Earticle

본 연구는 국내 산림에 분포하는 습원을 대상으로 유형을 구분한 후 평가체계에 따라 등급을 부여하여 효율적인 보전 및 관리 체계를 구축하고자 2015년부터 2019년까지 수행되었다. 2005년부터 2014년까지 제 1차 전국 산림습원 조사 를 통해 도출된 1,264개소와 추가로 발굴된 16개소 총 1,280개소의 산림습원 중 습원의 기능과 가치가 있는 455개소 를 구분하여, 평가를 진행하였다. 산림습원은 자연형, 묵논형, 인공형, 변형 등 4개 유형으로 구분되고, 이를 세부적으 로 재분류하여, 총 11개의 세부적 습지 유형으로 구분할 수 있었다. 이를 토대로 식물 및 생태, 수문·수리, 인문사회, 교란정도 등 다양한 항목에 따라 평가한 후 등급화한 결과, 산림습원의 가치가 매우 높은 A 등급은 30개소, 비교적 높은 수준의 가치를 지닌 B등급 201개소, 보통 수준의 가치인 C등급 184개소, 낮은 수준의 가치인 D등급 40개소를 확인하였다. 평가에서 A 또는 B로 높은 등급을 받은 231개소에 대해 산림유전자원보호구역과 기타 효과적인 지역 기 반 보전 수단을 지정하고, 또한 장기적인 모니터링 체계 시스템을 구축하여 산림생물다양성의 핫스팟 지역인 산림습 원을 범국가적인 차원에서 보다 더 효과적이고 체계적으로 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

This study was conducted to perform efficient conservation and management by classifying the types of wetlands distributed in forests of Korea and assigning grades according to the evaluation system from 2015 until 2019. From 2005 to 2014, 1,264 sites derived from the first national forest wetland survey and 16 additional excavated sites were classified and also evaluated 455 out of a total of 1,280 forest wetlands. Forest wetlands are divided into four types: natural type, abandoned paddy field type, man-made type, and modified type, and by reclassifying them in detail, a total of 11 detailed wetland types could be distinguished. Based on this, evaluation was performed according to various items such as plants and ecology, hydrology and hydrology, humanities and society, and the degree of disturbance was graded. As a result, the forest wetland value was sorted at 30 A- grade sites, high-value B-grade 201 sites, moderate C-grade 184 sites, and low-value D-grade 40 sites. Forest Genetic Resource Reserve (FGRR) and other effective area -based conservation measures (OECMs) were designated for 231 sites that received a high grade of A or B, and a long-term monitoring system should be established to systematically conserve forest biodiversity hotspot. It is judged that wetlands need to be managed more effectively and at the national level.

기후변화는 예측할 수 없는 변동성이 매우 커지고 있다. 이로인해 생태계, 인류의 생활, 수문학적 순환 등 다양한 시스템 에 변화를 가져오고 있다. 특히 최근 예측할 수 없는 기후변화로 인해 극한가뭄 및 집중호우가 자주 발생하며 그로 인해 1차적 재해가 아닌 침수, 퇴사로 인한 수질오염을 유발하는 복합적인 수자원재해가 발생하고 있다. 유역모델로 SWAT를 이용하여 장래 유출량 및 오염부하량을 분석하고 기후시나리오는 기상청 표준 시나리오(HadGEM3-RA)의 RCP4.5 기후시나리오를 정상성 분위사상법을 적용하여 분석하였다. 기후시나리오와 유역모델의 연계모의로 유출량 및 오염부하량 분석을 수행하였고 연계모형의 적용 및 검증과 기후변화에 따른 미래 수질 변화 분석 결과를 최종적으로 제시하였다. 본 연구에서는 인공신경망을 이용하여 기후변화 시나리오를 모의하여 저수지 수질모형인 W2모델을 통한 댐 저수지의 변화와 인공신경망에서의 수온과 탁도의 결과를 비교하였다. 본 연구의 결과로 신경망모형의 장점인 비선형 성 및 간편성을 기후변화를 적용한 합천댐 저수지에서의 수온과 탁도 예측에 적용 가능성을 제시하고자 한다.

Climate change is becoming increasingly unpredictable. This has led to changes in various systems such as ecosystems, human life and hydrological cycles. In particular, the recent unpredictable climate change frequently causes extreme droughts and torrential rains, resulting in complex water resources disasters that cause water pollution due to inundation and retirement rather than primary disasters. SWAT was used as a watershed model to analyze future runoff and pollutant loads. The climate scenario analyzed the RCP4.5 climate scenario of the Meteorological Agency standard scenario (HadGEM3-RA) using the normal quantitative mapping method. Runoff and pollutant load analysis were performed by linkage simulation of climate scenario and watershed model. Finally, the results of application and verification of linkage model and analysis of future water quality change due to climate change were presented. In this study, we simulated climate change scenarios using artificial neural networks, analyzed changes in water temperature and turbidity, and compared the results of dams with artificial neural network results through W2 model, a reservoir water quality model. The results of this study suggest the possibility of applying the nonlinearity and simplicity of neural network model to Hapcheon dam water quality prediction using climate change.

