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http://dx.doi.org/10.4491/KSEE.2012.34.6.373

Application of Automatic Stormwater Monitoring System and SWMM Model for Estimation of Urban Pollutant Loading During Storm Events  

Seo, Dongil (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University)
Fang, Tiehu (Department of Environmental Engineering, Chungnam National University)
Publication Information
Journal of Korean Society of Environmental Engineers / v.34, no.6, 2012 , pp. 373-381 More about this Journal
Abstract
An automatic flow and water quality monitoring system was applied to estimate pollutant loads to an urban stream during storm events in DTV (Daeduk Techno Valley), Daejeon, Korea. The monitoring system consists of rainfall gage, ultrasonic water level meter, water quality sensors for DO, temperature, pH, conductivity, turbidity and automatic water sampler for further laboratory analysis. All data are transmitted through on-line system and the monitoring system is designed to be controlled manually in the field and remotely from laboratory computer. Flow rates were verified with field measurements during storm events and showed good agreements. Automatic sampler was used to collect real time samples and analyzed for BOD, COD, TN, TP, SS and other pollutant concentrations in the laboratory. SWMM (Storm Water Management Model) urban watershed model was applied and calibrated using the observed flow and water quality data for the study area. While flow modeling results showed good agreement for all events, water quality modeling results showed variable levels of agreement. These results indicate that current options in the SWMM model to predict pollutant build up and wash-off effects are not sufficient to satisfy modeling of all the rainfall events under study and thus need further modification. This study showed the automatic monitoring system can be used to provide data to assist further refinement of modeling accuracy. This automatic stormwater monitoring and modeling system can be used to develop basin scale water quality management strategies of urban streams in storm events.
Keywords
Urban Small Stream Management; Non-point Source Pollution; Stormwater Pollution; Automatic Monitoring System; SWMM; Urban Watershed Model;
Citations & Related Records
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연도 인용수 순위
1 이종태, 서경아, 허성철, "강우 초기특성에 따른 비점오염부하량 산정을 위한 FFC2Q 모형," 한국수자원학회지, 43(3) 245-256(2010).
2 서동일, "4대강 살리기 사업을 위한 유역 관리의 필요성," 대한토목학회지, 57(4), 26-28(2009).
3 Rossman, L. A., "Storm Water Management Model User's Manual Version 5.0," EPA/600/R-05/040(2010).
4 Ambrose, R. B., Jr., Wool, T. A. and Barnwell, T. O., Jr., "Development of Water Quality Modeling in the United States," Environ. Eng. Res., 14(4), 200-210(2009).   DOI   ScienceOn
5 Seo, D., Lee, E. H. and Reckhow, K., "Development of the CAP Water Quality Model and Its Application to the Geum River, Korea," Environ. Eng. Res., 16(3), 121-129(2009).
6 김충수, 한명선, 김형섭, "군자 시험배수구역 합류식 하수관거시스템의 일일하수량 및 직접유출량 산정," 한국수자원학회지, 42(3), 191-200(2009).
7 서규우, 배덕효, 심재현, 이재준, "유역개발에 따른 도시하천에서의 유출량 및 도달시간변화에 관한 연구," 한국수자원학회지, 29(3), 207-216(1996).
8 조재현, 이종호, "SWMM의 유출량 보정을 위한 매개변수 최적화," 환경영향평가학회지, 15(6), 435-441(2006).
9 배덕효, 장민석, "SWMM의 수정유역폭식 개발," 한국수자원학회지, 42(2), 105-115(2009).
10 이혜원, "도시 지역의 유출량 변화 예측을 위한 유역 모델 연구," 대한환경공학회지, 31(12), 1089-1094(2009).
11 이용진, 윤영상, 이남주, "SWMM을 이용한 조만강 유역 강우-오염물 유출모델링시스템 구축," 한국환경과학회지, 18(9), 983-992(2009).
12 이종태, "도시유역에서의 유출 및 수질해석 모형," 한국수자원학회지, 31(6), 709-725(1998).
13 김정곤, 고익환, "대전광역시 소유역에서 합류식 하수관거(CSOs) 월류수의 배출특성 모델링," 대한환경공학회지, 28(6), 654-660(2006).
14 이재용, 장성호, 박진식, "도시지역 비점오염원 관리를 위한 SWMM의 적용," 한국환경보건학회지, 34(3), 247-254(2008).
