• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.34 no.5
• /
• pp.1477-1488
• /
• 2014

Prevalent construction of impermeable pavements in urban areas causes diverse water-related environmental issues, such as lowering ground water levels and shortage of water supply for the living. In order to resolve such problems, a rainwater reservoir can be an effective and useful solution. The rainwater reservoir facilitates the hydrologic cycle in urban areas by temporarily retaining precipitation-runoff within a shallow subsurface layer for later use in a dry season. However, in order to use the stored water of precipitation-runoff, non-point source pollutants mostly retained in initial rainfall should be removed before being stored in the reservoir. Therefore, the purification system to filter out the non-point source pollutants is essential for the rainwater reservoir. The conventional soil filtration technology is well known to be able to capture non-point source pollutants in a economical and efficient way. This study adopted a sand filter layer (SFL) as a non-point source pollutant removal system in the rainwater reservoir, and conducted a series of lab-scale chamber tests and field tests to evaluate the pollutant removal efficiency and applicability of SFL. During the laboratory chamber experiments, three types of SFL with the different grain size characteristics were compared in the chamber with a dimension of $20cm{\times}30cm{\times}60cm$. To evaluate performance of the reservoir systems, the concentration of the polluted water in terms of TSS (Total Suspended Solids) and COD (Chemical Oxygen Demand) were measured and compared. In addition, a reduction in hydraulic conductivity of SFL due to pollutant clogging was indirectly estimated. The optimum SFL selected through the laboratory chamber experiments was verified on the in-situ rainwater reservoir for field applicability.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.190-194
• /
• 2011

경포호 주변환경은 논, 밭 등의 경작지나 녹지와 같은 투수지표면과 대단위 주택단지나 도로, 상업지구, 공장시설과 같은 불투수지표면으로 구성되어 있어 SWAT 모형의 적용에 적합하다. GIS와 연계된 ArcSWAT모형을 적용하기 위하여 지형자료를 구축하고, 송정배수로 유역의 기상 및 우량 관측소를 고려하여 수문 및 기상관측자료를 입력하였다. 그리고, 소유역으로 세분화한 후 토양특성과 토지이용에 따른 모의를 실시하였고, 이를 위해 소유역내 수문학적 반응단위별로 유출, 유사 및 비점오염발생을 평가하는데 이용되는 HRU를 구축하여 활용하였다. 송정배수로는 제1배수로와 제2배수로로 구성되어있으며, 제2배수로의 유입부에 주변 아파트단지의 하수관에서 직접적으로 오염물질이 유입되어 수질오염이 심각하며, 점원과 비점원오염이 산재해있기 때문에 본 연구에서는 유출 및 수질모의가 가능한 SWAT모형을 이용하여 대상지점의 유출과 수질을 모의하였으며, 그 결과를 바탕으로 수질오염을 저감할 수 있는 방안을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.480-480
• /
• 2017

급격한 도시화 및 산업화는 주차장, 건물 및 도로 등 유역의 불투수 면적을 증가시켜 강우에 의한 침수피해 및 비점오염원에 따른 하천의 수질오염을 유발하고 있다. 최근 국내에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 유출저감 시설인 저영향개발 (Low Impact Development, LID)을 도입하여 연구를 진행하고 있다. LID 기술은 우수의 침투 및 저류를 통해 도시화에 따른 영향을 최소화하여 개발 이전의 토지 상태에 최대한 가깝게 만들기 위한 도시개발 기법이다. 대표적인 LID 요소기술로는 옥상녹화, 투수성포장 및 생태저류장치 등이 있으며 도로변, 건물주변, 건물옥상 등에 설치되어 강우유출량과 비점오염물질의 오염부하량을 저감시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 안양천에 위치한 가산 1 빗물펌프장 유역에 LID 기법을 적용하였으며, LID 요소기술은 옥상녹화 및 투수성포장으로 선정하였다. LID의 설치위치를 변경하여 적용시키면서 유출지점에서의 우수유출량 및 오염부하량을 산정하고 이를 최대로 저감시킬 수 있는 최적위치를 결정하였다. 최적위치에 LID를 설치하였을 때 우수유출량은 옥상녹화의 경우 약 2.20 %, 투수성포장의 경우 약 2.28 %의 저감효과를 나타내었다. 또한, 오염부하량은 두 가지 경우에서 약 4.74 %의 저감효과를 나타내었다. 최적위치를 결정하는 과정에서 우수유출량과 오염부하량의 저감효과가 서로 독립적으로 거동한다는 것을 확인할 수 있었다. 추후 연구에서는 LID 요소기술을 복합적으로 설치한 경우의 저감효과에 대한 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.52 no.3
• /
• pp.207-217
• /
• 2019

