• Water for future
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• v.28 no.3
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• pp.175-186
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• 1995

Characteristics of runoff and groundwater qualities from a pasture and field were investigated. Flumes and monitoring wells were installed and water qualities of $NO_3$-N, TP and TKN were monitored from Aug. 1993 to Aug. 1994. Runoff from the pasture which was a sandy soil with cobbles mostly formed with seeping water at the bottom of it. But once overland flow occurred because of heavy rainfall, runoff increased sharply. $NO_3$-N concentration in pasture runoff was relatively stable ranging between 0.241-3.962mg/l. TP and TKN concentrations were stable but sharply increased once overland flow occurred. $NO_3$-N concentration in pasture groundwater was relatively stable regardless of depth of monitoring wells but TP and TKN concentrations were smaller in deeper wells. Runoff from the field which was flat and covered well with Sudan grass and surface residue was relatively small and $NO_3$-N, TP and TKN concentrations in runoff were stable and seemed unaffected by flow rate. $NO_3$-N concentration in field groundwater increased at the rate of 2.2mg/l per 100 m during a growing season as groundwater flows through the field. No significant differences in TP and TKN concentrations between the upper and lower areas in field groundwater were detected.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.38 no.1 s.110
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• pp.118-127
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• 2005

The comparison of water balance and nutrient loading from paddy field with different irrigation management were carried out during 1999 ${\sim}$ 2002 at two different sites; one is irrigated with groundwater and the other is irrigated with surface water. For the surface water irrigated paddy field, irrigation was performed continuously during growing season. Whereas, initial irrigation with groundwater was applied during initial growing season, and the ponded water depth was maintained by natural precipitation since initial irrigation. The runoff frequency of groundwater irrigated paddy field was less than that of surface water irrigated paddy field. The nutrient concentration of ponded water was high by fertilization at early cultural periods, so reducing surface drainage during fertilization period can reduce nutrient loading from paddy fields. Amount of irrigation water to surface water irrigated paddy field was higher than to groundwater irrigated paddy field and evapotranspiration was similar because it is influenced by climate. Overall input in and output from paddy field irrigated with goundwater were less than that with surface water. This study indicate that efficient water management can reduce surface drainage outflow, save water, and protect water quality. It might be important BMPs for paddy field.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.329-331
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• 2004

본 연구에서는 토양을 충진한 컬럼을 사용하여 질산화 반응을 촉진시키기 위한 첨가제에 따른 효과를 검토하였다. 토양만을 충진한 컬럼에서는 $NH_{4-}$/N의 약 26%가 질산화 되었으며 제올라이트를 첨가 하였을 때 실험초기에는 $NH_{4-}$/N가 유출되지 않다가 20일 이후부터 $NH_{4-}$/N의 농도가 증가 하기 시작하였으며 이는 제올라이트에 의한 흡착능력의 저하로 사료된다. 폐굴껍질 20% 충진한 토양컬럼에서는 실험 95일까지 99.7%의 질산화율을 보았다. 위의 결과로부터 알 수 있듯이 토양컬럼에 폐굴껍질과 제올라이트를 첨가제로 충진하였을 경우 질산화 반응을 촉진시켜서 질산화율을 높일 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.1
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• pp.91-97
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• 2009

The fowls manure is using as fertilizers for farmland because of enough nutrients. However, excess nutrients can be washed off during a storm and affected on nearby waterbodies. In this paper, the runoff characteristics from farmland were studied to determine the washoff mass. A lab-scale reactor was designed to estimate the surface runoff and infiltration rates according to the rainfall intensity. Surface runoff water did not occur at 10mm/hr rainfall intensity, but some runoff occurred at 20mm/hr rainfall intensity. At 32.4mm/hr rainfall intensity, it shows the highest pollutant concentrations such as 686mg/L for $BOD_5$ and at 630mg/L $COD_{Mn}$. The pollutant as based on fowls manure compost was highly washed-off by subsurface water at 32.4mm/hr rainfall intensity, however the concentration was largely decreased at 43.2mm/hr rainfall intensity. The summary of the results is that the highest wash-off concentrations value shows at 32.4mm/hr rainfall intensity for $BOD_5$ and at 67.1mm/hr for T-N and T-P.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.232-232
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• 2023

