KR101361011B1 - 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법과 시스템 - Google Patents

컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법과 시스템 Download PDF

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KR101361011B1 KR1020130059297A KR20130059297A KR101361011B1 KR 101361011 B1 KR101361011 B1 KR 101361011B1 KR 1020130059297 A KR1020130059297 A KR 1020130059297A KR 20130059297 A KR20130059297 A KR 20130059297A KR 101361011 B1 KR101361011 B1 KR 101361011B1
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한승호
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주식회사 한설그린
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Abstract

본 발명은 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법 및 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 수변녹지의 생장환경에 따른 수변녹지 조성모델 유형, 수변녹지 조성모델 유형에 따른 식재기준과, 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도에 따른 식재 및 관리비용에 대한 정보가 저장부에 미리 저장된 수변녹지 조성 시스템을 이용하여 수변녹지를 조성하는 방법으로, (A) 유역권, 기후권 및 환경구배를 포함하는 수변녹지의 생장환경을 입력부를 통해 설정받는 단계; (B) 저장부에 저장된 수변녹지의 조성모델 유형 중 설정된 수변녹지의 생장환경에서 설정 가능한 수변녹지의 조성모델 유형을 포함하는 리스트를 모니터에 표시하는 단계; (C) 리스트에 포함된 수변녹지의 조성모델 유형 중에서 하나를 입력부를 통해 설정받는 단계; (D) 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도를 단기형, 중기형 및 장기형 중 하나로 입력부를 통해 선택받는 단계; 그리고 (E) 설정된 수변녹지 조성모델 유형과 선택된 수변녹지의 목표년도에 따라, 저장부에 저장된 미리 정해진 식재기준과 식재 및 관리비용이 모니터에 출력되는 단계;를 포함한다. 본 발명에 의하면 수변녹지 조성 및 성능평가의 필수적 기반정보를 컴퓨터 프로그램으로 시스템화하여, 수변녹지 조성방법을 쉽게 이해하고 조성 후 가치와 성능을 쉽게 파악할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법이 제공된다. 또한 본 발명에 의하면, 대상지에 적합한 식재수종 및 규격, 배식방법 등을 포함하는 수변녹지 설계를 용이하게 수행할 수 있다.

Description

컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법과 시스템{Method and System for establishment and performance evaluation of riparian greenspace using a computer program}
본 발명은 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 4대강 유역권별로 생장환경을 고려하여 수변녹지를 조성하고, 그 성능을 예측 평가함으로써, 지역에 따른 수변녹지 본연의 기능을 확보하고, 식재 후 자연 관리에 의한 관리비용을 최소화할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법에 관한 것이다.
환경부는 상수원보호구역, 수변구역, 특별대책지역 등을 대상으로 매년 토지를 매수하고 수변녹지를 조성하고 있다. 수변구역 지정면적(2007년말 기준)은 한강유역 191.3㎢, 낙동강유역 339.9㎢, 금강유역 373.2㎢, 섬진ㆍ영산강유역 295.6㎢로서 총 1,200.1㎢이다. 금강유역환경청의 최근 3년간 토지매수 면적은 2008년 339천㎡, 2009년 455천㎡, 2010년 440천㎡이며, 녹지조성 면적은 2008년 88천㎡, 2009년 96천㎡, 2010년 112천㎡ 등이었다. 영산강유역환경청의 경우는 토지매수 면적이 2008년 2,253천㎡, 2009년 1,588천㎡, 녹지조성 면적이 2008년 143천㎡, 2009년 332천㎡ 등이며, 2010년도 수변녹지 조성사업비가 총 33억 원이고, 그 중 실시설계비가 약 3%인 98.7백만 원이었다. 이처럼 수변녹지 조성관련 사업은 매년 지속적으로 증가하고 있다.
정부 및 민간 기업에서는 5대 강의 수변구역 매수 토지를 대상으로 수목을 식재하고 있으나, 기존 수변녹지 시공 사례지는 대개 단일 종 내지 소수 종으로 구성한 유사 크기 수목의 중저밀 단층 식재가 이루어졌다. 즉, 식재기법 및 수종선정 기준이 불분명하여 수질보전, 생물서식, 경관자연성 등을 포함하는 수변녹지 본연의 조성 목적이나 추구하는 녹지기능이 모호한 문제점을 나타내고 있다.
교목의 평균 식재밀도는 10주/100㎡ 미만인 경우가 전체 사례지의 44%를 점유하였고, 평균 수목피도는 28%에 불과하여 녹지공간의 약 70%가 수관에 의해 피복되지 못한 상황이며, 하층광량비가 외부 광량의 87%로서 상당히 높았다. 지표면 유입 광량이 높으면 상대적으로 수분증발에 의한 토양건조의 가능성이 높고, 덩굴식물을 포함한 잡초 생장을 조장하여 식재수목의 정상적인 생장을 피압하는 문제를 유발한다.
식재기법은 자연수변림의 구조처럼 다양한 크기의 여러 수종을 생태적으로 다층 군식하기보다는 대개 유사 규격의 단일 종 내지 소수 종 단층 식재로서 약 84%가 상층만 식재한 상황이었다. 개소 당 평균 식재종수는 3~8종이었는데, 수평적인 분포는 이들 수종을 혼식하기보다는 공간별로 각각 분리하여 유사 규격의 단일 수종만 식재하는 경향이었다. 게다가 정형적으로 열식한 경우도 약 40%를 점유하였다.
