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한국습지학회지 [韓國濕地學會誌]

간행물 정보
  • 자료유형
    학술지
  • 발행기관
    한국습지학회 [Korean Wetlands Society]
  • pISSN
    1229-6031
  • eISSN
    2384-0056
  • 간기
    계간
  • 수록기간
    1999 ~ 2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 주제분류
    자연과학 > 기타자연과학
  • 십진분류
    KDC 472 DDC 570
제25권 제4호 (22건)
No
1

4,000원

수도권에 일 약 8백만톤의 물을 취수하여 공급하는 팔당호는 수질보전정책 시행으로 BOD(Biochemical Oxygen Demand)1.1mg/L를 달성하였으나 난분해성 물질을 포함하는 COD(Chemical Oxygen Demand) 항목은 점점 증가 하는 양상을 보였다. 난분해성 유기물질의 상수원 유입은 잠재적인 BOD의 증가, 수돗물의 냄새와 맛 유발, THM(Trihalomethane) 발생 증가, 조류 증식을 일으키며 유해 난분해성 미량오염물질이 잔류할 경우 수생 환경에서 내분비 교란과 항생제 내성과 같은 현상을 유발한다. 본 연구에서는 팔당호의 난분해성 유기물질 관리를 위해 팔당호 와 팔당호 상류의 점 오염원과 비점오염원의 난분해성 유기물질 유출 농도를 파악하기 위한 모니터링을 실시하였다. 지역별 난분해성 유기물질 유출 농도를 비교하고 하수처리장에서의 제거율을 파악하였다. 또한 피어슨 상관성 분석 기법을 사용해 유기물질 지표와 선행건기일수, 선·선행건기일수간 상관성 분석을 실시하였다. 하천과 팔당호의 난분 해성 유기물질 농도는 유사한 양상을 보였다. 하수처리장 유출수는 하천과 팔당호보다는 높은 농도를 보였으며, 유입 수와 유출수 농도의 비교 결과 하수처리장에서 난분해성 유기물질 제거율은 65.73%였다. 난분해성 유기물질 유출 농 도와 선행건기일수, 선·선행건기일수 사이에서는 유의미한 상관성이 나타나지 않았다. 이는 데이터 부족으로 판단되 며 장기적인 모니터링으로 데이터 축적이 필요하다 사료 된다.

Extracted from the metropolitan area, the Paldang Lake, which supplies approximately 8 million tons of water, has achieved a BOD (Biochemical Oxygen Demand) of 1.1 mg/L as a result of water quality preservation policies. However, concerning the COD (Chemical Oxygen Demand) component that encompasses refractory organic matter, there has been an observable upward trend in concentration. The introduction of refractory organic matter into the water source of Paldang Lake brings potential increments in BOD, generates off-putting tastes and odors in tap water, increases THM (Trihalomethane) formation, and triggers algae proliferation. Moreover, if residual hazardous refractory pollutants persist in aquatic environments, they may induce endocrine disruption and phenomena such as antibiotic resistance. In this study, a monitoring campaign was executed to discern the concentration of refractory organic matter emissions from point and non-point sources within Paldang Lake and its upstream region, with the aim of managing refractory organic matter in Paldang Lake. By comparing refractory organic matter emission concentrations across monitored areas, the elimination efficiency at wastewater treatment plants was assessed. Additionally, employing the Pearson correlation correlation analysis technique, correlations among refractory organic matter indices, antecedent wet days, and antecedent dry days were explored. The concentrations of refractory organic matter in rivers and Paldang Lake exhibited a similar pattern. Wastewater treatment plant effluents exhibited higher concentrations compared to rivers and Paldang Lake. The assessment of refractory organic matter removal at wastewater treatment plants indicated a removal efficiency of 65.73%. However, no significant correlation emerged between refractory organic matter emission concentration and antecedent wet days or priory antecedent dry days. This absence of correlation is attributed to data scarcity, underscoring the need for long-term monitoring and data accumulation.

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국내 기초자치단체 하수도 원인자부담금 현황 및 특성 분석 연구

임지열, 이동현, 길경익

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.230-236

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4,000원

하수도 시스템은 공공서비스의 개념 및 습지 등 수환경 보호를 위해 지속적으로 보급이 이루어졌으며, 그 결과 하수 도 운영기관의 경영 악화를 초래하였다. 이에 중앙정부 주도하에 하수도 운영기관 경영 효율화를 위해 다양한 하수도 정책을 추진하고 있다. 그 중 중점적인 사항은 비용과 관련된 것이며, 대표적으로 하수도 요금 및 하수도 원인자부담 금 등이 있다. 본 연구에서는 국내 기초자치단체 71곳의 하수도 원인자부담금 현황 및 특성을 분석하였다. 그 결과, 1,000,000원/m3 ~ 2,000,000원/m3 이하가 41곳(57%)으로 가장 많은 것으로 나타났으며, 평균값 1,990,653원/m3 (중앙값 1,918,000원/m3)으로 나타났다. 또한, 하수도 원인자부담금이 높아질수록 하수도 원인자부담금의 증가율이 높아지는 것 경향을 보였다. 하수도 원인자부담금과 상대적으로 상관성이 높은 기초자치단체 특성 인자는 하수도 요 금현실화율과 재정자립도로 분석되었다. 본 연구의 결과는 하수도 원인자부담금의 기초자료로 활용될 수 있으며, 하 수도 원인자부담금 적정 수준 산정 방안에 관한 후 속 연구가 필요하다.

The sewage system was continuously distributed as a concept of public service and protection for water system such as wet-land, resulting in deterioration of the management of sewage management institutions. Accordingly, under the leadership of the central government, various sewage policies are being promoted to streamline the management of sewage management institutions. The main points were related to costs, and typical characteristics include wastewater cost and wastewater discharger cost. In this research, the current status and characteristics of the wastewater discharger cost of 71 local governments in Korea were analyzed. As a result, 41 places (57%) were found to be less than 1,000,000 won/m3 to 2,000,000 won/m3, with an average was 1,990,653 won/m3 (median was 1,918,000 won/m3). In addition, the rate of wastewater discharger cost was increased when the wastewater discharger cost was higher stage. The influential parameters of local governments, which were relatively correlated with the wastewater discharger cost, were analyzed as the rate of recovering wastewater cost and financial independence rate. The results of this research could be used as basic data for wastewater discharger cost, and future researches are needed on how to calculate the appropriate level of wastewater discharger cost.

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관행 논과 유기 재배 논의 토양 종자은행과 토양 특성 비교

방정환, 박종호, 이영미, 장철이, 홍성준

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.237-247

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4,200원

논은 다양한 생태계 서비스를 제공할 뿐만 아니라 생물다양성 보전에 중요한 서식지이며, 최근 생태학적 가치와 중요 성이 점점 강조되고 있다. 따라서 본 연구는 영농 방식이 서로 다른 관행 논(Conventional Paddy field, CP)과 유기 재배 논(Organic Paddy field, OP)을 대상으로 토양 종자은행의 특성을 파악하고 토양 환경 요인과의 상관관계를 분 석하였다. 연구결과 관행 논의 식생은 단순하여 종자은행의 식물 다양성이 낮은 반면에, 유기 논의 식생은 상대적으 로 다양하여 종자은행의 식물 다양성이 높게 나타났다. 또한 토양 환경 특성도 유기 논 (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↓) 과 관행 논(K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↑)의 명확한 차이를 보였다. 이러한 결과는 벼 재배 방식에 대한 영농 활동의 차이가 식생과 토양 종자은행의 구조와 다양성에 영향을 주었고 또한 토양 환경 요인에도 직간접적으로 영향 을 준 것으로 판단된다. 본 연구결과는 농업생태계 생물다양성 보전과 생태계 복원 그리고 생태적 가치를 평가하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

Paddy fields not only provide a variety of ecosystem services but also serve as crucial habitats for biodiversity conservation. Recently, their ecological value and significance have been increasingly emphasized. Therefore, this study aimed to investigate the characteristics of soil seed banks and analyze their correlation with soil environmental factors in Conventional Paddy field (CP) and Organic Paddy field (OP) with different farming practices. Our results revealed that the vegetation in CP was simple, resulting in low plant diversity in the soil seed banks. On the other hand, the vegetation in OP was relatively diverse, leading to higher plant diversity in the soil seed banks. Additionally, distinct differences in soil environmental characteristics were observed between OP (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↓) and CP (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↑). These results suggest that variations in agricultural practices for rice cultivation have influenced the structure and diversity of vegetation and soil seed banks. Furthermore, these agricultural practices have had both direct and indirect effects on soil environmental factors. Our findings can serve as fundamental data for evaluating biodiversity conservation in agricultural ecosystems, ecosystem restoration, and ecological value assessment.

