• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.353-353
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• 2020

기후변화에 적응하기 위해 많은 나라들이 수자원 관리 전략을 마련하고 있으며, 대체 수자원 활성화 방안에 관심을 기울이고 있다. 본 연구에서는 대체 수자원 활성화 방안 중 빗물 저류지의 용량 결정 방법을 제시하고자 한다. 빗물 저류지의 용량을 결정하기 위해 메타 휴리스틱 방법 중 하나인 입자 군집 최적화(particle swarm optimization; PSO)를 선정하였다. 이는 기존 실제 설계에 사용되고 있는 시행착오법보다 시간을 단축시킬 수 있다. 최적화 모형은 python의 pyswarm package를 이용해 구성하였다. 모형의 입력자료는 저류지 유입량과 목표 공급량, 목표 보장률이고, 목적함수는 빗물 저류지 용량의 최소화이다. 제약조건은 모의된 보장률이 목표 보장률 이상을 달성하는 것이다. 여기서, 보장률은 전체 모의 기간 중 목표 공급량을 공급한 기간의 비율이다. 제시한 방법론의 적용성을 검토하기 위해 실제 저류지가 설계된 인천의 청라지구 1공구를 선정하여 적용하였다. 최적화 모형의 입력 유입량은 SWMM으로 산정된 1995년부터 2004년까지의 유출량이며, 목표 공급량은 실제 설계에 활용된 용수 목적별 요구 수량이다. 여기서 용수 목적별 요구 수량은 대상지역의 노면 청소수, 화장실 세정수, 호수 유지수 등이다. 산정 결과 계산 시간은 약 30초 소요되며, 목표 보장률을 만족하는 저류지 용량이 결정되었다. 본 연구에 제시한 방법은 제약조건이 추가되어도 기존 시행착오법에 비해 간편함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.53-53
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• 2019

최근 지구온난화로 인한 기상 이변의 이유로 우리나라뿐만 아니라 세계 여러 국가에서 홍수 및 가뭄이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 우리나라에서는 게릴라성 호우가 빈번히 발생하여 저지대 및 많은 지역에서 홍수가 발생하고 있으며, 연평균 총 강우량은 매년 비슷하나 게릴라성 호우와 같은 폭우의 빈도가 증가되고 있어 상대적으로 과거에 비해 가뭄의 발생기간도 길어지는 실정이다. 다시 말하면 게릴라성 호우와 같은 폭우는 잦아졌지만 강수량 자체는 감소하는 추세이다. 이는 홍수와 가뭄의 위험이 더 커졌다는 것을 의미한다. 이에 우리지역의 전체 물 이용 및 관리의 효율화가 필수적이며, 물 이용량의 약 50%를 차지하는 농업용수의 효율적 이용 및 관리가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 관개기에 필요한 물이 얼마나 사용이 되는지에 대한 작물의 생육시기별 필요수량을 산정하고, 산정된 필요수량의 갈수빈도분석을 실시하고자 한다. 갈수빈도분석을 통해 재현기간에 따른 작물의 순별 필요수량 따라 저류조에 유입되는 빗물의 양으로 얼마만큼 해결이 되는지 확인하여 빗물의 사용량을 산정하여 저류조의 적정 용량을 검토하고자 한다. 작물계수를 이용하여 작물별 필요수량은 HOMWRS　프로그램을 이용하여 산정하며, 작물별 생육시기에 따른 필요수량에 대한 갈수빈도분석은 수문 통계 분석과 적합도 검정을 통하여 GUM, PT3, GEV, GLO, GPA 및 GNO분포를 대상으로 적정 분포를 선정한다. 선정된 분포형을 통해 재배작물별 생육시기에 따른 필요수량 계열의 설계 필요수량을 산정한다. 이에 따른 필요수량과 갈수빈도분석 결과를 통해 재배작물의 순별 수요량을 추정한다. 재배작물의 순별 물 수요와 잠재적인 저류조의 높이를 통해 빗물을 얼마만큼 재이용할 수 있는지에 대한 수용 비율(sufficiency ratio)을 산정하고. 순별 수요량에 따른 밭 작물의 적정 빗물 저류조 용량을 결정하는 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.424-424
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• 2021

