• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.180-180
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• 2011

도시지역에서 빗물은 대부분 도로를 통해 이동하고 배수된다. 도로의 배수시설은 도로면의 안전을 확보하기 위한 목적뿐만 아니라 도로 이외의 지역에 흐르는 유출수의 배수를 위한 기능도 포함하고 있다. 그러나 도로변에 설치되어 있는 빗물받이 등과 같은 하수도 시설을 통해 빗물이 원활하게 배수되지 않으면 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택가로 유입되어 침수를 피해를 가중시키는 경우도 있다. 빗물받이 설계 시 설계빈도를 차집능력에 상위하는 충분한 여유를 두고 설치하더라도 빗물받이가 도시지역에서 발생하는 유송토사, 쓰레기, 낙엽 및 담배꽁초 등에 의하여 막히게 되면 유입구의 순 면적이 감소하게 되어 빗물받이가 제 기능을 다하지 못하는 경우 또한 발생하고 있다. 이렇게 빗물받이로 유입되는 부유잡물들은 퇴적되어, 우수관로 내에서 썩어 수질을 악화시키거나 악취의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 빗물받이의 이 같은 문제점을 개선할 수 있는 비노출 배수로의 배수효율을 수리실험을 통해 검토하였다. 도로의 측면에 비노출 배수로를 설치하였을 경우 도로위에 수심이 거의 발생하지 않으면서 배출할 수 있는 최대 유량은 1.67 l/s였고, 서울시를 기준으로 설계빈도 10년에 대하여 본 연구의 실험도로 규격에서의 유출량이 1.09 l/s임을 고려할 때 10년 빈도 강우강도 발생 시 비노출 배수로가 충분한 여유를 가지고 배수 시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험도로의 규격에서 1.67 l/s의 유출량이 발생하기 위한 강우강도는 서울시를 기준으로 100년 빈도에 상응하는 강우강도로 비노출 배수로에 막힘이 없는 경우 100년 빈도의 강우시에도 노면수 배출이 가능하였다. 쓰레기와 모래와 같은 부유잡물이 배수로를 막고 있다 하더라고 배수효율 저하는 크게 발생하지 않았다. 그러나 흙탕물이 유입되는 경우 흙탕물이 배수로의 공극을 차단하는 현상이 나타났고 이는 도로위의 수심은 증가시켰다. 흙탕물이 유입된 후 배출가능 유량을 강우강도와 빈도를 환산한 결과 서울시를 기준으로 6.8년에 상응하였다. 따라서 흙탕물 유입가능성이 높은 도로에 비노출 배수로를 설치하게 되는 경우 배수로의 효율이 낮아지는 것에 대한 대책이 필요하고, 철저한 관리가 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 비노출 배수로의 채움재를 개선하고 동일실험 수행을 계획 중이며, 비점오염물의 제거효율 또한 검토할 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.242-242
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• 2020

도시화와 산업화에 따른 유출환경의 변화로 인해 도심지에서 발생하는 대부분의 유출은 도로표면을 따라 이동하고 도로변에 설치된 빗물받이에 의해 배수된다. 이 때 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택지로 유입되어 침수 피해가 발생한다. 이러한 현상은 유출량이 집중되는 도심지 저지대에서 주로 발생하며 설계 한도를 초과하지 않는 정상적인 강우 조건에서도 빈번히 나타나고 있다. 이는 최근의 기후 변화로 인한 집중 호우 등을 고려하여 설계 기준이 지속적으로 조정되어야 함과 동시에 도로 노면수의 배수 능력 평가를 위한 실제적인 연구가 이루어져야 한다는 필요성을 나타내고 있다. 특히 도로 빗물받이의 효율은 주로 종경사 및 횡경사 등의 도로 조건, 표면 유출 우수량, 빗물받이의 형상 등에 의존한다. 그러므로 상향된 설계빈도 및 도로 조건을 고려한 도로 표면 유출에 대한 흐름 분석과 빗물받이 특성을 고려한 실증연구의 분석 및 설계 해석 알고리즘의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 도로 노면수의 배수 능력 증대를 위해 연속 설치된 빗물받이 조건 및 도로 경사조건을 고려하여 도로 배수시설의 표면 유출 모델 설계 알고리즘을 개발하였다. 표면 유출 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(종경사 2~10% 및 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)를 고려하였으며 유량이 노면 진행방향을 따라 연속적으로 증가하는 부등류 흐름 해석 방법을 채택하였다. 또한, 빗물받이 설치간격(L)과 도로의 폭(W)의 곱으로 계산되는 단순 직사각형 형태의 노면 형상이 아닌 도로 종경사 및 횡경사에 따른 유달거리를 산정하여 평행사변형 형태의 노면 형상을 계산하고 이에 따른 면적(A), 도달시간(tc) 및 강우강도(I)를 산정하였다. 이와 같은 1차원 흐름분석을 통해 도로 표면흐름 및 빗물받이 설치 간격을 제시하고 기존의 제시된 빗물받이 설치 간격과 비교하여 본 연구에서 제시한 설계 알고리즘을 검증하였다. 또한, 수리 실험을 통해 측정된 빗물받이 차집효율을 이용하여 연속 구간에서의 도로 표면 유출 모델의 적용성을 제시하였다. 이는 빗물받이 유입구를 통해 모든 유량이 유출된다고 가정하고 단독 구간에서의 수리분석 결과만을 고려하여 이를 확장시켜 개발된 기존의 도로 표면 유출 모델을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 제시하고 있는 설계 알고리즘을 적용한다면 도로 전체 구간에서의 흐름 변화 분석과 배수효율의 정량적인 분석이 가능하므로 향후 도로 표면 침수 피해 저감 및 배수능력 증대를 위한 실증적이고 정량적인 분석 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.73-91
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• 2001

