• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.6
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• pp.709-725
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• 1998

The characteristics of storm and water quality are investigated based on the measuring data of the test river, the Hongje. the water quality of the test river is generally good comparing to other urban rivers in Seoul, because of the interception of sewer flow. But this system makes the river dry up for 3-4 months in winter. On the other hand, in rainy period the storm from the combined sewer system causes rapid increasing pollutants loads. In order to simulate the urban storm and water quality of the trest basin, the models such as SWMM, ILLUDAS, STORM, HEC-1 were applied and the results are compared in its applicability and accuracy aspects. All models discussed here have shown good results and it seems that SUMM is the most effective model in simulating both quantity and quality. Also, regression relations between the water quantity and quality were derived and their applicabilities were discussed. This regression model is a simple effective tool for estimating the pollutant loads in the rainy period, but if the amount of discharge is bigger than measuring range of raw data, the accuracy becomes poor. This model could be supplemented by expanding the range of collecting data and introducing the river characteristics. The HEC-1 would be anther effective model to simulate storm runoff of a river basin including urban area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.91-91
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• 2015

최근 강우패턴의 변화에 따라 동일한 강우에 대하여 도시지역에서 증가된 첨두유량을 보이며 도달시간이 단축되어 홍수의 위험성이 매우 높다. 도시화에 따라 하천변의 개발과, 불투수 지역의 증가로 배수관망의 분포에 따라 통수능을 초과하지 않는 소규모의 강우에도 내수배제불량에 의한 침수가 발생할 가능성을 지니고 있다. 이러한 도시유역의 침수방지를 위한 내수배제시설에는 배수문, 배수펌프, 저류지, 침투시설 등 다양한 홍수분담시설이 있지만, 기존 도시유역에서의 내수배제는 빗물펌프장 등 일부 구조물에만 치중되기 쉽다. 따라서 다양한 내수배제방안 및 그에 따른 효과를 종합적으로 고려한 내수배제시설의 설치가 필요하다. 도시화가 가중화되고, 인구의 증가와 사회기반시설이 밀집되어 있는 도시지역의 침수는 인명, 재산 및 주요 시설물에 대한 피해로 이어지게 된다. 그러므로 도시지역의 침수로 인한 피해저감에 있어 유출현상의 정확한 해석 능력은 홍수제어를 위한 홍수량의 예측과 배수 및 수방시설의 설계, 침수위험지역 선정 등에 있어서 매우 중요하다. 연구 대상지역은 최근 폭우발생시 침수피해가 빈번히 발생한 서울시의 도림천 유역을 선정하였다. 도림천 유역은 도심지를 관통하며 하천의 일부가 복개되어 하천이 큰 관로의 형태를 띠고 있으며, 하천의 범람, 관거 및 내수배제 불량에 의한 침수피해가 발생하고 있다. 본 연구에서는 도시침수에 대한 효율적인 내수배제를 위한 내수배제시설 설계를 위해 설계강우의 변동에 의한 유출량의 변화를 검토하여, 배수체계에서의 역류로 인한 월류량을 산정한 뒤 범람해석모형인 FLUMEN 모형에 적용하여 도시유역에서 우수의 거동에 관한 모의를 실시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.365-365
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• 2023