15 이은주, 강두기, 신현석, 조경제, "SWMM을 이용한 도시 유역의 강우 유출특성과 비점오염부하량 분석," 대한상하수도학회․물환경학회 2005공동 추계학술발표회 논문집, pp. 91-97(2005).
16 이상호, 정태훈, 이정민, 이길성, 제3회 SWMM-GE Workshop 교재, 3-7(2010).
17 윤춘경, 함종화, "SWMM과 WASP5 모형을 사용한 하구담수호의 수질 예측," 한국환경농학회지, 19(3), 252-258(2000).
18 황병기, 유세진, 차영기, "안양천 유역의 강우시 비점오염원에 따른 유출 부하 특성에 관한 연구," 환경영향평가, 10(3), 223-234(2001).
19 황병기, "강우시 도시지역 비점오염원 유출특성 분석-홍제천 상류 유역을 중심으로," 환경영향평가 14(2), 63-73(2005).
20 최중대, 비점오염의 규모와 모니터링 방법, 한국수자원학회지(물과미래), 39(12), 33-39(2006).
21 강두기, 유재정, 윤영삼, 신현석, "비점오염원 모니터링 전략 및 기준강우량 산정 방향," 한국수자원학회지(물과미래), 40(2), 50-55(2008).
22 정용준, 임기성, "한강수계 비점오염관리 시범시설 모니터링 및 유지관리 방안 II," 한국물환경학회 대한 상하수도 학회 공동춘계 학술발표회지, pp. 1081-1085(2006).
23 서동일, 이은형, "강우의 영향을 고려한 용담호 유입오염부하량의 산정," 한국수자원학회 논문집, 36(4) 521-532(2003).
24 조재현, 서형준, "부영양상태 호수유역의 강우유출수에 의한 초기세척효과 분석," 환경영향평가, 16(5), 341-350(2007).
25 함광준, 김준현, 이건호, 최지용, 정의호, "원격수위계측기를 이용한 강우유출 분석에 관한 연구," 환경영향평가, 13(6), 285-294(2004).
26 이은형, 서동일, 황현동, 윤진혁, 최재훈, "도시 하천에서의 어류 폐사 원인 분석 II-자동수질측정장치 및 수질모델의 사용," 대한상하수도학회지, 20(4), 585-594(2006).
27 Seo, D. and Lee, E. H., Development of Vertically Moving Automatic Water Monitoring System (VeMAS) for Lake Water Quality Management, Y. J. Kim et al. (eds.), Atmospheric and Biological Environmental Monitoring, Springer, 181- 192(2009).
28 이석모, 서동일, 백도현, "낙동강 금강 영산강 수계의 수질 자동측정망 확대설치 타당성 조사 및 기본계획 보고서," 환경관리공단(2002).
29 정유진, "실시간 수질모니터링시스템에 대한 제언," 한국수자원학회지(물과미래), 43(4), 53-59(2010).
30 Akan, A. O. and Houghtalen, R. B., "Urban Hydrology, Hydraulics and Stormwater Quality," Wiley, pp. 268-290(2003).
31 서동일, 주명호, 이상호, 주진철, 오현제, "빗물에 의한 오염부하 연속 측정을 위한 대전 관평천 유역의 자동모니터링 시스템의 설계," 대한상하수도학회․물환경학회 공동춘계 학술발표회 논문집, pp. 231-232(2009).
32 Seo, D., Lee, E., Joo, M., Lee, S. and Oh, H., "Automatic Waste Load Monitoring System from Stormwater in Daedeok Tech Valley, Daejeon, Korea," proceeding of the 13th International Conference on Integrated Diffuse Pollution Management (IWA DIPCON 2009), Seoul, Republic of Korea (2009).
33 박연희, 박석순, "강우강도에 따른 토지이용별 비점오염원 부하량 산정 함수 연구," 대한환경공학회지, 26(10), 1070-1078(2004).
34 Sartor, J. D., Boyd, G. B. and Agardy, F. J., Water Pollution Aspects of Street Surface Contaminants (no. EPA-R2-72/081), US Environmental Protection Agency, Washington DC, USA (1974).
35 Egodawatta, P., Thomas E. and Goonetilleke, A., "Mathematical interpretation of pollutant wash-off from urban road surfaces using simulated rainfall," Water Res., 41, 3025-3031(2007).   DOI   ScienceOn