농업용수는 우리나라 전체 용수의 63%를 차지하지만, 농업용수 수요량 산정 방법은 과거 자료에 기반한 경험식에 의존하여 비정상적 미래 조건을 반영하는 데 한계가 있다. 본 연구에서는 SSP 시나리오에 따른 농업용수 수요량 예측 모형을 개발하고, 우리나라 160개 시군별 미래 농업용수 수요량을 전망하였다. 이를 위해 관측기간(2000~2022년)의 시군별 농업용수 이용량과 기후 및 사회경제 변수에 대한 자료를 구축하고, 다항회귀(Poly-OLS), 부분최소제곱회귀(PLSR), 랜덤포레스트(RF), 그래디언트부스팅(GB), 상태공간모형(SSM)의 5개 예측 모형을 비교하여 시군별 최적 예측 모형을 선정하였다. 분석 결과 SSM이 전체 시군의 48.75%에서 최적모형으로 선정되었고, PLSR(25%), Poly-OLS(21.88%), GB(3.75%), RF(0.63%)순이었다. 이는 입력자료의 길이가 충분히 확보되지 않은 조건에서는 기계학습 모형보다 통계 기반 모형이 더욱 강건한 예측 성능을 나타낼 수 있음을 시사한다. SSP 시나리오를 적용한 미래 농업용수 수요량 전망 결과, 미래 기간 전체에 걸쳐 농업용수 수요량의 공간적 분포 패턴은 크게 변하지 않았으나, SSP5 시나리오는 SSP1 시나리오 대비 최대 528,767×10³ m³/년 높은 수요량을 전망하여 고성장·고탄소 경로에서의 수요 증가 가능성이 확인되었다.

본 연구에서는 진주 상평 산업단지 테스트베드에 설치된 식물재배화분(BP), 침투도랑(IT), 소규모 저류시설(SSDF)을 대상으로, 실강우(OBS)와 재현빈도 및 지속기간이 다른 인공강우(AR-100y-6h, AR-100y-2h, AR-500y-1h) 조건에서 저류, 침투, 유출발생, 유출지연 및 수직 침투속도를 비교하였다. 실강우 조건에서는 유출이 발생하지 않았으나, 시설별 유입유량과 유효 집수 특성이 서로 다르게 나타나 실제 현장에서는 유입 조건의 차이를 함께 고려할 필요가 있었다. BP는 실강우 및 인공강우 조건에서 저류와 침투가 함께 나타나는 복합형 응답을 보였으며, IT는 높은 침투능에 기반한 침투 우세형 응답을 나타냈다. 반면 SSDF는 저류 기능은 우수하였으나, 고강도 인공강우 조건에서는 저장용량 한계로 인해 직접 유출이 발생하였다. BP의 평균 수직 침투속도는 0.127 ± 0.006 m/hr였고, IT는 0.751 ± 0.236 m/hr로 더 높은 침투 처리능을 보였다. 또한 BP는 비교적 안정적인 유출지연 특성을 나타내어 저류와 침투가 병행되는 시설의 장점을 보여주었다. 본 연구 결과는 산업단지와 같은 불투수면 우세 공간에서 LID 시설의 성능을 침투속도 단일 지표가 아니라 저류, 침투 및 유출지연을 함께 고려한 물수지 관점에서 평가할 필요가 있음을 보여준다. 또한 이러한 공간에서는 단일 시설에 의존하기보다 저장과 침투 기능이 상호 보완적으로 작동하도록 시설을 조합하는 전략이 보다 효과적임을 시사한다.

