Earticle

우리나라는 지난 30년간 점오염원 저감시설 확충 및 기술개발을 통하여 오염원을 관리해 왔으나, 상대적으로 비점오염원에 대한 관리는 미흡한 실정이다. 이러한 비점오염원은 대부분 강우초기 유출된다. 연구대상지인 광주천과 영산강의 수질은 BOD 기준 II~III등급을 나타내고 있으며, 주원인은 비점오염원에 의한 영향으로 나타났다. 환경부는 광주광역시에 BOD 5 mg/L 목표달성을 위해 오염 부하량 삭감 방안을 수집, 이행토록 하고 있다. 본 연구에서는 광주천 지류인 G천 유역의 비점오염원 처리시설 설치 시 효율적 처리를 위한 적정용량 산정을 통하여 영산강 본류 구간의 수질개선 목표달성에 이바지 하고자 연구를 수행하였다.

Over the past 30 years, there has been an effort to run the facility which manages the domestic, industrial, and animal related sewages in Korea. Despite the effort, there has not been much improvement in the water quality in the lakes and marshes as expected. The limitation of the current water system is that, an inflow of the rainfall and other contamination elements are not being managed properly and so, there are a lot of efforts being made to effectively contain the contamination. The modeling locations are the Gwang-ju stream in Young-san river. These River of water quality was exceeded between level II~III, and the cause for that were determined as the non-point pollution material. The Ministry of Environment has set the Gwang-ju as supervised area to plan, establish, and to preform the 5.0 mg/L BOD concentration. We have carried out this research to improve the water quality at the main course of the Young-san river by proper calculation of capacity for the efficient management with non-point pollution source processing facility installation G stream in drainage area of Gwang-ju stream.

Nonpoint source (NPS) pollution from small watersheds has recently been brought into attention as a potential pollutant to streams and tnbutaries, as majority of them are experiencing water quality degradation. This necessiates the quantification of NPS loadings from agricultural and forested lands. And this study attempts to quantify daily loadings from forested and farm lands using hydrologic and water quality monitoring. The hydrologic monitoring program consists of five water level gauging stations along creeks and stream at the Banweol reservoir watershed having 1220 hectare in size. Water sam pies were taken and analyzeel periodically at the streamf low gaging sites and tributaries. Soil samples were also taken and the chemical constitutes analyzed. The primary results indicate that the major sources of pollution were small villages and dairy farms on the watersheds, constituting two-third of total nutrient loadings to the reservoir. However, the loadings from paddies and upland areas may cause a problem to the water quality of the reservoir and stream as the measured levels of total nitrogen and phosporus are not low enough to ignore. Further studies are needed to quantify the effects of landuses and treatments at a watershed scale.

본 연구에서는 계화간척농지로부터 발생 되는 비점원 오염물질 유출현황을 조사하였다. 간척 논면적은 2,988ha로 크게 1,181ha와 1,817ha 크기의 두개의 소유역으로 구성되어 있다. 두개의 소유역에 대해 각각 3번의 강우사상에 대해 조사가 이루어졌으며 강우량은 각각 66.0, 23.5, 23mm이었다. 간척농지에서 오염물질 유출 특성은 일반 내륙의 논에서와 다른 양상을 나타내었다. 일반적으로 우리나라 논에서는 발생되는 비점오염부하는 큰 반면에 연구대상 간척농지에서 발생되는 TSS, TN, TP의 비점오염 유출수준은 일반 임야지역 수준으로 나타났다. 다른 유역과 다르게 질소의 경우 용존성 유기질소가 주종을 이루고 있으며 인의 경우에는 용존성 인이 주종을 이루고 있었다.

This research addressed nonpoint source (NPS) pollution characteristics in a reclaimed rice paddy field. The paddy has an area of around 2,998 ha and is divided as two sub-watersheds, whose areas are 1,181 ha and 1,817 ha, respectively. Monitoring of hydrologic runoff and NPS pollution was undertaken during three-month period from June to August, 2008. Totally, three sampling trips were made when rainfall depth were 66.0 mm, 23.5 mm, and 23.0 mm, respectively. Generally pollution load increased with the heavier cultivation activity in Korea. Exported pollutants from the rice paddy, including TSS, TN and TP, have same levels as forest discharge. Organic nitrogen is main pattern but it mainly exists in the forms of dissolved organic nitrogen (DON). For phosphorus, dissolved inorganic phosphorus (DIP) takes the main part although part of them is associated with fine particles. This is different compared with other watersheds, where particles-associated phosphorus is the main form.

