• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1388-1392
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• 2005

호안 Mattress/Filter는 철망구조 내에 채움재를 채운 다공성 구조로서 다양한 크기의 채움재를 사용할 수 있고 이로 인하여 다양한 공극을 형성할 수 있다. 이러한 Mattress/Filter의 다공성 구조는 통수성을 증가시키기 때문에 호안부에서 흐름의 에너지 및 유속을 감소시키며, 이로 인해서 소류력이 감소되어 호안의 침식을 완화시킨다. 또한 Mattress/filter에 사용되는 채움재는 자갈, 폐콘크리트 및 슬래그를 사용하기 때문에 표면이 거칠고 조도계수가 증가하게 되며, 호안에서의 조도계수의 증가는 유속의 감소와 소류력 감소를 가져온다. 한편 Mattress/Filter가 시공되고 수개월이 경과되어 식생발달 및 안정화가 이루어진 후에는 식생과 Mattress/Filter가 일체화되며, Mattress/Filter와 식생에 의해 조도계수의 증가 및 유속감소의 효과가 더욱 커지면서 결과적으로 소류력 감소효과는 증가하게 된다. Mattress/Filter의 다공성 구조는 호안의 통수성 및 조도계수를 증가시켜 호안부의 유속 및 소류력을 감소시키기 때문에 침식 및 식생유실을 완화시키게 된다. 시공 초기 식생이 발달하기 전에 복토된 토양의 유실 우려가 있을 경우 Mattress/Filter의 표면에 토양유실방지매트를 설치하여 복토된 토양이 유수에 의해 침식되는 현상을 방지할 수 있다. Mattress/Filter 시공후 수개월이 경과한 뒤에는 식생이 발달하여 유속 및 소류력 저감효과가 더욱 증가하며, 이로 인해서 더욱 안정된 식생군락을 형성시킬 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권1호
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• pp.33-43
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• 2006

Revetment Mattress/Filter is the porous structure filled fillers in meshed structure so that it cail use the fillers of various sizes and form various pores. The porous structure of the Mattress/Filter increases drainage so that it decreases the energy and erosion of flow therefore the tractive force is decreased and the erosion of revetment is mitigated. The filler of Mattress/Filter uses gravels, waste concretes and slags so that the surface is rough and the roughness coefficient increases and the increase of the roughness coefficient decreases flow velocity and tractive force. On the other hand Mattress/Filter and vegetation are combined so that the increase of roughness coefficient and flow velocity still more progress therefore the effect of decrease of tractive force is increased after a few months have passed since the Mattress/Filter is constructed so that the vegetation is developed and be stabilized. The vegetation channel of Mattress/Filter is set tip and the inspection comes into operation by varing flowrate and vegetation spacing to examine these characters of the Mattress/Filter The coefficient of flow velocity U/U*' is decreased exponentially as vegetation esity aH' or $\lambda$ is increased and the coefficient of friction f is increased as vegetation desity aH' is increased but decreased as the coefficient of flow velocity U/U*' is increased. The effective tractive force $F_0$ is decreased exponentially as the vegetation desity aH' is increased. From the inspection the results are obtained that the porous and vegetation structure of the revetment Mattress/Filter system increases the coefficient of friction of revetment so that flow velocity and effective are decreased therefore greatly contributes the stability of the revetment.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1390-1394
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• 2004

본 연구에서는 하천구조물에서 자연과의 조화를 고려하여 생물과 공생을 목표로 한 다양한 접목시도를 통해서 Mattress/Filter시스템을 이용한 하천 본래의 기능인 환경생태기능을 회복시킬 수 있는 방안을 강구하고, 생태기능이 저하된 하천의 생태계 질을 향상시켜 건전한 하천생태계를 복원시키는 Mattress/Filter의 수질개선시스템의 개발을 시도하였다. 수변생태계 복원을 고려한 Mattress 시스템의 설계는 주위의 경관과 조화를 배려하여 도입을 결정하고, 법면구배 변화점의 모서리가 완만하도록 Mattress의 배치 및 크기를 결정하여 식생에 의한 피복이 가능토록 설계해야 한다. 이 치수 기능을 유지하면서 생태계를 보전하기 위한 대안으로 생태복원구조물인 친환경 Mattress/Filter 의한 수질개선시스템을 개발하여 기존하천에 초본식물들이 식생됨으로써 수질이 개선되어 하천 본래의 생태계를 유지할 수 있는 늪지 조성, 하천의 친수성 확보, 수변식물에 의한 동식물의 서식처 제공 및 수변경관이 보전된 식생 수변공간에 조성에 필요한 기법을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1395-1399
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• 2004