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환경 측면의 고려가 절실하게 요구되는 ESG 경영

이창석

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.248-256

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4,000원

환경(Environmental), 사회(Social) 및 지배구조(Governance)의 약자인 ESG는 기업을 판단하는 지표가 되는 바 기업을 경영하는 핵심 키워드가 되고 있다. 지금까지 경제발전을 위해 환경이 큰 피해를 입어왔기 때문에 그 치유를 위해 우리는 막대한 비용을 투자하여야 한다. 따라서 이제는 환경을 희생하면서 당장의 재정적 이익을 챙기는 것보다는 미래의 막대한 환경비용을 관리기준에 미리 반영할 필요가 있다. 기업의 사회적 책무 (CSR, Corporate Social Responsibility)가 거론되 던 시절과 비교하면 ESG 경영은 선언적 수준을 넘어 실천을 요구하고 있어 크게 개선되었지만 환경 분야에 대한 배려 수준은 여전히 높지 않다. 여러가지 배경이 있겠지만 다른 분야에 대한 이해가 부족한 것이 가장 큰 문제일 수 있다. 이에 본 연구는 우선 환경 분야에서 검토된 ESG와 환경 분야에서 필요로 하는 ESG 경영을 설명하여 환경분야에 대한 기업의 투자 필요성을 알리는데 목적을 두고 있다. 나아가 이를 통해 기업이 얻을 수 있는 혜택을 설명하여 ESG경영이 투자를 받는 환경분야는 물론 기업의 측면에서도 의미있는 효과를 거둘 수 있는 상생의 전략임을 알리는데 또 다른 목적을 두고 있다. 이러한 목표에 도달하기 위해 본 연구에서는 기업의 투자를 바탕으로 훼손된 생태계의 복원을 이루어 내고, 탄소흡수능을 중심으로 그 효과를 평가하여 기업의 ESG 경영실적은 물론 탄소중립 실천의 수단으로 삼는 방법을 제시하였다.

ESG, which stands for Environmental, Social, and Governance, becomes a keyword in managing a company as it becomes an "indicator" that judge companies. Since the environment has suffered so much damage for economic development, it is now to reflect the enormous environmental costs of the future in the management standard rather than the immediate financial benefits at the expense of the environment. Compared to the days when corporate social responsibility (CSR) was discussed, ESG management has improved significantly as it requires practice beyond the declarative level, but the level of consideration for the environmental field is still not high. There may be many backgrounds, but the biggest problem may be the lack of understanding for other fields. Accordingly, this study aims to inform corporates of the need for investment in the environmental field by explaining ESG reviewed in the environmental field and ESG management required in the environmental field. Furthermore, another purpose is to inform them that ESG management is a win-win strategy that can have a meaningful effect not only in the environmental field where investment is received but also in terms of companies by explaining the benefits that companies can gain through this. To reach this goal, this study proposed a method of restoring a damaged ecosystem based on corporate investment, evaluating its effects based on carbon absorption capacity, and using it as a means of carbon neutrality practice as well as ESG management performance of a company.

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양서류 정자 동결보존 기술 개발의 중요성 및 적용

이지은, 박준규, 도윤호

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.257-266

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전 지구적으로 개체수가 감소하고 있는 양서류는 멸종 위기에 직면하고 있다. 서식지 파괴와 질병, 기후변화 및 환경 오염으로부터 위험에 처한 양서류의 생물다양성과 지속 가능한 관리를 위해, 각 국에서는 생태정보 파악 및 번식 생태학 에 대한 활발한 연구를 진행하고 있다. 정자 동결보존은 양서류의 유전자 다양성 유지를 돕는 중요한 보조 생식 기술로 알려져 있으며, 여러 연구를 통해 기술 개발의 상당한 진전이 보고되었다. 그러나, 크기가 큰 양서류 정자 세포의 경우 삼투압 스트레스에 대한 높은 민감도로 인해, 종마다 최적의 동결보호제와 냉각 및 해동 속도가 다르다는 한계가 있다. 또한, 동결보호제의 농도에 따른 독성 유발과 동결보존 후 해동된 정자 세포의 수정 성공률 및 자손의 생존율의 장기적인 영향을 평가하는데 어려움이 있다. 본 문헌 고찰은 양서류 보존에 있어서 동결보존 기술 개발 중요성의 개요를 제공하며, 기존 동결 보존제의 한계점에 대한 최적 보존제의 조합 탐색의 필요성을 강조한다. 해동 후 수정과 번식 성공뿐만 아니라, 자손의 생존 및 생식 성공까지 장기적인 모니터링 평가 도입을 통해 양서류 보전 방법에 대한 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Amphibian populations are declining globally, pushing many species to the brink of extinction. To promote biodiversity and sustainable management, countries are actively researching amphibian reproductive ecology. Sperm cryopreservation is a crucial assisted reproductive technology that aids in preserving the genetic diversity of amphibians. However, because amphibian sperm cells are sensitive to osmotic stress, the optimal cryopreservation method therefore differs from species to species. This literature review offers an overview of the significance of developing cryopreservation techniques for amphibian conservation and highlights the need to create optimal cryopreservation methods and the introduction of long-term monitoring (e.g., fertilization success and offspring reproduction) to advance cryopreservation technology development. This review can be used as basic research data for amphibian conservation methods.

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딥러닝 기반 조류 탐지 모형의 입력 이미지 자료 특성에 따른 성능 변화 분석

김준오, 백지원, 김종락, 박정수

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.267-273

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조류는 생태계를 구성하는 중요한 요소이다. 그러나 남조류의 과도한 성장은 하천환경에 다양한 악영향을 발생시키고 규조류는 상수원과 정수장 공정관리에 영향을 미친다. 지속적이고 효율적인 조류 관리를 위해 조류 모니터링이 중요 하다. 본 연구에서는 You Only Look Once (YOLO)의 최신 알고리즘 YOLO v8을 사용하여 조류경보제 기준에 사 용하는 유해 남조류 4종과 정수처리공정에 영향이 큰 규조류 1종 총 5종의 이미지를 분류하는 이미지 분류모형을 구 축하였다. 기본모형의 mAP는 64.4로 분석되었다. 모형의 학습에 사용된 원본 이미지에 회전, 확대, 축소를 수행하여 이미지의 다양성을 높인 5가지 모형을 구축하여 입력자료로 사용된 이미지의 구성에 따른 모형 성능의 변화를 비교 하였다. 분석결과 회전, 확대, 축소를 모두 적용한 모형이 mAP 86.5로 가장 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 이 미지의 회전만을 적용한 모형, 회전과 확대를 적용한 모형, 이미지의 회전과 축소만를 적용한 모형의 mAP는 각각 85.3, 82.3, 83.8로 분석되었다.

