• 한국조경학회지
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• 제41권6호
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• pp.107-116
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• 2013

본 연구는 저토심 옥상녹화모듈의 빗물유출 및 도시열섬 저감효과를 정량적으로 평가하기 위해, 저토심 경사 평지붕 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성을 규명한 것이다. 이를 위해 기린초를 식재한 라이시미터(깊이 100mm)를 4방향(동, 서, 남, 북)의 50% 경사 지붕과 평지붕 위에 구축하였다. 그리고 저토심 경사지붕 및 평지붕 녹화모듈을 대상으로 연간 수분보유량 및 저류량과 증발산량 그리고 옥상과 평지붕 녹화모듈의 표면온도를 2012년 9월 1일부터 2013년 8월 31일까지 1년간 연속적으로 측정하였다. 측정된 자료를 근거로 분석한 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성은 다음과 같다. 경사지붕 녹화모듈의 수분보유량은 눈이 오는 겨울철을 제외하면 강우 직후 8.7~28.4mm까지 상승하였으며, 무강우 지속 시 3.3mm까지 저하하는 것으로 나타났다. 경사지붕 녹화모듈은 최대 22.2mm까지 강우를 저류했던 것으로 나타났다. 녹화모듈의 강우량 대비 강우 저류율 예측식은 경사지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-18.37 ln(강우량(mm))+107.75, $R^2$=0.79], 평지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-22.64 ln강우량(mm))+130.8, $R^2$=0.81]였다. 경사지붕 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 경과일수에 따라 급격히 감소하였으며, 봄철과 가을철에는 로그함수형으로, 여름철에는 거듭제곱함수형으로 감소하였다. 그리고 경사지붕 녹화모듈의 강우 후 일증발산량은 여름 > 봄 > 가을 > 겨울 순으로 높게 나타났다. 이는 일사량 및 기온의 차이에 의한 것으로 사료된다. 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 3~5일간 2~7mm/day에서부터 1mm/day 미만으로 급격히 감소하였으며, 이후 완만하게 감소하였다. 이는 녹화모듈에 식재된 기린초는 수분이 충분할 경우에는 수분을 급격히 소비하고, 수분이 부족할 때는 수분을 보존한다는 것을 시사한다. 여름철 알베도는 옥상면이 0.151, 옥상녹화면이 0.137 그리고 겨울철 알베도는 옥상면이 0.165, 옥상녹화면이 0.165로 나타나, 옥상면과 옥상녹화면의 알베도에는 큰 차이가 없었다. 여름철 녹화에 의한 표면온도의 저감효과는 일평균표면온도가 $1.6{\sim}13.8^{\circ}C$(평균 $9.7^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $6.2{\sim}17.6^{\circ}C$(평균 $11.2^{\circ}C$)로 나타났다. 겨울철 녹화에 의한 온도 차이는 일평균 표면온도가 $-2.4{\sim}1.3^{\circ}C$(평균 $-0.4^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $-4.2{\sim}2.6^{\circ}C$(평균 $0.0^{\circ}C$)로 크게 나타나지 않았다. 증발산량이 증가함에 따라 녹화에 의한 저감온도가 선형함수형으로 커지는 것으로 나타났으며, 증발산량에 따른 저감온도의 예측식은 [저감온도($^{\circ}C$)=$1.4361{\times}$증발산량(mm)+8.83, $R^2$=0.59]였다. 무강우 지속 시 녹화에 의한 표면온도 저감은 세덤 수관에 의한 차양효과에 의한 것으로 판단되었다. 본 연구 결과, 녹화모듈에 의한 저토심 옥상녹화는 저류와 증발산 작용에 의해 빗물 유출 및 도시열섬 관리에 긍정적인 효과를 준다는 것을 규명하였다. 또한 기린초는 무관수 저토심 옥상녹화용 수종으로 이상적 식물재료이며, 장기적인 도시열섬 완화라는 측면에서는 기린초의 증발산효과뿐 아니라 차양효과를 고려해야 한다는 것을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.422-429
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• 2013

지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 $15^{\circ}C$로 하였고, case 2의 경우는 $70^{\circ}C$ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. $70^{\circ}C$를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 $70^{\circ}C$인 경우는 $15^{\circ}C$인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-158
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• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

• 한국전통조경학회지
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• 제35권2호
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• pp.1-14
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• 2017