급속한 도시화와 기후변화는 전통적인 회색 인프라(gray infrastructure)만으로는 대응하기 어려운 복합적인 도시 회복력(urban resilience) 문제를 야기하고 있다. 이에 대한 대안으로, 녹지와 수공간을 하나의 통합된 체계로 기능적으로 결합하는 블루-그린 네트워크(Blue-Green Networks, BGNs)가 도시생태계획 분야에서 점차 주목받고 있다. 그러나 기존 연구는 녹지와 수공간을 개별적으로 분석하는 경우가 많고 정량적 평가 체계가 부재하여, BGN의 연결성(connectivity)을 평가하는 표준화된 방법이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 Scopus 등재 문헌을 대상으로 2단계 체계적 문헌고찰(systematic review)을 수행하여 BGN 연결성 평가를 위한 다차원 프레임워크를 개발하였다. 문헌연구를 통하여 세 가지 핵심영역을 도출하였다. 수문 연결성(hydrological connectivity)은 저항면(resistance surface), 정규화 식생지수(NDVI), 블루-그린 인프라 비율(BGI ratio), 직접연결 불투수면적(directly connected impervious area, DCIA) 등의 지표로, 구조적 연결성(structural connectivity)은 클래스 및 패치 수준(class- and patch-level) 지표로, 기능적 연결성(functional connectivity)은 연결확률(Probability of Connectivity, PC)과 통합연결성지수(Integral Index of Connectivity, IIC)를 비롯한 그래프 기반 지수이다. 이들 지표는 계층적 복합지수(hierarchical composite index)로 통합되어 종합 연결성 점수 산정과 네트워크 취약점에 대한 영역별 진단을 동시에 수행하도록 개발되었다. 본 프레임워크는 도시계획 및 설계 전문가와 정책결정자에게 연결성 저해 요인을 식별하고 개선의 우선순위를 설정하며 생태 기반 BGN 계획을 뒷받침하는 실용적 도구로 활용가능하다.

도시 강우유출수는 차량 통행, 타이어 및 건축자재 마모 등으로 유래한 Cu, Zn, Pb 등의 중금속을 포함하는 대표적인 도시 비점오염원이다. 저영향개발기법(Low Impact Development, LID)은 식생과 토양을 활용하여 강우유출수를 처리하고 오염물질을 저감하는 자연기반해법으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 도시 강우유출수를 처리하는 나무여과상자(Tree Box Filter), 빗물정원(Rain Garden), 식생체류지(Bioretention) 등 3종의 LID 시설을 대상으로 메타세쿼이아(Metasequoia glyptostroboides), 영산홍(Rhododendron indicum), 조팝나무(Spiraea prunifolia)의 중금속 축적농도와 식물-토양 간전이계수(Transfer Factor, TF) 및 변동계수(Coefficient of Variation, CV)를 분석하여 식생별 중금속 축적 및 상대적 전이 특성을 평가하였다. 분석 결과, 모든 식물종에서 LID 시설 식생의 중금속 농도는 대조군보다 높게 나타났으며, Zn은 세 중금속 가운데 가장 높은 축적 수준을 보였다. TF 분석 결과, Cu, Zn, Pb의 TF는 각각 5.84-8.41, 1.36-3.05 및 0.94-1.84 범위로 나타났으며, Cu에서 가장 높은 TF값을 보였다. 또한 Pb의 CV는 6월 34.2%에서 8월 50.0%로 증가하여 다른 중금속보다 큰 변동폭을 나타냈다. 이러한 결과는 LID 시설 식생의 중금속 축적 및 상대적 전이 특성이 식물종, 중금속 종류 및 시기에 따라 다르게 나타날 수 있음을 보여준다. 본 연구는 서로 다른 유형의 LID 시설에서 식생별 중금속 축적 및 전이 특성을 비교·평가함으로써 향후 식생 기반 LID 시설의 유지관리 방향설정과 식생 선정 시 참고 가능한 기초자료를 제시한다.

