Browse > Article

Effects of Rain Gardens on Removal of Urban Non-point Source Pollutants under Experimental Conditions  

Kim, Changsoo (Department of Ecological Engineering, Pukyong National University)
Sung, Kijune (Department of Ecological Engineering, Pukyong National University)
Publication Information
Journal of Korean Society on Water Environment / v.28, no.5, 2012 , pp. 676-685 More about this Journal
Abstract
As impermeable layer continues to increase with the urbanization process, direct input of nonpoint source pollutants into water bodies via stormwater has caused serious effects on the aquatic ecosystem. Potential applications of rain gardens are increasing not only as best management practices (BMP) for reducing the level of nonpoint source pollutants but also as an ecological engineering alternative for low impact development (LID). In this study, remediation performance of various planting types, such as a mixed planting system with shrubs and herbaceous plants, was assessed quantitatively to effectively manage stormwater and increase landscape applicability. The mixed planting system with Rhododendron lateritium and Zoysia japonica showed the highest removal performance of $76.9{\pm}7.6%$ and $58.4{\pm}5.0%$ for total nitrogen and $89.9{\pm}7.9%$ and $82.4{\pm}5.2%$ for total phosphorus at rainfall intensities of 2.5 mm/h and 5.0 mm/h, respectively. The mixed planting system also showed the highest removal performance for heavy metals. The results suggest that a rain garden with the mixed planting system has high potential applicability as a natural reduction system for nonpoint source pollutants in order to manage stormwater with low concentrations of pollutants and will increase water recycling in urban areas.
Keywords
BMP; Heavy metals; LID; Mixed planting type; Nutrients; Stormwater management;
Citations & Related Records
Times Cited By KSCI : 5  (Citation Analysis)
연도 인용수 순위
1 김인혜, 허근영, 신현철, 박남창(2010). 영산홍을 이용한 저관리 옥상녹화 시스템의 식물생육 및 토양특성 평가, 한국원예학회지, 28(6), pp. 1057-1065.
2 김갑수, 양지희(2004), 도시지역 물이용 및 홍수재해 저감을 위한 빗물저류방안에 대한 연구, 서울도시연구, 5(4), pp. 73-91.
3 김선미, 이인성(2007). 레인가든을 적용한 환경 친화적 빗물 처리방안 검토, 한국환경복원녹화기술학회지, 10(5), pp. 58-66.
4 김이형, 이선하(2005). 주차장 및 교량지역의 강우유출수내 비점오염물질의 특성 비교 및 동적 EMCs, 한국물환경학회지, 21(3), pp. 248-255.
5 김창수, 성기준(2011). 레인가든이 지하유출 및 첨두유량 감소에 미치는 영향. 한국환경복원녹화기술학회지, 14(5): pp. 69-79.
6 낙동강수계관리위원회(2005). 도시노면 및 공업지역으로 부터의 오염물질 배출특성조사에 관한 연구, pp. 580-628.
7 문정수, 유형근, 한무영(2007). 빗물저장조에서 입자의 제거 특성 및 운전과 설계시 고려사항, 대한상수도학회, 21(1), pp. 131-138.
8 신현석, 손정화, 장종경, 손태석, 강두기, 조덕준(2009). SWMM 모형을 이용한 비점오염 분석 및 CSO 관리방안 연구, 수질보전 한국물환경학회지, 25(2), pp. 268-280.
9 윤영삼, 권헌각, 이재운, 유재정, 이재관(2011). 강우시 포도밭에 대한 초기세척효과 분석, 한국환경과학회지, 20(8), pp. 977-986.
10 이소영, 이은주, 김철민, 손현근, Malra C. Maniquiz, 손영규, 강희만, 김지형, 김이형(2007). 고속도로 영업소지역의 강우유출수내 중금속 유출 특성, 수질보전 한국물환경학회지, 23(6), pp. 945-950.
11 이주영, 한무영(2009). 아파트-주택단지 및 도심 주차장의 생물저류지의 역할, GRI연구논총, 11(1), pp. 202-214.
12 이주영, 한무영, 양중석, 곽동근, 김동근, 권정원, 김도형 (2009). A Study on Rain Garden System for the First Flush Control of Urban Rainfall Runoff, 서울도시연구, 10(4), pp. 81-89.
13 전우방(1987). 잔디생활의 미래, 한국잔디학회지, 1(1), pp. 79-83.
14 정구복, 김원일, 이종식, 김경민(2001). 장기재배 시험에 의한 중금속 오염토양의 식물정화, 한국환경농학회지, 21(1), pp. 31-37.
15 정동환, 신동석, 류덕희, 정동일(2007). 도시지역 강우유출수에서 비점원 오염물질 EMC 분석, 대한환경공학회 2007 추계학술연구발표회 논문집, 대한환경공학회, pp. 318-320.