스마트(Smart) 하수처리장은 하수처리 전 과정에 대한 ICT 기반의 실시간 모니터링, 원격 제어 관리 및 지능화 체계를 구축하여 안전하고 깨끗한 물환경을 조성하는 것을 의미한다. 이러한 스마트 하수처리장의 핵심이 되는 기술이 계측기를 활용한 운전제어 기술이라 할 수 있다. 본 연구진은 국내에서 진행중인 하수처리장 지능화 연구사업들을 참고하여 지능화사업 구축 시 필요한 운전제어 기술들을 분석하고 제시하였다. 분석 결과 규모별 제어, 반류수 제어, 연계처리수 제어, 약품량 제어, 동절기 운영제어, 총 유기탄소 제어까지 총 6개의 제거 기술에 대해 제시하였다. 규모별로는 소규모와 중규모 대규모로 구분할 수 있는 기준을 제시하였고, 반류수 제어의 경우 반류수를 관리할 수 있는 수질 및 유량 센서의 위치를 제시하였다. 연계처리수 제어의 경우 연계처리수가 하수처리장에 미치는 영향과 제어 지점을 제시하였으며, 약품주입량 제어의 경우 지능형 하수처리장 도입에 따라 약품 주입량을 최적화할 수 있는 시스템을 제시하였다. 동절기 운영의 경우 수온 저하에 따른 질산화 저하를 고려하였을 때 제어해야 하는 센서와 펌프를 제시하였다. 총 유기탄소 제어의 경우 향후 오염총량제를 고려한 연동 시스템을 제시하였다. 이러한 운전제어 시나리오들은 향후 지능형 하수처리 알고리즘과 시나리오에 사용될 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Smart sewage treatment plant means creating a safe and clean water environment by establishing an ICT-based real-time monitoring, remote control management and intelligent system for the entire sewage treatment process. The core technology of such a smart sewage treatment plant can be operation control technology using measuring instruments. This research team analyzed and suggested the operation control technologies necessary for the establishment of the intelligent business by referring to the intelligent research projects of the sewage treatment plant in progress in Korea. As a result of the analysis, a total of six removal technologies were presented, including control by scale, reflow water control, linked treated water control, chemical quantity control, winter operation control, and total organic carbon control. By size, standards that can be classified into small and medium-sized large-scale are presented, and in the case of reflow water control, the location of water quality and flow sensors capable of managing reflow water is suggested. In the case of the linked treated water control, the influence and control points of the linked treated water on the sewage treatment plant were presented, and in the case of the chemical injection volume control, a system capable of optimizing the amount of chemical injection according to the introduction of an intelligent sewage treatment plant was presented. In the case of winter operation, the sensors and pumps to be controlled are suggested when considering the decrease in nitrification due to the decrease in water temperature. In the case of total organic carbon control, an interlocking system considering the total amount of pollution in the future was proposed. These operation control scenarios are expected to be used as basic data to be used in intelligent sewage treatment algorithms and scenarios in the future.

본 연구에서는 TOPSIS(Techniques for Order Performance by Similarity to Ieal Solution)을 이용하여 낙동강수계 34개 지천에서의 수질측정망 설치 지점에 대하여 평가하였다. 낙동강수계에서는 지난 2011년부터 195개 지천에서 수질 및 유량을 측정하고 있다. 특히, 34개 중점관리지점은 오염원이 많고 수질이 불량한 지역으로서 지속적인 수질이 관리가 필요하다. 관리가 필요한 지점 선정을 위해 평가항목은 10개 지표를 선정하였으며 선정된 지표를 표준화하고, 엔트로피 방법(Entropy Method) 을 이용하여 가중치를 부여하였다. 가중치 산정결과, 인근 측정망 유무가 가장 크고 평균 수질과 산업단지 유무도 높은 가중치를 얻었다. 평가결과, 상위 지점은 인근 측정망이 없고 산업단지와 폐수처리시설이 있고 평균 수질이 타 지점보다 높은 지점이다. 평가된 자료는 향후 낙동강수계에서의 신규 수질측정망 설정 및 지속적인 지류에서의 수질 관리를 위해 필요한 연구 결과로 판단된다.