수질오염총량제에 있어서 유달율 계산은 매우 중요한 과정이다. 본 연구에서는 산림지역인 길안유역에 있어서 강우시유출량 및 BOD, T-N, T-P에 대하여 HSPF모델을 보정한 후 유출유황곡선과 오염유황곡선, 유달율유황곡선을 작성 하고 유출특성을 고찰하였다. 그 결과, HSPF는 유출량 및 영양물질 부하량을 잘 모의하였으며, 저유량에서는 T-N의 유달율은 BOD, T-P에 비해 상대적으로 높았으나 고유량에서는 BOD, T-P의 유달율은 T-N의 유달율 보다 높게 나타났다. 이는 대부분의 질소는 자연상태에서 용존성의 NOX로 존재하기 평상시 유출이 상대적으로 많이 일어나기 때문이며, 인이나 BOD의 경우에는 강우시 입자상의 유출이 많이 일어나기 때문인 것으로 판단된다. 부하유황곡선 분석결과, 길안유역의 고유량 일때의 TP가 수질오염총량제 목표수질을 초과하는 것으로 나타나 대상유역의 우선관리는 강우시 T-P인 것으로 나타났다.

Calculating delivery ratio is very important procedure to apply Korean Total Maximum Daily Load (TMDL). Characteristics of delivered pollutant load were analyzed by plotting flow duration curve, load duration curve, and delivery ratio duration curve for BOD, T-N and T-P using HSPF simulation results. As a result of HSPF calibration, HSPF could simulate well both pollutant load and stream flow with high model efficiency. At high flow condition, the delivery ratio of BOD and T-P was higher than that of T-N. However flow condition from medium to low, the delivery ratio of T-N was higher than those of BOD and T-P because nitrogen can be easily delivered from site of source to stream as soluble form such as NOx whereas, phosphorus can easily adhere to soil and is discharged with soil when rainy season. Overall, delivery ratios were very low especially at condition from medium to low and we concluded that that's traditional trend of forested watershed. As a result of plotting load duration curve based on target water quality and monitoring data, all of T-P concentration at high flow condition (< 10% days exceeded) were not meet target water quality so, primary measure to improve water quality, if needed, at Giran watershed is to reduce nonpoint source pollution of T-P at high flow condition.

본 연구에서는 효율적인 와류형 미필터 비점오염저감장치를 개발하고 검증하였다. 저감장치의 검증을 위해 오염물질을 이용하여 총 12개 형태(3개 강우강도${\times}$2개 상태${\times}$2개 단계)의 실험을 진행하였다. 실험은 (1) 모의유입량 산정(강우강도 2.5 mm/hr: $0.00152m^3/s$, 강우강도 3.395 mm/hr: $0.00206m^3/s$, 강우강도 6.870 mm/hr: $0.00326m^3/s$); (2) 오염물질 채취 및 투입(4개 입경 사이즈의 25%씩 혼합); (3) 오염물질 제거효율 측정으로 구성하였고, 장치 초기상태와 운영상태로 구분하여 수행되었다. 강우강도별로 분석한 결과, 모든 강우강도에서 초기상태 및 운영상태 모두 오염물질 농도가 감소하였으며, 유입수 대비 유출수 오염물질 제거효율에서도 오염물질을 환경부 기준 80% 이상 제거하는 결과를 보였다. 특히 제거효율이 시간이 지남에 따라 서서히 증가하여 약 90%를 상회하였으며, 초기상태보다 운영상태에서 오염물질 제거효율이 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발한 와류형 미필터 비점오염저감장치로 효율적인 비점오염원을 제거할 수 있음을 증명하였다.

The objective of this study was to develop and verify an effective vortex typed nonfilter nonpoint source pollution reduction device. To verify this pollution reduction device, a total of twelves scenarios (three rainfall intensities${\times}$two states${\times}$two steps) of experiments were conducted using pollutants. First, simulated inflow (rainfall intensity 2.5 mm/hr: $0.00152m^3/s$, rainfall intensity 3.395 mm/hr: $0.00206m^3/s$, rainfall intensity 6.870 mm/hr: $0.00326m^3/s$) was calculated. Second, pollutants (mixture of 25% of four particle sizes) were selected and injected. Third, pollutant removal efficiencies of this device at its initial state and operating states were measured. As a result of analysis based on rainfall intensity, the concentration of pollutants was decreased by the device at initial and operating states at all rainfall intensities. Its pollutant removal efficiency was more than 80%, the standard set by the Ministry of Environment. Its pollutant removal efficiency was gradually increased over time, reaching approximately 90%. Its pollutant removal efficiency was higher in its operating state than that in its initial state. Therefore, nonpoint source pollutants can be effectively removed by this vortex typed nonpoint source pollution reduction device developed in this study.