16 조강우, 김태균, 이병하, 이슬비, 송경근, 안규홍(2009). 이중층 토양 여과시설을 이용한 도로 강우 유출수 처리성능 평가(I), 상하수도학회지, 23(5), pp. 599-608.
17 주진희, 김원태, 최우영, 윤용한(2010). 무관수 옥상녹화시스템의 차이에 따른 들잔디 적용성 평가, 한국환경과학회지, 19(9), pp. 1137-1142.
18 최지연, 말라, 이소영, 강창국, 이정용, 강희만, 김이형(2010). 침투 여과형 비점오염저감시설의 설계 및 평가, 한국환경영향평가학회지, 19(5), pp. 475-481.
19 한무영, 박상철, 이일용(2003). 건물의 지붕집수면이 유출빗물의 수질에 미치는 영향, 대한상수도학회지, 17(3). pp. 460-467.
20 허재성, 김남일, 박연희, 조욱상, 임종현(2005). 초기 강우유 출수 처리를 위한 Bioretention 최적기법 연구, 대한상하수도학회.한국물환경학회 2005 공동 추계학술발표회 논문집, 한국물환경학회 대한상하수도학회, pp. 760-766.
21 환경부(2004), 수질오염공정시험방법. pp. 211-223.
22 환경부(2006), 비점오염원관리 업무편람. pp. 3-11.
23 환경부(2009), 하수처리수 재이용 가이드 북. pp. 45-46.
24 Balmori, D. and Benoit, G. (2007). The Land and Natural Development (Land) Code. John Wiley & Sonc Inc. Hoboken. New Jersey. pp. 7-42.
25 Blecken, G., Zinger, Y., Deletic, A., Fletcher, T. D., and Hedstrom, A. (2010). Laboratory Study on Stormwater Biofiltration: Nutrient and Sediment Removal in Cold Temperatures, Journal of Hydrology, 394. pp. 507-514.   DOI   ScienceOn
26 Davis, A. P., Shokouhian, M., Sharma, H., and Minami, C. (2001). Laboratory Study of Bioretention for Urban Stormwater Management, Water Environment Research, 73(1), pp. 5-14.   DOI   ScienceOn
27 DeBusk, K. M. and Wynn, T. M. (2011). Storm-Water Bioretention for Runoff Quality and Quantity Mitigation, Journal of Environmental Engineering, 137(9), pp. 800-808.   DOI   ScienceOn
28 Dietz, M. E. and Clausen, J. C. (2005). A Field Evaluation of Rain Garden Flow and Pollutant Treatment, Water, Air, and Soil Pollution, 167, pp. 123-138.   DOI   ScienceOn
29 Henderson, C., Greenway, M., and Phillips, I. (2007). Removal of Dissolved Nitrogen, Phosphorus and Carbon from Stormwater by Biofiltration Mesocosms, Water Science & Technology, 55(4), pp. 183-191.   DOI   ScienceOn
30 Dunnett, N. and Clayden, A. (2007). Managing Water Sustainably in the Garden and Designed Landscape, Timber Press, Inc. pp. 13-30.
31 Hsieh, C. H. and Davis, A. P. (2005). Multiple-Event Study of Bioretention for Treatment of Urban Storm Water Runoff, Water Science Technology, 151, pp. 77-181.
32 Hunt, W. F., Smith, J. T., Jadlocki, S. J., Hathaway, J. M., and Eubanks, P. R. (2008). Pollutant Removal and Peak Flow Mitigation by a Bioretention Cell in Urban Charlotte, N.C., Journal of Environmental Engineering, 134(5), pp. 403-407.   DOI   ScienceOn
33 McNevin, D., Barford, J., and Hage, J. (1999). Adsorption and Biological Degradation of Ammonium and Sulfide on Peat, Water Research, 33(6), pp. 1449-1459.   DOI   ScienceOn
34 Pitt, R., Clark, S., and Field, R. (1999). Groundwater Contamination Potential from Stormwater Infiltration Practice, Urban Water, 1, pp. 217-236.   DOI   ScienceOn
35 Pitt, R., Field, S., Lalor, M., and Brown, M. (1995). Urban Stormwater Toxic Pollutants: Assessment, Source, and Treatability, Water Environment Research, 67, pp. 260-275.   DOI
36 Prince George's County (PGCo) (2007). Bioretention Manual. Environmental Services Division Department of Environmental Resources, pp. 48-68.
37 Weiss, J., Hondzo, M., Biesboer, D., and Semmens, M. (2006). Laboratory of Heavy metals Phytoremediation by Three Wetland Macrophytes, International Journal of Phytoremediation, 7, pp. 244-259.
38 Wossink, G. A. and Hunt, W. F. (2003). The Economics of Structural Stormwater BMPs in North Carolina, North Carolina Water Resource Research Institute, Raleigh, pp. 11-24.