수종선정의 적합성은 일부 외래종을 제외하면 자연수변림의 경관상 비교적 양호한 편이나, 식재수종의 구성은 대개 단일 종으로서 수변녹지 기능을 증진하기 위한 생태식재에 필요한 종 구성에 대한 고려는 대개 부재하였다. 또한, 식재수종 선정 시 수종별 토양수분이나 양분 요구도에 대한 고려가 미흡하여 식재수목이 고사하거나 생장활력도가 저조한 경우가 흔한 상황이었다.
이러한 문제점은 조성목적과 추구기능이 모호하고, 수변녹지 조성에 필요한 기반자료 및 지식이 부족하여 발생한 것이다. 따라서, 수변녹지 조성 관련 기업체, 관공서, 전공학생 등에게 수변녹지 조성방법에 관한 지침 및 기준을 제공하고, 그 성능이 어느 정도인지 이해를 도모함으로써, 수변녹지 조성 본연의 기능을 증진할 수 있는 실용적인 도구(tool)를 개발할 필요가 있다.
또한 수변 녹지 조성에 따른 경제 가치 산출 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한국출원특허 제 10-2011-0061784호 한국출원특허 제 10-2011-0061785호 한국출원특허 제 10-2011-0061786호 한국출원특허 제 10-2011-0061787호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수변녹지 조성 및 성능평가의 필수적 기반정보를 컴퓨터 프로그램으로 시스템화하여, 수변녹지 조성방법을 쉽게 이해하고 조성 후 가치와 성능을 쉽게 파악할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 4대강 유역권별로 생장환경을 고려하여 최적의 수변녹지를 조성하고 그 성능을 시뮬레이션할 수 있는 방법을 컴퓨터 프로그램으로 시스템화한 것이다.
본 발명에 따른 수변녹지 조성 시스템을 이용한 수변녹지 조성 방법은, 수변녹지의 생장환경에 따른 수변녹지 조성모델 유형, 수변녹지 조성모델 유형에 따른 식재기준과, 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도에 따른 식재 및 관리비용에 대한 정보가 저장부에 미리 저장된 수변녹지 조성 시스템을 이용하여 수변녹지를 조성하는 방법에 있어서, (A) 유역권, 기후권 및 환경구배를 포함하는 수변녹지의 생장환경을 입력부를 통해 설정받는 단계; (B) 저장부에 저장된 수변녹지의 조성모델 유형 중 설정된 수변녹지의 생장환경에서 설정 가능한 수변녹지의 조성모델 유형을 포함하는 리스트를 모니터에 표시하는 단계; (C) 리스트에 포함된 수변녹지의 조성모델 유형 중에서 하나를 입력부를 통해 설정받는 단계; (D) 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도를 단기형, 중기형 및 장기형 중 하나로 입력부를 통해 선택받는 단계; 그리고 (E) 설정된 수변녹지 조성모델 유형과 선택된 수변녹지의 목표년도에 따라, 저장부에 저장된 미리 정해진 식재기준과 식재 및 관리비용이 모니터에 출력되는 단계;를 포함하며, (A) 단계에서, 유역권은 한강, 금강, 낙동강 또는 섬진·영산강 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고, 기후권은 유역권이 한강으로 설정된 경우에는 온대중부 동해안, 온대중부 또는 온대중남부 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 금강으로 설정된 경우에는 온대남부로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 낙동강으로 설정된 경우에는 온대남부로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 섬진·영산강으로 설정된 경우에는 온대남부 또는 난온대 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고, 환경구배는 수변 또는 고지 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고, (B) 단계에서, 설정 가능한 수변녹지의 조성모델 유형을 포함하는 리스트는 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 동해안 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무-졸참나무군락 또는 소나무-황철나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 동해안 및 고지로 설정된 경우에는 졸참나무-굴참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-느티나무군락, 신갈나무-물푸레나무군락, 졸참나무-느릅나무군락, 물푸레나무-물박달나무군락, 신나무-버드나무군락 또는 가래나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무-서어나무군락, 소나무-졸참나무군락, 신갈나무-소나무군락, 굴참나무-소나무군락 또는 졸참나무-신갈나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중남부 및 수변으로 설정된 경우에는 굴피나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무 군락이며; 수변녹지의 생장환경이 금강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 갈참나무-고로쇠나무군락 또는 층층나무-고로쇠나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 금강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-굴참나무군락 또는 졸참나무-굴참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 낙동강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 물오리나무-졸참나무군락 또는 팽나무-굴피나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 낙동강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 졸참나무-소나무군락 또는 