This study aims at development and application of a facility that is capable of reducing pollution in water quality by reducing nonpoint source pollutants (NPSP). NPSP originated from the initial rainfall caused not only large catchment of urban area pass a river but also small watershed pass a stream. For this purpose, the performance tests carried out with the field models from the facility based on the preceding study. And the tests induced reduction efficiency of biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (T-N) and suspended solid (SS), respectively. The average reduction efficiency obtained by time interval, and the result showed an excellent reduction performance. As a result, the facility satisfied reduction efficiency of NPSP of the proposed standard by the National Institute of Environmental Research, and thus it can be used in practical applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.490-490
• /
• 2018

우리나라의 홍수대책은 제방 축제 및 보강, 하천의 홍수통수능 확대 등 하천 중심의 대책이 대부분이며, 도시 홍수에 대한 대책과 시설물은 홍수저감용 우수저류조가 대다수이나, 민원과 설치장소 확보 등으로 인해 많은 어려움을 겪고 있다. 또한 가뭄대책은 획일적으로 지하수관정 개발에만 의존하고 있다. 이는 우리의 후손을 위해 보존해야 할 의무가 있으며, 현 세대에서 가뭄을 극복하기 위한 수자원은 강우에 의한 지표수로 해결하려는 노력이 필요하다. 도시의 경우 가뭄 극복을 위해 우수를 저류하여 다양한 용도로 활용하는 기술이 필요하고 사회적으로 많은 관심을 불러일으키고 있다. 국내에 로터리 형태로 운영되던 회전교차로가 교통량 증가에 따라 2000년대 이후 성공적인 해외사례를 토대로 한 간혈적인 도입기를 거쳐 2010년 교통운영체계 선진화 방안에 의한 시범사업 이후 도입이 확대되고 있다. 본 연구에서는 LID(Low Impact Development, 저영향 개발) 기법을 적용하여, 홍수와 가뭄에 대한 대책으로 회전교차로 중앙교통섬을 활용한 초기 우수대응 기술을 개발하고 이를 실현할 수 있는 효과적인 회전교차로 설계 및 시공기술을 개발하고자 한다. 도시의 경우 강우시 초기강우에 의한 유출수에는 인체에 해로운 오염물질들이 포화되어 있기 때문에 초기우수에 의한 유출수를 효과적으로 배제하여 하천수질 등 개선하고자 하며, 이와 같은 초기우수에 대한 비점오염원 저감 시설과 우수를 집적하는 우수저류시설을 회전교차로 내에 설치하고 초기 우수에 대한 관리 기법을 개발하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.29 no.8
• /
• pp.950-955
• /
• 2007

Non-point source control system which had been designed only for oil-water separation in the fields of oil refinery and garage was upgraded in this research for the removal of runoff pollutants in impervious urban area. Pollutants including oil from driveway and bridge were eliminated by two types of pathway in the system. One is the coalescence mechanism that the oil droplets in the runoff come into contact with each other in the spiral buoyant media surface and form larger coalesced droplets of oil that are carried upstream to the oil layer. The other is the precipitation that solids in runoff were settled by gravity in the system. In this research, coalescing characteristics of oil and water separation were investigated through image analyses, and efficiencies of the non-point source control system were evaluated using dust in driveway and waste engine oil. Media made of high density and high molecular weight polyethylene was indeterminate helical shape and had sleek surface by analysing SEM photographs and BET. Surface area and specific gravity of media which were measured directly were 1,428 $mm^2$ and 45.3 $kg/m^3$ respectively. From the image analyses of the oil droplets photographs which were taken by using microscope, it was proved clearly that the coalescence was the main pathway in the removal of oil from the runoff. Finally, the performances of the non-point source control system filled up with the media were suspended solid $86.6\sim95.2%$, $COD_{Cr}$, $87.3\sim95.4%$, n-Hexane extractable materials $71.8\sim94.8%$ respectively.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.21 no.2
• /
• pp.140-146
• /
• 2019

In order to manage non-point sources, the paradigm of the system should be changed so that the management of non-point sources will be systematized from the beginning of the use and development of the land. It is necessary to change the method of national subsidy support and poeration plan for the non-point source management area. In order to increase the effectiveness of the non-point source reduction project, it is necessary to provide a minimum support ratio and to provide additional support according to the performance of the local government. A new system should be established to evaluate the performance of non-point source reduction projects and to monitor the operational effectiveness. It is necessary to establish the related rules that can lead the local government to take responsible administration so that the local governments faithfully carry out the non-point source reduction project and achieve the planned achievement and become the sustainable maintenance. Alternative solutions are needed, such as problems with the use of $100{\mu}m$ filter in automatic sampling and analysis, timely acquisition of water sampling and analysis during rainfall, and effective management of non-point sources network operation management. As an alternative, it is necessary to consider improving the performance of sampling and analysis equipment, and operate the base station. In addition, countermeasures are needed if the amount of pollutant reduction according to the non-point source reduction facility promoted by the national subsidy is required to be used as the development load of the TMDLs. As an alternative, it is possible to consider supporting incentive type of part of the maintenance cost of the non-point source reduction facility depending on the amount of pollutants reduction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.304-304
• /
• 2021