This study is to assess the effect of non-point source pollution discharge loads between tillage and no-tillage applications for upland crop areas using SWAT (Soil and Water Assessment Tool) watershed modeling. For Byulmi-cheon small rural catchment ($1.17km^2$) located in upstream of Gyeongan-cheon watershed, the rainfall, discharge and stream water quality have been monitored in the catchment outlet since 2011. The SWAT model was calibrated and validated in hourly basis using 19 rainfall events during 2011-2013. The average Nash-Sutcliffe model efficiency and $R^2$ (determination coefficient) for streamflow were 0.67 and 0.79 respectively. Using the 10 % surface runoff reduction from experiment results for no-tillage condition in field plots of 3 % and 8 % slopes under sesami cultivation, the soil saturated hydraulic conductivity for upland crop areas was adjusted from 0.001 mm/hr to 0.0025 mm/hr in average. Under the condition, the catchment sediment, T-N (total nitrogen, TN), and T-P (total phosphorus, TP) discharge loads were reduced by 6.9 %, 7.4 %, and 7.7 % respectively.

왕포천은 충청남도 부여군에 위치하고 있는 하천으로 유로 연장이 길지 않고, 경작지 및 취락지를 통과하는 하천으로 수질이 불량하고, 수량이 부족한 하천이다. 따라서 부여 하수처리수와 왕포천의 비점오염원 1,500~7,000 ㎥/d를 처리 하고 생태계를 복원하고자 SSB (Sustainable Structured wetland Biotop) system의 처리습지를 적용한 결과는 다음과 같다. 왕포천 복원에 대한 설계 및 시공 완료후인 2016년부터 2018년까지 지속적인 관리와 모니터링을 실시한 결과 BOD5 평균 농도는 7.3 ㎎/L, 평균 유출농도는 2.1 ㎎/L로 71.2%의 개선 효율을 나타내었다. T-N은 평균 유입 농도가 7.953 ㎎/L, 평균 유출 농도가 3.379 ㎎/L로 57.5 %, T-P의 평균 유입 농도는 0.177 ㎎/L, 평균 유출 농도는 0.052 ㎎/L로 70.7 %의 개선효과를 나타냈다. 왕포천 수질정화시설을 통한 생태계복원에 대한 모니터링 결과는 복원 후 3년 동안 모니터링 된 왕포천 수질정화시스템의 식물상은 21과 41종으로 식재수종보다 자연유입된 식물종의 비율이 높게 나타났다. 동물상에 대한 모니터링 결과, 양서류와 파충류는 3과 6종, 조류는 15과 25종, 포유류는 5과 5종이 왕포천과 생태적수질정화시설을 이동하며 서식하는 것으로 확인되어, 생물다양성도 창출및 향상된 것으로 나타났다.

The Wangpo stream located in the Buyeo-gun was a small stream with both low water quality and quantity due to the cultivated land and settlement area through the stream. In order to restore ecosystem, the Sustainable Structured wetland Biotop system was applied to treat 1,500 to 7,000 ㎥/d amount of effluent water pumped from the Buyeo sewage treatment plant facility as well as inflowed from nonpoint pollution source of Wangpo stream. As a result of continuous monitoring for 2 years from 2016 to 2018 after completing restorative construction, the average BOD5 as an index of organic pollution was 7.3 mg/L and the average effluent concentration became 2.1 mg/L, showing an improvement by 71.2%. The average inflow concentration of T-N was 7.953 mg/L and the average outflow concentration was 3.379 mg/L, showing 57.5% of improvement. The average inflow concentration of T-P was 0.177 mg/L and the average outflow concentration was 0.052 mg/L, showing about 70.7% improvement. The results of ecological monitoring after creating biotope by reuse of treated waste water and nonpoint pollution source of the Wangpo Stream are as follows. The plant taxa founded in water SSB(Sustainable Structured wetland Biotop) system of the Wangpo Stream was total 41 species in 21 families, showing a higher proportion of naturally introduced plant than that of artificially planted species. In case of other terrestrial animals, both amphibian and reptile group were confirmed as 3 species in 6 families, avian group was 25 species of 15 families, and mammal group observed 5 species in 5 families, respectively. All species have been created and enhanced through purified water inhabited in the SSB(Sustainable Structured wetland Biotop) system as a treatment wetland, eventually migrating to the Wangpo Stream.