졸참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·연산강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-굴피나무군락, 소나무-서어나무군락, 소나무-굴참나무군락, 느티나무-졸참나무군락 또는 팽나무-고로쇠나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-상수리나무군락 또는 굴참나무-소나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 난온대 및 수변으로 설정된 경우에는 굴참나무-말오줌때군락, 단풍나무-서어나무군락 또는 느티나무-갈참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 난온대 및 고지로 설정되는 경우에는 소나무군락, 졸참나무-소나무군락 또는 붉가시나무-상수리나무군락이며, (E) 단계에서, 식재기준은 층위별 목표수종, 목표수종의 층위별 종수와 종구성, 목표수종의 층위별 식재밀도와 식재거리인 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의하면 수변녹지 조성 및 성능평가의 필수적 기반정보를 컴퓨터 프로그램으로 시스템화하여, 수변녹지 조성방법을 쉽게 이해하고 조성 후 가치와 성능을 쉽게 파악할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면, 대상지에 적합한 식재수종 및 규격, 배식방법 등을 포함하는 수변녹지 설계를 용이하게 수행할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 수변녹지의 조성 및 성능평가를 위한 녹지조성 프로그램의 화면을 개괄적으로 도시한 도면이며,
도 2a 내지 도 2n은 본 발명의 일실시예에 따른 수변녹지의 조성 및 성능평가를 위한 녹지조성 프로그램의 운영과정을 화면별로 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자연수변림 상중층 교목의 수령별 수관폭 및 수고 변화를 나타낸 도면이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 수목생장 변화를 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 비용편익의 동적변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 수변녹지 조성에 따른 연차별 비용편익의 동적 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수변녹지 조성 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 수변녹지 조성 및 성능평가 방법은 한국출원특허 제 10-2011-0061784호(생태식재 모델 및 기법을 이용한 한강유역권 수변녹지 구축방법), 한국출원특허 제 10-2011-0061785호(생태식재 모델 및 기법을 이용한 금강유역권 수변녹지 구축방법), 한국출원특허 제 10-2011-01061786호(생태식재 모델 및 기법을 이용한 낙동강유역권 수변녹지 구축방법) 및 한국출원특허 제 10-2011-0061787호(생태식재 모델 및 기법을 이용한 섬진ㆍ영산강유역권 수변녹지 구축방법)에 근거한 식재기준을 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 유역권별 생태식재 모델 및 기법을 이용한 수변녹지 구축방법을 컴퓨터 프로그래밍(programming)함으로써, 사용자는 본 발명에 따른 수변녹지 조성 및 성능평가 프로그램(이하, ‘녹지조성 프로그램’이라고 칭함) 상에서 기 입력된 선택항목 버튼만 클릭하면 자동으로 필요한 녹지조성 및 성능 관련 내용이 출력되도록 하였다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 수변녹지의 조성 및 성능평가를 위한 녹지조성 프로그램의 화면을 도시한 도면이다.
간략히 설명하면, 도 1a는 녹지조성 프로그램의 메인화면으로, 수변녹지 조성모델 버튼과, 수변녹지 성능평가 버튼과, 도움말 버튼을 포함한다. 도 1b는 수변녹지 조성모델이 입력부를 통해 선택될 때 출력되는 화면이며, 입력부를 통해 조성모델의 생장환경, 식재유형, 목표연도를 설정되면, 선정된 조성모델의 생장기반, 식재기준, 식재설계도, 식재 및 관리비용이 출력된다. 도 1c는 수변녹지 성능평가가 입력부를 통해 선택될 때 출력되는 화면으로, 입력부를 통해 녹지기능 유형이 선택되면 선정된 조성모델의 녹지기능별 성능 및 경제가치가 출력된다. 도 1d는 도 1c의 비용편익 확인이 입력부를 통해 선택될 때 출력되는 화면으로, 선정한 조성모델의 연차별 비용편익 변화가 출력된다.
이에 대한 상세한 설명은 도 2a 내지 도 2n을 참조하여, 녹지조성 프로그램의 구성과 운영과정을 설명하기로 한다.
도 2a는 녹지조성 프로그램의 메인화면(M)이며, 입력부를 통해 수변녹지 조성모델이 선택되면 수변녹지 조성모델 설정화면(A)으로 전환된다(도 2b 참조).
수변녹지 조성모델 설정화면(A)에서 생장환경(a-1)인 유역권, 기후권, 환경구배를 설정한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수변녹지 조성 및 성능평가 방법은 한국출원특허 제 10-2011-0061784호, 제 10-2011-0061785호, 제 10-2011-01061786호, 제 10-2011-0061787호에 개시된 식재기준에 따라, 유역권은 한강유역권, 금강유역권, 낙동강유역권, 섬진ㆍ영산강유역권 중 어느 하나가 선택되는 것을 일예로 한다.
그리고, 기후권은 자연수변림 조사대상지와 기후권에 따른 식생분포(기상청 기상연구소, 2004) 및 기후도(http://www.kma.go.kr)를 중첩하여 구분하여, 한강유역권은 온대중부 동해안, 온대중부 및 온대중남부의 3개 기후권으로 분류되며, 금강유역권은 온대남부 기후권으로 분류되며, 낙동강유역권은 역시 온대남부 기후권으로 분류되며, 섬진ㆍ영산강유역권은 온대남부 기후권과 난온대 기후권으로 분류된다.
그리고, 환경구배는 토양수분 조건의 환경구배를 반영하여 수분 함량이 다소습윤~적윤인 지역인 '수변(floodplain)'과, 수분 함량이 적윤~다소건조인 지역을 '고지(upland)' 중 어느 하나를 선택될 수 있다.