본 연구는 2000-2020년 기간을 대상으로 위성 기반 산림손실 자료(Global Forest Change)와 토지이용 변화 자료를 통합하여, 한국의 주요 산림손실 원인인 산불과 개발로 선정하고, 이를 동일 공간단위에서 고려한 원인 기반의 관리등급 체계를 구축하였다. 이를 통해 기존의 단일 원인 중심의 산림손실 평가와 달리 산림손실 원인별 공간적 특성과 우선순위 관리 유형을 통합적으로 평가하였다. 그리드와 행정구역 단위에서 산불 요인은 GFC의 산불 관련 산림손실등급(≥3)을 기준으로 이진화하였으며, 개발 요인은 토지이용 변화에서 산림 및 습지지역이 도시지역으로 전환된 지역을 개발에 의한 산림손실로 정의하였다. 이후 두 요인의 중첩 여부 기준으로 복합관리지역(Zone 1), 산불형 산림손실지역(Zone 2), 개발형 산림손실지역(Zone 3), 모니터링지역(Zone 4)의 네 유형으로 구분하여 산림손실의 공간적 특성과 관리 우선순위를 평가하였다. 연구결과, 개발형 산림손실지역(Zone 3)이 24.77%로 가장 넓은 공간적 분포를 보였으며, 산불형(1.71%)과 복합관리지역(0.21%)은 상대적으로 제한적이지만 국지적으로 집중되는 특성을 나타냈다. 행정구역 단위 분석에서는 절대 면적 기준과 비율 기준에서 상이한 공간 패턴이 도출되었으며, 광역 산림 집적 지역은 면적 기준에서, 대도시 지역은 비율 기준에서 높은 관리 필요성을 확인하였다. 결과에 대해 Moran's I와 Getis-Ord Gi^*를 이용한 공간통계 분석을 수행하였으며, 관리등급은 통계적으로 유의한 공간적 군집 특성을 보였고, 카이제곱 검정을 통해 행정구역과 관리등급 간 분포 차이 역시 유의함을 확인하였다(p<0.05). 본 연구는 산불과 도시화라는 두 주요 산림손실 요인을 동일한 공간 단위에서 통합적으로 재분류하여 국가 단위의 산림손실 구조를 평가하였다. 산림손실에 대한 원인별 관리 유형을 도출하고, 절대 면적과 비율을 함께 고려함으로써 지역 간 관리 우선순위를 비교하였다. 또한, 광역 산림 집적 지역은 산불 예방 중심의 전략이 필요하였으며, 대도시 및 도시-산림 경계 지역은 토지이용 규제 및 보전 중심의 전략이 요구됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로 우선 보전·관리 지역을 공간적으로 제시함으로써 산림관리 정책과 국토공간계획을 연계한 차별화된 관리 전략 수립을 지원하는 국가 차원의 의사결정 기반을 제공하고자 하였다.

본 연구는 도심 국가습지보호지역인 광주 장록습지에서 갈대(Phragmites australis)와 물억새(Miscanthus sacchariflorus) 군락의 이산화탄소 및 메탄 플럭스를 2025년 7월부터 2026년 6월까지 12개월간 월 1회 주간(10:00~16:00) 관측하고, 이산화탄소 환산량(CO₂-eq) 기준의 연간 탄소수지를 평가하였다. 이산화탄소 플럭스는 두 식생 유형 모두 대부분의 관측 시기에 순 흡수를 보였으며, 갈대 군락의 흡수량이 물억새 군락의 약 2배에 달하였다. 반면, 메탄 플럭스는 두 식생 간 현저한 차이를 보여 갈대 군락이 물억새 군락에 비해 수십 배 높은 배출량을 나타내었으며, 겨울철 간헐적 대량 배출도 관측되었다. 상관분석 결과, 이산화탄소 플럭스는 기온 및 14일 선행 누적 강수량과 유의한 음의 상관을 보였으며, 메탄 플럭스는 두 식생 유형 모두에서 토양 수분 함량이 가장 중요한 조절인자로 나타났다. IPCC AR6 기준 GWP₁₀₀(27.9)를 적용한 CO₂-eq 평가 결과, 갈대 군락에서는 메탄 플럭스의 CO₂-eq 기여가 이산화탄소 흡수의 약 89%를 상쇄하여 순 흡수 기능이 대부분 감쇄된 반면, 물억새 군락은 메탄 플럭스의 기여가 약 1%에 불과하여 뚜렷한 순 흡수 경향을 유지하였다. 이처럼 동일 습지 내에서도 우점 식생에 따라 메탄 상쇄 정도가 크게 달라져 온실가스 기여 구조에 뚜렷한 차이가 나타났다. 다만, 본 연간값은 야간 생태계 호흡이 반영되지 않은 주간 관측 기반 추정치로, 절대적 순 교환량보다는 동일 조건에서의 식생 유형 간 상대적 비교로 해석되어야 한다. 본 연구는 습지 탄소수지 평가에서 메탄을 포함한 CO₂-eq 기준의 통합 평가가 필수적임을 제시하며, 습지 보전 전략에서 식생 구성에 따른 온실가스 배출 구조를 함께 고려할 필요성을 강조한다.