절개지사면에 구조물이 설치될 경우 배수압소산과 식생복원을 위해서는 기본적으로 다공성이 뛰어나고 식생의 서식이 가능한 구조물로 설계되어야 하며, 동시에 사면의 안정을 제공해주는 기능을 할 수 있어야 한다. 구조물이 설치될 지역에 Mattress/Filter를 사용할 경우 배수압의 소산과 식생의 활착이 가능한 구조물로 사면의 안정과 식생복원효과를 검토하였다. 본 연구에서는 절개지사면에 토목구조물이 설치될 경우 식생의 복원과 구조물의 안정성을 높이기 위한 기법으로 Mattress/Filter에 Slag를 채워서 다공성을 부여함으로써 사면의 배수압소산과 식생촉진 뿐만 아니라 사면의 안정성을 제공해줄 수 있는 구조이다. 특히, Mattress/Filter는 다공성이 뛰어나 자연배수가 가능한 구조물로서 그 구변 생태계에 필수적인 물의 상호교류 즉, 투수와 배수가 가능하고 배수압의 소산이 가능하여 식생복원과 사면안정에 우수한 것으로 나타났다. Mattress옹벽은 배면의 지하수 배제를 촉진시켜 사면의 안정화에 기여하게 되려, 식생의 복원에 뛰어난 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 Mattress에서 Fitter의 채움 재료로 산업계기물(Slag) 및 건설폐기물(폐콘크리트, 사석) 등을 재활용할 수 있으므로 Mattress는 채움재료의 비용이 저렴하고 유지관리가 용이하며, 생태계의 보존에도 Mattress/Filter의 사용은 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.464-468
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• 2005

산업활동으로 인해 발생하는 슬래그 등의 폐기물을 적절히 처리하는 방법으로서는 저비용 처리형태와 자연계에서 슬래그 등의 특성을 고려한 Filter 기능을 수행할 수 있도록 수질이 악화된 하천이나 정체수역에 투입시켜 수질을 개선시킬 수 있는 방법의 도입이 필요하다. 현재 POSCO에서 발생하는 슬래그와 폐콘크리트의 화학적 성분은 주로 $CaO,\;SiO_2,\;Al_2O_3,\;Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 공존하고 있다. 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터로 이용하기에 좋은 이점을 가지고 있다. 슬래그나 폐콘크리트를 Mattress/Filter 채움재 및 수질정화용 여재로 활용하면 폐기물처리, 자원 재활용 그리고 수질 환경 개선의 세 가지 효과를 동시에 얻을 수 있는 방법이 된다. 본 연구에서는 슬래그와 폐콘크리트를 활용한 정체수역에서 정화시스템의 정화특성을 조사하기 위하여 유입수와 유출수의 pH, 용존산소, 질소, 인 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선을 위한 Mattress/Filter 시스템의 기본개념은 하천의 오염된 물이 Mattress/Filter의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 생물막이 수질 개선과정에서 나타나는 접촉작용, 생물 흡착작용, 생물산화의 분해작용 등을 촉진시키도록 하였다. Mattress/Filter를 이용한 수중 수질개선시스템에서 채움재로 제철폐기물인 슬래그와 건설폐기물인 폐콘크리트를 사용함으로써 Mattress/Filter의 다공성 및 넓은 표면적이라는 특성에 따른 물리적$\cdot$화학적$\cdot$생물학적 작용이 촉진되고 있음을 확인할 수 있었으며, 그 결과 정체수역에 설치한 Mattress/Filter는 다공질 속에서 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과 증대와 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연생태적 하천정화시스템임을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.51-60
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• 2006

산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-31
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• 2006

Aquatic plants grow in water with photosynthesis and purify water quality as taking organic and inorganic matter in water. Polluted water in stagnant stream channel where nutritive salts load is great can be purified by activities of aquatic plants. Aquatic plants should be fixed to bed easily to plant and sustainable environment is needed. So in this study, Mattress/Filter system is suggested to plant aquatic plant in stagnant stream channel. In the result of study, coverage of Phragmites australis, Zizania latifolia and Typha angustifolia which planted in mattress was $78\%,\;62\%\;and\;82\%$ and numbers of species in each mattress system were 7, 11, 3. The evenness index of each mattress system was 0.86, 0.91 and 0.79 and diversity index of each mattress system was 1.67. 2.18 and 0.87. Removal rates of phosphorus at Phragmites australis, Zizania latifolia and Typha angustifolia which planted in mattress were $68.7\%,\;62.7\%,\;55.3\%$ and removal rates of nitrogen of them were $79.8\%,\;74.7\%,\;64.9\%$. The removal rate of nitrogen was greater than phosphorus at all system and both removal rates were greater at Phragmites australis than at Zirania latifolia and at Typha angustifolia the rate was the least. Removal rates of $PO_4^{-3},\;NH_4-N,\;NO_{3-}N$ at Phragmites australis were $57.4\%,\;52.8\%,\;47.8\%$ and at Zizania latifolia were $82.6\%,\;77.2\%,\;67.5\%$ and at Typha angustifolia were $80.6\%,\;73.7\%,\;64.3\%$. It seems that removal effect is great by the planted mattress system.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(2)
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• pp.919-922
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• 2003

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(2)
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• pp.923-926
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• 2003

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(2)
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• pp.931-934
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• 2003