생장환경(a-1)이 설정되면, 설정된 생장환경에서 선택할 수 있는 조성모델 유형(a-2)이 출현한다(도 2c 참조). 여기서, 조성모델의 유형(a-2)은 수종의 상대우점치 분석결과를 토대로, Braun-Blanquet 우점도 계급을 참조해 우점종 구성에 따른 자연수변림 군집유형을 분류하여, 수변녹지 조성모델 유형이 도출되었다.
표 1은 한강유역권의 기후권 및 환경구배에 따른 17개의 수변녹지 조성모델 유형을, 표 2는 금강유역의 기후권 및 환경구배에 따른 7개의 수변녹지 조성모델 유형을, 표 3은 낙동강유역의 기후권 및 환경구배에 따른 8개의 수변녹지 조성모델 유형을, 표 4는 섬진ㆍ영산강유역의 기후권 및 환경구배에 따른 15개의 수변녹지 조성모델 유형을 나타낸다.
[표 1] 한강의 기후권 및 환경구배별 수변녹지 조성모델 유형
Figure 112013046244176-pat00001
[표 2] 금강의 기후권 및 환경구배별 수변녹지 조성모델 유형
Figure 112013046244176-pat00002
[표 3] 낙동강의 기후권 및 환경구배별 수변녹지 조성모델 유형
Figure 112013046244176-pat00003
[표 4] 섬진ㆍ영산강의 기후권 및 환경구배별 수변녹지 조성모델 유형
Figure 112013046244176-pat00004
조성모델의 유형(a-2)이 선택되면, 선택된 조성모델 유형에 따른 생장기반(토양)이 출력된다(a-4). 표 5는 수변녹지 조성모델의 유형별 생장기반(토양) 기준을 나타낸다.
[표 5] 수변녹지 조성모델의 유형별 생장기반(토양 기준)
Figure 112013046244176-pat00005
도 2c에 도시된 바와 같이, 생장환경은 한강, 조성모델 유형은 신나무-버드나무 군락이 선택되면, 생장기반(토양)은 수분 14.4%, 산도 5.2, 유기물 6.3%, 전질소 0.34%, 유효인산 18.3mg/kg, 양이온 치환용량 13.3cmol+/kg, 치환성양이온 중 칼슘 3.00cmol+/kg, 마그네슘 0.61cmol+/kg, 칼륨 0.24cmol+/kg가 출력된다.
도 2d는 수변녹지 조성모델 설정화면에서 목표년도(식재규격)가 선택되는 화면이다. 목표연도는 단기형, 중기형, 장기형이 있으며, 선택된 목표연도에 따라 식재 및 관리비용(a-5), 식재기준(a-6), 식재설계도(a-7)가 출력된다.
식재 및 관리비용(a-5)은 수목식재공사 원가계산서와, 연차별 간벌비용을 포함한다. 기획재정부의 예정가격작성기준(계약예규 2200.04-160-9, 2011.05.13.)에 따라 산출하되, 토지매입 및 토공 비용을 제외한 수목식재공사비를 산정하였다. 수목단가는 전기한 2012년 기준 조달청 나라장터(http://www.g2b.go.kr) 및 한국조경수협회(http://www.klta.or.kr) 가격을, 노임단가는 대한건설협회의 건설업 임금실태조사 보고서에 따른 2012년 상반기 적용 시중노임단가를 각각 적용하였다.
수변녹지 조성 후 관리에 소요되는 비용은 ‘숲 가꾸기 설계감리 및 사업시행 지침(개정 2012. 1. 1. 훈령 제1098호)’의 에 따라 속성수의 간벌비용을 기준으로 산출하였다. 기존 수변녹지 시공사례지의 경우는 매년 반복적으로 투입되는 제초작업비가 주요 관리비용이나, 지표면 우드칩 멀칭을 포함하는 본 연구의 수변녹지 조성은 초본유입이 부재하므로 제초가 불필요한 것으로 분석되었다. 따라서, 관리비용은 속성수의 생장에 따른 연차별 간벌비용만을 계상하였다.
표 6은 단기, 중기 및 장기형의 목표년도별 47개 조성모델의 평균 수목식재공사비(지표면 우드칩 멀칭의 비용 포함, 토지매입 및 토공 비용은 제외)를 산정한 결과로, 조성모델별 비용은 컴퓨터 프로그램에 탑재된다.
단기형의 총공사비는 조성모델 유형에 따라 최소 6,413~최대 12,828(평균 8,851)천원/100㎡이었고, 수변녹지 조성의 조기효과 달성을 위한 큰 규격의 수목식재에 기인하여 중기형이나 장기형에 비해 조성비용이 가장 높았다. 중기형의 경우는 평균 4,619천원/100㎡으로서 단기형의 52% 수준이었고, 장기형(3,675천원/100㎡)보다는 1.3배 높은 것으로 나타났다.
표 7은 수변녹지 조성 후 경과년수별 간벌비용으로, 목표년도별 47개 조성모델의 평균 관리비용을 산정한 결과이며 조성모델별 비용은 컴퓨터 프로그램에 탑재된다.
간벌에 소요되는 총 비용은 47개 조성모델 유형에 따라 다소 차이가 있으나 평균적으로 단기형이 7,700원/100㎡으로서 가장 낮았고 조성비용의 0.1%에 불과하였다. 중기형과 장기형의 경우는 각각 39,500원/100㎡, 72,200원/100㎡으로서 조성비용의 1~2% 수준이었다.