비점원 오염은 점원 오염처럼 고정된 배출원이 존재하는 것이 아니라 불특정 장소에서 오염물질이 광역에 걸쳐 배출되는 것으로서, 대표적으로 지면피복 그 자체가 오염원으로 작용할 수 있다. 최근 우리나라 일부 지역에서는 여러 가지 원인으로 지면피복 변 화가 급격히 발생하였는데, 이는 위성원격탐사를 통해 연속적 시공간에서 효과적으로 파악 가능하다. 본 연구에서는 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 위성자료에 공간통계기법을 적용하여 우리나라 지면피복변화의 핫스팟을 추출하고, 실제 오염측정 치를 이용하여 비점원 오염 특성을 지면피복변화와 관련하여 살펴보았다. 2003년과 2011년의 비교에서는 4군데의 지면피복변화 핫스팟이 탐지되었는데, 이 중 오염부하량 자료가 충분히 존재하는 새만금 핫스팟과 화성호 핫스팟 유역에 대한 분석 결과, 비점원 오염의 유출이 집중되는 하구 부분에서 오염부하량의 상당한 증가가 발견되었고, 특히 화성호 핫스팟의 경우 농지 증가의 영향이 컸던 것으로 나타났다. 이처럼 지면피복변화의 핫스팟 추출을 통해 국토변화를 모니터링하고 핫스팟 유역의 비점원 오염부하량이 지역적으로 어떠한 특성을 보이는지 분석하는 것은, 국토 보전 및 개발에 있어 유용한 참고자료가 될 것으로 사료된다.

Nonpoint source pollution does not have a fixed point of pollution source, but the land cover itself can be a source of pollution. Amid land cover changes in South Korea for various reasons, satellite remote sensing can be an alternative to capturing such changes in continuous spatial and temporal dimensions. In this paper, we extracted hotspots of recent changes of land cover in South Korea by applying spatial statistical methods to satellite-based NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) data and analyzed in-situ observations of pollution loads in the watershed of the hotspots. We found that the pollution loads were substantially increased around the mouth of rivers - the outlets of nonpoint source pollution. It seemed that increase of agricultural lands also affected nonpoint source pollution in some hotspot areas. Detecting hotspots of land cover change can help effective monitoring of the country and the analyses of nonpoint source pollution in the hotspot areas can be utilized as a reference data for preservation and development of the country.

The purpose of this study is to develop a grid based model for calculating the critical nonpoint source (NPS) pollution load (BOD, TN, TP) in Nak-dong area in South Korea. In the last two decades, NPS pollution has become a topic for research that resulted in the development of numerous modeling techniques. Watershed researchers need to be able to emphasis on the characterization of water quality, including NPS pollution loads estimates. Geographic Information System (GIS) has been designed for the assessment of NPS pollution in a watershed. It uses different data such as DEM, precipitation, stream network, discharge, and land use data sets and utilizes a grid representation of a watershed for the approximation of average annual pollution loads and concentrations. The difficulty in traditional NPS modeling is the problem of identifying sources and quantifying the loads. This research is intended to investigate the correlation of NPS pollution concentrations with land uses in a watershed by calculating Expected Mean Concentrations (EMC). This work was accomplished using a grid based modelling technique that encompasses three stages. The first step includes estimating runoff grid by means of the precipitation grid and runoff coefficient. The second step is deriving the gird based model for calculating NPS pollution loads. The last step is validating the gird based model with traditional pollution loads calculation by applying statistical t-test method. The results on real data, illustrate the merits of the grid based modelling approach. Therefore, this model investigates a method of estimating and simulating point loads along with the spatially distributed NPS pollution loads. The pollutant concentration from local runoff is supposed to be directly related to land use in the region and is not considered to vary from event to event or within areas of similar land uses. By consideration of this point, it is anticipated that a single mean estimated pollutant concentration is assigned to all land uses rather than taking into account unique concentrations for different soil types, crops, and so on.

지리 정보시스템(Geographical Information System)을 이용하여 도심지 Non Pount Source오염 물질의 양이 오염원 종류별로 확인되고 적절하한 오염감소를 위한 대책이 마련되었다. 경험에 의한 공해물질 예측모델을 운용하기 위한 모든 입력 자료들이 도심지의 거리 구획별(Street block)별로 제공되어 각 거리 구획별 오염량이 계산되었다. 계산된 오염량은 각 우수 배출구별로 합산되어 오염량이 많은 지역이 판명되었다. 또한 오염량을 줄이기 위하여 인공호수를 만들기 위한 적지분석이 수행되었으며, 그에 따른 비용분석이 이루어졌다. 본 연구는 지형정보시스템의 도심지 공해연구에의 기여도를 입증시켜 주었다.

