초록 ▼

1차년도(2001년)에는 1) 오염하천수를 정화하는 자유수면습지, 여과습지, 자연습지 시스템의 설계, 시공, 초기처리수준 분석, 2) 호소 유입 비점오염물을 정화하는 방안 연구, 3) 호수주변 정수식물의 조사분석을 수행하였으며,
2차년도(2002)에는 1) 처리장방류수 정화 인공습지 시스템의 설계, 시공, 초기처리수준 분석, 2) 호소 수질정화 인공식물성의 설계, 시공, 초기적응 분석, 3) 1차년도에 시공한 오염하천수 정화 습지시스템의 모니터링, 4) 인공습지의 Biotope 활용방안 연구 5) 하도내 정수식물 수리 모형

1차년도(2001년)에는 1) 오염하천수를 정화하는 자유수면습지, 여과습지, 자연습지 시스템의 설계, 시공, 초기처리수준 분석, 2) 호소 유입 비점오염물을 정화하는 방안 연구, 3) 호수주변 정수식물의 조사분석을 수행하였으며,
2차년도(2002)에는 1) 처리장방류수 정화 인공습지 시스템의 설계, 시공, 초기처리수준 분석, 2) 호소 수질정화 인공식물성의 설계, 시공, 초기적응 분석, 3) 1차년도에 시공한 오염하천수 정화 습지시스템의 모니터링, 4) 인공습지의 Biotope 활용방안 연구 5) 하도내 정수식물 수리 모형실험을 수행하였으며,
3차년도(2003)에는 1) 오염하천수정화 인공습지 및 인공식물성 모니터링, 2) 오염하천수 정화 자유수면습지 및 여과습지 시스템 모델개발 및 설계인자 도출, 3) 처리장 방류수정화 인공습지 모델개발 및 설계인자 도출, 4) 인공습지의 친환경적 활용방안 제시, 5) 호소의 유역에서 발생하는 비점오염물 정화 인공습지 활용방안 제시, 6) 호소의 수질정화 인공식물성 모델 개발을 연구하였다.

Abstract ▼

Constructed treatment wetlands have been utilized to lower pollutants, especially nitrogen and phosphorous, in effluents from treatment facilities, polluted river waters, and urban and rural runoffs: Artificial floating islands have been recently employed to purify pollutants in reservoirs and lagoo