본 연구는 고지도에서 한성부 성내 동쪽인 '동촌(東村)'에 표기된 못의 환경 특성과 장소적 의미를 파악하는 데 목적을 두고 있다. 여러 문헌과 지도 자료를 검토하여 못의 명칭을 정리하였고, 연구에서는 그중 국가 공식기록과 지리적 명칭을 따라 '어의동지(於義洞池)'로 명명하였다. 연구 결과, 첫째, 입지 및 환경 특성을 보면 어의동지 일대는 도성 내에서 전원적 정취가 있는 지역이었다. 산자락 계곡부 물이 많이 모이는 지대에 있었고, 약 2천 평 정도의 필지 안에서 수위에 따라 못 경계가 변화하였다. 둘째, 조성 배경을 볼 때 어의동지는 자연적으로 형성된 못을 국초 도성 내 수체계를 관리하면서 함께 정비한 것으로 보인다. 유수지 역할과 함께 연(蓮) 관련 부산물을 진상하는 연지(蓮池)로 운영되었고, 인근에 별궁이 활발히 이용되면서 함께 관리된 것으로 판단한다. 20세기 초 이미 매몰된 상태였고, 연지를 다시 수축하고자 했으나 식민지기 학교 부지로 편입되며 소멸하였다. 셋째, 어의동지는 개인이 완상하거나 멀리서 조망하며 자연경관 일부로 감상하는 경우가 많았다. 또한, 동촌에 진입하는 가로 가까이 있는 진입경관이었고, 주변 다른 행락지와 연계해 방문하기 좋았다. 어의동지의 입지 및 환경 특성, 조성 및 소멸 배경과 시대별 운영 관리, 당대의 이용과 경관 감상의 특성을 고찰한 결과, 어의동지는 국가적으로는 도성 내 수체계를 보완하면서 국용 연 수확물을 제공할 수 있는 실용적 가치가 높은 못이었다. 또한, 도시환경 차원에서는 넓은 면적으로 펼쳐진 수평적 랜드마크이자 효과적인 경계지물이었다. 그리고 한성부 지역민이 자유롭게 이용할 수 있는 열린 장소였고, 접근성이 높아 공공적 가치도 높았다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권2호
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• pp.46-69
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• 2013

권이진(1668~1734)의 문집(유회당집)에 수록된 기문에 근거하여 별업형 별서 유회당 원림(하거원)의 의미경관과 환경설계기법을 추적하였는바, 첫째, 유회당 권이진은 대전 보문산 남쪽 무수동 마을 뒷동산 일대에 20여 년 동안 3단계에 걸쳐 선묘, 별업, 원림, 강학처 등 별업형 별서원림을 조성했다. 즉, 초창기 마을 뒷동산에 부친의 묘를 자리 잡아 별업(유회당)을 조성했고, 중반기에 연못(납오지), 원림(반환원), 선묘를 보호하고 후손의 강학을 위한 여경암과 거업재 등을 조성했으며, 후반기에 유회당을 증축하고, 동쪽 영역을 확충하여 하거원 원림을 완성했다. 둘째, 풍수적 입지 체계하의 무수동 마을에 자리 잡은 유회당 별업은 본제 살림집(안동 권씨 종가), 별업(유회당), 선묘소, 하거원(원림), 여경암(강학처) 등 별업형 별서가 갖추어야 할 공간요소를 모두 포함하고 있는 대표적 사례라 하겠다. 셋째, 유불선(儒佛仙)에 기반한 의미경관 요소가 작용되었는데, (1) 부모님 추모, (2) 가문 화합, (3) 절개, (4) 덕, (5) 고매한 인간 염원, (6) 상서로움, (7) 은일자의 삶, (8) 가문 번영과 학문 발전, (9) 선조의 은혜, (10) 선경세계, (11) 묘역보존, (12) 불로장생의 염원 등을 들 수 있다. 넷째, 선영 묘역을 조성한 후 13년에 걸쳐 조성한 하거원은 계류를 따라 3개의 연못이 어우러진 수경원을 조성했으며, 5개의 대(臺)와 3곳의 대숲, 그리고 석가산 등을 갖추어 선경의 이상세계를 구축하였다. 다섯째, 소나무, 단풍, 철쭉, 진달래, 감나무, 대나무, 버드나무, 석류, 사계화, 산당화, 왜철쭉, 복숭아, 연꽃, 국화, 작약, 모란, 장미, 벽오동, 무궁화, 배롱나무, 자두와 살구, 매화, 반송, 잣나무, 회양목, 단내 등 수 많은 조경식물종을 도입하여 시정(詩情)을 통한 낭만성, 의인화를 통한 상징성과 이상향 표출, 사계절 경색을 고려한 다양성 등을 꾀하였다. 여섯째, 경관석의 활용은 자연암석을 그대로 이용하는 진경(眞景)기법, 수경요소와 연계, 석연지와 화계 등을 이용한 점경물 기법, 의미경관의 진수를 보여주는 축경형 석가산기법 등을 들 수 있다. 그리고 수경관의 특징은 자연계류와 지형조건(동쪽계곡)을 고려한 물의 적극적 활용, 계류를 따라 원림의 각 공간을 리듬감 있게 물길로 연계하는 생태적 코리도 역할, 활수담, 몽정, 호수와 복수 등 철학적 가치를 연계시킨 의미경관의 대입, 물성을 이용한 청각과 시각 등 이목구비(耳目口鼻)의 오감만족 체험 공간화 등을 들 수 있다.

