• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.88-88
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• 2017

유역에서의 효율적인 수량 및 수질 관리를 위해서는 정확한 수문 구성요소에 대한 이해가 선행되어야 한다. 유출 수문곡선을 이용한 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 정확한 기저유출 산정에 관한 연구는 매우 제한적으로 수행되어 왔다. 수문학교과서에 수록된 다양한 기저유출 방법은 실제 장기 유출 수문곡선에 적용하는데 한계가 있으며, 유역의 다양한 유출특성을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 USGS에서 개발한 기저유출 분리 모형와 SWAT BFlow, 그리고 WHAT 시스템에 특성에 대해서 분석하였으며, 이러한 모형을 이용한 기저유출 분석의 한계점을 제시하였다. 정확한 기저유출 분리를 위해서는 유역의 감수곡선 특성을 반영한 기저유출 분리가 이루어져야 하며, 주지하수 감수곡선처럼 유역 대표 감수 특성을 이용하기 보다는 유황이나 계절별 감수특성을 고려한 김수 특성 인자에 대한 연구가 필요하다. 이외에도 유역에서 기저유출로 인한 오염부하 특성을 NO3-N을 중심으로 분석하여 정확한 기저유출 산정의 중요성을 제시하였다. 이와 같이 기저유출과 같은 수문 구성 요소에 대한 정확한 이해 없이는 효율적인 수량 및 수질 관리가 어려울 것으로 판단된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권1호
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• pp.57-65
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• 2019

This study assessed the contribution of emergent vegetation (Phragmites australis, Typha latifolia, and Nelumbo nucifera) to the submerged surface area, the amount of biofilms attached to the submerged portions of the plants, and the treatment performance of a free water surface (FWS) constructed wetland. Results showed that a 1% increase ($31m^2$) in the vegetative area resulted in an increase of $220m^2$ of submerged surface area, and 0.48 kg Volatile Suspended Solids (VSS) of attached biofilm. As the vegetation coverage increased, effluent organic matter and total Kjeldahl nitrogen decreased. Conversely, a higher nitrate concentration was found in the effluent as a result of increased nitrification and incomplete denitrification, which was limited by the availability of a carbon source. In addition, a larger vegetation coverage resulted in a higher phosphorus in the effluent, most likely released from senescent biofilms and sediments, which resulted from the partial suppression of algal growth. Based on the results, it was recommended that constructed wetlands should be operated with a vegetation coverage of just under 50% to maximize pollutant removal.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.549-560
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• 2019

본 연구는 화력발전소 배출로 인한 지표면 오염물질 농도의 시·공간적 영향을 실측 자료를 바탕으로 정량적으로 분석하려는 목적으로 수행되었다. 배출과 농도 관계의 정량적 분석을 위해 우선 기상 조건과 주변 배출원의 영향을 고려하였다. 이를 위해 자료의 선택과 관측지점 선정 과정을 제안하였고, 선정된 지표면 시·공간 자료에 K-Z 필터와 경험직교함수(EOF) 분석 기법을 적용하였다. 사용된 자료는 2014-2017년 4년의 기간 동안 당진과 태안 화력발전소 굴뚝 자동측정기기의 농도값을 이용하여 산출한 한 시간 평균 배출량 자료와 지표면 대기오염농도 측정망 자료이다. 기상 자료로는 최근 배포 중인 ERA5 재분석자료와 기상청 종관기상관측소 한 시간 평균 자료가 사용되었다. 발전소만의 영향이 최대한 보이도록 기상 효과와 지리적인 요인을 고려하여 선택한 시간대의 선정된 관측소 자료만을 이용하여 분석한 결과, 지표면 대기오염물질의 EOF 첫 번째 모드는 SO₂, NO₂, PM₁₀ 모두에 대해 97% 이상의 변동성을 설명하였다. 또한 지표면 농도장의 EOF 첫 번째 모드의 시계열은 화력발전소 배출과 유의미한 상관성을 보였다. 결과적으로 당진화력발전소 SO₂, NO₂, TSP 시간 당 배출량이 각각 10%가 감소하면, 남서풍 계열의 바람에 의해 직접 영향을 받는 서울 수도권 지표면 평균 SO₂ 농도는 0.468 ppb (R=0.384), NO₂는 1.050 ppb (R=0.572), PM₁₀은 2.045 ㎍ m^-3 (R=0.343) 정도가 감소한다고 판단할 수 있다. 태안화력발전소의 경우, SO₂, NO₂, TSP 배출량을 각각 시간당 10% 씩 감축하면, SO₂는 0.284 ppb (R=0.648), NO₂는 0.842 ppb (R=0.683), PM₁₀은 1.230 ㎍ m^-3 (R=0.575) 정도가 감소될 수 있음을 확인하였다. 태안화력발전소는 당진화력발전소에 비해 수도권지역 농도에 미치는 영향은 작았으나, 상관관계는 더 높았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.53-62
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• 2009