서울시 전역의 하수관로는 4개의 처리구역, 16개의 배수구역, 163개의 배수분구, 748개의 소구역으로 분할하여 관리되고 있다. 하지만 지선관로와 간선관로가 상이한 설계빈도로 계획되어 가장 작은 관리단위인 소구역에서도 일정한 방재성능을 기대하기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 소구역을 동일한 토출구를 갖는 유역으로 재정의하여 서울시 전역을 799개의 소구역으로 재분할한 후, 소구역 단위로 하수관로 방재성능을 분석하였다. 서울시 하수관로 방재성능 분석을 위해 도시유출모형은 SWMM, 도시침수모형은 2DIS를 활용하였다. 도시유출모형에서는 113,286개의 관로와 106,097개의 맨홀을 적용하였으며, 수리시설물은 서울시 관내에 위치한 31개의 모든 빗물저류조와 121개의 빗물펌프장 중 가용 가능한 117개의 빗물펌프장을 적용하였다. 하수관로의 외수위 경계조건은 하천기본계획에서 제시한 방류하천의 기점홍수위를 반영하였다. 도시침수모형에서는 5m 단위의 고해상도 지형자료와 토지피복도를 적용하여 2차원 침수모의를 수행하였으며, 799개의 소구역에 대한 방재성능 분석을 수행하여 이를 시스템에 적용하였다. 서울시 하수관로 방재성능 분석 시스템에서는 799개의 소구역을 대상으로 소구역 정보, 하수관로 정보, 수방시설물 정보, 방재성능 정보를 제공하고 있다. 소구역 정보는 해당 소구역에 대한 기본 정보 및 해당 소구역에 위치한 수리시설물에 대한 기본 정보를 제공한다. 하수관로 정보에서는 관로 및 맨홀을 선택하여 상세정보를 확인할 수 있다. 수방시설물 정보에서는 빗물펌프장, 빗물저류조, 강우관측소, 하천수위관측소, 관로수위관측소에 대한 상세정보를 제공한다. 마지막으로 방재성능 정보에서는 시나리오별 침수결과를 제공하며, 포인트 단위 침수취약지역을 표출한다. 서울시 하수관로 방재성능 분석 시스템은 하수도 정책 입안과 하수도 관련 사업 추진 시 데이터 기반의 신속하고 효율적인 의사결정 업무를 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.254-254
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• 2023

도시화로 인한 불투수면 증가에 따른 물 순환 왜곡 현상이 발생하고 있으며, 이에 따라 물관리를 위한 저영향개발 기법이 국내외에서 적극 도입되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 강우입력에 따라 LID 해석이 가능한 저영향개발 디지털트윈 분석 시뮬레이터를 개발하였다. LID DT 분석 모듈은 LID 시설 해석에 특화된 모형으로 시나리오 강우 기반 시뮬레이션 및 실시간 강우량 연동을 통한 모의가 가능하며, LID 시뮬레이션을 위해 개별적으로 활용함과 동시에 실시간 강우량 연계 시뮬레이션이 가능하도록 개발하였다. 유역유출 계산은 SWMM 모형의 비선형 저류방정식을 기반으로 유출해석 및 기본 LID 해석은 EPA SWMM 엔진으로 해석하며 저수지 추적이 요구되는 빗물이용시설의 경우 별도의 모듈을 적용하였으며, SWMM LID 해석 결과의 시설별 상세 결과 표출이 가능하도록 개발하였다. 현재 LID DT 모형의 시범 지구 적용은 세종시 6-4 생활권 해밀마을을 대상으로 하였다. 소유역 24개소, 우수관로 27개소, 소유역 24개소 및 유역면적 51ha로, 총 64개의 LID 시설을 시설형식을 구분하여 소유역별로 적용하였다. LID 시설의 강우 발생일에 대한 첨두유량과 관측 결과를 비교하여 정상 상황과 비정상 상황의 유량 오차 발생 시 점검 경보 알림 기준을 설정하였으며, 이를 통해 LID 시설의 유지보수 정보를 제공할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 실시간 강우 모의를 통해 빗물이용시설의 저류조 용량 대비 현재 빗물저류량을 계산하여 빗물이용시설의 빗물저류량에 대한 정보를 제공하여 물부족 발생알림을 제공 가능할 것으로 예상된다. 따라서 LID DT 시뮬레이터에 및 빗물이용시설 운영에 대한 의사결정 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.2B
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• pp.179-186
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• 2006

Effective interception area of street grate inlets was decreased by clogging with trash, debris, and sand. It also decreased the interception capability of grate inlets and increased the inundation area in street. Therefore, it is necessary to analyze the clogging characteristics and interception capability change by clogging for appropriate design and management of grate inlets. Hydraulic experimental apparatus which can be changed the gutter transverse slopes, longitudinal slopes of street and clogging condition of grate inlet ($40{\times}50cm$) was installed for this study. 81 total experiments were conducted with 8 different clogging condition. The interception capacities of grate inlets clogged curb direction are smaller than those of clogged flow direction. As the longitudinal slopes of street increase, the interception capacity of grate inlet decreases due to splash-over phenomena. This is also observed at grate inlets which has no clogging condition. In general, 50% of clogging factor was selected in design of grate inlet in foreign country. The clogging factor for same clogging condition are suggested 0.25~0.65 in domestic urban area.

