기법 개발 및 체계적인 제어대책 수립이 무엇보다도 절실하다. 현재 선진국을 중심으로 다양하게 제시되고 있는 밭경지 비점오염 제어기법들 중 초생대에 대한 성공적 연구사례 및 적용사례에 대한 자료가 상당히 많이 제시되고 있으나, 우리나라의 경우 초생대를 적용한 밭경지 비점오염저감에 대한 기술개발 및 체계적인 연구가 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 초생대의 현장설치 및 모니터링을 통해 초생대의 비점오염부하 저감효과에 대한 기초조사를 실시하고 우리나라 밭경지에서의 적용가능성을 알아보고자 한다. 초생대 현장 실험을 위한 시험포는 경상북도 군위군 효령면에 위치한 경북대 농생대 부속농장 밭경지 $1,500m^2$ (455평)를 선정하였다. 시험포는 1개의 대조구와 6개의 처리구로 구성하였으며, 각 시험구의 크기는 길이 12m ${\times}$ 폭 4m (초생대 길이 2m ${\times}$ 폭 4m 포함)로 하였다. 초생대 조성을 위한 초종선정은 초생대 조성이 용이하고 관리효율성이 높은 초종으로서 손쉽게 구할 수 있고, 우리나라 기후와 토양특성에 적합하며 초생대 기능에 부합한 것으로 선정하였다. 초생대 시험포장에 재배할 작물은 우리나라 대표 밭작물인 콩으로 선정하였으며, 작물재배를 위한 퇴비, 비료, 제초제 등은 농촌진흥청에서 제시한 표준재배법에 준하여 시용하였다. 초생대 비점오염저감효과를 평가하기 위해서 시험포장에 플륨, 수위계, 강우계 등으로 구성된 모니터링시스템을 설치하였으며, 플륨의 수위-유량 캘리브레이션을 실시하였다. 실험을 위해 2회의 인공강우와 1회의 자연강우에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과 초생대 조성이 유출률에 상당한 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 인공강우의 경우 초생대 설치에 따라 유출률의 범위가 14.5~95.8% 정도로 감소되는 현상을 보였으며, 자연강우에서도 6.1~11.3% 정도의 유출률 감소를 보였다. 초생대 시험구별 유출률에 차이를 나타낸 이유는 현장실험시의 시험구별 지면조건과 초생대 초종별 특성(초장, 경경, 밀도 등)의 차이에 기인한 결과로 사료되었다. 비점오염저감효과 측면에서는 기존 밭농사 방식을 그대로 채택한 대조구에 비해 초생대 시험구에서 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~87.8%, T-N의 경우 6.7~91.1%의 저감율을 각각 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 초생대 기법이 우리나라 밭경지 비점오염부하를 저감시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.647-647
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• 2015

본 연구는 새만금 유역에 잔디초생대 적용 시 수질오염 저감효과와 적용비용을 산출해 보았다 또한 초생대 본래의 기능 외에 잔디의 활용성에 대해서도 평가해 보았다. 새만금유역 내 익산시 밭경지에 세로 22m${\times}$폭 5m 규모로 대조구 1개소, 처리구 2개소를 각각 조성하여, 처리구 말단에 세로 2m${\times}$폭 5m 규모의 잔디 초생대를 조성하여 실험을 수행하였다. 시험포의 경사는 8%이며, 토성은 양토로서 토양배수등급이 양호한 것으로 조사되었다. 연구기간동안 모니터링 실시한 강우에 대해 각 시험구별로 측정된 유출과의 관계를 분석한 결과 초생대 처리구의 대조구 대비 유출저감 효과는 14.1~64.0%로 나타났으며, 비점오염저감효과는 SS 9.8~73.9%, T-N 24.0~84.2%, T-P 31.6~80.9%으로 나타났다. 잔디초생대 적용시 소요되는 총비용의 산정은 초생대 조성을 위한 잔디구입비 및 관리비용, 초생대 조성 면적만큼의 작물재배 포기로 인한 손해비용 등을 고려하여 산출하였다. 그 결과 초생대 조성을 위한 잔디구입 및 조성비용과 유지관리비용은 1,730천원/ha로 소요되는 것으로 산정되었으며,, 초생대 구역의 작물 재배포기로 감수해야 할 손해비용은 1,649천원/ha로 산정되어 잔디초생대 적용을 위한 총비용은 3,379천원/ha/year로 산정되었다. 또한 차년에는 조성비용은 제외할 수 있으므로 유지관리비용 및 손해비용만을 고려한 1,899천원/ha/year이 소요되는 것으로 산정되었다. 잔디의 활용성 평가는 초생대가 완전 피복된 후 잔디를 일정부분 떼어 내어 판매할 경우를 고려하여 파악해 보았다. 그 결과 초생대 40% 규모의 잔디를 떼어내 판매할 경우에 발생할 수 있는 수익은 1,260천원/ha/year으로 추정되었으며, 떼어낸 부위의 잔디 재활착은 정상적으로 진행됨을 파악하였다. 따라서 잔디초생대는 새만금유역의 수질오염 저감효과 뿐만 아니라 잔디판매를 통한 농민 소득증대에 기여할 수 있으므로 초생대의 현장 적용성은 매우 높을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.272-272
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• 2015