본 연구는 건설 현장에서 발생하는 비점오염원 발생 특성에 대해서 파악하고, 이에 대한 관리 기술들을 적용하여, 각 시설별 효과에 대해 평가하고자 하였다. 건설 현장의 공사 단계별로 비점오염원의 발생 특성을 보면, 공사 초반 즉, 토양 피복 상태가 교란되어 있는 경우, 강우 시 부유물질 부하량이 높게 나타나며, 강우 강도에 대한 민감도가 공사 후반에 비해 높은 것으로 확인되었다. 건설 현장에서 가설 형식으로 적용할 수 있는 기술로는 부유물질을 제어할 수 있는 Check dam, Silt fence 공법과 강우 시 토사 유실을 원천적으로 제어하는 Geotextile공법을 적용한 결과, Geotextile이 다른 공법에 비해 비점오염원 유출량 제어에 효과적인 것으로 확인 되었다. Check dam과 Silt fence는 공극에 의한 부유물질 제거 기능이 일부 있으나, 전반적으로 일시적 저류에 의한 침강효과로 오염물질을 제거 하는 특징이 있다. 이러한 가설 형식 처리 시설의 경우, 처리 효율이 낮아 주변 민원 또는 수계 오염을 유발할 수 있으며, 이에 부가적으로 가압식 여과 방법을 통해 연계 처리한 결과 만족할 만한 방류 수질을 기대할 수 있었다. 또한, 이러한 여과 방법은 여과 속도와 유입 부하량에 따라 처리 가능한 부하량이 결정되며, 효과적 운전을 위해서는 전처리가 반드시 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구는 충주댐 상류유역의 수질개선대책을 수립하기 위해 실시된 상위 및 관련계획, 수리 수문환경, 환경기초시설 현황 및 계획, 수질현황, 주요 오염원 발생 및 배출현황 등의 자료조사를 통하여 수질오염원을 파악하고 국내에 알려져 있는 수질모델 중 신뢰도가 인정되어 하천수질모의에 널리 적용되고 있는 QUAL2E 모형을 적용하였다. 연구 결과를 토대로 하여 충주댐 상류 유역의 수질개선을 위한 규제와 정책 방안들을 고려한 수질예측이 필요할 것으로 판단되며, 특히 충주댐 상류 유역의 오염원별 수질을 관리하는 방안과 더불어 오염원별 배출부하량이 높은 지역의 대형 환경기초시설에 의한 고도처리시설 도입 및 비점오염 저감시설에 의한 부분을 고려한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제21권2호
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• pp.140-146
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• 2019

비점오염원 관리를 위해 정책의 변환이 필요한 부분으로는 비점오염원관리는 국토의 이용 및 개발이 시작되는 시점부터 체계적으로 이루어지도록 제도의 패러다임이 전환되어야 한다. 비점관리지역의 국고지원 방식 및 운영방안을 전환하여 최저지원율은 보장해 주고 그 이상은 지자체의 비점오염저감사업의 추진현황과 성과등을 평가하여 추가로 지원해 줄 수 있는 방식으로의 전환을 통해 사업효과를 극대화할 필요가 있다. 신규 제도가 마련되어야 할 부분으로는 비점오염저감사업의 추진성과를 평가하고 운영효과를 모니터링 할 수 있도록 평가체계가 마련되어야 한다. 지자체가 비점오염원저감사업을 충실히 수행하여 계획된 성과를 달성하고 지속적인 유지관리가 될 수 있도록 지자체의 책임행정을 유도할 수 있는 관련 근거 규정이 필요시 된다. 대안마련이 필요한 요소로는 자동채수 분석에서 $100{\mu}m$ 필터의 사용에 따른 문제점, 강우시 채수 및 분석의 적시성 확보, 효율적인 비점측정망 운영관리 방안을 들 수 있다. 대안으로는 채수 분석장비의 성능개선, 권역별 비점오염물질측정망 모니터링통합센터 운영 등을 검토해볼 필요가 있다. 또한 국고보조사업으로 추진된 비점오염저감시설로 인한 오염물질의 삭감량을 수질오염총량제의 개발부하량으로 사용할 수 있도록 요구할 경우 삭감량에 따라 비점오염저감시설의 유지관리 비용 일부를 인센티브형식으로 지원하는 방안을 고려해 볼 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.929-936
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• 2011

