선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 비점오염원 제어를 목적으로 조성한 인공습지의 현장실험결과를 바탕으로 인공습지의 식생피도가 습지의 처리효율에 미치는 영향과 습지식물의 조성 및 관리방안에 대해 고찰하였다. 인공습지에 수생식물을 인공식재하지 않고 자연적인 활착을 유도한 결과 3번의 생장기를 거치면서 평균 약 90% 이상의 높은 식생피도를 얻을 수 있었으며, 원활한 식생활착을 위해서는 물 관리가 매우 중요한 것으로 나타났다.
- 본 연구에서는 현장실험을 통해 얻은 수질결과를 바탕으로 식생피도가 수체에 미치는 영향을 규명하고, 합리적인 인공습지의 식생 조성과 관리방안을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 습지와 유수지의 배치에 따른 처리효율을 비교하기 위해 습지가 유수지 앞에 놓인 습지-유수지 시스템 (cell 2와 cell 4)과 습지가 유수지 뒤에 놓이는 유수지-습지 시스템 (cell 1과 cell 3)으로 배치하였다. 또한 습지의 가로-세로비에 따른 처리효율의 변화를 조사하기위해 개략적인 가로-세로비가 1:1인 형태 (cell 2와 cell 3)와 가로-세로비가 2 : 1인 형태 (cell 1과 cell 4)로 조성하였다.
- 잘 반영할 수 있는 위치를 선택하여 각 습지에총 6개의 고정 방형구 (2mx2m) 를 2002년 5월에 설치 하였다. 설치한 고정 방형구의 위치는 Fig. 2와 같으며, 식생조사는 2002년부터 매년 6, 8, 10월에 실시하였다. 식물상의 조사방법은 조사지역 내에 출현하는 식물종을 기록하고 원색한국식물도감 (이, 1996), 대한식물도감 (이, 1999) 및 한국귀화식물원색도감 (박, 1995)을 참고하였다.
- Cell 4는 다른 습지와 달리 2002년 3월부터 5월 중순까지 수문 고장으로 인해 습지의 물을 배제할 수 없었으며, 이때 습지의 평균 수심은 약 40 cm 이상을 유지하였다. 수문의 수리가 완료된 5월 중순부터 cell 4에 물을 제거하여 2주 동안 습지 토양을 물로 포화된 상태를 유지하였으며, 6월부터는 다른 습지와 같은 물 관리를 실시하였다. 6월부터 습지식물의 성장에 따라 식물의 길이보다 낮은 수심을 유지하면서 단계적으로 수위를 상승시켜 주는 물 관리를 실시해 주었다.
- 하였다. 수분이 충분한 습지바닥을 만들기 위해 각 cell마다 물을 약 10 cm 유입시킨 후 충분한 지하침투가 이루어져 습지바닥이 물로 포화되었다고 판단되면 웨어와 수문을 이용하여 각 cell의 물을 제거하는 과정을 반복하여 항상 습지 바닥이 물로 포화될 수 있도록 하였다. Cell 4는 다른 습지와 달리 2002년 3월부터 5월 중순까지 수문 고장으로 인해 습지의 물을 배제할 수 없었으며, 이때 습지의 평균 수심은 약 40 cm 이상을 유지하였다.
- 3). 수처리에 식생이 미치는 영향을 분석하기 위해 실측자료를 cell 4(식생피도가 낮은 습지)와 나머지 cell (식생피도가 높은 습지)로 나누었고, 각각의 그룹은 계절별 차이를 분석하기 위해 생장기 (3~11월)와 동절기 (12~2월)로 나누었다. 식생피도가 낮은 습지와 식생피도가 높은 습지간의 유입수농도, 유출수농도 및 제거율을 비교하기위해 분산분석을 실시하였다.