• 한국조경학회지
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• 제41권1호
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• pp.44-50
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• 2013

조경수 관리시 발생하는 병충해 등의 문제에 대한 자문을 받기 위하여 관리 담당자는 나무병원에 진단 및 처방을 의뢰하고 있는데, 본 연구는 국내에서 수목진단센터로 인증된 서울대학교 식물병원, 충북대학교 식물종합병원 및 강원대학교 수목진단센터의 온라인 상담게시판에 등록된 조경수 관련 질의와 답변을 검토하여 조경관리자 및 관계자들이 주로 질의하는 조경수 관리상의 문제와 의문이 무엇인지 분석하고자 하였다. 그 결과, 질의자 중에 조경관계자가 81.4%로 대다수를 차지했으나, 질의시 조경수 진단에 필수적인 수목관리 이력 및 주변환경 설명을 한 경우가 11.5%에 불과할 정도로 조경관계자들이 수목진단에 관한 기초적 지식이나 관심이 부족함을 확인하였다. 그리고 조경수 관련 질의 263건 중 생리피해 질의가 94건, 35.8%로 가장 많은 건수를 나타냈다. 이어서 충해, 병해 순이었다. 표징이 없고 다양한 스트레스에 의해 발생하는 생리적 문제의 특성상 진단 및 처방의뢰를 가장 많이 하게 되는 것으로 판단된다. 생리피해의 원인으로는 수분스트레스와 온도스트레스가 가장 많은 편이었으며, 병해는 그 병의 종류가 다양하였고, 생리적 원인이 수반되는 복합피해도 많은 편이었다. 충해는 나방류에 의한 경우가 가장 많았다. 이와 같은 결과를 고려할 때, 조경 기술자와 학생이 조경수 관리의 필수 지식과 정보를 습득하고 관심도를 고취할 수 있도록 대학이나 기술자 교육기관에서 조경수 관리교육을 반드시 실시하여야 하며, 특히 수목 생리에 대한 심도있는 학습 기회 제공과 기술자 스스로의 노력이 요구된다. 또한 조경업에 대한 이해와 조경식재 기술 및 현장의 실정을 이해하는 조경식재 및 관리에 대해 전문적으로 자문할 수 있는 기관의 구성이 이루어져야 한다. 그리고 아직 기반이 갖추어지지 않은 조경수 관리분야의 체계성과 전문성 도모를 위해 집중적인 기술자 육성과 학계와 업계 등 관계자들의 연구가 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.139-146
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• 2012

하천 생태계는 질소 제거를 포함해 수질 개선 등의 중요한 기능을 수행한다. 하지만 산업화 이후에 가속화된 토지이용특성 변화는 이와 같은 하천의 생태적 기능을 저하시키는 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 하천주변의 토지이용특성과 각 하천의 미지형에 따른 하천의 탈질량 및 이의 조절인자에 대해 알아보고자 토지 이용 특성에 따라 한강의 5차 하천 10 곳을 선정하고 각 하천을 하변, 저토, 중간사주의 두부와 미부 네 개의 미지형으로 구분하여 현장 탈질량과 토양의 이화학적 특성을 분석하였다. 측정 결과 농경 하천, 도심 하천, 산림 하천에서의 탈질량은 각각 $289.62{\pm}70.69$, $157.01{\pm}37.06$, $31.38{\pm}18.65mg$ $N_2O-N\;m^{-2}\;d^{-1}$ 으로 나타났다. 미지형에 따라서는 유의한 차이를 보이지 않았으나 하변에서 가장 높고 중간사주 두부보다 미부에서 약간 높은 경향을 보였다. 탈질량을 결정하는 환경요인으로는 수온, 토양의 미사와 점토 함량, 무기 질소와 탄소원이 있었고, 이들 모두 탈질량과 양의 상관관계를 보였다. 본 연구를 통해 유역 내의 토지 이용특성이 하천의 중요한 기능 중 하나인 질소 제거능에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 미지형간의 상관성을 고려하여 탈질량을 실측한 결과는 생태적 기능을 고려한 하천 관리 및 복원 연구에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.11-18
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• 2015