[표 6] 수변녹지 조성모델의 수목식재공사 원가계산서(단위: 천원/100㎡)
Figure 112013046244176-pat00006
[표 7] 수변녹지 조성 후 경과년수별 간벌비용 (단위: 천원/100㎡)
Figure 112013046244176-pat00007
식재기준(수평/수직 녹지구조)(a-6)에는 층위별 목표수종 선정과, 종구성과, 식재밀도/거리를 확인할 수 있는 탭(tap)이 마련된다. 식재기준(a-6)은 자연수변림의 군집유형별 녹지구조 계량분석 결과에 근거하여 수립된다.
표 8은 유역권별 우점종, 우세종 및 동반종의 수종구성과 층위별 목표수종을 각각 제시한 것이다. 상층 목표종은 우점종, 우세종 및 동반종 중 상층 출현종을, 중층 목표종은 우세종 및 동반종 중 중층 출현종을, 그리고 하층은 우세종 및 동반종 중 하층 출현 관목종을 기준으로 선정하였다. 여기서, 우점종은 상층 수목의 상대우점치가 25% 이상인 수종으로, 우세종은 평균상대우점치가 10% 이상인 수종으로, 그리고 동반종은 평균상대우점치가 1% 이상인 수종으로 각각 설정하였다.
[표 8] 유역권별 수변녹지 조성모델 유형별 목표수종 선정 기준(우: 우점종, 세: 우세종, 동: 동반종)
Figure 112013046244176-pat00008
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Figure 112013046244176-pat00010
Figure 112013046244176-pat00011

도 2e는 식재기준(2-5)의 종구성 탭이 선택된 경우 출력되는 화면이며, 표 9는 유역권별 수변녹지 조성모델별 목표수종의 종수 및 종구성 기준이다.
[표 9] 유역권별 수변녹지 조성모델 유형별 목표수종의 종수 및 종구성 기준
Figure 112013046244176-pat00012
Figure 112013046244176-pat00013
Figure 112013046244176-pat00014
Figure 112013046244176-pat00015
도 2f는 식재기준(2-5)의 식재밀도/거리 탭가 선택된 경우 출력되는 화면으로, 표 10의 유역권별 목표수종의 층위별 식재밀도와 식재거리 기준을 기초로 출력된다.
[표 10] 수변녹지 조성모델 유형별 목표수종의 식재밀도 및 식재거리 기준(*단위: 주/100㎡)
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Figure 112013046244176-pat00017
Figure 112013046244176-pat00018
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도 2d의 식재설계도(a-7)는 설정된 수변녹지의 생장환경, 조성모델유형, 목표연도에 따라 식재되는 수종의 위치를 설계한 것으로, 수변녹지 조성모델의 식재기준을 적용하여 설계되며, 식재설계 과정은 아래와 같다.
① 생장환경을 반영한 조성모델 유형 선정
② 층위별 종수에 따른 목표수종 선정
③ 우점종, 우세종 및 동반종의 종구성과 층위별 식재밀도를 반영한 수종별 식재밀도 설정
④ 목표년도에 따른 식재수목의 규격 결정
⑤ 식재거리를 반영한 목표수종 배식
⑥ 목표수종이 성숙할 때까지의 임시수종인 속성수 배식
여기서, 수변녹지 조성모델은 대상지가 위치하는 지역의 기후권에 따라 생장환경에 적합한 유형을 선정하되, 토양수분 조건이 다소습윤~적윤인 지역에는 수변 환경구배의 조성모델 유형을, 토양수분조건이 적윤~다소건성인 지역에는 고지 환경구배의 조성모델 유형을 각각 적용한다.
도 2g는 식재설계도(a-7)의 식재경관 시뮬레이션이 선택된 화면으로, 선정된 조성모델의 식재경관이 시뮬레이션 되어 팝업(pop-up) 형식으로 출력된다.
수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 식재수목의 생장은 국내 자연수변림에서 실사한 상중층 교목 약 1,600개체를 표본으로 흉고직경, 수관폭 및 수고 변화를 추정하는 회귀분석을 통해 시뮬레이션 하였다. 이때, 각 개체를 대상으로 흉고직경으로부터 수령을 파악하고, 침엽수와 활엽수로 구분하여 수령별 평균 수관폭 및 수고를 분석하였다. 도 3은 침엽수의 수령별 평균 수관폭과 수고 및 활엽수의 수령별 평균 수관폭과 수고를 나타낸 도면이다. 그리고, 수령을 독립변수로 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여 생장변화를 추정하는 가장 적합한 회귀식을 도출하였다. 표 11은 수목생장 추정 회귀모델과 통계분석이다.
[표 11] 수목생장 추정 회귀모델과 통계분석(X: 수령(년), W: 수관폭(m), H: 수고(m))
Figure 112013046244176-pat00020
한국출원특허 제 10-2011-0061784호, 제 10-2011-0061785호, 제 10-2011-01061786호 및 제 10-2011-0061787호에 개시된 수변녹지 조성모델의 단중장기형 목표년도별 식재수목 규격을 기준으로, 상기 회귀식을 적용하여 그들의 생장변화를 추정하고 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 녹지기능 및 가치의 연차별 변화를 분석하는 기반자료로 활용하였다.