비점오염원 저감을 위해 설치된 동복천 인공습지의 효율적인 관리 방안을 제시하기 위하여, 동복천 인공습지의 시기별 및 부하량별 수처리 효율평가를 실시하였다. 유입수의 BOD, SS, T-N 및 T-P 함량은 각각 $0.85{\sim}3.14mg\;L^{-1}$, $3.33{\sim}9.70mg\;L^{-1}$, $0.64{\sim}5.33mg\;L^{-1}$ 및 $0.03{\sim}0.10mg\;L^{-1}$ 범위이었으며, 연평균 처리효율은 BOD, SS, T-N 및 T-P가 각각 34%, 5%, 31% 및 13%로서 BOD와 T-N의 처리효율이 SS와 T-P 처리효율 보다 높았다. 인공습지 구성시스템별 오염물질 부하량에 따른 오염물질 처리량은 BOD에서 침강지 > 습지조 > 침전지, SS에서 침전지 > 습지조 > 침강지, T-N에서 침전지 > 침강지 > 습지조 순이었으며, T-P의 경우에는 침전지와 침강지에서는 큰 차이가 없었으나 습지조에서는 다른 시스템에 비해 높은 효율을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.18-24
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• 2007

본 연구는 1999년 5월부터 2002년까지 광역 논에서 영농기간 동안 비점원오염의 유출부하량을 산정하기 위하여 수행되었다. 시험유역은 전북 남원시 금지면 금풍지구에 위치한 115 ha(논 면적 95 ha)의 양수장 관개 논에서 수문 및 수질 모니터링을 실시하였다. 시험유역의 물수지를 산정한 결과, 연도별 유입량은 1999년 2,410 mm, 2000년 2,486 mm, 2001년 2,938 mm, 2002년 2,880 mm로 4개년 평균 유입량은 2,680 mm로 조사되었으며, 유출량은 1999년 2,416 mm, 2000년 2,533 mm, 2001년 3,070 mm, 2002년 2,983 mm로 4개년 평균 유출량은 2,750 mm로 조사되었다. 물수지에 있어 유출량이 유입량보다 크게 나타났는데, 이는 양수장에서 관개를 실시하지 않을 경우 지하수 관개를 실시하는 논들이 있어 이들 지하수 관개량의 미측정에 의해 물수지의 차이가 있는 것으로 판단된다. T-N과 T-P를 대상으로 4개년동안 물질수지를 조사한 결과, 영농기간 영양물질의 평균 유입량은 화학비료에 의해 T-N $124.8kg\;ha^{-1}$, T-P $15.8kg\;ha^{-1}$, 강우에 의해 T-N $26.9kg\;ha^{-1}$, T-P $0.35kg\;ha^{-1}$, 관개수에 의해 T-N $50.4kg\;ha^{-1}$, T-P $0.48kg\;ha^{-1}$가 유입된 것으로 조사되었다. 영농기간 동안 유출수에 의한 영양물질의 유출량은 T-N의 경우 $53.4{\sim}68.3kg\;ha^{-1}$, T-P의 경우는 $1.38{\sim}2.20kg\;ha^{-1}$로 나타났다. 논에서 적절한 물관리를 통해 유출수를 최소화하면 영양물질 손실의 경감, 농업용수 사용의 경감을 통한 수자원 확보, 그리고 하천의 수질보전에 기여할 것으로 판단된다. 향후 비점원오염에 관한 연구는 다양한 영농조건에 대해 장기적이고 꾸준한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.