물리적 설계인자가 인공습지의 처리효율에 미치는 영향
The Effect of Physical Design Parameters on the Constructed Wetland Performance
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초록
본 연구에서는 비점오염원 제어를 목적으로 조성한 인공습지의 현장실험 결과를 바탕으로 인공습지와 유수지의 구조적 배치와 습지의 길이-폭비가 습지의 처리효율에 미치는 영향과 우리나라 실정에 적합한 인공습지의 구조적 형태에 대해 고찰하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.1. TSS, T-N, T-P의 제거율은 연 평균 약 45∼55% 정도로 높게 나타났으며, TSS와 T-P는 생장기와 동절기 모두 비슷한 제거율을 나타낸 반면에, T-N의 제거율은 수온의 영향으로 동절기 동안 생장기보다 낮은 약 33%를 나타내었다.2. 습지-유수지시스템보다 유수지-습지시스템이 담수호로 유입되는 하천의 유기물 및 영양물질을 제거하는데 더 유리할 뿐만 아니라, 시스템의 관리에 있어서도 습지로 유입되는 고형물과 인의 부하를 감소시켜 습지의 수명을 연장시키는 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.3. 습지의 길이와 폭의 비를 2:1과 0.8:1로 실험한 결과 유출수의 농도 및 제거율에는 통계상의 유의한 차이가 나타나지 않아서, 습지의 길이-폭비가 0.8:1∼2:1의 범위 내에서는 길이-폭비의 제약 없이 설계를 하여도 될 것으로 생각된다.4. 간척담수호의 수질을 개선시킬 목적으로 담수호 유입구의 간척지에 인공습지를 조성할 경우, 논과 유사한 형식으로 인공습지를 조성하는 방안을 적극적으로 검토할 필요가 있다고 판단된다. 즉, 하나의 cell이 1 ha 정도의 정사각형 형태를 유지하고, 유수지-습지시스템과 유사한 배치를 만들기 위해 유입구부터 약 10 m 지점까지 수심이 약 1 m 정도 되도록 깊게 만들며, 둑의 높이는 수심을 0.3∼0.5 m로 조정할 수 있도록 약 0.6 m로 설계하며, 용·배수로를 포함한 기타 시설은 논과 동일하게 설계하는 방안이 실용적일 것으로 생각된다. 논과 유사한 형태로 인공습지를 조성할 경우 미래에 벼 수확량을 증가시키기 위한 논이 부족할 경우 쉽게 논으로 변환 시킬 수 있는 장점과 우리나라에는 이미 논 조성에 관한 많은 기술을 축적하고 있다는 유리한 조건이 있어서 이에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 생각된다.본 연구는 농어촌연구원 과제 '수질개선용 자연정화 시설 현장시험연구'의 지원에 의하여 수행되었음.
Abstract
The field scale experiment was performed to examine the effect of physical design parameters on the constructed wetland performance and recommend the feasible design of constructed wetland in Korean polder areas. Four sets (each set of 0.88 ha) of wetland (0.8 ha) and pond (0.08 ha) systems were used. Two different wetland systems, a wetland-pond system and a pond-wetland system, were studied to examine the effect of wetland and pond configuration. And two different length-to-width ratios were used, 2:1 and 0.8:1, to examine the effect of aspect ratio. A pond-wetland system was more preferable than a wetland-pond system, and also requires a smaller area than a wetland-pond system or a wetland system to reduce T-P. There was no difference in effluent concentration between the 2:1 system and the 0.8:1 system. Although the linear velocity of the 2:1 aspect was higher than the 0.8:1 aspect, resuspension was not a factor in this study due to a very low linear velocity. From this study and other literature review, it was found that design method of paddy rice field could be applied and expanded to the design of constructed wetland in Korea. Further investigation for the detailed design parameters of constructed wetland needs be continued for design method of paddy rice to be applied in full scale.
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