도 4는 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 수목생장 변화를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 수변녹지 조성 후 상층 목표종의 평균 흉고직경이 20㎝에 도달하는데 소요되는 기간은 단기형 약 10년, 중기형 20년 및 장기형 25년인 것으로 추정되었다. 상층 목표종의 수관피도는 조성모델 유형에 따라 다소 차이가 있으나 평균적으로 단기형이 5년 경과 시 약 83%, 중기형이 15년 경과 시 94%, 그리고 장기형이 20년 경과 시 100%에 도달하는 것으로 나타났다.
도 2h는 식재설계도(a-7)의 크게 보기가 선택된 화면으로, 선정된 조성모델의 식재설계도가 팝업(pop-up)형식으로 출력된다.
도 2i의 수변녹지 조성모델 설정화면(A)에서 성능평가 화면이동이 선택되면, 수변녹지 성능평가 화면(B)으로 전환된다(도 2j 참조). 수변녹지 성능평가 화면에서는 녹지기능 유형(b-1)이 선택될 수 있다. 녹지기능 유형은 수질보전 및 수원함양, 탄소흡수 및 대기환경 개선, 생물서식/경관미/자연체험, 총 경제가치를 포함한다.
도 2j는 녹지기능 유형(b-1)에서 수질보전 및 수원함양이 선택된 화면으로, 수변녹지 성능 및 경제가치(b-2)에 침전물 차집, 침식제어, 수원함양이 표 12의 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 수질보전 및 수원함양 기능과 경제가치의 변화를 기초로 출력된다. 제시한 수치는 단기형, 중기형 및 장기형의 목표년도별 47개 조성모델의 평균치이다. 10년 경과 시 누적 경제가치는 부유물질차집 약 100천원/100㎡, 침식제어 700~1,200원/100㎡, 수원함양 4,500~5,000원/100㎡으로서 총 106천원/100㎡이었다. 20년 경과 시에는 10년 경과 대비 2.1배 증가한 220천원/100㎡이었고, 30년 경과의 경우는 10년 경과 대비 3.2배 증가하였다. 특히, 수원함양 기능 및 가치는 경과년수에 따른 상승폭이 더욱 커지는 것으로 분석되었다.
[표 12] 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 수질보전 및 수원함양 효과의 변화
Figure 112013046244176-pat00021
도 2k는 녹지기능 유형(b-1)에서 탄소흡수 및 대기환경 개선이 선택된 경우 출력되는 화면으로, 수변녹지 성능 및 경제가치(b-2)에 CO2 흡수, NO2 흡수, SO2 흡수, O2 생산, PM10 흡착이 경과년수에 따른 경제가치가 출력된다.
표 13은 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 CO2 흡수 및 대기환경 개선 기능과 경제가치의 변화를 나타낸다. 제시한 수치는 단기형, 중기형 및 장기형의 목표년도별 47개 조성모델의 평균치이다. 10년 경과 시 누적 경제가치는 CO2 흡수 154~171천원/100㎡, SO2 및 NO2 흡수 20~24천원/100㎡, PM10 흡착 2,150원/100㎡, O2 생산 734~815천원/100㎡으로서 총 910~1,010천원/100㎡이었고, O2 생산 가치가 전체의 약 80%를 점유하였다. 20년 경과 시에는 10년 경과 대비 약 3배 증가한 2,608~3,228천원/100㎡이었고, 30년 경과의 경우는 10년 경과 대비 5배 상승하는 것으로 분석되었다.
[표 13] 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 CO2 흡수 및 대기환경 개선효과의 변화
Figure 112013046244176-pat00022
도 2l은 녹지기능 유형(b-1)에서 생물서식, 경관미, 자연체험이 선택된 경우 출력되는 화면으로, 수변녹지 성능 및 경제가치(b-2)에 생물서식, 경관미, 자연체험의 경과년수에 따른 경제가치가 출력된다.
수변녹지의 총 경제가치는 전술한 수질보전 및 수원함양, CO2 흡수 및 대기환경 개선 등을 비롯한 생물서식, 경관미, 자연체험 등의 공익 가치와 더불어, 직접 가치인 수목가치를 종합하여 계량화하였다.
도 5는 흉고직경별 수목가치를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 수목가치는 침엽수와 활엽수로 구분해 목표년도별 47개 조성모델의 식재수목 크기와 경과년수에 따른 직경생장(조성모델의 식재경관 시뮬레이션)을 반영하여 조달청 나라장터(http://www.g2b.go.kr) 및 한국조경수협회(http://www.klta.or.kr)의 수목가격(2012년 기준)을 적용하였다. 침엽수는 소나무 가격을, 활엽수는 참나무류, 벚나무류 등 직경별 16~34개 수종(흉고직경 20㎝ 이상의 경우 느티나무 등 4개 수종)의 평균 가격을 각각 반영하였다.
도 2m은 녹지기능 유형(b-1)에서 총 경제가치가 선택된 경우 출력되는 화면으로, 수질보전 및 수원함양, 탄소흡수 및 대기환경 개선, 생물서식, 경관미, 자연체험 등 경과년수별 경제가치의 총 합계가 출력된다.