PURPOSES: This study aims to evaluate the runoff reduction with permeable pavements using the SWMM analysis. METHODS: In this study, simulations were carried out using two different models, simple and complex, to evaluate the runoff reduction when an impermeable pavement is replaced with a permeable pavement. In the simple model, the target area for the analysis was grouped into four areas by the land use characteristics, using the statistical database. In the complex model, simulation was performed based on the data on the sewer and road network configuration of Yongsan-Gu Bogwang-Dong in Seoul, using the ArcGIS software. A scenario was created to investigate the hydro-performance of the permeable pavement based on the return period, runoff coefficient, and the area of permeable pavement that could be laid within one hour after rainfall. RESULTS : The simple modeling analysis results showed that, when an impervious pavement is replaced with a permeable pavement, the peak discharge reduced from $16.7m^3/s$ to $10.4m^3/s$. This represents a reduction of approximately 37.6%. The peak discharge from the whole basin showed a reduction of approximately 11.0%, and the quantity decreased from $52.9m^3/s$ to $47.2m^3/s$. The total flowoff reduced from $43,261m^3$ to $38,551m^3$, i.e., by approximately 10.9%. In the complex model, performed using the ArcGIS interpretation with fewer permeable pavements applicable, the return period and the runoff coefficient increased, and the total flowoff and peak discharge also increased. When the return period was set to 20 years, and a runoff coefficient of 0.05 was applied to all the roads, the total outflow reduced by $5195.7m^3$, and the ratio reduced to 11.7%. When the return period was increased from 20 years to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased from 11.7% to 8.0% and 5.1%, respectively. When a runoff coefficient of 0.5 was applied to all the roads under the return period of 20 years, the total outflow reduction was 10.8%; when the return period was increased to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased to 6.5% and 2.9%, respectively. However, unlike in the simple model, for all the cases in the complex model, the peak discharge reductions were less than 1%. CONCLUSIONS : Being one of the techniques for water circulation and runoff reduction, a high reduction for the small return period rainfall event of penetration was obtained by applying permeable pavements instead of impermeable pavement. With the SWMM analysis results, it was proved that changing to permeable pavement is one of the ways to effectively provide water circulation to various green infrastructure projects, and for stormwater management in urban watersheds.

• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.36-45
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• 2016

강우유출수 오염물 제거를 위한 침투시설에서 모래필터가 널리 적용된다. 공극폐색, 즉 필터 여재에 부유물이 침전되면 침투능이 저하되어 침투시설의 기능과 수명이 단축된다. 침투시설의 효과적인 설계 및 유지관리를 위해 모래필터 내의 물리적, 화학적, 생물학적 폐색 특성을 알아야 한다. 이 논문에서는 여재 깊이 변화에 따른 모래필터의 물리적 폐색 특성변화를 검토하였다. 연직방향, 변수위 침투조건에서 시행한 실험실 컬럼 침투실험으로부터 이들 특성변화를 관찰하였다. 실험결과, 폐색현상의 결과로서 필터의 여재 깊이가 증가할수록 부유물 제거효율이 증가하지만, 필터의 성능유지 기간은 감소하는 현상을 보였다. 모든 여재 깊이 조건에서 여재 깊이의 상부 15%에서 100~250 μm의 부유물이 침전되면서 폐색현상이 발현하는 조기폐색이 발생했다. 결과에 근거하여 침투시설의 첫번째 유지관리 시침투능 확보를 위해 여재깊이의 상부 15%를 긁어내는 방법을 제안할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권3호
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• pp.194-204
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• 2015

Six study sites in Gumi, Goryeong in Gyeongbuk province and Naju in Jeonnam province were selected to investigate soil properties of poorly drained horizons in paddy soils. The horizons were re-established layers which were parent material layers originated from fluvial deposits. Topsoil layers were differentiated from piled parent materials while soil structure of the topsoil layer was massive with striated microstructure. Compaction at soil re-establishment and a lack of structure and aggregate development in these soils may cause the limitation of vertical water movement and result in poorly drained horizons. Soil samples were taken from paddy fields with top soils of sandy loam, silt loam and silty clay loam and re-established soils of coarse and fine texture. The samples were taken from each horizon for the analyses of soil chemical and mineral properties. Soils with re-established soils of coarse texture had greater amounts of sands from top soil texture distributions, while soils with fine texture had greater amounts of silts. Chemical properties of top soils were analyzed from rice cultivated soils at the time of re-establishments and one year after the re-establishments. The coarse texture of the re-established horizons decreased in EC values from 0.23 to $0.11(dS\;m^{-1})$, available phosphate values from 112 to $54(mg\;kg^{-1})$, and exchangeable Ca values from 6.6 to $4.9(cmol_c\;kg^{-1})$. On the other hand, soils with fine texture showed decrease only in pH and exchangeable Ca values. Especially, organic matter and available phosphate contents showed heterogeneous distributions from each horizon. This result may be caused by mixture of plough layer and subsurface layer during and consolidation. Hydraulic conductivity values were low at the boundaries of top soil and parent material layers except SL/coarse soil. Soil microstructure was massive structure without soil clods or pores and showed striated structure. Therefore, re-established paddy fields with fluvial deposits as parent material layers showed limited vertical movements of soil water because of occurrence of compacted layers and less-development of soil clods and aggregates.