- 습지를 조성하는 과정에서 기존에 우점하고 있던 습지식물의 줄기, 뿌리 및 씨앗들이 습지 토양에 포함되었고, 주변의 농지가 조성될 지역에 자생하는 대규모 갈대군락으로부터 씨앗이 유입되어 좋은 식생원 역할을 할 수 있을 것으로 판단되어 습지에 인위적인 식재를 하지 않았다 습지 식물이 뿌리, 줄기 및 씨앗으로부터 쉽게 발아할 수 있도록 2002년에는 4월부터 5월까지, 2003년에는 4월 한 달 동안 습지토양이 물로 포화될 정도로 물 관리를 하였다. 수분이 충분한 습지바닥을 만들기 위해 각 cell마다 물을 약 10 cm 유입시킨 후 충분한 지하침투가 이루어져 습지바닥이 물로 포화되었다고 판단되면 웨어와 수문을 이용하여 각 cell의 물을 제거하는 과정을 반복하여 항상 습지 바닥이 물로 포화될 수 있도록 하였다.
- 6월부터 습지식물의 성장에 따라 식물의 길이보다 낮은 수심을 유지하면서 단계적으로 수위를 상승시켜 주는 물 관리를 실시해 주었다. 습지에서 영양물질을 흡수한 습지식물을 생장기 및 동절기에 일부를 제거하여 습지의 영양물질 제거 효과를 증대시킬 수도 있지만, 본 연구에서는 물 공급을 제외하고는 인위적인 관리를 최소화 할 수 있도록 습지식물을 제거하지 않았다.
- 1과 같다. 습지와 유수지의 배치에 따른 처리효율을 비교하기 위해 습지가 유수지 앞에 놓인 습지-유수지 시스템 (cell 2와 cell 4)과 습지가 유수지 뒤에 놓이는 유수지-습지 시스템 (cell 1과 cell 3)으로 배치하였다. 또한 습지의 가로-세로비에 따른 처리효율의 변화를 조사하기위해 개략적인 가로-세로비가 1:1인 형태 (cell 2와 cell 3)와 가로-세로비가 2 : 1인 형태 (cell 1과 cell 4)로 조성하였다.
- 식물상의 조사방법은 조사지역 내에 출현하는 식물종을 기록하고 원색한국식물도감 (이, 1996), 대한식물도감 (이, 1999) 및 한국귀화식물원색도감 (박, 1995)을 참고하였다. 식생의 피도는 총 7단계로 나누어 분석을 하였으며 (0,0%; 1, 0~20%; 2, 20~40%; 3, 40~60%; 4, 60~80%; 5,80~100%; 6, 100%), 방형구의 피도를 평균하여 각 습지의 피도를 구하였다.
- 실험기간동안 각 습지와 유수지별로 유입부, 중앙부, 유출부의 3개 지점에 대해서 월 평균 약 2회에 걸쳐 각 지점의 수질이 잘 반영될 수 있도록 3~4개의 동일한 양의 시료를 채취하여 섞은 혼합시료를 사용하여 수질분석을하였다. 수질측정항목은 수온, pH, EC, DO, BOD5, TSS, T-N, T-P 및 Chl-a이었고, 모든 항목은 Standard Methods (APHA, 1998)에 따라 분석하였다.
- 5m를 유지하였으며, 체류시간은 2~5일을 유지하였다. 평균유입유량은 2002년 생장기와 동절기에는 각각 750, 755 m3 day-1 를 적용하였고, 2003년 생장기와 동절기에는 각각 이보다 적은 540, 700 m3 day-1 를 적용하였으며 , 2004년 생장기 에는 675 m3day-1 를 적용하였다. 인공습지는 2002년부터 현재까지 운영하고 있으며, 본 논문에서는 2002년 6월부터 2004년 6월까지의 결과를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 평균유입유량은 2002년 생장기와 동절기에는 각각 750, 755 m3 day-1 를 적용하였고, 2003년 생장기와 동절기에는 각각 이보다 적은 540, 700 m3 day-1 를 적용하였으며 , 2004년 생장기 에는 675 m3day-1 를 적용하였다. 인공습지는 2002년부터 현재까지 운영하고 있으며, 본 논문에서는 2002년 6월부터 2004년 6월까지의 결과를 이용하여 분석하였다.
- 인공습지를 이용한 비점오염원 제어효율을 검증하기 위해 2001년에 충남 당진군의 석문담수호 유입부에 인공습지와 유수지를 각각 4개씩 조성하였으며, 각각의 면적은 0.8 ha와 0.08 ha이고, 총 면적은 약 3.6 ha이다. 실험시설의 평면도는 Fig.