Algae are an important component of the ecosystem. However, the excessive growth of cyanobacteria has various harmful effects on river environments, and diatoms affect the management of water supply processes. Algal monitoring is essential for sustainable and efficient algae management. In this study, an object detection model was developed that detects and classifies images of four types of harmful cyanobacteria used for the criteria of the algae alert system, and one diatom, Synedra sp.. You Only Look Once(YOLO) v8, the latest version of the YOLO model, was used for the development of the model. The mean average precision (mAP) of the base model was analyzed as 64.4. Five models were created to increase the diversity of the input images used for model training by performing rotation, magnification, and reduction of original images. Changes in model performance were compared according to the composition of the input images. As a result of the analysis, the model that applied rotation, magnification, and reduction showed the best performance with mAP 86.5. The mAP of the model that only used image rotation, combined rotation and magnification, and combined image rotation and reduction were analyzed as 85.3, 82.3, and 83.8, respectively.

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Investigation on the water quality challenges and benefits of buffer zone application to Yongdam reservoir, Republic of Korea

Franz Kevin Geronimo, Hyeseon Choi, Minsu Jeon, Lee-Hyung Kim

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.274-283

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자연기반해법 중 하나인 홍수터는 블루-그린 네트워크로서 유역의 환경, 사회 및 경제적 이점을 제공한다. 본 연구는 용담호 지류의 수질에 대한 홍수터의 적용 효과를 평가하였다. 특히, 홍수터의 문제점과 개선점을 파악하고 제시하였다. 2021년 9월부터 2022년 4월까지 용담호 내 총 6개 지점에서 수질 및 토양 시료를 채취하였다. 수질 분석 결과, 모니터링 지점 중 상전면 갈현리 하류(SG_W_D2)에서 탁도, 총 부유물질(TSS), 화학적 산소요구량(COD), 총인(TP), 총질소(TN) 농도가 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 9월과 10에 실시된 샘플링은 녹조발생에 기여 가능한 것으로 분석되었다. 또한, 토양 오염도 분석을 통해 모든 농경지에서 높은 TN및 TP 농도를 보여 농경지의 영양물질 축적량이 높은 것으로 평가되었다. TN 농도는 정천면 월평리 농경지(JW_S_A), 주천면 신양리(JS_S_A) 순으로 나타났으며, 가장 낮은 곳은 상전면 갈현리 원지반(SG_S_O)로 조사되었다. 본 연구에서 확인된 홍수터 유형 중 II-A 유형, II-B 유형, III 유형은 블루-그린네트워크의 기능을 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 초기 홍수터의 경우 블루-그린네트워크를 고려하지 않아 설계가 부실 및 성능이 저하되는 결과가 초래되기에, 이러한 홍수터의 성능을 최적화하기 위해서는 블루-그린 네트워크 를 고려한 설계 개선 및 보수가 필요하다. 본 연구 결과는 향후 홍수터 설계시 활용 가능할 것을 사료된다.

Buffer zones, an example of nature-based solutions, offer wide range of environmental, social and economic benefits due to their multifunctionality when applied to watershed areas promoting blue-green connectivity. This study evaluated the effects of buffer zone application to the water quality of Yongdam reservoir tributaries. Particularly, the challenges and improvement of the buffer zone design were identified and suggested, respectively. Water and soil samples were collected from a total of six sites in Yongdam reservoir from September 2021 to April 2022. Water quality analyses revealed that among the sites monitored, downstream of Sangjeonmyeon Galhyeonri (SG_W_D2) was found to have the highest concentration for water quality parameters turbidity, total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN). This finding was attributed to the algal bloom observed during the sampling conducted in September and October 2021. It was found through the soil analyses that high TN and TP concentrations were also observed in all the agricultural land uses implying that nutrient accumulation in agricultural areas are high. Highest TN concentration was found in the agricultural area of Jeongcheonmyeon Wolpyeongri (JW_S_A) followed by Jucheonmyeon Sinyangri (JS_S_A) while the lowest TN concentration was found in the original soil of Sangjeonmyeon Galhyeonri (SG_S_O). Among the types of buffer zones identified in this study, Type II-A, Type II-B and Type III were found to have blue-green connectivity. However, initially, blue-green connectivity in these buffer zone types were not considered leading to poor design and poor performance. As such, improvement in the design considering blue-green network and renovation must be considered to optimize the performance of these buffer zones. The findings in this study is useful for designing buffer zones in the future.

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수처리공정의 디지털 트윈 요소기술과 추진 전략

조영만, 정용준

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.284-290

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4,000원

국내 상하수도 시설들은 운전과 관리 인력의 노후화와 같은 유지관리의 어려움이 가속화되고 있으므로 디지털트윈 기술 이 유력한 관리 기술로 부각되고 있다. 국내 정수장의 디지털트윈 기술은 환경부의 지능형 하수처리, 일부 지자체에서 독자적으로 진행되는 사업 및 K-water 주관의 디지털 트윈 과제 등이 포함되지만, 적용 범위가 각 기관별로 상이하다. 이에 따라 정수공정에서는 시행착오를 줄이고, 미래 사업 활성화를 위해서는 기술표준화와 순차적 도입과정이 필요하다. 본 연구의 목적은 환경부 스마트하수처리사업, K-water 지능형정수공정 구현사업, 지자체 사업 등 각 기관별로 추진되고 있는 디지털트윈 관련 기술에 대한 효율적인 추진 전략을 제공하는데 있다.

Domestic water supply and sewage facilities are rapidly aging and maintenance difficulties such as aging of operation and management personnel are overlapping, so Digital Twin technology is attracting attention as an intelligent means of process management. Digital twin projects for domestic water treatment processes include the smart sewage treatment project promoted by the Ministry of Environment, projects independently promoted by some local governments, and digital twin purification plant projects promoted by K-water. However, the content of digital twin promotion is different for each institution. Therefore, in the water treatment process, technological standardization and step-by-step implementation methods for digital twins must be preceded to reduce trial and error in future business promotion. This study aims to provide an efficient promotion plan by prescribing the digital twin element technology and composition method in the water treatment process and reviewing the contents currently being promoted by the Ministry of Environment, local governments, and K-Water individually.

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마이크로버블 장치를 이용한 철강산업의 산회수설비 발생 염화수소 가스 처리

정재억, 이광헌, 정용준

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.291-296

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철강산업의 산 회수설비에서 발생하는 염화수소 가스를 처리하기 위하여 마이크로버블을 발생할 수 있는 습식스크러 빙 장치(DIWS)가 도입되었다. 산 회수 설비에서 발생하는 염소가스는 수소 가스와 결합하여 염화수소 가스의 농도를 50% 정도 증가시켰다. DIWS장치에 염소 제거를 위한 Na2S2O3를 투입한 이후의 유입수 염화수소 가스 농도는 13.1 ∼13.4 ppm, 유출수는 1.5∼1.7 ppm이었고, 제거율은 87.5∼88.8%로 안정되게 유지하였다. DIWS는 대기배출기준 을 안정적으로 만족함에 따라 현장 적용에 적용할 수 있는 공정으로 판단된다.

DIWS system was employed to treat hydrochloric acid gas from cold rolling mill process of iron and steel industry. Chlorine gas generated from the acid regeneration system was combined with hydrogen gas and hydrogen chloride gas was increased to 50%. After the injection of Na2S2O3 to remove chlorine gas, the removal of hydrogen chloride was stably kept 87.5∼88.8%, where the inflow was 13.1∼13.4ppm and the outflow was 1.5∼1.7ppm. DIWS system can be recommended for the real iron and steel plant because it was stably maintained not only the air emission standards but also the reduction of chemical usage.