Constructed treatment wetlands have been utilized to lower pollutants, especially nitrogen and phosphorous, in effluents from treatment facilities, polluted river waters, and urban and rural runoffs: Artificial floating islands have been recently employed to purify pollutants in reservoirs and lagoons. This study aims at developing modules of treatment wetlands which can abate pollutants in stream waters and effluents from secondary treatment facilities. It also develops wetland systems which can be established on floodplains of streams and rivers. Design parameters of treatment wetlands and floating islands are investigated, which can be appropriate for the climate of Korea.
Three types of treatment wetlands were designed and constructed on the floodplains of the down reach of Kwangju Stream which runs through Kwangju City located southern part of Korea. A surface-flow wetland, 12 meters in width and 31 meters in length, was laid out. Typha angustifolia were planted on its surface. A small open water area with one-meter water depth was located in the middle of it in order to reduce short-circuiting of influent and to facilitate nitrification of organic nitrogens. About 40㎥/day of water of Kwangju Stream flowed into the wetland with gravity flow. The concentrations of $BOD_{5}$, SS, TN and TP in influent to the system averaged 6.42㎎/ℓ, 8.99㎎/ℓ, 9.62㎎/ℓ, and 0.76㎎/ℓ respectively.Its removal efficiency for $BOD_{5}$, , SS, TN and TP was 55%, 53%, 54%, and 52%, respectively. A subsurface-flow wetland was established, whose dimension was 9 meters in width, 29 meters in length and 0.65 meters in depth. It was filled with sands and pebbles and Phagrmites australis were planted on its surface. The average flow of Kwangu Stream water into it was 40 $m^3/day$. The concentrations of the pollutant species in influent were the same as those in influent into the suface flow wetland. Its abatement efficiency for $BOD_{5}$, SS, TN and TP was 63%, 74%, 60%, and 50%, respectively. Detention time of the tow facilities was about 1.5 days.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...23
• 차례 ...25
• Contents ...33
• 제1장 서 론 ...37
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ...37
• 제2절 연구개발의 목표 및 범위 ...39
• 제2장 국내외 기술 개발 현황 ...40
• 제1절 국내 기술동향 ...40
• 1. 국내 기술현황 ...40
• 2. 국내 사례 ...40
• 제2절 국외 기술동향 ...43
• 1. 국외 기술 현황 ...43
• 가. 인공습지 유형 ...43
• 나. 처리장 방류수정화 인공습지 ...45
• 다. 오염하천수 정화 인공습지 ...46
• 라. 호소수 정화 인공식물섬 ...47
• 2. 국외 사례 ...48
• 가. 미국의 사례 ...49
• 1) Arcata 연못-습지 시스템 ...49
• 2) Hayward 습지 시스템 ...50
• 3) Mt. View 인공습지 ...51
• 4) West Jackson 연못-습지 시스템 ...52
• 5) Mandeville 연못-습지 시스템 ...53
• 6) Sorrento 연못-습지 시스템 ...54
• 7) Olentangy River 인공습지 ...55
• 8) Des Plaines 인공습지 ...55
• 9) DUST Marsh ...56
• 나. 일본의 사례 ...59
• 1) 와따라세(渡良瀨) 상수원 유수지 수질정화습지 ...59
• 2) 가스미가우라호 식생정화 시설 ...60
• 3) 자연공생센터 ...64
• 4) 황천 저수로 호안 습지 ...65
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...67
• 제1절 인공습지의 수질정화 기작, 수리수문 및 설계고려사항 ...67
• 1. 인공습지의 수질정화 기작 ...67
• 2. 인공습지의 수리수문 ...70
• 3. 인공습지 설계 기술적 고려사항 ...72
• 가. 인공습지 설계 인자 ...72
• 나. 단기 이동 방지와 정체구간 해소 ...74
• 다. 개수부 설치 ...74
• 라. 적합한 습지 식물의 선정 ...75
• 마. 수질정화 인공습지의 친환경적 활용...75
• 제2절 인공식물섬 유형 및 설계 고려사항 ...76
• 1. 인공식물섬 유형 ...76
• 2. 인공식물섬의 설계시 고려사항 ...77
• 가. 외부인자 ...77
• 나. 내부인자 ...78
• 제3절 정수식물 수리모형실험 ...79
• 1. 연구동향 ...82
• 가. 침수식생 개수로 흐름의 일차원 수리특성 ...82
• 나. 침수식생 개수로 흐름의 수직구조 및 난류특성 ...83
• 2. 실험장치 및 방법 ...85
• 가. 개수로 설험장치 및 실험조건 ...85