고속도로 및 편의시설 건설로 불투수층의 면적이 증가하여 강우 시 고속도로 및 편의시설에서 발생하는 오염원에 의한 하천의 수질 영향도 커지고 있다. 특히 휴게소에서는 자동차의 급가속, 급감속으로 더욱 많은 분진과 오염물질이 발생할 수 있으며 타이어 마모 입자, 자동차 배기가스, 중금속 및 오일류 등이 휴게소나 도로 지표에 집적되어 있다. 이렇게 발생한 오염물질은 우기에 강우와 함께 불투수면을 침투하지 못하고 배수로를 통해 유출되어 인근 하천의 수생태 및 토양의 주요 오염원으로 작용하고 있다. 이에 따라 고속도로 및 인근 휴게소의 비점오염 저감대책이 필요하며 효율적인 비점오염원 저감을 위해 장기적인 모니터링, 지속적인 자료 수집 및 분석이 필요하다. 본 연구에서는 강원지역 고속도로 및 인근 휴게소에서 강우 시 강우유출수 모니터링을 통해 강우유출수 유량가중평균농도 (Event Mean Concentration) 산정하고 강우유출수 수문곡선 (hydrograph)을 작성하였다. 또한 강우사상에 따른 분석항목별 초기세척효과(First Flush Effects)와 오염부하량을 산정하였다. 추가적으로 차량 기인 입자를 확인하기 위해 μ-FT-IR 현미경 분석 실험을 하였다. 모니터링 장소는 휴게소 및 고속도로 일원이며, 모니터링은 선행무강우일수 2일 이상, 강우량 10mm 이상일 때 실시하였으며 2022년 6월부터 10월까지 총 4회 실시하였다. 모니터링 결과 타이어 및 브레이크 패드 마모와 관련된 중금속인 Zn, Cu, Pb 등의 중금속이 높게 분석되었으며 이러한 중금속의 오염부하량 역시 높게 산정되었다. 강우유출수 수문곡선에서 강우 초기 오염물질의 세척효과가 나타났다. MFFn 산정 결과 강우 30% 구간에서 초기세척효과를 보였다. μ-FT-IR 현미경 분석 결과 PE (Polyethylene)가 가장 많이 검출되었고 PP (Polypropylene), PS (Polystyrene) 순으로 검출되었다. 이러한 강우유출수 모니터링 데이터는 향후 고속도로 휴게소 및 고속도로 주변 오염저감 시설 설치 및 사회적 동참을 위한 타당한 근거 확보를 위한 기초자료로서 제공될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.367-367
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• 2022

토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.42 no.5
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• pp.435-444
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• 2009

In situ stabilization of heavy metals through adsorption onto indigenous bacterial biofilm developed on soil particles was investigated. Biofilms were developed in soil columns by supply of various carbon sources such as acetate, lactate and glucose. During development of biofilms, acetate, lactate, and glucose solutions were flew out from the soil columns with volume ratios of 98.5%, 97.3%, and 94.7%, respectively, when compared with soil column supplied with deionized water. Decrease in effluent amounts through the soil columns amended with carbon sources over time indicated the formation of biofilms resulting in decrease of soil porosity. Solutions of Cd, Cr(VI), Cu, Pb, and Zn were injected into the biofilms supported on soil particles in the columns, and the dissolved heavy metals in effluents were determined. Concentrations of dissolved Cd, Cr(VI), Cu, and Zn in the effluents through biofilm columns were lower than those of control column supplied with deionized water. The result was likely due to enhanced adsorption of the metals onto biofilms. Efficiency of metal removal by biofilms depended on the type of carbon sources supplied. The enhanced removal of dissolved heavy metals by bacterial biofilms in this study may be effectively applied to technical development of in situ stabilization of heavy metals in natural soil formation contaminated with heavy metals.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.567-567
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• 2016