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HSPF와 다중 저류지 모형을 이용한 농업지역 순환관개에 의한 하천 수질 및 배출부하 영향 분석

이경석, 이동훈, 안영미, 강주현

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.297-305

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순환관개는 농업유역내 하천수를 상류의 농경지로 재투입시켜 관개용수로써 활용하고 기 사용된 용수는 직접유출 또는 기저유출의 형태로 하천으로 회귀되는 관개방식이다. 순환관개는 용수 및 양분 확보 측면에서 장점이 크지만 순환관개 후 발생하는 회귀수는 과투입된 양분을 함유하고 있어 하천 수질에 악영향을 미칠 것으로 예상된다. 따라 서 순환관개에 따른 하천 수질변화에 대한 정량적 분석은 효율적인 농업용수 공급과 수질관리대책 수립을 위해 반 드시 필요하다. 유역내 수문 및 오염물질의 순환, 그리고 하천수질에 대한 정량적 영향을 통합적으로 분석하기 위하 여 유역모델이 주로 활용되고 있으나 대부분의 유역모델들은 순환관개에 의한 수질 영향을 모의할 수 있는 기능을 제공하고 있지 않다. 이에 본 연구에서는 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran) 유역모델과 다중 저류 지 모델(Multi-reservoir model)을 연계하여 순환관개 시스템 운영에 따른 하천수질 영향을 분석하고자 하였다. 연 구 대상 지역은 경상남도 창녕군 계성천 유역내 순환관개를 시행하고 있는 관곡천 소유역으로 농업활동에 의한 오 염물질 배출이 주된 지역이다. 먼저 계성천 및 관곡천을 대상으로 구축된 HSPF모델을 활용하여 관개지역에서의 배 출수(직접유출 및 기저유출) 및 하천수에 대한 연간 유량 및 수질 변화 시계열 자료를 생성하고 이를 토대로 자체 구축한 다중저류조 모델을 보정한 후 순환관개 모의에 사용하였다. 다중 저류지 모델에서 관곡천 유역을 관개지역과 관곡천 등 두 개의 하위시스템으로 구성하고 순환관개에 따른 하위시스템내 반응(식물흡수, 흡탈착, 및 소멸) 및 하 위시스템 간 물 및 물질(질소 및 인)전달 관계를 모의할 수 있도록 하였다. 최종적으로 순환관개 운영 유무에 따라 총 3개의 시나리오를 구성하여 연간 순환관개용수량 변화에 따른 관곡천 수질영향을 분석하였다.

The recycled irrigation is a type of irrigation that uses downstream water to fulfill irrigation demand in the upstream agricultural areas; the used irrigation water returns back to the downstream. The recycled irrigation is advantageous for securing irrigation water for plant growth, but the returned water typically contains high levels of nutrients due to excess nutrients inputs during the agricultural activities, potentially deteriorating stream water quality. Therefore, quantitative assessment on the effect of the recycled irrigation on the stream water quality is required to establish strategies for effective irrigation water supply and water quality management. For this purpose, a watershed model is generally used; however no functions to simulate the effects of the recycled irrigation are provided in the existing watershed models. In this study, we used multi-reservoir model coupled with the Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF) to estimate the effect of the recycled irrigation on the stream water quality. The study area was the Gwangok stream watershed, a subwatershed of Gyeseong stream watershed in Changnyeong county, Gyeongsangnam-do. The HSPF model was built, calibrated, and used to produce time series data of flow and water quality, which were used as hypothetical observation data to calibrate the multi-reservoir model. The calibrated multi-reservoir model was used for simulating the recycled irrigation. In the multi-reservoir model, the Gwangok watershed consisted of two subsystems, irrigation and the Gwangok stream, and the reactions (plant uptake, adsorption, desorption, and decay) within each subsystem, and fluxes of water and materials between the subsystems, were modeled. Using the developed model, three scenarios with different combinations of the operating conditions of the recycled irrigation were evaluated for their effects on the stream water quality.

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기계학습 분류모델을 이용한 하천퇴적물의 중금속 오염원 식별

반민정, 신상욱, 이동훈, 김정규, 이호식, 김영, 박정훈, 이순화, 김선영, 강주현

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.306-314

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하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오 염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴 적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산 업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al) 과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산(‘광산’)과 산업단지(‘산단’) 인근에서 의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강 우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선 형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타 겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시 와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모 델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료 가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Stream sediments are an important component of water quality management because they are receptors of various pollutants such as heavy metals and organic matters emitted from upland sources and can be secondary pollution sources, adversely affecting water environment. To effectively manage the stream sediments, identification of primary sources of sediment contamination and source-associated control strategies will be required. We evaluated the performance of machine learning models in identifying primary sources of sediment contamination based on the physico-chemical properties of stream sediments. A total of 356 stream sediment data sets of 18 quality parameters including 10 heavy metal species(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, and Al), 3 soil parameters(clay, silt, and sand fractions), and 5 water quality parameters(water content, loss on ignition, total organic carbon, total nitrogen, and total phosphorous) were collected near abandoned metal mines and industrial complexes across the four major river basins in Korea. Two machine learning algorithms, linear discriminant analysis (LDA) and support vector machine (SVM) classifiers were used to classify the sediments into four cases of different combinations of the sampling period and locations (i.e., mine in dry season, mine in wet season, industrial complex in dry season, and industrial complex in wet season). Both models showed good performance in the classification, with SVM outperformed LDA; the accuracy values of LDA and SVM were 79.5% and 88.1%, respectively. An SVM ensemble model was used for multi-label classification of the multiple contamination sources inlcuding landuses in the upland areas within 1 km radius from the sampling sites. The results showed that the multi-label classifier was comparable performance with sinlgle-label SVM in classifying mines and industrial complexes, but was less accurate in classifying dominant land uses (50~60%). The poor performance of the multi-label SVM is likely due to the overfitting caused by small data sets compared to the complexity of the model. A larger data set might increase the performance of the machine learning models in identifying contamination sources.

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하천습지의 수문생태적 특성 분석 - 금강 왕진지구를 사례로 -

홍승원, 박미옥, 구본학

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.315-325

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본 연구는 하천습지의 교란 과정을 근현대 지도와 항공사진을 근거로 분석하고, 왕진지구 주변 수문생태 영향권의 토지피복과 NDVI 변화를 분석하였다. 왕진나루에는 안정된 모래톱이 형성되어 제내지 농경지와 자연스럽게 연결되 어 있었으나 대홍수와 제방축조, 경지정리 및 하천종합관리로 모래톱과 하천습지가 소멸된 이후 인위적인 대체습지 와 생태공원이 조성되고 하중도 형태의 모래톱이 다시 생성되었다. 수문생태영향권 토지피복 변화는 농업지역의 논· 밭이 2013년 36.3%에서 2022년 22.9%로 감소하였는데 면적으로는 814,476㎡로 가장 많은 변화가 있는 것으로 나 타났다. 시간이 경과됨에 따라 토지피복유형은 초지화가 진행되고 있는 것으로 확인되었다. 식생지수 변화를 계절별 변화를 종합해보면 전반적으로 식생지수의 변화량은 봄철(3월)이 가장 크고, 그다음은 여름철(6월)이며 수역을 제외 하고는 가을철(9월)의 변화의 폭이 가장 적은 것으로 나타났다. 토지이용별로는 대체습지에서 39.1% 향상, 하중도 38.2% 향상, 생태공원 44.3% 향상, 농업지역 35.6% 향상, 수역 –8.1% 감소 등 전반적으로 식생지수(NDVI)가 증 가되었다.

