• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.629-640
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• 2014

본 연구에서는 동적모델의 수질오염총량제 적용성을 검토하였으며, 동적모델을 이용한 목표수질 설정 및 할당부하량 산정 방법을 제시하고 그 결과를 분석하였다. 동적모델 중 HSPF 유역모형을 미호천 유역에 대하여 구축하였으며, 보정 결과 구축된 모형은 2009년~2010년에 대하여 일유량 변화와 BOD 농도 변화를 잘 재현하는 것으로 판단되었다. 동적모델을 이용한 수질오염총량제 적용 방안은 3가지 case; (1)저수기 조건을 고려한 수질관리 방법(Case I), (2)연중 전 기간을 고려한 수질관리 방법(Case II), (3)연중 최악의 수질조건을 고려한 수질관리 방법(Case III)으로 나누어 제시하였다. 미호천 유역 말단에서 각 조건에 따른 BOD 목표수질을 산정한 결과는 Case II(4.2 mg/L) < Case I(5.0 mg/L) < Case III(7.8 mg/L) 순으로 연중 전 기간을 고려한 경우에서 가장 낮고 최악조건을 고려한 경우에서 가장 높았다. 할당부하량은 Case II > Case I > Case III 순으로 높게 나타났으며 최악조건을 고려한 경우에서 가장 엄격한 할당부하량이 산정되었다. 기준 강우 선정 및 비점오염원의 모델 적용방식 등에 대한 추가연구가 필요하며, 이들이 반영된다면 수질오염총량제에 동적모델을 적용함으로 인해 좀 더 합리적이고 과학적인 수질관리가 이루어질 것이라 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권3호
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• pp.192-200
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• 2001

우리 나라의 농업지대 소유역에서 질소와 인의 부하에 대한 농업비점오염 모형 AGNPS의 적용 가능성을 검토하고자 경북 영천군 임고천 유역에서 조사된 실제 강우사상에 대하여 강우사상별로 실측치와 모형의 예측치를 비교하였다. CN 식에 대한 보정을 거친 모형을 적용한 결과, 첨두유량은 강우에 따라 다소 차이는 있었으나 예측치는 모형효율 0.97로 실측치와 거의 일치하였다. 이는 유역의 특성을 고려하여 CN 식을 수정하였고 유역의 동질성을 위해 격자망을 비교적 세분화하였기 때문으로 판단된다. 총 질소와 총인 농도의 경우의 실측치와 예측치를 비교하면 모형효율은 각각 0.93과 0.74였으며, 총인의 경우 총질소에 비해 결정계수가 비교적 낮은 것은 토지 이용에 따른 시비 및 생활 및 축산 오수 유입 등의 차이에 상대적으로 민감하게 영향을 받았기 때문으로 판단된다. 농업비점오염 부하를 예측하는 모형인 AGNPS는 적용 대상 유역의 특성을 잘 고려하여 매개변수들을 적절히 보정하고 정확한 입력자료를 확보하면 우리 나라 소규모 농업 유역에서도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권10호
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• pp.917-927
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• 2018

본 연구에서는 대전 관평천의 도시유역에서 2017~2018년에 발생한 강우 20건의 유출수를 연속적으로 채취하여 As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb 및 Zn의 중금속 및 총고형물질(TSS) 농도와 유량을 분석하고, 강우특성과 수질 변화의 강우사상별 및 시간별 상관관계를 조사하였다. 일정 강우강도에서 오염물질의 최대농도는 강우 초기에 발생하는 경향을 나타냈으나, 강우량 및 강우강도가 작은 경우에는 일정 시간 경과 후 발생하는 것이 관찰되었다. 강우지속시간은 중금속 농도 및 부하량과 큰 상관성을 보이지 않았다. Cu와 Zn을 제외한 중금속 질량은 강우강도(0.60~0.88) 및 총강우 유출량(0.74~0.89)과 상대적으로 높은 상관관계를 나타냈다. 강우 시 유량가중평균농도와 선행무강우일수 또한 양의 상관성(0.54~0.73)을 보이는 반면, 30분 강우강도로 표현된 시간별 유출량과 TSS 및 중금속 농도는 전혀 상관성을 나타내지 않았다. 무강우 기간 동안 지표면에 축적된 오염물질이 최소한의 강우 에너지에도 세척효과가 발생하여 강우특성과는 무관하기 때문인 것으로 추정된다. 중금속과 TSS 농도의 시간에 따른 변화특성은 상관계수가 0.68~0.87로 양호한 수준을 나타냈다. 이는 고형물질의 이동과 중금속 물질의 이동이 함께 발생한다는 것을 시사하며 동시에 중금속이 고형물질에 흡착되어 이동한다는 것을 의미한다. 따라서 비강우 시에 유역 표면의 고형물질을 청소 등으로 사전에 제거할 경우 하천으로 유입되는 중금속오염물질의 양을 현격하게 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권5호
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• pp.97-103
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• 2011