In this study, TOPSIS(Techniques for Order Performance by Similarity to Ieal Solution) was used to evaluate the installation points of water quality monitoring networks in 34 streams of the Nakdong River watershed. The Nakdong River System has been measuring water quality and flow in 195 local streams since 2011. In particular, the 34 key management points are areas with many pollutants and poor water quality, requiring continuous water quality management. For the selection of points requiring management, 10 indicators were selected for evaluation, and the selected indicators were standardized and weighted using the entropy method. As a result of weight calculation, the presence or absence of a nearby measuring network received the greatest weight, and the average water quality and presence of an industrial complex obtained the highest weight. The evaluated data are judged to be the research results necessary for the establishment of a new water quality measurement network in the Nakdong River system and continuous water quality management in tributaries.

최근 낙동강 하구의 통합물관리를 위한 다양한 노력과 연구가 진행되고 있다. 그러한 연구 중 하나로 3차원 고정식 초음파 유속계를 이용한 수문별 개도 방류량의 측정이 수행되고 있으나, 개도별 방류량 산정식 도출을 위한 실측 성과를 활용한 수리학 적 및 통계적 처리 절차와 기법에 대한 연구는 기초적인 수준에 머물고 있다. 이에 본 연구에서는 3차원 고정식 초음파 유속계 측정자료를 이용한 자료 처리 기법을 개발하여 측정 데이터 기반의 유량계수 산정하고 이를 이용하여 방류량 산정식 개발 적용성을 검토하였다.

Recently, various efforts and research are being conducted to integrated management of the estuary in Nakdong River. As one of such studies, measurement of opening discharge amount for each floodgate using a three-dimensional fixed ultrasonic flow meter is being conducted, but studies on hydraulic and statistical processing procedures and techniques using actual measurement results for calculating discharge amount by opening remain at the basic level. Therefore, in this study, a data processing technique using three-dimensional fixed ultrasonic flow meter measurement data was developed, the flow coefficient was calculated based on the measured data, and the applicability of the discharge amount calculation formula development was reviewed.

전 세계적으로 도시화로 인해 파괴된 자연물 순환시스템 회복을 위해 저영향개발 (Low Impact Development, LID) 시설에 대한 관심이 커지고 있다. 하지만, LID 시설 용량 적정성 평가를 위한 종합적인 분석이 이루어지지 않아 LID 시설 도입에 많은 어려움이 제기되고 있다. 본 연구에서는 LID 시설 4개소(식생수로, 식생여과대, 식생체류지 및 투수블록)의 강우 모니터링 결과를 바탕으로 저감 효율 및 적정 용량 산정 방안을 분석하였다. WQV과 WQF을 설계 기준으로 하는 LID 시설의 강우 유출수(37%) 및 오염물질(TSS, BOD, TN 및 TP) 별 저감 효율(20% ~ 37.1%)이 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 용량 적정성 평가를 위한 SA/CA 그래프 도출 결과 모든 항목에서 결정계수 0.5 이상(비선형회귀모형 기준)으로 나타났으며, 특히 강우 유출수 및 TP에서 높은 결정계수를 보였다. 그리고 본 연구에서 제안하는 LID 시설의 구조적 차이를 고려한 ‘SA/CA & L/CA’ 그래프 도식 결과, ‘SA/CA’보다 강우 유출수, TSS 및 TP 결정계수가 향상됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 LID 시설의 용량 적정성 평가를 위한 ‘SA/CA & L/CA’ 적용 가능성을 확인하였으며, 향후 일반화 및 표준화를 위한 추가적인 연구를 수행할 필요가 있다.

The interest in LID facilities is increasing worldwide for recovery of natural water cycle system to destroy by urbanization. However, problems are raised when installation of LID because comprehensive analysis about design capacity adequacy of LID facilities was not conducted completely. In this research, removal efficiency and design volume adequacy of LID facilities were analyzed based on rainfall monitoring data in four LID facilities(Vegetated Swale, Vegetative Filter Strip, Bio-Retention and Permeable Pavement). As a result, group of LID facility designed on WQV was shown higher flow(37%) and pollutants(TSS, BOD, TN and TP) removal efficiencies(20 ~ 37%) than group of LID facility designed on WQF. SA/CA graph was drawn for evaluation of design volume adequacy based on rainfall monitoring data. In this SA/CA graph, coefficient of determination show over 0.5 in all parameter, especially, Flow and TP were show over 0.95. And, ‘SA/CA & L/CA’ graph considering difference of structure mechanism in LID facility suggested in this research was confirmed that improved coefficient of determination in flow, TSS and TP than SA/CA graph. According to this research results, feasibility of applying ‘SA/CA & L/CA’ graph for evaluation of design volume adequacy in LID facility, and it is necessary to follow up research for generalization and normalization.