강우시 배출되는 비점오염물질의 저감을 위하여 인공습지를 비롯하여 다양한 비점오염저감시설이 설치되고 있다. 본 연구는 비점오염저감시설 129개소(인공습지 79, 여과형시설 21, 저류시설 17, 침사지 12개소)에 대하여 1,115개 강우사상에서 발생한 비점오염물질 유입 및 제거특성을 도시 및 농촌지역과 같이 토지이용별로 분석하였다. 비점오염저감시설 유입 유기물질(Biochemical Oxygen Demand, Chemical Oxygen Demand, Total Organic Carbon)농도는 강우량이 증가함에 따라 희석효과로 감소하는 경향을 보였으나, 부유물질(SS)과 영양염류(TN, TP)는 강우 전반에 걸쳐 상대적으로 높은 농도를 유지하였다. 토지이용별 분석에서 농촌지역은 도시지역에 비해 TN(최대 407.1mg/L, 도시 대비 6.7배)과 TP(평균 1.8mg/L, 도시 대비 2.3배) 농도가 높고 변동성이 크게 나타났다. BOD/COD비는 평균 0.6~0.7로 생물학적 분해가능성이 양호하나 TN/TP 비(평균 20.0)가 생물학적 처리 최적 범위(5~10)를 크게 초과하고 BOD/TP 비(평균 28.6)가 이상적 수준(100)에 미치지 못하여 인(P)이 제한 영양소로 작용하는 것으로 나타났다. 시설유형별 저감효율은 인공습지가 TN(58.0%)과 TP(66.1%) 제거에 효율적인 것으로 나타났다. 본 연구결과는 토지이용 특성과 오염물질 성상을 고려한 비점오염저감시설 선정기준 및 유지관리 전략 수립에 중요한 근거자료로 활용될 수 있다.

본 연구에서는 자유수면이 존재하는 원통형 중력 와류 수차의 성능에 미치는 러너 단수의 영향을 실험적으로 분석하였다. 이를 위해 단일, 2단 및 3단 러너 구조를 적용하여 와류 특성과 발전 성능을 평가하였다. 실험 결과, 러너 단수가 증가할수록 평균 순환매개변수는 0.35 m²/s에서 0.49 m²/s로 증가하였으며, 평균 와류 높이도 20.2 cm에서 21.2 cm로 증가하여 와류 강도와 안정성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한 3단 러너는 가장 높은 접선속도와 회전속도를 나타내어 회전 유동에너지의 회수 효율이 향상됨을 확인하였다. 최대 전기출력은 단일, 2단 및 3단 러너에서 각각 2.57 W, 2.74 W 및 3.60 W로 측정되었으며, 최대전력점은 244 rpm에서 376 rpm으로 고회전 영역으로 이동하였다. 이러한 결과는 다단 러너 구조가 와류 안정성을 향상시키고 와류 붕괴를 지연시킴으로써 출력 향상과 최적 운전영역 확대에 효과적임을 보여준다.