A geographical information systems(GIS) was a useful aid in the assessment of urban nonpoint source pollution and the development of a pollution control strategy. The GIS was used for data integration and display, and to provide data for a nonpoint source model. An empirical nonpoint source loading model driven by land use was used to estimate pollutant loadings of priority pollutant. Pollutant loadings were estimated at fine spatial resolution and aggregated to storm sewer drainage basins(sewershedsl. Eleven sewersheds were generated from digital versions of sewer maps. The pollutant loadings of individual land use polygons, derived as the unit of analysis from street blocks, were aggregated to get total pollutant loading within each sewershed. Based on the model output, a critical sewershed was located. Pollutant loadings at major sewer junctions within the critical sewershed were estimated to develop a mi t igat ion strategy. Two approaches based on the installat ion of wet ponds were investigated -- a regional approach using one large wet pond at the major sewer outfall and a multi-site approach using a number of smaller sites for each major sewer junction. Cost analysis showed that the regional approach would be more cost effective, though it would provide less pollution control.

비점원 오염은 점원 오염처럼 고정된 배출원이 존재하는 것이 아니라 불특정 장소에서 오염물질이 광역에 걸쳐 배출되는 것으로서, 대표적으로 지면피복 그 자체가 오염원으로 작용할 수 있다. 최근 우리나라 일부 지역에서는 여러 가지 원인으로 지면피복변화가 급격히 발생하였는데, 이는 위성원격탐사를 통해 연속적 시공간에서 효과적으로 파악 가능하다. 본 연구에서는 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 위성자료에 공간통계기법을 적용하여 우리나라 지면피복변화의 핫스팟을 추출하고, 실제 오염측정치를 이용하여 비점원 오염 특성을 지면피복변화와 관련하여 살펴보았다. 2003년과 2011년의 비교에서는 4군데의 지면피복변화 핫스팟이 탐지되었는데, 이 중 오염부하량 자료가 충분히 존재하는 새만금 핫스팟과 화성호 핫스팟 유역에 대한 분석 결과, 비점원오염의 유출이 집중되는 하구 부분에서 오염부하량의 상당한 증가가 발견되었고, 특히 화성호 핫스팟의 경우 농지 증가의 영향이 컸던 것으로 나타났다. 이처럼 지면피복변화의 핫스팟 추출을 통해 국토변화를 모니터링하고 핫스팟 유역의 비점원 오염부하량이 지역적으로 어떠한 특성을 보이는지 분석하는 것은, 국토 보전 및 개발에 있어 유용한 참고자료가 될 것으로 사료된다.

Nonpoint source pollution does not have a fixed point of pollution source, but the land cover itself can be a source of pollution. Amid land cover changes in South Korea for various reasons, satellite remote sensing can be an alternative to capturing such changes in continuous spatial and temporal dimensions. In this paper, we extracted hotspots of recent changes of land cover in South Korea by applying spatial statistical methods to satellite-based NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) data and analyzed in-situ observations of pollution loads in the watershed of the hotspots. We found that the pollution loads were substantially increased around the mouth of rivers - the outlets of nonpoint source pollution. It seemed that increase of agricultural lands also affected nonpoint source pollution in some hotspot areas. Detecting hotspots of land cover change can help effective monitoring of the country and the analyses of nonpoint source pollution in the hotspot areas can be utilized as a reference data for preservation and development of the country.

도시화는 도시 호우 유출 발생으로 인한 수질 악화를 초래했고 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 보다 정확한 설계를 위해 그린인프라(Green Infrastructure, GI)의 구조적 특성과 수문학적인 특성을 이용해 어떤 인자들이 설계에 필요한지 상관관계를 통해 분석하였다. GI의 종류 중 저류지와 저류연못의 총부유사량(Total Suspended Solids, TSS)와 총인 (Total Phosphorous, TP)의 유입수, 유출수, 비점오염원 농도, 수문학적인 특성 그리고 GI의 구조적 특성을 Ordinary Least Squares regression(OLS)과 Multi Linear Regression(MLR) 방법을 적용하였다. GI의 구조적인 특성은 한 BMP마다 달라지지 않으나 호우사상의 데이터 개수에 의한 편향이 있을 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 일정한 범위를 가지고 무작위로 데이터를 추출하는 방법과 이상치를 제외하는 방법을 사용하여 모델에 적용하였다. 이러한 OLS와 MLR 모델들의 정확도를 PBIAS(Percent Bias), NSE(Nash-Sutcliffe efficiency), RSR(RMSE-observations standard deviation ratio)을 통해 분석할 수 있다. 연구 결과 유입수의 비점오염원의 농도뿐만 아니라 수문학적 특성과 GI의 구조적 특성이 함께 들어갈 시 더 좋은 상관관계를 가지고 있음을 알 수 있다. 저류지가 저류연못보다 모델의 성능평가 면에서 좋은 값을 가지고 있지만 특성별 상관관계는 저류연못이 더 뚜렷한 결과를 보여준다.