This study analyzed the disturbance process of river wetlands based on modern and contemporary maps and aerial photographs, and analyzed land cover and NDVI changes in the hydro-ecological impact zone around the Wangjin District. A stable sandbar was formed near Wangjinnaru and was naturally connected to the agricultural land within inland, but after the sandbar and river wetland were destroyed due to heavy floods, embankment construction, land readjustment, and comprehensive river management, artificial replaced wetlands and ecological parks were created, and sandbars in the form of river island were restored again. The change in land cover in the hydro-ecological impact zone showed that rice paddies and fields in agricultural areas decreased from 36.3% in 2013 to 22.9% in 2022, with the largest change in area to 814,476㎡. It was confirmed that the land cover was undergoing vegetation over time. Since the vegetation condition is good, a healthy food chain is formed in the waterfront ecosystem, which can be expected to be biodiversity-positive. Summarizing seasonal changes in the vegetation index, the overall change in the vegetation index was the largest in spring (March), followed by summer (June), and the change in autumn (September) was the smallest except for water. By land use, the overall vegetation index (NDVI) increased, including 39.1% improvement in alternative wetlands, 38.2% improvement in load, 44.3% improvement in ecological parks, 35.6% improvement in agricultural areas, and –8.1% decrease in water.

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낙동강유역 지류에서의 장기 수질모니터링 자료를 이용한 관리 대상물질 분석 연구

갈병석, 박재범, 김성민, 신상민, 장순자, 전민재, 이동현

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.326-334

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본 연구는 낙동강수계 지류에서의 장기 수질모니터링 자료를 이용하여 수질의 목표수질 초과율, 증가 추세를 검토하 여 지류에서 문제 되는 물질이 무엇인지 파악하는 것이 목적이다. 낙동강수계에서는 중점 관리가 필요한 38개 지류 에 대하여 월 1회 모니터링이 수행되고 있으며 이 자료를 이용하여 지점별 목표수질 초과 및 증가 경향을 분석하였 다. 분석 항목은 하천 수질 기준으로 평가가 가능한 DO, BOD, COD, TOC, SS, 총인, 분원성 대장균군, 총대장균 군 8개 항목이다. 분석 결과, 목표수질 초과율이 50% 이상이며 증가추세인 항목은 TOC, 분원성 대장균과 총대장 균수로 나타났으며 초과율이 50% 이하이나 증가 경향을 가진 항목은 SS로 나타났다. TOC는 난분해성 물질의 증가 로 인한 원인으로 판단되며 대장균의 지속적인 증가는 향후 하수처리시설에서의 방류수질 중 대장균의 관리가 필요 할 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to use long-term water quality monitoring data from tributaries of the Nakdong River system to identify problematic substances in tributaries by examining the rate of exceedance and increase in water quality targets. In the Nakdong River system, monitoring is conducted once a month for 38 tributaries that require intensive management, and this data was used to analyze trends in exceeding and increasing target water quality at each point. The analysis items are eight items that can be evaluated based on river water quality standards: DO, BOD, COD, TOC, SS, total phosphorus, fecal coliform, and total coliform. As a result of the analysis, the target water quality exceedance rate was more than 50%, and the items with an increasing trend were TOC, fecal coliform and total E. coli counts, and the items with an exceedance rate of less than 50% but an increasing trend were SS. TOC is believed to be caused by an increase in non-degradable substances, and the continued increase in Total Coliform will require management of Total ColiformTotal Coliform in effluent water from sewage treatment facilities in the future.

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기후변화에 따른 남색이마잠자리 잠재적 서식지 및 미래 분포예측

권순직, 전영철, 권혁영, 황인철, 이창수, 김태근

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.335-344

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기후변화 생물지표인 남색이마잠자리(B. chalybea flavovittata)는 우리나라에는 2010년 제주도에서 최초로 관찰되어 기록된 이후 최근 영산강 일대에서 월동이 확인되었다. 본 연구는 MaxEnt 모델을 이용하여 남색이마잠자리의 잠재 적 분포를 예측하고, 기후변화에 따른 서식지 확산을 예측하고자 하였다. 본 종의 분포 자료는 세계생물다양성정보 기구인 GBIF의 검색 결과를 수집하였으며, 2019년 5월부터 2023년 5월까지 확보된 현장조사 결과를 포함하였다. 또한, 생물기후변수는 WorldClim 데이터베이스에서 제공받아 사용하였다. 잠재적 종 분포예측과 미래 분포예측은 MaxEnt 모델을 사용하였다. 유충은 위도상 제주특별자치도 제주시(33.318096°)부터 경기도 여주시(37.366734°)까 지, 경도상 전라남도 진도군(126.054925°)부터 경상남도 양산시(129.016472°)까지 관찰되었다. 본 종의 서식지는 람 사르 습지유형 분류체계에 따라 M(permanent rivers, streams, creeks) 유형의 습지가 12개소(50.0%)로 가장 많았 으며, Tp(permanent freshwater marshes, pools) 유형이 11개소(45.8%), F(estuarine waters) 유형이 1개소(4.2%) 로 분류되었다. 현재 분포지역에 기초하여 MaxEnt 모델을 이용한 잠재적 분포 예측 결과, 기존 서식지 외에 울산 광역시, 대구광역시 일대가 서식확률이 높았다. 또한, 미래 시나리오를 적용하였을 때, 2050년대와 2090년대 분포 가능지역이 넓어져 가까운 미래에 남부 서남해안, 남부 내륙 대구광역시 일대, 동해안 일대로 서식범위가 확장될 것 으로 예측되었다. 남색이마잠자리는 가까운 미래에 서식범위를 확장할 가능성이 높게 예측되었는데, 본 연구 결과는 향후 모니터링을 지속하면서 서식지를 공유하는 토착 자생생물자원의 보전 및 관리를 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

Brachydiplax chalybea flavovittata, a climate-sensitive biological indicator species, was first observed and recorded at Jeju Island in Korea in 2010. Overwintering was recently confirmed in the Yeongsan River area. This study was aimed to predict the potential distribution patterns for the larvae of B. chalybea flavovittata and to understand its ecological characteristics as well as changes of population under global climate change circumstances. Data was collected both from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF) and by field surveys from May 2019 to May 2023. We used for the distribution model among downloaded 19 variables from the WorldClim database. MaxEnt model was adopted for the prediction of potential and future distribution for B. chalybea flavovittata. Larval distribution ranged within a region delimited by northern latitude from Jeju-si, Jeju Special Self-Governing Province (33.318096°) to Yeoju-si, Gyeonggi-do (37.366734°) and eastern longitude from Jindo-gun, Jeollanam-do (126.054925°) to Yangsan-si, Gyeongsangnam-do (129.016472°). M type (permanent rivers, streams and creeks) wetlands were the most common habitat based on the Ramsar’s wetland classification system, followed by Tp type (permanent freshwater marshes and pools) (45.8%) and F type (estuarine waters) (4.2%). MaxEnt model presented that potential distribution with high inhabiting probability included Ulsan and Daegu Metropolitan City in addition to the currently discovered habitats. Applying to the future scenarios by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), it was predicted that the possible distribution area would expand in the 2050s and 2090s, covering the southern and western coastal regions, the southern Daegu metropolitan area and the eastern coastal regions in the near future. This study suggests that B. chalybea flavovittata can be used as an effective indicator species for climate changes with a monitoring of their distribution ranges. Our findings will also help to provide basic information on the conservation and management of co-existing native species.

