• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1477-1488
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• 2014

도심지 불투수성 포장의 증가로 지하수위 저하, 생활용수 부족 등의 물과 관련된 다양한 환경문제가 점차 심화되고 있으며, 이를 해결하기 위해 빗물 저류조가 설치되어지고 있다. 빗물 저류조는 지반 저류층에 강우 유출수를 저장하여 향후 갈수기에 이용할 수 있어 도심지의 원활한 물순환에 도움이 된다. 그러나 도심지의 초기 강우는 다량의 비점오염물질을 포함하고 있으므로, 초기 강우를 빗물 저류조에 저류하기 전에 빗물에 포함된 오염물질을 정화하기 위한 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 초기 강우의 오염물질 정화를 위해 경제성과 비점오염물질 제거효율 측면에서 우수한 토양여과기술을 적용한 빗물 저류조의 전처리시설인 모래 여과층에 대한 정화효율 및 적용성을 실내 시험과 현장 시험을 통해 평가하였다. 실내 시험은 $20cm{\times}30cm{\times}60cm$의 규격으로 제작된 챔버에 3종류의 각기 다른 모래 여과층을 조성한 후 인공 강우를 유입하는 과정으로 진행되었으며, 유출된 오염수의 TSS (총 부유물질)와 COD (화학적 산소요구량)를 측정하여 모래 여과층의 정화효율을 평가하였다. 또한 폐색 현상으로 인한 모래 여과층의 투수계수 변화를 간접적으로 평가하였다. 실내 시험을 통하여 비점오염물질 정화에 적합한 여과층을 제시하였으며, 이를 현장 빗물 저류조에 시험 시공하여 선정된 여과층의 적용성을 검증하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.47-57
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• 2013

This study is to assess the reduction of non-point source pollution loads for rice straw mulching of upland crop cultivation at a watershed scale. For Byulmi-cheon watershed (1.21 $km^2$) located in the upstream of Gyeongan-cheon, the HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) and SWAT (Soil and Water Assesment Tool), physically based distributed hydrological models were applied. Before evaluation, the model was calibrated and validated using 9 rainfall events. The Nash-Sutcliffe model efficiency (NSE) for streamflow using the HSPF was 0.62~0.76 and the determination coefficient ($R^2$) for water quality (sediment, total nitrogen T-N, and total phosphorus T-P) were 0.72, 0.62, and 0.63 respectively. The NSE for streamflow using the SWAT were 0.43~0.81 and the $R^2$ for water quality (sediment, T-N, and T-P) were 0.54, 0.87, and 0.64 respectively. From the field experiment of 16 rainfall events, the rice straw cover condition reduced surface runoff average 10.0 % compared to normal surface condition. By handling infiltration capacity (INFILT) in HSPF model, the value of 16.0 mm/hr was found to reduce about 10.0 % reduction of surface runoff. For this condition, the reduction effect of sediment, T-N, and T-P loads were 87.2, 28.5, and 85.1 % respectively. By handling soil hydraulic conductivity (SOL_K) in SWAT model, the value of 111.2 mm/hr was found to reduce about 10.0 point reduction of surface runoff. For this condition, the reduction effect of sediment, T-N, and T-P loads were 80.0, 83.2, and 78.7 % respectively. The rice straw surface covering was effective for removing surface runoff dependent loads such as sediment and T-P.

• 한국물환경학회지
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• 제29권5호
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• pp.591-597
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• 2013

The input emergy of an advanced treatment plant for reducing the 1 kg of TN and TP was estimated 4.14E+14 sej/kg, 5.02E+15 sej/kg, respectively. In addition, the input emergy of constructed wetland for reduction of the 1 kg of TN and TP reduction was estimated to be 2.48E+14 sej/kg, 3.38E+15 sej/kg, respectively. The cost reducing 1 kg of TN and TP for an advanced treatment plant was estimated 197,466 won and 2,388,739 won respectively and constructed wetland was estimated 117,976 won and 1,609,213 won respectively. As a result, All of the emergy source of constructed wetland for reducing non-point source is renewable resource. If we use the constructed wetland, it results in enhancing economic value by reducing of non-point pollution, controlling a flood and providing the habitat of animals or plants. Improving water quality program in the Nakdong River Basin should be changed into an ecological treatment facilities from expansion of the sewage treatment facilities and advanced treatment plant using high cost and non-renewable energies.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-9
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• 2024