본 연구에서는 비점오염원 설치신고 대상 개발사업장 중 골프장 개발사업장의 배출특성 및 관리실태를 파악하고, 이를 토대로 골프장 개발사업장의 비점오염 관리방안을 마련하는 데 그 목적이 있다. 본 연구에서는 먼저 비점오염의 정의에 대하여 살펴보고 비점오염을 관리하기 위한 방법으로 발생억제와 배출억제 방안들에 대해 고찰하고 현재 골프장 개발사업장에서 운영되고 있는 비점오염 저감시설의 특징과 이에 대한 문제점을 분석하였다. 골프장 비점오염 관리를 위한 모니터링 방안을 조사한 결과, 골프장 건설전, 건설중, 건설후로 구분하여 모니터링을 실시할 필요가 있으며, 골프장 건설중 모니터링은 유사량과 토양유실에 집중할 필요가 있는 것으로 조사되었다. 골프장에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위한 방법으로 골프장 건설단계에 따라 대책을 마련하는 방법과 비점오염의 발생원인에 따라 침식억제와 유사운송억제로 구분하여 대책을 마련하는 방법, 오염물질의 저감을 위한 방법에 따라 구조적, 비구조적 대책으로 구분하여 대책을 마련하는 것이 있다. 골프장 건설사업장에서 발생하는 비점오염을 저감하기 위해 체계적인 모니터링을 통해 비점오염의 거동을 분석하고 골프장 건설단계, 발생원인, 비점오염 저감을 위한 방법 등을 고려하여 적절한 비점오염 저감시설을 설치하여 효과적으로 비점오염을 저감하는 대책을 마련하는 것이 필요하다.

The objective of this study is to establish the management guideline for golf course construction nonpoint source pollution reduction. For this, the characteristics of nonpoint source pollution from golf course construction and current management status were investigated. Investigated results showed that before and after monitoring for golf course construction sites are necessary as well as during the construction. It is important to focus on erosion and sediment control during the construction. To reduce a nonpoint source pollution from golf course construction, it is necessary to analyze the nonpoint source pollution movement through effective monitoring system and make a effective pollution reduction strategy considering construction stages, origin of the pollution and diverse management practices.

This study was initiated to build runoff plots, install soil and water quality monitoring systems and collect background data from the plots and soils to assess runoff the nonpoint source pollution and soil physical change in mountainous soils. Eleven 3 $\times$ 15 m runoff plots and monitoring systems were installed at a field of National Alpine Agricultural Experiment Station to monitor soil physical change, and discharge of nonpoint source pollutant. Corn and potato were cultivated under different fertilizer, tillage and residue cover treatments. The soil has a single-layered cluster structure that has a relatively good hydrologic properties and can adsorb a large amount of nutrient. 11 runoff plots were treated and monitored with respect to physical property of the soil, runoff and sediment discharge.

도시하수와 관련된 비점원 오염에 대한 관심은 더 나은 수질계획을 위한 새로운 도구의 발전을 이끌어 왔다. 이 논문은 도시의 수질연구를 위해 지리정보체계가 어떻게 응용되는지를 보여준다. 지리정보체계는 비점원 오염 모형화를 위한 토지이용자료를 관리하기 위해 이용되고, 또한 여러 가지 형태의 지리적 집합체내에서 오염물질을 평가하는데 이용된다. 경험적인 수질모형은 토지이용에 근본을 둔 오염물질 축적을 평가하기 위해 이용된다. 토지이용범위는 최근 사진의 판독을 통해서 구범위를 갱신함으로써 결정된다. 이러한 토지이용범위는 각각의 토지이용 다각형에 대한 오염물질 축적을 기록하는데 이용된다. 도시하수 유역과 소하수 유역의 범위를 결정하기 위해 하수지도를 수치화 시키고 해석한다. 하수구 소유역층에서 오염물질 축적을 중첩시킴으로써 주요하수의 출구에 대한 오염 축적물이 계산된다. 축적 정보를 기본으로 과다 오염 축적물의 임계지역이 어디에 위치하고 있으며, 오염 축적물을 통제하기 위한 최선의 관리기법의 효율성이 평가된다.

Concern about nonpoint source pollution associated with urban storm water has led to the development of new tools for better water quality planning. This paper presents an application of a geographic information system (GIS) for urban water quality study. The GIS was used to manage land use data for nonpoint source pollution modeling and to aggregate pollutant loadings within various types of geographic units. An empirical water quality model was used to estimate pollutant loadings based primarily on land use. A land use coverage was created by updating an old coverage through interpretation of recent photography. This land use coverage was also used to record all pollutant loadings for each land use polygon. Storm sewer maps were digitized and interpreted to create a coverage of storm sewer basins and sub-basins. By overlaying pollutant loadings with the sewer sub-basin layer, aggregated pollutant loadings for major sewer outfalls were calculated. Based on the loading information, critical areas of excessive pollutant loadings were located and the effectiveness of Best Management Practices (BMPs) to control pollutant loadings were evaluated.