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PSR과 DPSIR을 이용한 대한민국 대설 취약성 분석

이근우, 이형주, 정건희

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.345-352

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최근 전 세계적으로 겨울철 자연재해인 대설 재해 위험이 커지고 있다. 대한민국 강설의 특징은 지역별 차이가 있는 것이 특징으로, 대설 피해를 줄이기 위한 연구가 많이 진행되고 있으나, 지역별 특성을 반영하지 못한 연구 결과가 제시되고 있다. 본 연구에서는 대한민국의 대설 취약성 평가를 실시하기 위해 PSR 방법과 DPSIR 방법을 사용하였 고, 평가 결과 두 가지 평가 방법을 비교하여 신뢰할 수 있는 대설 위험지역을 제시하고자 하였다. PSR 방법은 압 력지수, 상태지수, 반응지수로 구분되며, DPSIR 방법은 추진력, 압력, 상태, 영향, 대책 지수로 구분된다. 각 지표에 해당하는 데이터를 수집하고, 엔트로피 가중치 산정방법을 이용하여 가중치를 계산하여 우리나라 전 지역의 대설 취 약성 지수를 산출하였다. 최근 2018년부터 2022년까지 대한민국의 대설 피해를 기준으로 PSR과 DPSIR 방법을 이 용하여 산출한 지수를 비교한 결과 DPSIR 방법을 이용하여 산출된 취약성 지수가 더 신뢰할 수 있는 결과를 보였 다. 본 연구의 결과 대설 피해 발생 시 대설 취약성 지수가 높은 지역을 선제적으로 대비할 수 있고, 효율적인 제설 대응체계를 구축할 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, the risk of snow disasters has been increasing South Korea. The damages of heavy snow were categorized into direct and indirect. Direct damage is usually the collapse of buildings as houses, greenhouse or barns. Indirect damage is various, for example, traffic congestion, traffic acident, drop damage, and so on. In South Korea, direct damage is severe in rural area, mosty collapse of greenhouse or barns. However, indirect damage such as traffic accident is mostly occurred in urban area. Therefore, the regional characteristics should be considered when vulnerability is evaluated. Therefore, in this study, the PSR and DPSIR method were applied by regional scale in South Korea. The PSR evaluation method is divided into pressure, state, and reaction index. however, the DPSIR evaluation method is divided into Driving force, Pressure, State, Impact, and Response index. the DPSIR evaluation method is divided into Driving force, Pressure, State, Impact, and Response index. Data corresponding to each indicator were collected, and the weight was calculated using the entropy method to calculate the snowfall vulnerability index by regional scale in South Korea. Calculated heavy snow damage vulnerabilities from the two methods were compared. The calculated vulnerabilities were validated using the recent snow damage in South Korea from 2018 to 2022. Snow vulnerability index calculated using the DPSIR method showed more reliable results. The results of this study could be utilized as an information to prepare the mitigation of heavy snow damage and to establish an efficient snow removal response system.

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Comprehensive Review on the Implications of Extreme Weather Characteristics to Stormwater Nature-based Solutions

Miguel Enrico L. Robles, Franz Kevin F. Geronimo, Chiny C. Vispo, Haque Md Tashdedul, Minsu Jeon, Lee-Hyung Kim

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.353-365

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전세계적으로 기후변화로 인한 그린인프라와 환경기반시설의 영향 및 예측에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 하 지만 국가별 극한기후가 발생하는 시기나 패턴이 다르기에 국내에도 극한기후로 인한 그린인프라와 환경기반시설에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 7개 도시를 대상으로 기상청에서 제공하는 20년 동안의 극 한기후에 대한 통계적 분석과 극한기후로 인한 자연기반해법(NBS)을 적용한 그린인프라 시설에 대한 영향분석을 수행하였다. 극한기후에 대한 통계분석 결과 지리적 위치, 지표 불투수성, 지역 기상 패턴에 따라 다양한 극한 기상 조건에 잠재적으로 취약한 것으로 분석되었다. 서울은 극한온도(영상, 영하)가 관측되었으며 부산, 울산 및 제주 에 서는 강수량과 바람에 대해 극한기후가 발생하여 도시탄력성에 잠재적인 위협인자로 분류되었다. 온도는 도시 내 식 생에 대한 회복력에 주요 요인으로 적용되며, 바이오차, 모래, 자갈, 우드칩 등 여재를 적용한 습지(CW)에서 극 영 하온도에서 물리적 제거효율 및 영양염류 제거능력을 저하되는 것으로 분석되었다. 극한기후로 인한 영향을 저감하 기 위해 그린인프라 시설 내 온도조절이 가능한 차광 및 단열 시스템적용과 같은 극한기후 별 대응전략 수립이 가 능하다. 본 연구를 통해 국내와 기후특성이 유사한 지역에서의 극한기후 대응전략 수립에 도움이 될 것으로 판단된다.

The effects of climate change on green infrastructure and environmental media remain uncertain and context-specific despite numerous climate projections globally. In this study, the extreme weather conditions in seven major cities in South Korea were characterized through statistical analysis of 20-year daily meteorological data extracted fro m the Korea Meteorological Administration (KMA). Additionally, the impacts of extreme weather on Nature-based Solutions (NbS) were determined through a comprehensive review. The results of the statistical analysis and comprehensive review revealed the studied cities are potentially vulnerable to varying extreme weather conditions, depending on geographic location, surface imperviousness, and local weather patterns. Temperature extremes were seen as potential threats to the resilience of NbS in Seoul, as both the highest maximum and lowest minimum temperatures were observed in the mentioned city. Moreover, extreme values for precipitation and maximum wind speed were observed in cities from the southern part of South Korea, particularly Busan, Ulsan, and Jeju. It was also found that extremely low temperatures induce the most impact on the resilience of NbS and environmental media. Extremely cold conditions were identified to reduce the pollutant removal efficiency of biochar, sand, gravel, and woodchip, as well as the nutrient uptake capabilities of constructed wetlands (CWs). In response to the negative impacts of extreme weather on the effectiveness of NbS, several adaptation strategies, such as the addition of shading and insulation systems, were also identified in this study. The results of this study are seen as beneficial to improving the resilience of NbS in South Korea and other locations with similar climate characteristics.

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본 연구는 자연 친화적 공공공간의 확보가 아동의 건강한 성장에 미치는 영향을 분석하고 독일의 사례를 고찰하여 한국에의 시사점을 도출하고자 하였다. 자연은 아동의 놀이와 신체활동을 증가시켜 인지능력과 행복도를 향상하는 데 도움이 된다. 전반적으로 학업 스트레스 지수가 높고 행복도가 낮은 국내 아동을 위하여 반드시 제공해야 할 공 간으로 판단된다. 그러나 독일의 ‘자연체험공간 사업’ 사례가 보여주듯 아동을 위한 자연 친화 공간을 조성하기 위 해서는 국가적 차원의 법적 지원이 필요하다. 또한 해당 사업이 주요 국가정책과 연계되어야 한다. 더 나아가 학제 간 협업뿐 아니라 보호자가 자연환경에 대하여 긍정적으로 인식할 필요가 있다.

This study analyzed the impact of securing nature-friendly public spaces on the healthy growth of children. Additionally, it examined the case of Germany to extract implications for Korea. The natural environment enhances children’s play, physical activity, cognitive abilities, and overall happiness. Therefore, it is generally considered a necessary space that must be provided for domestically, especially for children who experience high academic stress and low levels of happiness. However, as evidenced by Germany's “Nature Experience Area Project,” creating nature-friendly spaces for children requires legal support at the national level. Additionally, such projects should be integrated with key national policies. Furthermore, beyond interdisciplinary collaboration, caregivers must have a positive perception of the natural environment.