표 14는 수변녹지 조성 후 식재수목의 생장에 따른 연차별 녹지기능 성능의 경제가치 변화를 보여준다. 표 14의 총 경제가치는 목표연도별 47개 조성모델의 평균치이다. 총 경제가치는 10년 경과 시 단기형이 약 13.6백만 원/100㎡(47개 조성모델의 평균치)으로서 가장 높았고, 중기형과 장기형은 각각 7.4백만 원/100㎡, 4.6백만 원/100㎡이었다. 20년 경과의 경우는 단기형 30.7백만 원/100㎡, 중기형 20.2백만 원/100㎡, 장기형 18.0백만 원/100㎡으로서 10년 경과 대비 최소 2배(장기형 3배) 이상 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 수변녹지의 경제가치는 장기형보다는 단기형이 높았으며, 연차별 경제가치의 상승폭은 경과년수가 많을수록 더욱 커지는 것으로 분석되었다.
[표 14] 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 총 경제가치(원/100㎡) 변화
Figure 112013046244176-pat00023
도 2n은 수변녹지 성능평가 화면(B)에서 비용편익 확인이 선택된 경우 출력되는 화면으로, 수변녹지 조성 후 경과년수에 따른 비용편익 변화(b-3)에 선정한 조성모델의 연차별 비용편익 동적변화가 출력된다.
표 15와 도 6은 수변녹지 조성에 따른 연차별 비용편익의 동적 변화를 보여준다. 여기서, 비용은 수변녹지 조성 및 관리(간벌 등) 총 비용을, 편익은 표 14를 참조하였다. 목표년도별 47개 조성모델의 평균치이다.
도 6을 참조하면, 단기형은 목표년도인 10년 경과 시 식재관리비용(C) 8,858천원/100㎡, 경제가치(편익, B) 13,626천원/100㎡로서 비용 대비 편익(B/C율)이 1.5배이고, 비용을 제감한 순 편익은 4,768천원/100㎡으로 평가되었다.
중기형의 경우는 조성 후 10년 경과 시 비용(C) 4,645천원/100㎡, 편익(B) 7,359천원/100㎡로서 B/C율이 1.6배이며, 목표년도인 20년 경과 시에는 B/C율이 4.3배로 추정되었다.
소형수목을 식재하는 장기형은 20년 경과 시 B/C율이 4.8배로서 단기형이나 중기형보다 더욱 높은 것으로 나타났다.
그러나, 순편익을 살펴보면 20년 경과 기준 단기형 21,819천원/100㎡, 중기형 15,539천원/100㎡, 장기형 14,266천원/100㎡로서 장기형보다 단기형이 7,550천원/100㎡ 이상 높은 것으로 분석되었다.
[표 15] 수변녹지 조성 후 경과년수별 비용편익(금액단위: 천원/100㎡)
Figure 112013046244176-pat00024
본 발명은 유역권별로 생장환경을 고려하여 수변녹지를 조성하고, 성능을 시뮬레이션할 수 있도록 시스템화함으로써, 수변녹지 조성 관련 기업체, 관공서, 전공학생 등이 수변녹지 조성방법을 쉽게 이해하고, 조성 후 가치와 성능을 쉽게 예측할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수변녹지 조성 시스템(100)을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 수변녹지 조성 시스템(100)은 입력부(110), 저장부(120), 수변녹지 조성모델 유형 선정부(130), 생장기반 정보 출력부(140), 층위별 목표수종 선정부(150), 종구성 선정부(160), 식재밀도 및 식재기준 선정부(170), 모니터(180)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 마우스, 키보드, 터치패드, 터치스크린 등과 같은 사용자 입력 모듈로 구현될 수 있으며, 유역권, 기후권 및 환경구배를 포함하는 수변녹지의 생장환경을 선택하고, 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도를 단기형, 중기형 및 장기형 중 하나로 선택할 수 있다.
저장부(120)는 하드디스크, 플래쉬 메모리 등의 메모리 모듈로 구현할 수 있으며, 상기 표 1 내지 표 10에 대응하는 테이블을 저장하고, 수변녹지 조성 시스템의 각 구성요소의 요청에 따라 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
수변녹지 조성모델 유형 선정부(130)는 입력된 생장환경에 따라 수변녹지 조성모델 유형을 상기 표 1 내지 표 4에 의해 선정하는 기능을 수행할 수 있다.
생장기반 정보 출력부(140)는 선정된 수변녹지 조성모델 유형에 기초하여 조성모델의 생장기반에 대한 정보를 상기 표 5를 참조하여 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
층위별 목표수종 선정부(150)는 선정된 수변녹지 조성모델 유형에 따라 상기 표 8에 의해 층위별 목표수종 선정하는 기능을 수행할 수 있다.
종구성 선정부(160)는 선정된 수변녹지 조성모델 유형 및 선택된 수변녹지의 목표년도에 따라 상기 표 9에 의해 종구성을 선정하는 기능을 수행할 수 있다.
식재밀도 및 식재기준 선정부(170)는 선정된 수변녹지 조성모델 유형 및 상기 선택된 수변녹지의 목표년도에 따라 상기 표 10에 의해 식재밀도 및 식재기준을 선정하는 기능을 수행할 수 있다.