데이터처리
- 수질측정항목은 수온, pH, EC, DO, BOD5, TSS, T-N, T-P 및 Chl-a이었고, 모든 항목은 Standard Methods (APHA, 1998)에 따라 분석하였다. 습지 식물이 습지의 수질개선에 미치는 영향을 분석하기 위해 모든 결과를 동절기 (12~2월)와 생장기 (3~11월), 습지식물이 번성한 지역과 그렇지 못한 지역으로 나누어, 각 그룹의 유입수 농도, 유출수 농도 및 제거율에 대해 SPSS 10.0 을 이용하여 일원배치 분산분석 (one-way ANOVA)을 실시하였으며, Duncan방법으로 5%의 유의수준에서 사후분석을 하였다.
- 수처리에 식생이 미치는 영향을 분석하기 위해 실측자료를 cell 4(식생피도가 낮은 습지)와 나머지 cell (식생피도가 높은 습지)로 나누었고, 각각의 그룹은 계절별 차이를 분석하기 위해 생장기 (3~11월)와 동절기 (12~2월)로 나누었다. 식생피도가 낮은 습지와 식생피도가 높은 습지간의 유입수농도, 유출수농도 및 제거율을 비교하기위해 분산분석을 실시하였다. T-P와 T-N에 대한 분산분석 결과는 Fig.
이론/모형
- 채취하여 섞은 혼합시료를 사용하여 수질분석을하였다. 수질측정항목은 수온, pH, EC, DO, BOD5, TSS, T-N, T-P 및 Chl-a이었고, 모든 항목은 Standard Methods (APHA, 1998)에 따라 분석하였다. 습지 식물이 습지의 수질개선에 미치는 영향을 분석하기 위해 모든 결과를 동절기 (12~2월)와 생장기 (3~11월), 습지식물이 번성한 지역과 그렇지 못한 지역으로 나누어, 각 그룹의 유입수 농도, 유출수 농도 및 제거율에 대해 SPSS 10.
- 2와 같으며, 식생조사는 2002년부터 매년 6, 8, 10월에 실시하였다. 식물상의 조사방법은 조사지역 내에 출현하는 식물종을 기록하고 원색한국식물도감 (이, 1996), 대한식물도감 (이, 1999) 및 한국귀화식물원색도감 (박, 1995)을 참고하였다. 식생의 피도는 총 7단계로 나누어 분석을 하였으며 (0,0%; 1, 0~20%; 2, 20~40%; 3, 40~60%; 4, 60~80%; 5,80~100%; 6, 100%), 방형구의 피도를 평균하여 각 습지의 피도를 구하였다.
성능/효과
- 8월부터 습지에 일부 식물이 발아하여 자생하기시작하였다. 2001년 10월 초에 식생조사를 실시하였으며, 그 결과 습지의 평균 피도는 약 5% 이하로 매우 낮게 나타났다. 관찰된 식물은 강아지풀 (Setaria viridis (L.
- 3). 2002년도에 식생조사를 실시한 결과 갈대 (Phragmites australis), 애 기부들 (Typha angustifolia Bory et Chaub), 새 섬매자기 (Scirpus planiculmis Fr. Schm), 미국개기장(Panicum dichotomiflorum Michx.), 물피 (Echinochloa crusgalli var. oryzicola Ohwi), 큰개 여 뀌 (Persicaria nodosa Opiz) 등 여러 종의 식생들이 발견되었고, cell 4를 제외한 각 습지별 평균 식생피도는 약 35%를 나타내었다.(Fig.
- T- N의 분산분석결과 생장기동안 유입수농도, 유출수농도, 제거율 모두 cell 4와 나머지 cell 사이에는 유의한 차가 없는 것으로 나타났다. 반면에 동절기에 유입수의 농도는 cell 4와 나머지 cell 사이에 유의한 차가 없었으나 유출수의 농도는 cell 4가 나머지 cell보다 높은 것으로 나타났다.