본 연구는 초생대 필지단위 모의프로그램인 VFSMOD-W(Vegetative Filter Strip MODel-W) 모형을 이용하여 새만금 유역의 밭경지 특성을 반영한 다양한 시나리오에 기반하여 초생대기법을 적용 하였을 경우의 유사저감효과에 대해 모의해 보았다. '새만금유역 농업비점오염 저감기법 개발'과제의 일환으로 초생대 현장실험을 위해 조성된 익산 밭경지 시험포의 실측치를 이용하여 모형의 보정이 이루어졌으며, 결과는 유출량의 경우 NSE=0.833와 $R^2=0.99$를, 유사량의 경우 NSE=0.794와 $R^2=0.99$로 각각 매우 높게 나타났다. 모의를 위한 시나리오는 새만금유역의 밭경지 특성을 고려하여 1ha, 5ha, 10ha의 밭규모에, 밭경사는 7%와 15%으로, 토성은 양토인 정방형 형태의 밭경지를 대상으로 하였다. 초생대 초종은 Grass mixture로 적용하였고, 규모는 밭경지 면적의 10%로 고정하여, 50mm, 100mm, 150mm, 200mm의 일강우량에 대해 초생대 유출 및 유사에 대한 모의를 실시하였다. 그 결과 새만금유역에 초생대 적용 시 유출저감효과는 밭경사 7%와 15%일 때 1.5~13.5%와 1.4~12.1%의 범위로 각각 나타났으며, 경사에 따른 차이는 미비하였으나 강우량과 밭경지 규모에 따른 유출저감효과의 차이가 크게 나타났다. 유사의 경우에는 밭경사 7%와 15%일 때 20.4~97.0%와 15.7~86.0%의 저감효과를 각각 보였으며, 유출에 비해 초생대 적용에 따른 유사저감효과가 월등히 높게 나타났다. 강우량의 차이에 따른 유사저감효과는 50mm일 때 58.4~97.0%, 200mm일 때 15.7~32.9%를 나타내어 강우인자의 영향이 밭규모와 경사 등의 밭경지 특성에 비해 유사 발생량 및 저감효과에 가장 크게 미침을 알 수 있었다. 본 모의 결과를 통해 새만금유역의 초생대기법 적용은 새만금호의 수질오염저감 및 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대되며, 현장 실용화를 위해서는 다양한 현장인자들에 적합한 세부적인 설계기술 개발이 요구된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.10
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• pp.973-983
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• 2014