비점오염원 제어를 위한 현장실험을 실시하였다. 연구시설은 인공습지와 유수지를 각각 4개씩 조성하였으며, 각각의 면적은 0.8 ha와 0.08 ha이고, 총 면적은 약 3.6 ha이다. 습지의 유입수는 충남 당진군의 석문담수호로 유입되는 당진천의 물을 펌핑하여 사용하였다. 습지의 수심은 웨어를 이용하여 생장기 (3월${\sim}$8월)과 동절기 (12월${\sim}$2월)에 각각 0.3 m와 0.5 m를 유지하였으며, 체류시간은 2${\sim}$5일이었다. TP를 제외한 대부분의 수질항목에서 ($BOD_5$, TSS, TN)생장기보다 동절기에 더 높은농도를 나타내는 것으로 나타났으며, $BOD_5$는 동절기 동안에 유출수의 농도가 유입수보다 더 높은 농도를 나타냈다. 동절기 동안에 제거된 부하량은 $BOD_5$, TSS는 감소한 반면에 TN과 TP는 감소하지 않고 생장기과 비슷한 값을 나타내었다. 다른 연구자에 의한 연구결과인 NADB (North American Treatment Wetland Database)와 비교해 보면 $BOD_5$, TSS, TN, TP모두 동일 유입부하량에 대해 대부분 NADB와 비슷하거나 약간 낮은 유출수의 농도를 나타내었다. 동절기 동안에 생장기와 비슷한 농도의 유출수를 얻기 위해서는 유입부하량은 생장기보다 감소시켜 적용하면 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구결과 인공습지는 동절기에도 안정적인 처리율을 얻을 수 있으며, 비점오염제어에 적합할 것으로 판단된다.

The field scale experiment was performed to examine the performance of the constructed wetland for nonpoint source (NPS) pollution loading reduction. Four sets (each set of 0.88 ha) of wetland (0.8 ha) and pond (0.08 ha) systems were used. Water flowing into the Seokmoon estuarine reservoir from the Dangjin stream was pumped into wetland systems. Water depth was maintained at 0.3-0.5 m and hydraulic retention time was managed to about 2-5 days; emergent plants were allowed to grow in the wetland. The wetland effluent concentrations of $BOD_5$, TSS, and T-N were higher in winter than in the growing season excepting the T-P, and effluent $BOD_5$ concentration was higher than influents in winter. Mass retention of T-N and T-P was stable throughout the year, whereas mass retention of $BOD_5$ and TSS was decreased in winter. $BOD_5$, TSS, T-N, and T-P performance of the experi-mental system was compared with the existing database (North American Treatment Wetland Database), and was within the range of general system performance. From the first-order analysis, T-P was virtually not temperature dependent, and $BOD_5$ and TSS were more temperature dependent than T-N. Overall, the wetland system was found to be an adequate alternative for treating polluted stream water with stable removal efficiency and recommended as a NPS control measures.

VFS는 침전물, 영양물질, 농약 등이 지표수로 유입하는 것을 감소시킬 수 있는 유용한 BMP이다. VFS의 식생의 종류는 목초, 관목 및 나무가 있으나 우리 나라와 같이 비점원오염 관리를 목적으로 하는 경우에는 목초가 가장 적당한 식생이다. VFS의 효과는 토양특성, 배수면적, 지형과 지변경사, 식생의 품질과 토지이용과 기후에 지배된다. 그리고 주기적인 VFS의 관리는 비점원오염을 관리하는데 중요한 요소이다. 식생의 정화능력을 이용한 VFS는 비점원오염 관리에 매우 효과적인 것으로 밝혀지고 있다. 그러나 VFS 독자적인 적용보다는 저류지와 같은 다른 기법과 동시에 적용하는 복합적인 관리대책을 강구하는 것이 더 효과적이다. VFS의 폭은 토양 특성, 배수면적, 지면 경사, 식생의 종류, 토지 이용도 등에 따라서 다르나 대체로 10m 정도가 적당할 것으로 사료된다. 그러나 보다 신뢰성 있는 VFS의 설계기준은 실제 시공과 사후 효과분석을 통하여 많은 자료를 축적한 후에 얻을 수 있을 것이다.

Non-point source pollution of sediment, plant nutrients and pesticides from cropland has been identified as a significant environmental problem. Vegetative Filter Strips have been identified as one of BMPs to control nonpoint source pollution. This paper reviews the concept, functions, design criteria and management of VFS to control nonpoint source pollution.