- 인공습지에 수생식물을 인공식재하지 않고 자연적인 활착을 유도한 결과 3번의 생장기를 거치면서 평균 약 90% 이상의 높은 식생피도를 얻을 수 있었으며, 원활한 식생활착을 위해서는 물 관리가 매우 중요한 것으로 나타났다. T-N, T-P의 제거율은 연 평균 약 45~55% 정도로 높게 나타났으며, T-P는 생장기와 동절기 모두 비슷한 제거율을 나타낸 반면에, T-N의 제거율은 수온의 영향으로 동절기 동안 생장기보다 낮은 약 33%를 나타내었다. 약 15%의 범위 내에서 식생피도의 차이는 T-P의 처리효율에 영향을 미치지 않는 반면에, 동절기 T-N의 처리효율에 영향을 미쳐 식생피도가 낮은 습지가 처리효율 또한 낮게 나타났다.
- T-P의 분산분석결과 유입수농도 유출수농도, 제거율 모두 cell 4와 나머지 cell 사이에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이로부터 15% 정도의 식생피도 차이는 T-P의 제거에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. T- N의 분산분석결과 생장기동안 유입수농도, 유출수농도, 제거율 모두 cell 4와 나머지 cell 사이에는 유의한 차가 없는 것으로 나타났다.
- 하게 된다. 그러므로 간척지에 인공습지를 조성할 경우 습지를 운영하기 4~5년 전에 습지를 조성한 후 방치하여 두면 자연적으로 갈대군락이 조성될 수 있으며, 빠른 시간 내에 갈대군락을 조성하고자 하는 경우에는 기존에 갈대가 우점하고 있는 내부 간척지 개발예정지의 표토를 인공습지 바닥에 얇게 펴 주고 충분한 수분 공급이 가능하도록 물 관리를 해준다면 훨씬 빠르게 높은 식생밀도를 유지할 수 있을 것으로 판단된다.
- 큰 관계가 없다고 하였다. 그러므로 부득이 인공식재를 할 경우 식생종은 수질정화능이 조금이라도 높은 종을 선택하기 보다는 습지에 잘 적응하는 수생식물 중 습지조성지역의 지역적 특성, 물리적 특성 및 미적인 면을 고려하여 적합한 토착종을 선택하는 것이 좋을 것이라 생각된다. 또한 단일종으로 식재를 하는 것 보다는 복합종으로 식재하는 것을 추천한다.
- T- N의 분산분석결과 생장기동안 유입수농도, 유출수농도, 제거율 모두 cell 4와 나머지 cell 사이에는 유의한 차가 없는 것으로 나타났다. 반면에 동절기에 유입수의 농도는 cell 4와 나머지 cell 사이에 유의한 차가 없었으나 유출수의 농도는 cell 4가 나머지 cell보다 높은 것으로 나타났다. 그 결과 제거율 역시 cell 4가 나머지 cell 보다 제거율이 낮게 나타났다.
- 판단된다. 본 연구에 의하면 세 번의 생장기를 거치는 동안 식생 피도가 90% 이상 유지되었다. Mitsch(2002)에 의하면 인공식재하여 조성한 습지와 자연적으로 식물이 도입되도록 한 습지 사이에는 영양물질 제거에 있어서 차이가 나지 않는다고 하였다.
- 본 연구에서 인공습지로 유입되는 유입수의 태별 질소 구성비는 유기질소 41%, 암모니 아성질소 5%, 아질산성질소 3%, 질산성질소 51%로 유기질소와 질산성질소가 대부분을 차지하고 있다. 침전에 의해 주로 제거되는 유기질소는 식생피도에 큰 영향을 받지 않는 반면에, 탈질화와 식물에 의한 홉수에 의해 제거되는 질산성질소는 식생피도에 큰 영향을 받는다.
- 2003년도가 지나면서 갈대, 애기부들, 새섬매자기를 중심으로 우점 하였으며, 평균 70~80%의 식생피도를 나타내었다. 세 번의 생장기를 거친 2004년도 식생조사결과 각 습지별로 평균 90% 이상의 높은 식생피도를 나타내었다 (Fig. 3).
- T-N, T-P의 제거율은 연 평균 약 45~55% 정도로 높게 나타났으며, T-P는 생장기와 동절기 모두 비슷한 제거율을 나타낸 반면에, T-N의 제거율은 수온의 영향으로 동절기 동안 생장기보다 낮은 약 33%를 나타내었다. 약 15%의 범위 내에서 식생피도의 차이는 T-P의 처리효율에 영향을 미치지 않는 반면에, 동절기 T-N의 처리효율에 영향을 미쳐 식생피도가 낮은 습지가 처리효율 또한 낮게 나타났다. 이는 질산성 질소의 탈질화에 필수적 인 유기 탄소가 식 생 피도가 낮은 습지에서 적게 공급되었기 때문이라 생각된다.
