The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

The Korea Contents Association (한국콘텐츠학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on Trapping Efficiency of the Non-point Source Pollution in Cheongmi Stream Using VFSMOD-w

VFSMOD-w 모형을 이용한 청미천 유입 비점오염물 저감효율 연구

  • 손민우 (충남대학교 토목공학과) ;
  • 변지선 (충남대학교 토목공학과) ;
  • 윤현덕 (명지대학교 토목환경공학과) ;
  • 정태화 (한밭대학교 건설환경공학과)
  • Received : 2015.06.18
  • Accepted : 2015.08.07
  • Published : 2016.01.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study aims to investigate the effect of vegetation type, length of vegetative filter strip, and rainfall on trapping efficiency of the non-point source water pollution. Numerical experiments are carried out using VFSMOD-w. It is known from this study that the vegetation having the same value of revised Manning roughness coefficient shows the similar trapping efficiency in VFSMOD-w. When the length of vegetative filter strip increases twice, the trapping efficiency increases negligibly small under the same condition of rainfall. From this finding, it is also known that most of sediment are removed within a certain length of vegetative filter strips. It is concluded that the installation of vegetative filter strip is determined under the consideration of the rainfall characteristics, space of vegetation, and length of vegetative filter strip.

본 연구는 VFSMOD-w 모형을 이용하여 비점오염물의 관리를 위한 식생대 설치 시 파종 식물의 종류, 식생대의 길이, 강우 조건이 저감 효율에 미치는 영향을 살펴보는 것을 목적으로 수행되었다. 연구를 위한 대상 지역으로 청미천 유역 내 원부교 부근의 나지를 선정하였다. 수정된 Manning의 조도계수가 동일한 값을 가지는 식물체의 경우 토사 저감 효율이 동일하게 계산되는 결과가 도출되었고, 식생대의 길이 및 식물체의 파종 간격이 토사 저감 효율에 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인되었다. 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 약 2배 증가할 때 토사 저감 효율이 많은 차이를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나, 특정 길이 이상일 경우 대부분의 토사가 포착되는 것을 의미한다. 따라서 식생대의 설치는 식생대 설치지역의 강우 특성을 고려하여 적절한 식물체의 파종 간격 및 식생대 길이를 결정지어야 한다고 판단된다.