미국지질조사소 NAWQA 프로그램에서 선정한 기준에 따라, 도시지역에서 채취한 도로를 흐르는 빗물과 일부 지하수의 휘발성유기화합물의 오염을 평가하기 위해 62개 휘발성유기화합물을 선택하였다. 62개 휘발성유기화합물은 3종류의 aromatic hydrocarbons, 13 종류의 alkyl benzenes, 1개의 ether, 26종류의 halogenated alkanes, 10종류의 halogenated alkenes 및 9종류의 halogenated aromatics를 포함하고 있다. 서울시 지역의 도로를 흐르는 빗물과 지하수의 휘발성유기화합물의 함량은 2000년 3월, 6월 및 11월에 시료를 채취하여 분석하였다. 모두 78개 시료(44개 도로를 흐르는 빗물시료, 27개 지하수 시료, 7개 하수종말처리장의 시료)가 채취되었으며, purge and trap 방법으로 추출하여 GC-MS로 분석하였다. 그 결과, alkyl benzenes과 aromatic hydrocarbons이 서울지역에서 자동차 통행에 의해 가장 영향을 받는 유기화합물이다. 분석된 62개 휘발성 유기화합물 중, 도로에 흐르는 빗물에서 검출되지 않은 휘발성유기화합물 성분은 단지 11개 성분뿐이었으나, 채취된 지하수에서 검출된 휘발성유기화합물은 14개 성분만이 검출되었다. 도로를 흐르는 빗물에서의 톨루엔 함량은 시료 채취 장소에 따라 변화가 매우 심하고, 0.1-29,310ppb이다. 벤젠의 함량은 0.05-33.0ppb, ethylbenzene은 0.05-960ppb, trichloromethane(chloroform)은 0.08-20ppb, trichloroethylene(TCE)는 0.03-4.30ppb, 1,1,2 trichloroethane은 0.1-50.0ppb이다. 채취된 일부 지하수 시료에 대한 예비조사 결과, dichloromethane(methylene chloride), trichloromethane(chloroform)와 toluene 등이 가장 자주 검출되는 성분이었다. 대부분의 aromatic hydrocarbons, alkyl benzenes및 다른 유기용매 성분은 검출농도 이하이다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 1999년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.29-29
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• 1999

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.21-34
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• 1997