- 이상의 결과는 식생피도가 생장기의 인과 질소 및 동절기의 질소제거에 전혀 영향을 미치지 않는 것을 의미하는 것은 아니며, 식생피도가 약 15%보다 훨씬 크게 차이가 날 경우에는 인과 질소 모두 처리율에 영향을 받을 수 있다. 그러므로 영양물질 제거를 위한 인공습지를 조성할 경우 습지 전체를 모두 식생으로 피복되도록 하는 것 보다는 약 10~15% 범위 내에서 일부 구역을 개방수역 (open water).
- 그 결과 제거율 역시 cell 4가 나머지 cell 보다 제거율이 낮게 나타났다. 이상의 결과로부터 T-P의 경우는 식생피도가 수질에 큰 영향을 미치지 않는 반면에, T-N 의 경우는 동절기에 식생피도가 낮은 습지가 처리효율 또한 낮게 나타남을 알 수 있다. 동절기 동안 cell 4와 나머지 cell 사이의 차이점은 고사한 식생뿐으로, 고사한 식물체가 동절기 T-N의 처리율에 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있다.
- 인공습지가 조성된 지역은 석문담수호 유입구의 하안지역으로 인공습지 조성 전 습지가 조성될 지역에 대해 식생조사를 실시한 결과 새섬매자기 (Scirpusplaniculmis Fr. Schm), 갈대 (Phragmites australis) 및 기타 육상 식물이 번성하였으며, 평균 피도는 약 20% 정도였다. 주변의 농지가 조성될 지역에 대해 식생조사 한 결과 갈대가 우점하였으며 평균 피도는 약 70%였다.
- 관리방안에 대해 고찰하였다. 인공습지에 수생식물을 인공식재하지 않고 자연적인 활착을 유도한 결과 3번의 생장기를 거치면서 평균 약 90% 이상의 높은 식생피도를 얻을 수 있었으며, 원활한 식생활착을 위해서는 물 관리가 매우 중요한 것으로 나타났다. T-N, T-P의 제거율은 연 평균 약 45~55% 정도로 높게 나타났으며, T-P는 생장기와 동절기 모두 비슷한 제거율을 나타낸 반면에, T-N의 제거율은 수온의 영향으로 동절기 동안 생장기보다 낮은 약 33%를 나타내었다.
- Schm), 갈대 (Phragmites australis) 및 기타 육상 식물이 번성하였으며, 평균 피도는 약 20% 정도였다. 주변의 농지가 조성될 지역에 대해 식생조사 한 결과 갈대가 우점하였으며 평균 피도는 약 70%였다. 또한 일부 물웅덩 이 주변에 애 기 부들 (Typha angustifolia Bory et Chaub)이 우세하게 출현하였다.
후속연구
- 그러나 우리나라의 인공습지에 관한 연구는 대부분 오수와 축산폐수와 같은 고농도의 점오염원을 처리하는데 집중되어 있고, 하천을 통해 호소로 유입되는 비점오염원을 제어하는 연구는 거의 없는 것이 현실이다. 그러므로 대규모 인공습지 조성을 담수호의 수질개선 방안으로 적용하기 위해서는 현장실험을 통하여 처리효율의 검증과 우리나라 실정에 맞는 조성 및 관리 방법을 연구하는 과정 이 필요하다. 이전의 연구 (함 등, 2004, 2005)에서 간척담수호의 유입구에 비점오염원을 제어할 목적으로 인공습지를 조성하고 현장실험을 한 결과, 인공습지가 비점오염원을 처리하는데 효율적임을 규명한 바있다.
- 정착되었다. 그러므로 타 지역에서 인공습지를 조성할 경우에도 본 연구에서와 같이 습지조성 전에 습지조성 예정지와 주변에 습지식물들이 자생하고 있다면, 인공식재를 실시하지 않아도 적정 물관리를 통해 자연적인 식물 활착에 의해 습지식물조성 이 가능할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.