모니터(180)는 수변녹지 조성 시스템의 동작 상태 및 수변 녹지 조성 방법과 관련된 정보를 사용자에게 출력하여 제공하는 기능을 수행하며, LED 모니터, LCD 모니터 등으로 구현할 수 있다. 보다 자세하게는 생장기반 정보 출력부(140)에서 출력하는 조성모델의 생장기반에 대한 정보, 층위별 목표수종 선정부(150)에서 선정된 층위별 목표수종에 대한 정보, 종구성 선정부(160)에서 선정된 종구성 정보, 식재밀도 및 식재기준 선정부(170)에서 선정된 식재밀도 및 식재기준에 대한 정보를 화면에 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 수변녹지 조성 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

  1. 수변녹지의 생장환경에 따른 수변녹지 조성모델 유형, 수변녹지 조성모델 유형에 따른 식재기준과, 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도에 따른 식재 및 관리비용에 대한 정보가 저장부에 미리 저장된 수변녹지 조성 시스템을 이용하여 수변녹지를 조성하는 방법에 있어서,
    (A) 유역권, 기후권 및 환경구배를 포함하는 수변녹지의 생장환경을 입력부를 통해 설정받는 단계;
    (B) 저장부에 저장된 수변녹지의 조성모델 유형 중 설정된 수변녹지의 생장환경에서 설정 가능한 수변녹지의 조성모델 유형을 포함하는 리스트를 모니터에 표시하는 단계;
    (C) 리스트에 포함된 수변녹지의 조성모델 유형 중에서 하나를 입력부를 통해 설정받는 단계;
    (D) 조성하고자 하는 수변녹지의 목표년도를 단기형, 중기형 및 장기형 중 하나로 입력부를 통해 선택받는 단계; 그리고
    (E) 설정된 수변녹지 조성모델 유형과 선택된 수변녹지의 목표년도에 따라, 저장부에 저장된 미리 정해진 식재기준과 식재 및 관리비용이 모니터에 출력되는 단계;를 포함하며,
    (A) 단계에서,
    유역권은 한강, 금강, 낙동강 또는 섬진·영산강 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고,
    기후권은 유역권이 한강으로 설정된 경우에는 온대중부 동해안, 온대중부 또는 온대중남부 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 금강으로 설정된 경우에는 온대남부로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 낙동강으로 설정된 경우에는 온대남부로 입력부를 통해 설정받고, 유역권이 섬진·영산강으로 설정된 경우에는 온대남부 또는 난온대 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고,
    환경구배는 수변 또는 고지 중 어느 하나로 입력부를 통해 설정받고,
    (B) 단계에서,
    설정 가능한 수변녹지의 조성모델 유형을 포함하는 리스트는 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 동해안 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무-졸참나무군락 또는 소나무-황철나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 동해안 및 고지로 설정된 경우에는 졸참나무-굴참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-느티나무군락, 신갈나무-물푸레나무군락, 졸참나무-느릅나무군락, 물푸레나무-물박달나무군락, 신나무-버드나무군락 또는 가래나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무-서어나무군락, 소나무-졸참나무군락, 신갈나무-소나무군락, 굴참나무-소나무군락 또는 졸참나무-신갈나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중남부 및 수변으로 설정된 경우에는 굴피나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 한강, 온대중남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무 군락이며; 수변녹지의 생장환경이 금강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 갈참나무-고로쇠나무군락 또는 층층나무-고로쇠나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 금강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-굴참나무군락 또는 졸참나무-굴참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 낙동강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 물오리나무-졸참나무군락 또는 팽나무-굴피나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 낙동강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-서어나무군락, 졸참나무-소나무군락 또는 졸참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·연산강, 온대남부 및 수변으로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-굴피나무군락, 소나무-서어나무군락, 소나무-굴참나무군락, 느티나무-졸참나무군락 또는 팽나무-고로쇠나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 온대남부 및 고지로 설정된 경우에는 소나무군락, 소나무-상수리나무군락 또는 굴참나무-소나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 난온대 및 수변으로 설정된 경우에는 굴참나무-말오줌때군락, 단풍나무-서어나무군락 또는 느티나무-갈참나무군락이며; 수변녹지의 생장환경이 섬진·영산강, 난온대 및 고지로 설정되는 경우에는 소나무군락, 졸참나무-소나무군락 또는 붉가시나무-상수리나무군락이며,
    (E) 단계에서,
    식재기준은 층위별 목표수종, 목표수종의 층위별 종수와 종구성, 목표수종의 층위별 식재밀도와 식재거리인 것을 특징으로 하는 수변녹지 조성 시스템을 이용한 수변녹지 조성방법.
  2. 제 1 항에서,
    (C) 단계 후,
    저장부에 미리 저장된, 설정된 수변녹지의 조성모델 유형에 따른 생장기반에 대한 정보가 모니터에 출력되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수변녹지 조성 시스템을 이용한 수변녹지 조성방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (E) 단계에서,
    설정된 수변녹지 조성모델 유형과 선택된 수변녹지의 목표년도에 따른 식재설계도가 모니터에 더욱 출력되는 것을 특징으로 하는 수변녹지 조성 시스템을 이용한 수변녹지 조성방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 수변녹지 조성 시스템을 이용한 수변녹지 조성방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
KR1020130059297A 2012-09-21 2013-05-24 컴퓨터 프로그램을 이용한 수변녹지의 조성 및 성능평가 방법과 시스템 KR101361011B1 (ko)

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