Keywords

References

  1. 김맹중, 서성, 김종근, 최기준, 김기용, 이상훈, 장선식, 김태일, 권응기, 전병수, 최기춘, "내한성 이탈리안 라이그라스 품종별 파종량이 종자생산에 미치는 영향," 한국초지조사료학회지, 제30권, 제3호, pp.247-256, 2010. https://doi.org/10.5333/KGFS.2010.30.3.247
  2. 국립환경연구원, "하천.호수의 수질보전과 유역관리에 관한 한.일 공동세미나," 1997.
  3. 김진호, 한국헌, 이종식, "농촌유역의 강우사상별 농업 비점원오염물질 유출특성," 한국물환경학회지, 제24권, 제1호, pp.69-77, 2008.
  4. 남상용, 김경남, 김용선, "골프장 관리조건에서 시비와 토양에 따른 토양산도의 경시적 변화," 한국잔디학회지, 제16권, 제1호, pp.11-17.
  5. 박윤식, 김종건, 임경재, 신용철, 안재훈, 김기성, 허성구, "초생대의 유사 저감 효과 모의를 위한 Web GIS VFSMOD 시스템의 구축," 2007 공동추계학술발표회 논문집, 대한상하수도학회.한국물환경학회, 단일호, pp.106-107, 2007.
  6. 서정훈, 최경숙, "우리나라 일반적인 밭경지 특성을 고려한 식생대 토사저감효과 분석," 한국농공학회논문집, 제55권, 제4호, pp.121-131, 2013. https://doi.org/10.5389/KSAE.2013.55.4.121
  7. 안재환, 윤상린, 김석구, 박윤식, 임경재, "VFSMOD를 이용한 경작지의 고형물질 유출 저감효과," 대한환경공학회지, 제34권, 제12호, pp.792-800, 2012. https://doi.org/10.4491/KSEE.2012.34.12.792
  8. 이기원, 최기준, 김기용, 지희정, 박형수, 이동기, 이상훈, "파종시기가 톨 페스큐 생육특성 및 종자 생산성에 미치는 영향," 한국초지조사료학회지, 제34권, 제2호, pp.103-107, 2014. https://doi.org/10.5333/KGFS.2014.34.2.103
  9. 장정렬, 최선화, 권순국, "포스터발표: 비점오염원 관리; 저수지내 침강지의 수질정화 효과," 한국물환경학회, 공동춘계학술발표회, 단일호, pp.553-556, 2004.
  10. 조남철, 김원호, 서성, 윤세형, 이기원, 최기춘, "사료작물 재배지에서 초지식생대를 이용한 NO3-N 저감효과에 관한 연구," 한국동물자원과학회지, 제53권, 제1호, pp.51-57, 2011.
  11. 환경부, "물환경관리 기본계획 - 4대강 대권역 수질보전 기본계획('06 - '15)," 2006.
  12. 환경부, "비점오염저감시설 설치 및 관리.운영매뉴얼," 2014.
  13. H. Blanco-Canqui, C. J. Gantzer, S. H. Anderson, E. E. Alberts, and A. L. Thompson, "Grass barrier and vegetative filter strip effectiveness in reducing runoff, sediment, nitrogen, and phosphorus loss," Soil Science Society of American Journal, Vol.68, No.5, pp.1670-1678, 2004. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.1670
  14. R. B. Daniels and J. W. Gilliam, "Sediment and chemical load reduction by grass and riparian filters," Soil Science Society of American Journal, Vol.60, No.1, pp.246-251, 1996. https://doi.org/10.2136/sssaj1996.03615995006000010037x
  15. T. A. Dillaha, J. H. Sherrard, D. Lee, S. Mostaghimi, and V. O. Shanholtz, "Evaluation of vegetative filter strips as a best management practice for feed lots," Journal - Water Pollution Control Federation, Vol.60, No.7, pp.1231-1238, 1988.
  16. B. Gharabaghi, R. P. Rudra, and P. K. Goel, "Effectiveness of Vegetative Filter Strip in Removal of Sediments from Overland Flow," Water Quality Research journal of Canada, Vol.41, No.3, pp.275-282, 2006. https://doi.org/10.2166/wqrj.2006.031
  17. C. T. Haan, B. J. Barfield, and J. C. Hayes, Design Hydrology and Sedimentology for Small Catchments, Academic Press, 1994.
  18. L. W. Mays, Stormwater Collection Systems Design Handbook, McGraw-Hill, 2001.
  19. R. Munoz-Carpena and J. E. Parsons, "Modeling hydrology and sediment transport in vegetative filter stips," Journal of Hydrology, Vol.214, No.1-4, pp.111-129, 1999. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00272-8
  20. R. Munoz-Carpena and J. E. Parsons, VFSMOD-$\omega$ Vegetative Filter Strips Modelling System - Model Documentation and User's Manual, University of Florida, 2014.
  21. Y. Park, B. A. Engel, Y. Shin, J. Choi, N. W. Kim, S. J. Kim, D. Kong, and K. Lim, "Development of Web GIS-based VFSMOD system with three modules for effective vegetative filter strip design," Water, Vol.5, No.3, pp.1194-1210, 2013. https://doi.org/10.3390/w5031194
  22. J. E. Parsons, R. B. Daniels, J. W. Gilliam, and T. A. Dillaha, "The effect of vegetation filter strips on sediment and nutrient removal from agricultural runoff," In Proceeding of the Environmentally Sound Agriculture Conference, ed. A.B. pp.324-332, 1991.
  23. C. A. Robinson, M. Ghaffarzadeh, and R. M. Cruse, "Vegetative filter strip effects on sediment concentration in cropland runoff," Journal of Soil Water Conservation, Vol.50, No.3, pp.227-230, 1996.
  24. J. R. Williams, "Sediment-yield prediction with the Universal equation using runoff energy factor," In: Present and prospective technology for predicting sediment yields and sources, ARS-S-40. USDA-Agricultural Research Services, pp.244-252, 1975.