도시화가 진행됨에 따라 불투수지역이 늘어나는 등 개발전과 다른 지표 및 지표하 유출이 나타나며, 이러한 변화는 생태적, 수문학적으로 대규모 변화가 나타나는 것을 의미한다. 이에 따라 물관리, 물순환 등 물 지속 가능성은 대중의 관심을 받아 법, 제도가 변화하며 도시화에 대한 세심한 접근과 관리에 대한 계획이 대두되고 있는 실정이다. 저영향개발(Low Impact Development)은 이러한 도시화로 인해 발생될 수 있는 문제를 해결하기 위한 방안의 하나로 제안되고 있으며 첨두 및 유출총량을 완화하여 개발 이전 상태의 수문학적 기능을 유지하거나 물리학 및 생물학적 기작을 통해 오염물질의 저감효과도 나타나 대규모 도시개발 및 유역관리 사업에서 저영향개발기법의 적용이 점차 늘어나고 있는 추세이다. 그러나 저영향개발기법 설치에 관한 구체적인 매뉴얼 또는 가이드라인이 부족한 실정이기 때문에 저영향개발기법이 계획단계에서 양적으로 무분별하게 적용되어 비용적 측면에서 시공자에게 부담을 가중시키는 등의 문제가 발생한다. 또한 시설의 위치에 따라 강우유출수 및 비점오염원 저감에 대한 효과가 상이하기 때문에 시설의 적정 위치선정 및 시설용량, 경제성을 고려한 시설효과 검토 등 저영향개발기법 적용시 사업부지 특성에 따른 최적화를 고려하여 계획 및 설계에 적용할 필요성이 있다. 이에 비용적 측면을 고려한 최적설계가 가능한 SWMM-ING(Storm Water Management Model - Low impact development desigN proGram)을 개발된 바 있다. SWMM-ING은 비전문가도 사용이 가능하도록 저영향개발기법 최적화과정이 간단하고 직관적이며 비용을 고려한 최적설계가 가능하도록 개발된 소프트웨어로 기법 적용시 개략적인 비용추정 및 배치선정 등 저영향개발기법의 설계최적화가 가능하다. 또한 각각의 저영향개발기법에 대한 초기설치비용, 유지관리비용, 이자율, 기대수명, 대상지역 내 공간적 위치를 반영하여 강우유출수 및 비점오염저감효과를 시나리오별로 제시가 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 SWMM-ING를 이용하여 대규모 도시개발부지의 저영향개발기법 적용에 따른 유량 및 수질저감효과를 평가하고 유지관리비를 포함한 비용을 추정하여 최적설계 검토를 수행하였다.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.228-236
• /
• 2015

Urbanization causes many environmental, hydrological and ecological problems such as distortion of the natural water circulation system, increase in nonpoint source pollutants in stormwater runoff, degradation of surface water quality, and damage to the ecosystem. Due to the increase in impervious surface by urbanization, developed countries apply low impact development (LID) techniques as important alternatives to reduce the impacts of urbanization. In Korea, LID techniques were employed since 2012 in order to manage nonpoint source pollutants. LID technology is a technique for removing pollutants using a variety of physical, chemical and biological mechanisms in plants, microorganisms and filter media with the reduced effluence of stormwater runoff by mimicking natural water circulation system. These LID facilities are used in a variety of filter media, but an assessment has not been carried out for the comprehensive comparison evaluation of adsorption and desorption characteristics for the pollutant removal capacity. Therefore, this study was conducted to analyze the adsorption and desorption characteristics of various filter media used in the LID facilities such as sand, gravel, bioceramic, wood chips and bottom ash etc. in reducing heavy metals(Pb, Cu). In this study, the adsorption affinity for Pb in all filter media was higher than Cu. Pseudo second order equation and Langmuir-3 isotherm are more applicable in the adsorption kinetic model and adsorption isotherm model, respectively. As a result of the desorption experiment, the filter media does not exceed KSLT which is the hazardous substance leaching limit, showing the capability of the filter media in LID. The bioceramic and woodchip as filter medias were evaluated and exhibited excellent adsorption capacity for Pb.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.39 no.3
• /
• pp.140-148
• /
• 2017

The effectiveness of the first flush treatment system using settling process was evaluated to reduce urban nonpoint source pollutant loads to surface water during storm events. A pilot scale system was constructed and tested in the field and surface runoff samples were collected automatically according to pre-defined conditions. Nine rainfall events were tested and average removal efficiencies of TSS (Total Suspended Solid), TP (Total Phosphorus) and TN (Total Nitrogen) were evaluated as 87.4%, 75.3%, and 43.6%, respectively. Concentration and removal efficiency of pollutants were found to be affected by an amount of rainfall and rainfall intensities of the respective events. This seemed to be caused by the greater particulate fractions of first flushed samples than the samples collected in later time periods during the same rainfall events. The study showed that it is possible to remove a significant portion of the nonpoint source pollutant loads in initial rainfall runoff by using a simple settling process for TSS and TP without requiring additional power or chemicals.