• 나. 모형 식생의 식재 ...86
• 다. 유속측정 ...86
• 3. 실험 결과 ...90
• 가. 평균흐름 및 난류특성 ...90
• 나. 항력계수 산정 ...98
• 다. 난류운동에너지의 생성과 소멸 ...99
• 라. 식생된 개수로 흐름의 전단속도 산정 ...102
• 마. 식생된 개수로의 고유구조 ...103
• 4. 실험결론 ...114
• 제4절 정수식물 조사분석 ...116
• 1. 정수식물의 생육환경 ...118
• 2. 정수식물 종별 특성 ...118
• 3. 주요 생장 특성별 종합 비교 ...134
• 가. 밀도 ...134
• 나. 생물량 ...135
• 다. 키 ...135
• 4. 정수식물의 기능 ...136
• 제5절 하천수정화 인공습지 시스템 ...139
• 1. 조성부지 현황분석 및 설계개념 ...139
• 가. 부지 위치 ...139
• 나. 유입수 수질분석 및 목표수질 ...141
• 다. 하천수정화 인공습지 설계 ...142
• 2. 자유수면습지 시스템의 설계 및 시공 ...142
• 가. 설계인자 검토 ...149
• 나. 시스템 설계 ...150
• 다. 시스템 모형 실험 ...151
• 라. 시스템 의 시공 ...152
• 1) 유입부 시공 ...152
• 2) 자유수면습지 시스템의 시공 ...153
• 마. 습지 식생공 ...156
• 3. 여과습지 시스템의 설계 및 시공 ...157
• 가. 설계인자 검토 ...162
• 나. 시스템 설계 ...163
• 다. 시스템 모형실험 ...164
• 라. 시스템 시공 ...165
• 마. 식생공 ...167
• 4. 자연습지 시스템의 설계 및 시공 ...168
• 가. 시스템 설계 ...168
• 나. 시스템 모형실험 ...171
• 다. 시스템 시공 ...172
• 5. 시스템 처리수준 및 식물성장 ...173
• 가. 시스템 처리수준 ...173
• 1) 자유수면습지 및 여과습지 시스템 운영 ...173
• 2) 샘플링 및 분석 방법 ...173
• 3) 수온 변화 ...174
• 4) pH 변화 ...174
• 5) 자유수면습지 및 여과습지의 처리수준 ...175
• 6) 자연습지 처리수준 ...184
• 나. 식물성장 및 토양분석 ...186
• 1) 자유수면습지 ...186
• 2) 여과습지 ...191
• 3) 자연습지 ...197
• 6. 시스템 침수 ...202
• 제6절 방류수정화 습지시스템 ...205
• 1. 조성부지 현황분석 및 설계개념 ...205
• 가. 부지위치 ...205
• 나. 방류수 수질분석 및 처리수 목표수질 ...207
• 1) 수질분석 ...207
• 2) 처리수 목표수질 ...207
• 다. 설계인자 검토 ...208
• 2. 습지시스템 설계 ...209
• 가. 시스템 구조 ...209
• 나. 저류지 ...213
• 다. 습지 셀1, 셀2, 셀3, 셀4 ...216
• 3. 정수식물 선정 ...223
• 4. 시스템 모형실험 ...223
• 5. 시스템 시공 ...224
• 가. 저류지 및 셀 토공 ...224
• 나. 배관공 ...225
• 다. 식생공 ...227
• 6. 처리수준, 식물성장 및 토양분석 ...228
• 가. 시스템 운영 ...228
• 나. 샘플링 및 분석방법 ...228
• 다. 처리수준 ...229
• 1) 수온변화 ...229
• 2) pH변화 ...229
• 3) 수질 처리수준 ...230
• 라. 식물성장 조사 ...239
• 마. 식물 건중량 및 N, P 함량 ...243
• 바. 토양분석 ...251
• 제7절 인공식물섬 ...256
• 1. 설계인자 ...256
• 2. 금현제 인공식물섬 ...256
• 가. 부지 ...256
• 나. 수질 현황 ...257
• 다. 인공식물섬 설계 ...258
• 라. 식생종 ...263
• 마. 시공 ...263
• 3. 연못 인공식물섬 ...264
• 가. 부지 ...264
• 나. 수질현황 ...265
• 다. 인공식물섬 설계 및 식생종 ...265
• 라. 시공 ...270
• 4. 처리수준 및 성장조사 ...270
• 가. 처리수준 ...271
• 1) 수온변화 ...271
• 2) pH변화 ...272
• 3) 수질 처리수준 ...273
• 나. 정수식물 성장조사 ...278
• 1) 금현제 인공식물섬 ...278
• 2) 연못 인공식물섬 ...281
• 제8절 모델 개발 ...287
• 1. 하천수정화 인공습지 모델 개발 ...287
• 가. 자유수면습지 시스템 모델 ...287
• 1) 모델의 개념 ...287
• 2) 모델 설계인자 검토 ...289
• 3) 자유수면습지 모델 ...290
• 나. 여과습지 시스템 모델 ...296
• 1) 모델의 개념 ...296
• 2) 모델 설계인자 검토 ...297
• 3) 여과습지 모델 ...298
• 다. 자연습지 시스템 모델 ...300
• 1) 모델의 개념 ...300
• 2) 모델 설계인자 검토 ...301
• 3) 자연습지 모델 ...302
• 2. 처리장방류수 정화 인공습지 모델 개발 ...304
• 가. 모델의 개념 ...304
• 나. 모델 설계인자 검토 ...305
• 다. 처리장방류수 정화 인공습지 모델 ...307
• 3. 인공식물섬 모델 개발 ...313
• 가. 모델의 개념 ...313
• 나. 모델설계인자 검토 ...313
• 다. 인공식물섬 모델 ...314
• 제9절 정수식물 선정 ...321
• 제10절 인공습지 관리 ...323
• 1. 외국의 인공습지관리 사례 ...323
• 2. 인공습지 시설관리 ...324
• 가. 수위 및 흐름 관리 ...324
• 나. 정수식물 관리 ...325
• 다. 냄새 관리 ...325
• 라. 해충 및 해로운 동물관리 ...326
• 마. 침수 관리 ...326
• 2. 관리인력 ...327
• 3. 관리비용 ...327
• 제11절 인공습지의 모니터링 ...328
• 제12절 인공습지 조성 부지확보 ...329
• 제13절 자연식생을 활용한 호수유입 비점오염원 정화 방안 ...330
• 1. 호안습지 ...331
• 2. 호안식생-돌제방 ...331
• 3. Bio-Park ...332
• 4. 농경수로 습지 ...332
• 제14절 인공습지의 친환경적 활용방안 ...333
• 제15절 인공습지의 Biotope활용 ...335
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...336
• 제1절 목표 달성도 ...336
• 제2절 관련분야에의 기여도 ...341
• 1. 기술적 기여 ...341
• 2. 경제.산업적 기여 ...341
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...343
• 제1절 추가연구의 필요성 ...343
• 제2절 타연구에의 이용 ...344
• 제3절 기업화 추진방향 ...345
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ...347
• 제7장 참고문헌 ...349