고속도로변에 설치된 간이정화시설은 drainage system의 일부분으로 우기에 빗물의 양을 조절하고 고속도로 노면에서 운반되어 간이정화시설에 유입된 오염된 입자를 침전, 제거시키기 위해 설치되었다. 빗물에 입자상태로 이동된 납, 아연, 카드뮴를 제거하기 위해 설치된 간이정화시설의 효과를 평가하기 위해 수리지질학적 연구 및 부유퇴적물의 물리화학적 특성을 규명하기 위한 연구가 수행되었다. 부유퇴적물과 비교하기 위해 심하게 오염된 도로변토양과 오염되지 않은 background soil에 대해서도 연구가 수행되었다. 부유퇴적물의 중금속함량은 background Sologne soil에 비해 원소에 따라 2~8배 높게 나타났다. 그러나, 도로변토양의 중금속함량은 부유퇴적물에 비해 7~26배 높게 나타났다. Sequential extraction methods (Tessier et al., 1979)를 이용하여 분석한 결과 심하게 오염된 도로변토양에 존재하는 납, 아연, 카드뮴은 대부분 쉽게 용해될 수 있는 상태 (Fraction FII, FIII)로 존재하며 반면에 규산염광물과 수반되는 금속함량의 비율은 매우 낮았다. 부유퇴적물에서는 규산염광물과 수반되는 금속함량이 전체 금속함량의 113까지 크게 증가하였다. 납과 아연은 fraction FI에서 거의 용해되지 않았는 반면에 (전체 함량의 약 3%) 카드뮴은 가장 용해성이 높은 fraction FI("exchangeable" )에서 상당량이 용해되었으며 특히 도로변토양의 경우 전체 카드뮴 함량의 1/4을 차지하였다. 도로변토양과 부유퇴적물사이의 중금속함량 차이가 매우 큰 것은 중금속의 대부분이 간이정화시설에 이르기전에 고속도로변과 배수로 일부에 축적되어 모두 상실되었기 때문이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제14권2호
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• pp.127-138
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• 2000

도로건설에 의한 식물생태계 영향을 종합적으로 고찰하기 위하여 도로로부터 산림 내부에 이르는 거리에 따른 식물군집구조의 변화, 비탈면에 도입한 외래종의 식생천이 및 확산현황, 귀화식물의 분포현황을 파악하였다 도로로부터 거리에 따른 식물군집구조 분석결가 도로건설로 인해 발생된 비탈면과 비탈면 끝지점에서 산림방향으로 10~20m 구간까지 종구성의 변화가 나타났다. 절개비탈면 급속녹화용으로 도입된 큰김의털(Tall Fescue) 경관 및 식물생태계에 악영향을 미치고 있었다 성토비탈면에 파종된 외래종들은 빗물이나 바람을 따라 산림 내부로 유입되어 햇빛이 잘 드는 계곡부나 산림 내부에 잔조하고 있어 식물생태계에 영향을 미치고 있는 것으로 판단되었다 성삼재관통도로변에서 조사된 귀화식물은 총 13과 35속 44종 1변종으로 45종류이었고 도로건설로 나지가 넓게 분포하는 곳이나 이용객이 집중되는 지역에서 출현종수 및 빈도가 높았다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1997년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.30-38
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• 1997

고속도로변에 설치된 retention pond는 drainage system의 일부분으로 우기에 빗물의 양을 조절하고 고속도로 노면에서 운반되어 retention pond에 유입된 오염된 입자를 침전, 제거시키기 위해 설치되었다. 빗물에 입자상태로 이동된 납, 아연, 카드뮴를 제거하기 위해 설치된 retention pond의 효과를 평가하기 위해 수리지질학적 연구 및 부유퇴적물의 물리화학적 특징을 규명하기 위한 연구가 수행되었다. 부유퇴적물과 비교하기 위해 심하게 오염된 roadside soil과 오염되지 않은 background soil에 대해서도 연구가 수행되었다. 부유퇴적물의 중금속함량은 background Sologne soil에 비해 원소에 따라 2-8배 높다. 그러나, roadside soil의 중금속함량은 부유퇴적물에 비해 7-26배 높다. Sequential extraction methods를 이용하여 분석한 결과 심하게 오염된 roadside soil에 존재하는 납, 아연, 카드뮴은 대부분 쉽게 용해될 수 있는 상태 (Fraction FII, FIII)로 존재하며 반면에 규산염광물과 수반되는 금속함량의 비율은 매우 낮다. 부유퇴적물에서는 규산염광물과 수반되는 금속함량이 전체 금속함량의 1/3까지 크게 증가한다. Roadside soil 과 부유퇴적물사이의 중금속함량 차이가 매우 큰 것은 중금속의 대부분이 retention pond에 이르기 전에 고속도로변과 배수로 일부에 축적되어 모두 상실하기 때문이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.73-81
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• 1997