우리나라는 지리, 지형 및 기상특성으로 인해 집중호우와 태풍 등으로 자연재해 피해를 입고 있으며, 재해예방사업의 일환으로 1998년부터 자연재해위험개선지구 정비사업을 통해 자연재해로부터 침수, 유실, 붕괴위험 등 피해예방을 위해 노력하고 있다. 서울특별시는 도시화로 인한 우수침투 가능지역 감소와 유역경사 부족에 따른 충분한 관거 경사확보의 어려움으로 저지대에 노면수가 집중되면서 대규모 침수피해(2010. 09, 2011. 07)가 발생되었으며, 신월·신정지구 및 화곡2지구가 자연재해위험개선지구로 선정(2011. 04), 침수방지를 위한 대책으로 국내 최초의 대규모 터널형 빗물저류배수시설(신월빗물저류배수시설)을 준공(2020. 05)하였다. 본 연구에서는 신월빗물저류배수시설 설치에 따른 상습침수구역의 사업 전·후 침수피해 저감효과 검증을 위해 도시유출모형을 구축하여 서울시 방재성능목표 확보여부를 판단하고자 하였다. 기존 설계 당시 서울시 방재성능목표(30년 빈도, 95mm/hr)는 확보되었으나 이를 초과하는 강우(2010. 09, 98.5mm/hr)가 발생함에 따라 수행된 추가 분석(100mm/hr) 결과, 유역의 침수 완전해소를 위해서는 빗물저류배수시설과 더불어 국부적인 간선관거 개량의 필요성이 제시되었다. 이에 따라 본 연구에서는 도시유출모형 구축 시 최근 개선된 하수관로, 지형특성, 홍수량산정표준침(2019, 환경부)등에 따른 수리·수문특성을 반영하고, 신일펌프장(간이)을 추가적으로 고려하여 현재 기준에서의 침수피해 저감 효과를 면밀이 분석하였으며, 그 결과 서울시 방재성능목표 뿐만 아니라 100mm/hr에도 침수가 완전 해소되는 것으로 나타났다. 신월빗물저류배수터널 설치에 따른 침수피해 저감효과 평가 및 분석결과를 통해 자연재해위험개선지구의 해제가 가능할 것으로 판단되며, 지역안전·환경효과, 주민만족도 등 다양한 항목에 대하여 상습침수구역 내 주민설문조사를 수행한 결과 신월빗물저류배수터널에 대한 만족도가 충분히 제고된 만큼 향후 시설의 기능적, 운영적 측면에서의 유지관리가 잘 이루어진다면 침수로부터 안전한 도시를 구현하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.10
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• pp.851-861
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• 2016

Recently, natural disasters, which are hard to predict and prevent, are rapidly increasing due to climate change worldwide. Particularly the damage scale of urban areas is increasing because of local torrential rainfall. In urban areas, the rain water cannot flow to pipes well due to the high percentage of impervious areas by the indiscriminate development. As a result, the inundation damage is getting higher in urban areas. So we need to characterize the interception of the grate inlets to ensure good drainage in impervious areas. But Korean installation criteria of grate inlets does not reflect road and drainage sector characteristics so the grate inlets do not function properly in many areas. In this study, we suggest the interception capacity equations about grate inlets through hydraulic experiments in various conditions. Therefore, the interception capacity changes are analyzed according to bearing bar slopes of grate inlets, grate inlet sizes and shapes and connecting pipe numbers. Though this, we developed the interception capacity equations about domestic grate inlets.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.640-640
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• 2015

2010년과 2011년 서울에서 발생한 집중호우와 2014년 부산에서 발생한 집중호우의 발생으로 막대한 재산상의 피해와 사상자를 냈다. 2010년 9월 21일에 발생한 집중호우는 1908년 관측시작이래 가장 많은 비가 내린 것으로 기록되었으며 주거지 4,727호, 상가 1,164호, 공장 126동 등이 침수되고 13시를 기준으로 강서지점의 경우 시간당 98.5mm의 기록적인 강우를 기록하였으나, 관악지점은 5.5mm에 그쳐 두 지점간의 시간당 강우량의 편차가 약 200배 가까이 차이가 나는 것으로 나타났다. 이와 같이 최근 도시지역에서 국지성 집중호우가 증가하고 있으며 지역별 강우 편차가 크고 이에 따라 침수피해발생 여부도 지역에 따라 달라진다. 강수의 공간적 분포와 그로 인한 침수해석은 도시돌발홍수 예경보 시스템에 있어 무엇보다도 중요하다. 본 연구의 목적은 도시지역 돌발홍수 예경보 시스템 구축을 위한 정량적 강수추정 QPE(Quantitative Precipitation Estimation)기법에 따른 수리 수문학적 영향을 평가하는 것이다. 정량적 강수추정을 위해 AWS, SKP, 레이더 자료를 활용하여 250m의 해상도를 가지도록 크리깅을 적용하였다: QPE 1은 34개의 AWS의 지점우량을 지구통계학적 기법 중의 하나인 크리깅을 이용하여 산정한 기법, QPE 2는 AWS와 156개의 SKP의 강우데이터를 크리깅을 이용하여 산정한 기법, QPE 3는 광덕산 레이더를 이용한 기법, QPE 4는 AWS, SKP, 광덕산 레이더 자료를 조건부 합성한 기법이다. 월류량을 산정하기 위해 도시유출해석모형인 SWMM을 강남역 일대를 대상으로 구축하고 우수관로 시스템으로 유입되지 못한 노면류(Surface flow)를 함께 고려하였다. 침수해석을 위해서는 DHM모델을 적용하였으며 2013년 7월 기간에 발생한 호우에 대하여 분석을 수행하였다. 비교수행을 위해서 인접한 서초 AWS와 강남 AWS의 지점강우량도 함께 고려하였으며 모의결과를 국가 재난관리 정보 시스템(NMDS)에 침수피해가 확인된 가옥 및 빌딩 정보와 일치여부를 적합도로 산정하였다. 산정된 적합도를 통하여 정량적 강수추정기법에 따른 수리?수문학적 영향을 평가하였다. 실제 침수흔적정보와 비교 결과, QPE 2와 QPE4가 가장 적합도가 높았으며 이에 따라 고밀도의 관측망의 구성이 도시지역 침수해석결과에도 적합할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.27 no.4
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• pp.23-32
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• 2023