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하천 홍수위 저감을 위한 자연기반해법의 적용효과 분석

이호용, 김민석, 이준형, 이태우, 김형수, 김수전

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.379-385

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최근 기후변화의 영향으로 설계빈도보다 높은 강우가 발생하고, 하천설계 기준을 초과한 홍수 피해가 발생하고 있 다. 따라서 자연기반해법(NbS, Nature-based Solutions)을 통해 지속가능한 하천관리와 환경 및 사회적 문제를 생 태계의 서비스를 통해 해결하고자 하는 개념이 주목받고 있다. 이에 본 연구는 합천댐 하류의 황강을 대상으로 자연 기반해법을 활용한 하천관리 방안의 홍수저감 효과를 정량적으로 분석하고자 하였다. 자연기반해법 기술에 포함되 는 범람원 굴착(Floodplain excavation)과 제방후퇴(Dyke relocation)를 HEC-GeoRAS를 통해 황강의 홍수 위험 지역에 적용하였으며, HEC-RAS의 부정류 흐름(Unsteady flow) 해석을 통해 하천 홍수위를 도출하였다. 그 결과, 홍수 부담이 큰 황강하류에서 약 8cm의 홍수위 저감효과를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 하천관리 사 업의 진행 시 기존의 하천관리 방법이 아닌 자연기반해법을 통한 관리 방안으로 도입할 수 있는 근거로 충분히 활 용이 가능할 것으로 기대된다.

EDue to climate change and urbanization, the localized heavy rainfall frequently exceeded a design storm rainfall and flood damage has occurred in South Korea. The concept of addressing sustainable river management and environmental and social issues through Nature-based Solutions (NbS) is gaining attention as it seeks to resolve these issues through ecosystem services. Therefore, in this study, the flood reduction effect by river management using NbS was quantitatively analyzed for the Hwang River, which is directly downstream of Hapcheon Dam, South Korea. Floodplain excavation and dyke relocation, which are methods of the NbS, were applied to the flood risk area of the Hwang River. As a result of analyzing the flood level of the river through the unsteady flow analysis of HEC-RAS, we obtained flood level reduction by 8 cm at the confluence of the Nakdong River. The results of this study can be expected to be sufficiently utilized as a basis for use as a management plan through NbS rather than the river management with grey infrastructure.

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국내 갯벌머드 해양치유자원의 특성 및 기준에 관한 연구

박선영, 강정원, 정용기, 조연제

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.386-393

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최근 들어서 국내의 해양치유산업 활성화를 위한 해양치유자원의 효능․효과에 관한 연구개발이 진행 중에 있다. 본 연구는 해양치유자원으로서 잘 알려진 머드 물질에 대한 효능성분 분석을 통해 활용․관리 기준을 제시하였다. 머드 물질 시료는 국내 갯벌에서 채취되었으며, 모래질, 실트질 및 점토질 함량은 각각 평균 7.87%, 74.95% 및 17.17% 로 머드(실트+점토)의 평균 함량이 90% 이상이었다. 효능성분은 SiO2(68.4%)성분이 가장 높으며, 다음으로 Al2O3(13.3%)>Fe2O3(4.0%)>K2O(2.9%)>Na2O(2.3%)>MgO(1.6%)>CaO(1.0%)>TiO2(0.7%) 순으로 평균함량이 높 았다. 효능성분 분석을 바탕으로 기능성을 나타내는 성분(기능 성분)을 Si, Al, Fe, K, Na, Mg, Ca를 선정하였으며, 또한 품질관리를 목적으로 정하는 성분(지표 성분)은 효능을 가진 성분 중 함량이 높은 K, Mg, Ca로 결정하였다. 결과적으로 기존 문헌을 참고하여 국내 갯벌머드자원이 해양치유자원으로서 활용․관리되기 위해서는 원재료의 머드 함량이 70.0% 이상 그리고 지표 성분인 K2O+MgO+CaO의 합이 5.0% 이상을 기준으로 제시하였다.

The domestic marine healing industry is undergoing significant revitalization efforts, with a focus on understanding the efficacy and effectiveness of marine healing resources. This study establishes utilization and management standards through a detailed analysis of the active components within well-recognized marine healing mud materials. Samples of mud materials were collected from domestic tidal flats. These samples exhibited an average composition of 7.87% sand, 74.95% silt, and 17.17% clay, with a combined mud content (silt+clay) consistently exceeding 90%. Notably, SiO2 emerged as the most prevalent effective ingredient at 68.4%, followed by Al2O3 (13.3%)>Fe2O3 (4.0%)>K2O (2.9%)>Na2O (2.3%)>MgO (1.6%)>CaO (1.0%)>TiO2 (0.7%), in terms of average content. Subsequently, through an analysis of effective ingredients, Si, Al, Fe, K, Na, Mg, and Ca were identified as elements demonstrating significant functionality. Among these, key indicator ingredients were selected for quality control, all of which were found to possess efficacious properties. Notably, K, Mg, and Ca exhibited particularly high concentrations. Based on these findings and referencing existing literature, it is recommended that domestic tidal flat mud resources earmarked for utilization as marine healing resources should possess a raw material mud content of no less than 70.0%. Moreover, the cumulative index components K2O+MgO+CaO should meet or exceed a threshold of 5.0% for optimal effectiveness.

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생태복원은 문제가 있는 생태적 공간을 진단하고, 온전한 자연을 분석하여 얻은 정보를 바탕으로 훼손된 생태계를 치유하여 본래의 모습과 유사한 건강한 모습으로 되돌려놓는 생태기술이다. 성공적인 복원을 이루기 위해서는 일련 의 절차를 존중하여 사업이 추진되어야 한다. 그러나 국내에서 진행되는 복원사업은 진단평가에 관계없이 적극적인 복원 위주로 추진하여 비용과 에너지를 낭비하고 효과는 크지 않다. 대조생태정보가 활용되지 않아 훼손된 자연을 되돌리기 위한 생태복원이 자연의 모습과 크게 다른 모습을 연출하며 또 다른 훼손을 유발하고 있다. 복원효과가 평 가되지 않아 성공여부를 판단할 수 없어 사업이 계속되어도 발전이 없고 효과도 없다. 그러나 선진사회는 이러한 절 차를 존중하여 학문적 진전을 이루어낸 것은 물론 생태복원이 하나의 산업으로 자리 잡아 환경을 개선하는 것은 물 론 경제적 측면에서도 큰 효과를 거두고 있다. 따라서 국제사회는 생태복원을 기후변화를 비롯해 지구적 차원의 환 경문제를 해결할 수 있는 중요한 수단으로 인식하여 국제기구가 중심이 되어 상처입은 지구를 치료하기 위한 사업 을 활발하게 추진해 나가고 있다. 그러나 국내에서 추진된 복원사업은 효과 평가 결과 대부분 수준 이하로 평가되었 다. 그럼에도 불구하고 이러한 수준을 향상시키는데 중요한 기여를 할 수 있는 생태복원을 하나의 새로운 산업으로 정립하기 위한 계획을 수준 낮은 사업을 주도해 온 당사자들이 가로막고 있어 문제를 더욱 악화시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 사전과 사후로 구분하여 엄정하고 바른 사업 평가 제도를 도입하여 불량사업을 걸러낼 필요 가 있다. 나아가 생태복원을 하나의 산업으로 신설하여 그 과정을 시장의 원리에 맡길 필요가 있다.

