Abstract
This study was performed to improve water quality of stream by applying hydraulic structures (weir and river bed material) made of porous concrete. The physical and chemical characteristics of porous concrete were measured to estimate application possibility of it in hydraulic structures and it was considered as a proper material for the hydraulic structures. In the results of comparison for the component of matters attached on the hydraulic structures made of porous and ordinary concrete, DW (dry weight) amount attached on porous concrete was 1.6 times higher than that on ordinary concrete under the condition of the same flow rate but influence by flow rate (difference of 10 times) was not shown. Therefore, we could understand that the material of media was more important in DW amount than flow rate. The rate of AFDM (ash free dry mass) to DW also was more at porous concrete than at ordinary concrete. Especially, the high rates of nitrogen and phosphorous in matters attached on porous concrete verify that they were removed by assimilation, adsorption and metabolism of periphyton. The removal percentage of SS, BOD, COD, T-N and T-P by hydraulic structures applying porous concrete compared with ordinary concrete was increased by 34.6%, 36.9%, 33.9%, 18.3% and 21.6%, respectively. Therefore, applying porous concrete to hydraulic structure is expected to contribute to improvement of stream water quality.
본 연구에서는 최근 환경재료로서 관심이 모아지고 있는 다공성 콘크리트를 하천구조물(보 및 하상재료)에 적용함으로써 수질을 개선하고자 수행하였다. 먼저, 물리ㆍ화학적 특징을 평가해 본 결과, 공극률 10% 및 30%의 다공성 콘크리트의 압축강도는 일반 콘크리트의 최저 압축강도(180 kgf/$cm^2$)를 상회하여 하천구조물에 적용 가능하였고, 알칼리 용출에 의한 부착 미생물에의 영향도 거의 없을 것으로 판단되었다. 또한, 일반 콘크리트와 다공성 콘크리트로 하천구조물을 제작하여 부착물의 성상을 비교ㆍ검토한 결과, 같은 유속조건에서 부착물의 DW량은 일반 콘크리트에 비해 다공성 콘크리트가 1.6배 높은 것으로 나타났으며, 반면에 유속을 10배 달리한 실험의 결과에서는 거의 같은 부착물의 DW량을 보여 부착매질에 의한 영향이 유속에 의한 영향보다도 더 크게 작용한 것을 알 수 있었다. 부착물의 성상에서도 건조물중 AFDM의 비가 다공성 콘크리트에서 더 큰 것으로 나타났으며, 특히 N, P의 비가 높은 것은 부착 생물에 의한 흡수 및 흡착, 물질대사에 의해 유기물 제거가 더 컸기 때문으로 사료된다. 수질개선 효과에 있어서 전 구간을 종합한 결과, 다공성 콘크리트를 적용한 하천구조물에서의 SS, BOD, COD, T-N, T-P의 제거효율은 일반 콘크리트 보다 각각 34.6%, 36.9%, 33.9%, 18.3%, 21.6% 씩 증가하여 하천 수질개선에 크게 기여한 것으로 평가되었다.