고속도로에서 흘러오는 빗물의 양을 조절하고 환경오염을 최소화하기 위해 프랑스 일부 고속도로변에 간이정화시설을 설치하였다. 중금속에 의해 오염된 입자를 제거하기 위해 설치된 간이정화시설의 효과를 평가하기 위해서 오를레앙 남쪽 20km지점의 "Les Ardilleres" 지역의 A-71고속도로변에 위치한 간이정화시설을 선정하였다. Muller (1979)와 Helz (1976)에 의해 각각 도입된 index of geoaccumulation와 enrichment factor를 이용하여 오염된 도로변 토양과 간이정화시설에서 채취한 부유퇴적물의 중금속오염 정도를 정량화하여 평가하였다. 기대한 데로, 도로변 토양의 오염은 매우 심각한 반면에 부유퇴적물의 오염은 미약하였다. 간이정화시설의 부유퇴적물은 카드뮴오염만이 진행되고 있으며 이 결과는 인위적인 오염과 자연적인 농집현상에 기인된 것이다. 부유퇴적물에 수반되어 간이정화시설에 유입되는 중금속의 추정량은 하루 납 0.9g, 아연 2.1g, 카드뮴 6mg이다. 자동차통행에 의해 배출된 납과 아연의 양과 간이정화시설에 유입된 것을 비교한 tentative mass balance 결과 고속도로상에 오염된 납과 아연의 약 5~11% 만이 빗물에 의해 간이정화 시설에 운반되어 유입되었다. 간이정화시설의 효율을 높이기 위한 제안이 제시되었다.제안이 제시되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.494-494
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• 2012

비점오염이란 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 발생되는 오염을 말하며 건기 시에는 오염물질이 토지에 축적되었다가 강우 발생 시 강우와 함께 유출되어 관리에 많은 어려움이 있다. 유출된 오염물질은 특별한 전처리 없이 하천이나 호소로 유입되어 각종 수질오염, 부영양화 및 생활환경에 많은 영향을 받게 되며 상수원수에 문제가 발생하게 된다. 비점오염원의 특징은 초기강우 유출수는 고농도이며 토사, 협잡물 등이 많이 포함되어 있다. 초기강우 발생형태는 수로의 형태, 노면상태 유역현상 및 강우도달시간 등 유역의 특성에 따라서 달라지며, 토지이용상황, 하수도 정비여부 등에 따라서 오염물질의 종류와 농도가 변한다. 도시지역과 도로주변에는 먼지, 쓰레기, 마모된 타이어 등이 축적되며, 임야 및 산림에서는 비료, 축분, 대기오염물질의 강하물 등이 축적이 되어 강우 시 빗물에 씻겨 인근 수계로 직접 방류된다. 팔당상수원 비점오염원 최적관리사업 기본계획 및 타당성조사사업이 실시되어 비점오염저감시설의 설치대상 대표지점이 선정되었다. 그리고 각 배수구역의 특성에 맞는 최적관리기술이 제시되었다. 하지만 몇몇 시설들은 기대한 결과에 못 미치는 성과를 내고 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 비점오염저감시설의 시설형 중 하나인 와류형 비점오염저감시설의 운용에 따른 효율성 분석에 관한 연구를 실시하였다. 실험장치는 현재 운영되고 있는 와류형 비점오염저감시설 참고하여 실험장 조건에 맞춰 1/4축적의 정상모형을 제작하였고 저감시설로 유입되는 원수의 유량과 단차를 변화시켜 실험하였다. 저감시설의 유입조건이 변하게 되면 시설 내 유속, 체류시간 등 운전조건이 바뀌게 되므로 제거효율도 변하게 될 것이다. 저감효율산정은 시설로 유입된 유입수와 유출수의 SS농도를 이용하여 산정하였다. 와류형저감시설의 SS제거효율을 연구한 결과, 모형에서 유량 $0.0016m^3/s$, 단차 10cm 인 조건에서 8.7%로 가장 높은 효율이 측정되었다. 이를 원형에서의 조건으로 환산하면 유량 $0.0512m^3/s$, 고수조와 저감시설의 단차 40cm일 경우 가장 높은 효율이 나타난다. 이와 같은 이유는 시설에 유입되는 유량이 증가 할수록 내부의 유속이 증가해 저감시설 내 처리수의 체류시간 감소와 교란이 발생하여 저감효율이 떨어지는 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.126-129
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• 2016

도시화로 인해 불투수 면적이 증가하면서 지하 침투량이 감소하고 강우 유출량이 증가하여 도시 침수 발생 가능성이 커지고 지하수 고갈 문제를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 가로수 주위에 수분 및 영양을 공급할 수 있는 신개념 특수 가로수 보호판의 설치가 도시 내 침투량 개선에 미치는 효과를 평가하고, 시설의 배치에 따른 침투량 변화를 조사하였다. 침투관이 설치된 신개념 가로수 보호판은 토양으로는 빗물 침투량을 증가시키고 지면 위 수위 상승을 억제하였다. 따라서 개발된 신개념 가로수 보호판은 도시 도로변에서 저영향개발 (LID) 시설로서 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다.