This study focused on the selection of appropriate plant species of VFS (vegetative fiter strips) and the assessment of VFS effects for reducing NPS (non-point source) pollution from uplands. The experimental field was constructed with 1 control and 6 treated plots in the upland area of $1,500m^2$ with 5% slope which is located in Gunwi-gun, Gyeongbuk province. Six vegetation including Chufa, Common crabgrass, Barnyard grass, Turf grass, Tall fescue, Kenturky bluegrass, were applied to install VFS systems during the study period from June 2011 to Dec. 2012. The results of this study showed that 6.1~77.8% in runoff and 15.6~90.3% in TS, 49.9~96.6% in T-P, and 6.7~91.1% in T-N were reduced from the VFS treated plots. Generally high reduction effects were observed from TS, T-P, T-N, and SS, while BOD, TOC, and $NO_3^-$ showed low reductions. The best vegetation type was Turf grass showing higher reduction effects of NPS pollutions and having relatively easier maintenance efforts compared to other vegetations selected in this study. Based on these results, VFS technique found to be an effective management practice for reducing agricultural NPS pollutions in Korean upland conditions. Further study needs to be performed through various field experiments with long term monitoring in order to develop a design manual of VFS system for practical applications.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.6
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• pp.535-542
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• 2018

The study was intended to simulate the sediment reduction effects of the Vegetative Filter Strip (VFS) in uplands of Saemangeum watershed through VFSMOD-W model application. The model was calibrated by using the field data and the simulation scenarios were designed based on the investigation of uplands characteristics in Saemangeum watershed. The simulation scenarios were considered various size and slope of uplands including 1 ha, 5 ha, 10 ha of field size with width-length ratio of 1 : 1 having 7% and 15% of slopes under the daily rainfall of 50 mm, 100 mm, 150 mm, and 200 mm in order to mimic the different fields conditions. The effluent reduction ranged from 2.9~13.5% and 2.9~12.1% for runoff, and 33.8~97.0% and 27.1~85.9% for sediment under the field's slope of 7% and 15%, respectively. The VFS reduction effects showed different degree of influence from field size, slope, rainfall amounts. Based on the simulated results, the sediment contributing non-point source pollution expected to be reduced in the condition of VFS constructed 10% of fields in outlet of less than 10 ha of uplands having less than 15% of the slope.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.12
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• pp.792-800
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• 2012

The study was performed to simulate the reduction efficiency of suspended solids (SS) for cultivated land located at riverine area at the Namhan River and the Bukhan River watershed sites (site A, B, C) under the rainfall conditions using HUFF & SCS UH-based VFS Design module of Web GIS-based VFSMOD System. The study indicates that the field 5% sloped, located at Bukhan River watershed (site A), requires at least 0.5 m width of Vegetative Filter Strip (VFS) to reduce 70% of SS while the field 10% sloped requires the at least 1.0~1.5 m width of VFS to reduce 70% SS, under the condition 106.2 mm of rainfall event and bell pepper or corn of crops. Against the conditions 95.1 mm of rainfall event and sweet potato or soy bean of crops, the field 5% sloped, located at Namhan River watershed (site B) requires at least 0.5 m width of VFS to reduce 70% of SS while the field 10% sloped requires at least 1.0 m width of VFS to reduce 50% SS. The crops sweet potato and soy bean are cultivated in the site C, located at Namhan River watershed, 1 m of VFS is capable of 64.0% and 62.0% of SS reduction against 102.6 mm and 151.2 mm rainfall conditions respectively, for the 5% sloped field. The result supports that VFS is one of most potential methods to reduce SS from cultivated area, which is environment-friendly hydrologic structure. The VFS design, however, needs to be simulated before its installation in the field, the simulation needs to consider not only various characteristics of the field but also different conditions affecting the VFS, using a model capable to consider a lot of factors.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.53 no.1
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• pp.56-67
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• 2011

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.8
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• pp.521-527
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• 2014

The objectives of study are 1) to enhance the filed scale BMPs model of HRSM4BMP for simulation of watershed scale and 2) to evaluate the enhanced HRSM4BMP model. Thus pre-process and post-process module were developed and HRSM4BMP was linked to SWAT routing module. After enhancement of model, enhanced HRSM4BMP model was applied to Heaan watershed in Kangwon province with Vegetative filter strip (2 m) in subwatershed #14 and reduction of sediment load was evaluated by watershed scale in outlet. The results of simulation, sediment load was reduced by 4 percent during 3 years in outlet. The result of this study is expected to be used Long-term BMPs establishing plan in South Korea.

• Korean Journal of Heritage: History & Science
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• v.21
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• pp.193-207
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• 1988

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2005.11a
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• pp.125-125
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• 2005