본 연구에서는 비점오염저감장치를 이용하여 밭 시험포장에서의 저감효과를 평가하기 위하여, 경남 사천시 용현면에 시험포장을 설치하고 포장실험을 수행하였다. 시험포장은 6개의 시험구와 3개의 침사구로 구성되어 있으며, 각 시험구의 크기는 가로 5 m, 세로 22 m의 크기로 각 시험구의 말단에는 유출량을 측정하기 위한 수위계를 설치하였고, 포장에서의 강우량을 측정하기 위해 강우계를 설치하였다. 인공강우 실험을 통해 유출수의 시간변화에 따른 수질을 측정한 결과 초기 유출시 SS, TOC, T-N, T-P, COD, NTU의 농도는 각각 15.00, 1.54, 5.27, 0.07, 4.72, 0.45 mg/L로 나타났으며, 4시간 후의 농도는 각각 1.00, 0.94, 4.06, 0.01, 0.60, 0.33 mg/L로 측정되었다. 대부분의 수질측정값이 초기 유출시 높고 시간이 흐름에 따라 감소하는 경향을 보였다. 인공강우에 의한 유출실험 결과, 침사구에서의 부유물질은 시간이 흐름에 따라 눈으로 식별 가능할 정도로 줄었으나 각 수질측정값은 불규칙한 경향을 보였으며, 이는 샘플링 시료에 포함되는 부유물질의 양이 일정하지 않았기 때문으로 풀이된다. 향후 추가적인 연구를 통해 밭비점오염원 저감효과를 평가하고 제어대책을 개발하게 되면 밭에서의 비점오염, 배출을 최소화시켜 수질개선에 기여할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.21-27
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• 2019

본 연구에서는 영농기간 동안 비강우시에 영농형태에 따른 논에서 유출되는 T-N, T-P, COD, SS의 적정 확률분포를 분석하기 위해 2016년 전라북도 부안군 논 유역에서 모니터링을 수행하였다. 확률분포모형 선정을 위해 Kolmogorov-Smirnov 검정방법을 적용한 결과 Weibull 분포모형에서 대조구, 완효성비료처리구, 물꼬관리처리구의 모든 수질 항목에서(T-N, T-P, COD, SS) 적합성이 있는 것으로 나타났다. 이는 강우시에 모든 수질 항목에서 Log-Normal 분포모형과 Gamma 분포모형에서 적합성이 있는 것으로 보고한 선행연구 결과와는 다른 특성을 보였다. 따라서, 하천의 수질관리를 위해서는 시기별 적합한 확률분포모형을 적용해야 한다. 본 연구 결과에서 분석된 비강우시 영농형태별 (대조구, 완효성비료처리구, 물꼬관리처리구) 확률분포모형에 의해 선정된 수질 항목별 중앙값과 하천의 수질을 연계 분석한다면 논에서 유출되는 수질이 하천에 미치는 영향을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.61-72
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• 2011

유역 단위 수문 및 수질 평가 모형인 SWAT 모형을 이용한 유역 내 정확한 수문과 비점오염원 거동을 평가하기 위해서는 유역 적용에 앞서 모형의 정확성 평가가 우선시 되어야 한다. SWAT 모형의 수문 보정및 검정 시, Nash-Sutcliffe의 효율계수(EI)가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 EI 값은 비교되어지는 값들의 범위 중 큰 값 즉, 수문 분석에 있어 고유량에 대해 민감하게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그리하여 본 연구에서는 보다 정확한 수문 분석을 위해 K-means 군집화 알고리즘을 이용한 웹기반의 EI 평가시스템을 개발하였고, 이를 SWAT 모형의 수문 평가에 적용하였다. 본 연구의 결과 전체 유량의 EI 값은 높았지만, 수문성분에 따른 EI 값은 높지 않았다. SWAT 모형의 수문 보정 및 검정에 널리 활용되고 있는 SWAT auto-calibration tool은 전체 유량에 대해서는 높은 EI 값을 산정하는 것으로 보이지만, 직접유출과 기저유출 각각에 대한 유량 그룹 I 과 II 에 대해서는 대부분 음수(-)의 EI 값을 보였다. 그리하여 본 연구 결과를 통해 SWAT 모형의 수문성분 평가에 있어 보다 정확한 평가를 위해서는 직접유출과 기저유출에 대한 각각의 유량 그룹에 대해 양수(+)의 EI 값이 산정되도록 모형 보정 및 검정의 수행 필요할 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.85-93
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• 2021