본 연구는 강우시 A 공업단지와 B 농공단지의 공업지역에서 통계적인 오염물질 농도와 오염물질 특성을 찾아내기 위하여 모니터링 및 분석을 수행하였으며, 강우유출수 조사방법에 따른 원단위 산정을 위하여 유량가중평균농도(EMC)산정, 강우계급별 유량가중평균농도를 산정하였으며, 공업지역의 대표 유량가중평균농도(EMCz) 산정, 유출율을 산정하였으며, 앞에 산정한 자료를 이용하여 선정한 공업지역 원단위를 산정하여 기존 원단위 값과 비교분석 하였다. 이렇게 산출된 자료는 공업지역 비점오염원 최적관리를 위한 과학적 근거자료 제공 및 기초자료서의 활용, 모니터링을 통한 공업지역의 비점오염원의 관리대책 및 낙동강 수질개선을 위한 정책자료에 관한 기초자료 제공, 국내 실정에 부합하는 최적 비점오염원 저감시설의 설치를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

최근 우리나라에서는 유역단위로 배출되는 오염원의 40% 이상을 차지하고 있는 비점오염원의 제어가 중요해졌다. 유역의 비점오염원제어를 위해 전세계적으로 인공습지가 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 비점오염원 제어를 위한 현장실험을 2002년 6월부터 2004년 6월까지 실시하였다. 인공습지와 유수지가 하나의 시설로써 각각 4개씩 조성되어있으며, 면적은 0.88 ha이다. 습지의 식생은 식재를 하지 않고, 자연적 활착을 유도하였으며, 3번의 생장기를 거친 2004년도 식생조사 결과 각 습지별로 평균 약 90% 정도의 식생피도를 나타내었다. $BOD_5$, TSS, TN, TP의 평균 제거율은 각각 5.6%, 46.6%, 45.7%, 54.8%로 나타났다. $BOD_5$의 제거율은 낮게 나타났는데, 이는 유입수의 농도가 낮기 때문에 제거효율이 낮게 나타난 것으로 판단된다. 유수지-습지의 배치가 습지-유수지 배치보다 전체적으로 더 좋은 수질을 나타내었다. 일차반응모형 (First-order analysis)결과 TP는 온도에 많은 영향을 받지 않으며, $BOD_5$와 TSS는 TN보다는 온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 인공습지는 유역에서 유입되는 비점오염원의 처리시설로 효과적인 것으로 생각된다.

The field scale experiment was performed to examine the performance of the constructed wetland for nonpoint source (NPS) pollution loading reduction. Four sets (0.88 ha each) of wetland and pond system were used. After three growing seasons of the wetland construction, plant coverage increased to about 90% even without plantation from bare soil surfaces at the initial stage. During the start up period of constructed wetlands, lower water levels should be maintained to avoid flooding newly plants, if wetland plants are to start from germinating seeds. The average removal rate of $BOD_5$, TSS, T-N and T-P during the first two years was 5.6%, 46.6%, 45.7%, and 54.8%, respectively. The $BOD_5$ removal rate was low and it might be attributed to the low influent concentration. The early stage of wetland performance demonstrated the effectiveness of water quality improvement and was satisfactory for treating polluted stream waters. From the first-order analysis, T-P was virtually not temperature dependent, and $BOD_5$ and TSS were more temperature dependent than T-N. A pond-wetland system was more effective than a wetland-pond or a wetland alone system in water quality improvement, particularly to reduce T-P. Overall, the wetland system was found to be an adequate alternative for treating a polluted stream water with stable removal efficiency and recommended as a NPS control measures.

Nonpoint source (NPS) pollution is a serious problem causing the degradation of soil and water quality. Concentrated overland flow is the primary transport mechanism for a large amount of NPS pollutants from hillslope areas to downslope areas in a watershed. In this study, a soil erosion model, nLS model, to identify transitional overland flow regions (i.e., ephemeral gully head areas) was developed using the kinematic wave overland flow theory. Spatial data, including digital elevation models (DEMs), soil, and landcover, were used in the GIS-based model algorithm. The model was calibrated and validated using gully head locations in a large agricultural watershed, which were identified using 1-m aerial photography. The model performance was better than two previous approaches; the overall accuracy of the nLS model was 72 % to 87 % in one calibration subwatershed and the mean overall accuracy was 75 to 89 % in four validation subwatersheds, showing that the model well predicted potential transitional erosion areas at different watersheds. However, the user accuracy in calibration and validation was still low. To improve the user accuracy and study the effects of DEM resolution, finer resolution DEMs may be preferred because DEM grid is strongly sensitive to estimating model parameters. Information gained from this study can improve assessing soil erosion process due to concentrated overland flow as well as analyze the effect of microtopographic landscapes, such as riparian buffer areas, in NPS control.