• KIEAE Journal
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• v.10 no.4
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• pp.9-17
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• 2010

The purpose of this study is to draw out objective bases for selecting various applicable facilities in case of the establishment of rainwater management strategies. To do so, sixteen facilities were selected from decentralized rainwater management systems that induce rainwater infiltration and detention as well as centralized end-of-pipe type infiltration and detention facilities in local areas. With these facilities, it attempted to evaluate them in terms of sustainability, pollutant elimination, flood control capacity and costs and subsequently analyzed correlations between each characteristic. The outcomes of the analysis were as follows: First was the analysis of characteristics between decentralized rainwater management systems and end-of-pipe rainwater management systems. From the decentralized rainwater management systems, the mulden-rigolen system and grass swale at street level had the highest in the total of the four items while the totals of the underground detention tank and temporary detention site were highest in end-of-pipe rainwater management systems. After analyzing the correlation between different types of facilities and each variable, it can be said that decentralized rainwater management systems have a higher correlation than end-of-pipe rainwater management systems in terms of sustainability whereas the latter are better in flood control capacity than the former. Second, the analysis of correlation in variables of each facility is as follows: first, there is a negative correlation between sustainability value and flood control capacity value; and there is a positive correlation between flood control capability and pollutants elimination. In addition, it revealed that the higher the flood control and pollutant elimination capability the higher the facility costs. Based on these assessments, it is possible to use them as objective selection criteria for facility application in case of site development project or complex plan.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.2 no.4
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• pp.305-310
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• 2015

In 2014, the city of Seoul revised the ordinance regarding water-cycle restoration in the Seoul Metropolitan areas by incorporating the 'Low Impact Development (LID)' policy. The new ordinance plan will utilize 630 mm or almost 45 to 50% of annual rainfall until 2050 by means of providing a rainwater management system consisting of infiltration, retention and vegetation. The LID is believed to be the key to achieving the target requirements, specifically in development projects. This research was performed to evaluate the stormwater runoff and pollutant reduction performance of three different LID facilities (water circulation facilities) including an infiltration inlet, bioretention swale, and permeable pavement constructed in Seoul City. Results show that among the water circulation facilities, the permeable pavement achieved the highest runoff reduction as it was able to entirely capture and infiltrate the runoff to the ground. However, in order to attain a long-term performance it is necessary to manage the accumulated sediment and trapped pollutants in the landscape areas through other water circulation techniques such as through soil erosion control. In terms of pollutant reduction capability, the infiltration inlet performed well since it was applied in highly polluted areas. The bioretention facility integrating the physico-chemical and biological mechanisms of soil, microorganisms and plants were able to also achieve a high runoff and pollutant reduction. The water circulation facilities provided not only benefits for water circulation but also various other benefits such as pollutant reduction, ecological restoration, and aesthetic functions.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.07a
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• pp.500-502
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• 2007

In case Power Line Communication (PLC) method is applied to a rainwater monitoring system, PLC module should be utilized. In this paper, PLC module using ST7538Q is implemented. The design rules of the IC peripheral circuit are explained in detail. The operation of the implemented PLC module is verified through the experimental results.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.40 no.3
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• pp.1-11
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• 2012

This study focused on establishing a natural rainwater circulation system using rainwater meant for relatively large urban development projects such as a new town development. In particular, when the location selection techniques for individual elements of a natural rainwater circulation system are developed for the integrated rainwater management, changes in hydrological environment will be minimized and the natural water circulation would be restored to realize the low impact development (LID). In that case, not only the excess will be reduced but water space and green areas in a city would also increase to improve the urban sustainability. First of all, there were five elements selected for the location selection of a rainwater circulation system intended for the integrated rainwater management: rainwater collection, infiltration, filtration, retention and movement spaces. After generating these items, the location selection items and criteria were defined for each of the five elements. For a technique to apply the generated evaluation items and criteria, a grid cell analysis was conducted based m the suitability index theory, and thematic maps were overlapped through suitability assessment of each element and graded based on the suitability index. The priority areas were identified for each element. The developed technique was applied to a site where Gim-cheon Innovation City development is planned to review its feasibility and limitations. The combined score of the overlapped map for each element was separated into five levels: very low, low, moderate, high and very high. Finally, it was concluded that creating a rainwater circulation system conceptual map m the current land use plan based on the outcome of the application would be useful in building a water circulation system at the de1ailed space planning stage after environmental and ecological planning. Furthermore, we use the results of this study as a means for environment-friendly urban planning for sustainable urban development.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.422-422
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• 2011

지난 2010년 9월 21일 서울을 비롯한 우리나라 중부지역에 급습한 집중호우로 인하여 저지대 및 지하 공간 등에 상당한 홍수피해가 발생하였다. 이는 도심지역의 기존 수방대책의 한계점을 절실히 드러낸 호우사상으로 향후 극한 강우에 대비한 대응책 마련이 시급할 것으로 판단되며, 이러한 도심지역의 집중호우에 의한 홍수피해를 미연에 방지하기 위한 구조적 대책으로 저류조 설치를 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 도심지역에 시공이 간편하며 유지관리가 편하고 공사비가 저렴한 PN(Plastic Nodular) 빗물저류조를 설치하였을 경우 타 공법에 비하여 장점으로 부각될 수 있는 효과와 집중호우시 우수저감 효과를 분석하였다. 분석결과 PN 빗물저류조 설치시 상부 토지이용계획이 가능하며 사업비의 절감과 악취, 해충발생에 따른 민원 및 안전사고 등의 문제점이 해소 되는 것으로 분석되었다. 또한 호우시에는 방재 기능과 갈수기에는 부족수량을 대체 이용할 수 있으며 평상시 저류조 상부는 근린공원과 체육시설 및 별도의 부족한 차량의 주차장 공간 등으로 이용 가능효과가 있는 것으로 분석되었다.