이 연구에서는 서낙동강을 구성하는 소유역 중 대지면적 비율이 크고 인구밀도가 높은 해반천 유역의 유출 및 수질을 모의하기 위한 HSPF(Hydrological Simulation Program-FORTRAN)모형을 개발하였다. 유역에서 발생하는 비점오염 부하량을 관리하기 위한 세 가지 시나리오가 개발되어 모형에 적용되었고, 오염부하량의 감소와 부하지속곡선에 대비한 수질 기준 초과율이 분석되었다. 시나리오는 비점오염의 발생을 줄이기 위한 도로 청소, 다양한 저영향 개발 기법을 고려한 유출 저감 조치, 그리고 강으로 들어가는 비점오염원을 완화하기 위한 유입 저감 조치로 구성되었다. 첫 번째 시나리오에서는 김해시의 도로 청소 차량 수와 같은 실제 조건이 고려되었으며, 두 번째와 세 번째 시나리오에서는 적용 가능한 토지 이용별 면적의 50%에 저영향 개발 기법을 적용하는 것으로 적용되었다. 모든 세 가지 조치를 적용한 결과, BOD 오염 물질 부하가 58.28%, T-N은 58.49%, T-P는 51.56% 감소할 수 있는 것으로 도출되었다. 또한, 5년간 누적된 수질 측정의 60번째 백분위수를 목표 수질로 설정하고 구축된 유량지속곡선에 의한 초과율분석 결과, 결과적으로, BOD의 경우 조치 적용 전 41.57%의 초과율이 조치 후 16.32%로 감소하여, 초과율이 25.25% 감소하였다. T-N의 경우 조치 전 40.31%에서 조치 후 22.84%로, T-P의 경우 62.43%에서 27.22%로 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.664-671
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• 2017

비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정장소에서 불특정하게 수계에 오염물질을 배출하는 배출원으로, 오염물질의 유출경로가 명확하게 구분되지 않는다. 또한 수집이 어렵고 배출량이 강수량 등 기상조건에 크게 좌우되기 때문에 저감시설의 설계 및 유지관리가 어려운 측면이 있다. 한국의 경우 2006년 이후 비점오염원 처리에 대한 중요성이 심화되어 설치의무는 강화되고 있으나, 설치기준 및 효율에 대한 명확한 기준이 제시되지 못하여 단순히 저렴하며 유지관리가 필요치 않은 처리기술을 선호하고 있는 실정이었다. 본 연구는 발포고분자여재(Expended Polypropylene Media, EPP)를 이용한 여과형 비점오염원 저감시설에 대하여 처리능과 역세척에 의한 처리능의 유지에 대한 연구를 진행하였다. 여재층 높이가 증가할수록 처리효율의 변화폭은 줄었으며, 처리효율은 상승하는 것으로 나타났다. 60 cm의 여재층 높이에서 10 m/hr의 선속도의 경우 평균 처리효율은 94%로 나타났으며, 20 m/hr의 선속도의 경우 평균 처리효율이 90%로 나타났다. 여과 선속도 10 m/hr와 20 m/hr에서 180분 동안 운전 결과, 손실수두의 변화는 여재층 높이에 따른 차이가 조금 다른 양상으로 나타났다. 총 3회 반복한 역세척 실험 동안 여과시간이 경과함에 따라 처리효율은 여재가 폐색됨에 따라 감소하는 경향을 나타났다. 그러나 역세척 과정 이후에는 이전 여과과정의 초기 시점의 처리효율과 거의 유사하게 회복하는 것으로 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권4호
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• pp.13-22
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• 2020

The Doam Lake watershed has a significant impact on the downstream water system due to nutrients and sediment outflow during rainfall caused by steep slopes, soil losses, and fertilization. These non-point sources are unclear in the discharge area and are affected by land use patterns, soil characteristics, and topographical features of the watershed. Therefore, this study conducted rainfall monitoring from July to October 2019 in Songcheon upstream of the Doam Lake watershed, one of the non-point pollution source management areas. Then, after analyzing rainfall runoff, Event Mean Concentration (EMC) and Mass First Flush ratio (MFFn) were calculated to compare and analyze the characteristics of rainfall and the non-point pollutant discharge. As a result of the analysis, it showed various non-point pollutant emission characteristics for each rainfall event. In addition, the concentration of EMC and the MFFn were affected by the average rainfall intensity and the maximum rainfall intensity, and were not significantly affected by the number of antecedent drying days. In the future, it is expected that effective non-point source reduction measures and management measures according to rainfall intensity through continuous monitoring and analysis will be needed.