비점오염원은 강우시 토지이용형태에 따라 유출특성이 다양하게 나타나며, 특히 강우 초기에 고농도의 유출수가 수계로 유입하게 된다. 또한 강우량, 강우강도, 선행건기일수 등은 비점오염물질의 농도에 영향을 미치며, 특히 선행건기일수가 길고 강우강도가 강한 강우사상일 경우 고농도의 오염물질이 배출되는 것으로 나타나고 있다(안태웅 등, 2012). 이에 본 연구에서는 3년간(2010년 ~ 2012년)의 모니터링을 통해 고랭지 밭에서 발생하는 비점오염물질의 초기세척효과를 분석하고자 하였다. 초기세척효과의 판단은 Geiger(1987)이 제시한 누적오염부하량과 누적유출량과의 그래프를 비교하여 기울기가 45도 기울기보다 상향하여 분포하였을 경우 양분선과 최대로 벌어진 부분의 시간까지에서 초기세척효과가 발생한다고 판단하였다. 연구결과, 고랭지 밭 지역의 경우 뚜렷한 초기세척효과 현상이 나타나지 않았다. 하지만 CODCr의 경우 3차 강우사상에서 초기세척 효과가 나타난 것으로 분석되었다. 3차 강우사상은 선행건기일수가 0.9일로 매우 짧고 발생강우량이 27.3 mm로 연구기간 동안 가장 적은 강우량이 관측되었지만, 유출발생시점 전후 3시간 동안 강우강도가 4.0 ~ 6.2 mm/hr로 높게 나타났기 때문에 유출초기에 고농도의 오염물질이 발생된 것으로 판단된다. 그동안 선행된 초기세척효과에 대한 연구를 살펴본 결과 이병수 등(2008)은 경안천 유역 농업지역에 대해 초기세척효과를 분석한 결과 일부 강우에서는 초기세척현상이 나타나지만 대부분의 강우에서는 초기세척현상이 나타나지 않아 농촌지역의 경우 초기세척현상의 접근방법은 적절치 않다고 보고하고 있다. 정성민 등(2009)은 고랭지 농업지역에서 SS와 TP는 뚜렷한 초기세척현상이 나타나는 반면, TN과 DOC는 경향을 보이지 않는다고 하였다. 하지만 윤영삼 등(2011)은 강우시 포도밭에서 초기세척효과를 분석한 결과 모든 수질항목에서 약한 초기세척효과가 나타났고 특히 SS의 경우 초기세척효과가 강하게 나타났다고 보고하고 있다. 이처럼 투수지역에서의 초기세척효과에 대한 판단은 연구자에 따라 차이를 보이는데 이러한 이유는 투수지역의 토양의 특성, 강우조건, 지형적 특징 등이 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.37 no.1
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• pp.69-72
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• 2015

This study investigated the effects of oil dose and soil texture on the analysis results for total petroleum hydrocarbon (TPH) in artificially oil-contaminated soils. The same amount of diesel was mixed with soils having different soil texture, and soil TPH concentrations were then analyzed for comparison. Presence of clay in the soil showed lower soil TPH analysis results than that of sand only. As the clay content was increased in the soil, the lower soil TPH concentration was obtained by incompleteness of solvent extraction. As the organic matter content in soil was increased from 5.2% to 10% (weight basis), a higher concentration of TPH was obtained by TPH analysis. However, at a higher organic content in the soil, 18%, resulted in a lower TPH concentration than those of 5.2% and 10%. Gasoline dose to the soil resulted in a significantly low TPH concentration due to the volatilization of gasoline while soil mixing and analysis. This study results would provide fundamental information either to the expectation of TPH concentration in artificially oil-contaminated soil or to estimation of oil release in the real oil-contaminated site.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.51 no.2
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• pp.15-27
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• 2009

토지이용변화가 수질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 비점오염모형이 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 최적관리기법이 수문 수질에 미치는 영향을 평가하기위한 통합모형시스템을 개발하였다. 통합모형시스템은 DANSAT (Dynamic Agricultural Non-point Source Assessment Tool)과 사용자 인터페이스로 구성되어 있다. DANSAT은 분포형 연속 강우사상 모형으로서 농업소유역에서의 유출량, 유사량, 농약 물질의 이동기작 등을 모의한다. DANSAT은 크게 동적변수 부모형, 수문 부모형, 유사 이용 부모형, 농약 물질 이동 부모형등 4개의 부모형으로 구성되어있다. 동적변수 부모형은 토양의 특성, 작물의 생장 및 작물 잔여물질의 분해 등을 모의하는 하부모형으로 구성되어있으며, 토지 이용 변화에 관계되는 내부 변수들의 시간적 변화를 모의한다. 수문 부모형은 차단, 증발산량, 침투량, 침루량 등을 모의하는 격자 단위 프로세스와 지표유출, 중간유출, 기저유출 및 하천에서의 물의 이동을 모의하는 유역 단위 프로세스로 구성되어있다. 유사 이동 부모형은 세류간 (interrill) 토양입자의 분리, 세류 (rill) 및 하천내의 토양분리, 운송가능량 등을 모의하며, 농약 물질 이동 부모형은 농약의 분해, 평형, 식물에 의한 흡수, 침출 등을 고려하여 농약 물질의 이동을 모의한다. 입력변수는 최적관리기법의 시 공간적인 변화를 고려할 수 있도록 계층구조로 구성하였다. 유역출구에서의 결과 출력 뿐만 아니라, 유역전체에 걸쳐 지표면과 지하수면 사이에서 물 및 오염물질의 이동량 분석을 위한 출력 및 격자단위의 상세 결과 출력을 통하여 최적관리기법을 평가하고 분석할 수 있다. 한편, 사용자 인터페이스는 모형의 구동을 위해 요구되는 광범위한 시 공간 입력 자료를 기존에 존재하는 데이터베이스를 이용하여 생성할 수 있도록 개발되었다.