Sensitivity Analysis of Runoff-Quality Parameters in the Urban Basin

도시 배수유역의 유출-수질 특성인자의 민감도 분석

The purpose of the study is to analyze the sensitivity of the parameters that affect the runoff and water quality in the studied drainage basins. SWMM model is applied to the four drainage basins located at Namgazwa and Sanbon in Seoul and Gray Haven and Kings Creek in the USA. first of all, the optimum values of the parameters which have least simulation error to the observed data, are detected by iteration procedure. These are used as the standard values which are compared against the procedure. These are used as the standard values which are compared against the varied parameter values. In order to catch the effectiveness of the parameters to the computing result, the parameters are changed step by setp, and the results are compared to the standard results in flowerate and quality of the sewer. The study indicates that the discharge is greatly affected by the types of runoff surface, i.e., impervious area remarkably affects the peak flow and runoff volume while the surface storage affects the runoff volume at mild sloped basins. In addition, the major parameters affecting the pollution concentrations and loadings are the contaminant accumulation coefficient per unit area per time and the continuous dry weather days. Furthermore, the factors that affect the water quality during the initial rainfall period are the rainfall intensity, transport capacity coefficient and its power coefficient. Consequently, in order to simulate the runoff-water quality, it is needed to evaluate previous data in the research performed for the studied basins. To accurately estimated from the tributary areas and the rational computation methods of the pollutants calculation should be introduced.

본 연구는 강우로 인한 도시 배수구역에서의 유출 및 수질 산정을 위한 주요인자들이 모의해석 결과치에 주는 영향을 분석하였다. 적용대상유역으로서 남가좌, 산본 배수구역과 미국의 Gray Haven, Kings Creek 배수구역 등의 4개 지역을 선택하였다. 실측치를 토대로 각 영향인자들의 최적치를 주요 유역영향인자들을 포괄적으로 수용하고 있는 SWMM모형으로 산정하고, 이를 기준값으로 하여 이들이 계산 결과치에 주는 민감도를 분석하였다. 유출영향 인자로서 불투수면적은 첨두유출량 및 유출용적에 가장 큰 영향을 줌을 알 수 있었다. 한편 지표면 저류 깊이는 완만한 경사의 유역에서 첨두유량 및 유출용적에 상당한 영향을 주었다. 한편, 오염농도 및 오탁부하량에 영향을 주는 주요매개변수로서는 단위면적, 오염축적의 정도를 나타내는 오염축적계수와 오염축적을 지속적으로 가능하게 하는 연속 무강우 일수 등이 큰 민감도를 보여주었다. 이는 비점원 오염물의 절대 축적량이 하천수질에 직접적인 영향을 주고 있음을 의미한다. 한편 강우초기의 수질에 영향을 주는 변수로서는 강우강도와 오염물질의 이송능력을 나타내는 이송계수 및 지수들의 영향이 상당하였다. 따라서 도시유역에서의 유출 및 수질 모의를 위하여서는 충분한 유역자료의 수집과 분석이 선행되어야 하며, 특히 불투수지역의 정확한 불리와 유역별 비점원 오염물의 축적량의 합리적 산정 과정에 많은 노력을 기울여야 할 것이다.