• 한국습지학회지
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• 제15권3호
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• pp.387-396
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• 2013

비점오염원은 배출원, 유출경로 및 배출량이 명확하지 않아 관리에 많은 어려움이 있다. 최근 들어, 비점오염 관리를 위해 다양한 비점오염저감시설들에 대해 개발 및 연구 되고 있다. 또한 비점오염시설의 정확한 평가를 위해 다양한 효율산정 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 강우 시 식생수로 길이별 모니터링 결과를 토대로 식생수로의 길이가 저감효율에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 또한 식생수로 길이별 저감효율을 다양한 방법으로 산정하여 효율 산정방법에 따른 차이를 비교하고자 하였다. 효율 산정 방법으로는 ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, ROLF 방법을 이용하여 분석하였다. EMC 분석결과 유입 및 유출량의 농도차이가 유기물질이 염양염류에 비하여 크게 나타났다. 식생수로 길이에 따른 효율 분석 결과 식생수로 유입부에서 효율이 급증하고, 이 후에는 효율 증가가 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 식생수로 전단에 설치된 저류지에 의한 것으로 판단된다. 식생수로의 저감효율을 확보하기 위해서는 식생수로의 길이가 최소 30m이상으로 충분히 확보되어야 한다. 또한 식생수로의 경제적이고 효율적인 설계를 위해선 단순한 효율분석이 아닌 식생수로 최소 길이에 대한 연구가 필요하다.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권4호
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• pp.1-10
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• 2023

As a result of climate change, non-point source pollution (NPS) from farmland with the steep slope during the rainy season is expected to have a significant impact on the water system. This study aimed to evaluate the effect of furrow mulching using alfalfa and PAM (Polyacrylamide) materials for each rainfall event, while considering the load characteristics of NPS. The study was conducted in Wanju-gun, Jeollabuk-do, in 2022, with a testbed that had a slope of 13%, sandy loam soil, and maize crops. The testbed was composed of four plots: bare soil (Bare), No mulching (Cont.), Vegetation mulching (VM), and PAM mulching (PM). Runoff was collected from each rainfall event using a 1/40 sampler and the NPS load was calculated by measuring the concentrations of SS, T-N, T-P, and TOC. During farming season, the reduction efficiency of NPS load was 37.1~59.5% for VM and 38.2~75.7% for PM. The analysis found that VM had a linear regression correlation (R²=0.28~0.86, P-value=0.01~0.1) with elapsed time of application, while PM had a quadratic regression correlation (R²=0.35~0.80, P-value=0.1). These results suggest that the selection of furrow mulch materials and the appropriate application method play a crucial role in reducing non-point pollution in farmland. Therefore, further studies on the time-series reduction effect based on the application method are recommended to develop more effective preemptive reduction technologies.

• 한국물환경학회지
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• 제28권5호
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• pp.686-692
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• 2012

This study illustrates how to design and evaluate a non-point sources management detention pond using SWMM. In particular, special attention is given to the orifice design. In SWMM, orifice properties that need to be defined include its height above the bottom of the storage unit, its type, its geometry and its hydraulic properties. Among the various characteristics of orifice, the orifice hole size which is closely related to hydraulic retention time is focused in this study. Sensitivity analysis of orifice size in annual non-point sources reduction efficiency is carried out. In addition, a methodology which can be used to design a virtual junction in SWMM has been proposed to quantify water quality improvement triggered by the detention pond installation. As a result, it is recommended that a detention outlet should be designed to be about 2 to 3 days of hydraulic retention time.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.129-137
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• 2015

The objective of this study was to test the non-point source pollution (NPS) control by the vegetated ridge and silt fence through field monitoring. The experiment plots were established with three sizes which are 5 m width by 22 m length with 8 %, 3 % slope and 15m width by 15 m length with 6 % slope. Flumes with the floating type stage gages were installed at the outlet of each plot to monitor the runoff. For a rainfall monitoring, tipping bucket rain gage was installed within the experiment site. Water quality samples were monitored during the heavy rainfall occurred. The amount of rainfall from 4 monitored events ranged from 27.6 mm to 130 mm. The runoff reduction rate could vary depending on slope, soil, crop growth condition, rainfall amount, rainfall intensity, antecedent moisture condition, and many other factors. The runoff from vegetated ridge and silt fence treatment plots was 24.05 % and -8.28 % lower than that from control plot, respectively. The monitoring results showed that the average pollution loads reduced by vegetated ridge compared to control were BOD 36.62~53.60 %, SS 40.41~73.71 %, COD 39.34~56.41 %, DOC 49.08~53.67 %, TN 26.74~67.23 %, and TP 52.72~91.80 %; by silt fence compared to control were SS 41.73 %, COD 1.93 %, and TN 2.38 %. The paired t-test result indicated that the vegetated ridge and silt fence were statistically significant effect in SS load reduction, with a 5 % significant level. Monitored results indicated that vegetated ridge and silt fence were both effective to reduce the pollutant from the field surface runoff.