Ecological restoration is an ecological technology that diagnoses problematic ecological spaces and restores the damaged ecosystem to a healthy appearance similar to its original appearance based on reference information obtained by analyzing intact nature. To achieve successful restoration, the project must be carried out in respect of a series of procedures. However, in Korea, restoration projects are usually actively promoted regardless of diagnostic evaluation, which wastes cost and energy, and the effect is not significant. As the reference information is not utilized, ecological restoration to return the damaged nature makes features different greatly from the appearance of nature, causing another damage. As the restoration effect is not evaluated, it is impossible to determine whether it is successful or not, and as a result, even if the project continues, there is no development and no effect. However, advanced societies have not only made academic progress by respecting these procedures but also have great economic effects along with the improvement of environmental conditions as ecological restoration has become an industry. Therefore, the international society recognizes ecological restoration as an important means of solving environmental problems at the global level, including climate change, and international organizations are actively promoting projects to treat the injured planet. However, most of the restoration projects promoted in Korea were evaluated below the level as a result of the evaluation of the effect. Nevertheless, those who have led low-quality projects are blocking plans to establish ecological restoration as a new industry that can contribute significantly to improving these levels, and thus the problem is expected to worsen. To solve this problem, it is necessary to filter out defective businesses by introducing a strict and correct project evaluation system by dividing it into before and after. Furthermore, it is necessary to establish ecological restoration as an industry and leave the process in the principles of the market.

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4,000원

IUCN 생태계 적색목록은 생물다양성의 감소 위험이 높은 생태계를 평가하고 식별하기 위한 글로벌 표준으로, 효과 적인 생태계 관리 및 보전 정책 수립에 필요한 과학적 근거를 제공한다. IUCN 생태계 적색목록은 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크 목표 A의 핵심지표(A.1)로 지정하였다. 생태계 적색목록 평가는 특정 생태계 유형을 분포의 감소(기준 A), 제한된 분포(기준 B), 환경 황폐화(기준 C), 생물학적 상호작용의 변화(기준 D), 생태계 붕괴 위험의 정량적 추정(기준 E)으로 생태계 붕괴 징후를 판별한다. IUCN 생태계 적색목록은 2014년부터 110개 이상 의 국가에서 평가를 진행하였다. 80% 이상이 육상 및 육상-담수 생태계에서 평가를 진행하였으며, 이중 열대림과 아열대림에 위협 받는 생태계가 집중 분포하고 있다. 평가 기준은 공간적 징후(기준 A 및 B)에서 68.8%로 집중되 어 있다. 국내에서 생태계 적색목록을 평가를 적용하기 위한 고려사항은 크게 세가지로 나뉜다. 첫째, 국내 적용가 능한 지구 생태계 유형(GET)을 적립해야 한다. 둘째, 생태계 적색목록 범주기〮준 중 공간적 징후 평가에서 국내의 소규모로 이루어진 다양한 생태계 유형에 적용 가능한지를 판단해야 한다. 마지막으로 평가를 위한 활용 가능한 시 계열(50년) 데이터 수집을 고려해야 한다. 이러한 고려사항을 바탕으로 국내에 IUCN 생태계 적색목록 평가를 적용 하면, 우리나라의 독특한 생태계 유형의 현재 상태를 정확하게 파악할 수 있을 것이며, 이는 세계적인 생태계 보전 및 복원 노력에 기여할 것이다.

The IUCN Red List of Ecosystems serves as a global standard for assessing and identifying ecosystems at high risk of biodiversity loss, providing scientific evidence necessary for effective ecosystem management and conservation policy formulation. The IUCN Red List of Ecosystems has been designated as a key indicator (A.1) for Goal A of the Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework. The assessment of the Red List of Ecosystems discerns signs of ecosystem collapse through specific criteria: reduction in distribution (Criterion A), restricted distribution (Criterion B), environmental degradation (Criterion C), changes in biological interaction (Criterion D), and quantitative estimation of the risk of ecosystem collapse (Criterion E). Since 2014, the IUCN Red List of Ecosystems has been evaluated in over 110 countries, with more than 80% of the assessments conducted in terrestrial and inland water ecosystems, among which tropical and subtropical forests are distributed ecosystems under threat. The assessment criteria are concentrated on spatial signs (Criteria A and B), accounting for 68.8%. There are three main considerations for applying the Red List of Ecosystems assessment domestically: First, it is necessary to compile applicable terrestrial ecosystem types within the country. Second, it must be determined whether the spatial sign assessment among the Red List of Ecosystems categories can be applied to the various small-scale ecosystems found domestically. Lastly, the collection of usable time series data (50 years) for assessment must be considered. Based on these considerations, applying the IUCN Red List of Ecosystems assessment domestically would enable an accurate understanding of the current state of the country's unique ecosystem types, contributing to global efforts in ecosystem conservation and restoration.

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국내 생태계 유형별 탄소 저장 및 거동 산정 연구 현황 분석

장인영, 정헌모, 한상학, 안나현, 김덕엽, 강성룡

한국습지학회 한국습지학회지 제25권 제4호 2023.11 pp.417-425

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생태계는 탄소순환에 있어 매우 중요한 탄소 저장고이다. 기후변화가 점점 심화됨에 따라, 생태계의 이러한 기능을 활용 하여 기후변화를 완화하려는 노력들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 생태계를 대상으로 생태계 유형(산림, 농경 지, 습지, 초지, 정주지) 및 탄소저장고별(지상부·지하부 생체량, 고사목, 낙엽, 토양유기탄소 및 생태계 전체) 탄소 저장 및 거동과 관련된 연구를 목록화 하고 분석하였다. 또한, 선행연구 결과를 모아 각 생태계 유형과 탄소저장고를 대상으 로 탄소 저장 및 거동량의 평균값을 산정하였다. 그 결과, 대부분의(66%) 국내 탄소 저장·거동 관련 연구가 산림에서 수행된 것을 확인할 수 있었다. 산림에서 수행된 연구 결과를 토대로 탄소저장고별 저장량을 분석한 결과, 식생의 지상 부(4,166.66gC m-2)와 지하부(3,880.95gC m-2)와 토양(4,203.16gC m-2)에 많은 양의 탄소가 저장되어 있는 것을 확인 하였다. 특히 산림 지하부에 많은 탄소가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 다른 생태계 유형의 경우, 데이터의 제 한으로 탄소저장고별 저장·거동량은 확인이 불가능하였다. 다만, 토양유기탄소 저장의 경우 산림과 초지의 데이터가 비 교 가능하였는데, 두 생태계가 상대적으로 비슷한 탄소의 양을 저장하고 있는 것으로 나타났다(각각 4,203.16 gC m-2, 4,023.23 gC m-2). 본 연구를 통하여, 상대적으로 다양한 생태계 유형에서의 탄소 연구가 필요함을 확인할 수 있었다.

As climate change gets severe, the ecosystem acts as an important carbon sink, therefore efforts are being made to utilize these functions to mitigate climate change. In this study, we inventoried and analyzed the previous studies related to carbon storage and flux by ecosystem type (forest, cropland, wetland, grassland, and settlement) and carbon pool (aboveground and belowground biomass, dead wood, Litter, soil organic carbon, and ecosystem) in Korean ecosystems. We also collected the results of previous studies and calculated the average value of carbon storage and flux for each ecosystem type and carbon pool. As a result, we found that most (66%) of Korea's carbon storage and fluxes studies were conducted in forests. Based on the results of forest studies, we estimated the storage by carbon stock. We found that much carbon is stored in vegetation (aboveground: 4,018.32 gC m-2 and belowground biomass: 4,095.63 gC m-2) and soil (4,159.43 gC m-2). In particular, a large amount of carbon is stored in the forest understory. For other ecosystem types, it was impossible to determine each carbon pool's storage and flux due to data limitations. However, in the case of soil organic carbon storage, the data for forests and grasslands were comparable, showing that both ecosystems store relatively similar amounts of carbon (4,159.43 gC m-2, 4,023.23 gC m-2, respectively). This study confirms the need to study carbon in rather diverse ecosystem types.

 
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