유역으로부터 발생되는 강우유출수가 하수관거로 유입되는 것을 방지하기 위하여 별도의 우수전용관을 설치하는 것은 많은 비용이 수반되며 현장 시공여건에 따라 대단히 어려운 경우가 있다. 본 논문에서는 교통 및 도로 여건상 시공이 어려운 곳에 경제적인 접근방법으로 기존의 하수관거에 별도의 하수분리관을 설치하는 단순하면서 혁신적인 방안에 관한 연구결과를 제시하였다. 실험실 규모의 하수관거 실험장치를 통하여 얻은 결과에 따르면 기존의 관거를 하수 및 우수전용 공간으로 분리할 경우 관내유속을 증가시켜TSS, TCOD, TN, TP 퇴적율을 각각 74-88%, 79-90%, 75%, and 67-90%, 정도 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한 3차원 수리유동 모의결과 하수분리관의 설치가 직선구간, 접속구간, 곡선 및 낙차구간에서 하수의 흐름 및 유속분포에 미치는 영향이 미미한 것으로 분석되었다. 그러나 접속구간에 분리관을 설치할 경우 접속면 지역은 유입되는 강우유출수의 운동에너지에 의한 구조물 훼손을 방지하기 위하여 보강해야 할 것으로 판단된다. 또한 곡선부에서 분리관은 곡선부의 안쪽보다는 외곽쪽에 설치하는 것이 구조적으로 안정 적인 것으로 분석된다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 폭 3 m 제원을 갖는 하수관거에는 약 0.4 m × 0.4 m 분리관 설치가 적합한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제15권4호
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• pp.555-566
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• 2013

2004년에 도입된 오염총량관리제는 각종 토지이용형태별로 오염물질의 배출량을 산정하여 하천의 목표수질을 정하고 관리하는 것이다. 이에 따라 토지이용형태 별로 오염물질의 유출부하량을 산정하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구 또한 토마토 시설재배지역을 대상으로 강우유출수 내 오염물질의 EMC, 부하량 및 원단위 등을 산정하기 위해 실시되었다. 산정된 평균 EMC 값은 BOD 9.6mg/L, $COD_{Mn}$ 17.2mg/L, TOC 5.5mg/L, TSS 319.4mg/L, T-N 4.4mg/L, T-P 2.6mg/L, $NH_3-N$ 0.5mg/L, $NO_3-N$ 2.6mg/L, $PO_4-P$ 0.8mg/L로 조사 되었다. 이 중 영양염류인 TN은 대부분 $NO_3-N$의 형태, TP는 입자성인의 형태로 유출되는 것으로 파악되었다. 오염물질의 원단위는 BOD는 $21.8{\sim}56.8g/m^2/yr$의 범위로 나타났으며, $COD_{Mn}$은 $38.9{\sim}101.7g/m^2/yr$로 나타났다. 또한, TSS의 경우에는 $179.5{\sim}1878g/m^2/yr$의 범위로 분석되었고, TN과 TP는 $10.7{\sim}26.3g/m^2/yr$ 및 $5.8{\sim}15.2g/m^2/yr$로 각각 분석되었다. 한편, $NH_3-N$, $NO_3-N$ 및 $PO_4-P$는 $1.3{\sim}3.4g/m^2/yr$, $5.9{\sim}15.4g/m^2/yr$ 및 $1.8{\sim}4.8g/m^2/yr$의 범위로 각각 분석되어졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.480-491
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• 2015

본 연구에서는 비점오염물질 배출 및 유역 특성과 달성 가능성을 고려한 비점관리지역 관리목표 설정 및 목표달성도 평가에 부하지속곡선과 유역모델을 이용하는 방법을 제시하였으며, 최근 비점오염관리지역으로 선정된 새만금 유역에 대하여 적용하였다. 비점오염원 배출특성을 고려하여 유량지속곡선의 5~40% 범위를 관리유량 구간으로 설정하였으며, 부하지속곡선 방법을 이용하여 TP를 관리항목으로 선정하였다. 2009년~2012년에 대하여 보정된 HSPF 모델과 부하지속곡선을 이용하여 우선관리유역별 저감 시나리오에 따라 관리목표를 설정하였다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 목표수질은 각각 TP 0.38, 0.18, 0.64, 0.16 mg/L로 산정 되었다. 현재 유달부하량이 일정비율(10%)로 줄어드는 상황을 가정한 관리목표는 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교에서 각각 TP 0.35, 0.17, 0.60, 0.15 mg/L로 산정되었다. 본 연구 결과는 향후 비점오염관리지역에 대한 관리대책, 시행계획 수립 및 이행평가시 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.