The seismic performance of buried PE pipes is reported to be favorable due to their exceptional elongation capacity at break. Although a seismic performance evaluation procedure based on the response displacement method has been summarized in Korea for fusion-bonded PE pipes, there is currently no procedure available for mechanically jointed PE pipes. This article aims to present a seismic performance evaluation procedure based on the response displacement method specifically designed for mechanically jointed PE pipes in Korea. When employing the mechanical joining method for PE pipes, it is recommended to adhere to the evaluation procedure established for segment-type pipes. This involves assessing the stress induced by the pipe, the expansion and contraction strain of the joint, and the bending angle of the pipe joint. Furthermore, the coefficient of inhomogeneity of the soil, which is necessary for estimating the axial strain of the ground, is introduced. Additionally, a computation method for determining lateral displacement and reconsolidation settlement in soil susceptible to liquefaction is proposed. As a result of the sensitivity analysis considering the typical soil condition in Korea, the mechanically jointed PE pipe with a certain quality was shown to have good structural seismic safety when soil liquefaction was not considered. This procedure serves as a valuable tool for seismic design and evaluating the seismic performance of mechanically joined buried PE pipes, which are primarily utilized for connecting small-diameter pipes.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.2
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• pp.211-216
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• 2000

In this paper, experimental investigations were carried out to remove NOx, SOx simultaneously from a simulated combustion flue gas [$NO(0.02%)-SO_2(0.08%)-CO_2-Air-N_2$] by using a pulse corona induced plasma chemical processing. Discharge domain of wire-cylindrical plasma reactor was separated from a gas flow duct to avoid unstable discharge by aerosol particle deposited on discharge electrode and grounded electrode. The NOx, SOx removal was experimentally investigated by a reaction induced to ammonium nitrate, ammonium sulfate using a low price of aqueous NaOH solution and a small quantity of ammonia. Volume percentage of aqueous NaOH solution used was 20% and $N_2$ flow rate was $2.5{\ell}/min$ for bubbling aqueous NaOH solution. Ammonia gas(l4.82%) balanced by argon was diluted by air and was introduced to a main simulated flue gas duct through $NH_3$ injection system which was in downstream of reactor. The $NH_3$ molecular ratio(MR) was determined based on [$NH_3$] and [$NO+SO_2$]. MR is 1.5. The NOx removal rates increased in the order of DC, AC and pulse, but SOx removal rates was not significantly effected by source of electricity. The NOx removal rate slightly decreased with increasing initial concentration. but SOx removal rate was not significantly affected by initial concentration. The NOx, SOx removal rates decreased with increasing gas flow rate.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.8
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• pp.462-469
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• 2017

Eutrophication and shortage of phosphate ore raise the necessity of phosphate removal and recovery from wastewater treatment plants. Especially, a sludge treatment system containing highly concentrated phosphate should be targeted for phosphate removal and recovery. This study thus aimed to evaluate the capability of the struvite crystallization process for phosphate removal and recovery from a sludge treatment system of a wastewater treatment plant. Analysis on phosphate concentrations and masses in the sludge treatment system revealed that digested sludge and centrate have phosphate concentrations and masses, high enough to adopt the struvite crystallization process. Chemical equilibrium modeling indicated that the struvite crystallization reaction substantially occurred with pH higher than 8 and $Mg^{2+}$ concentration 1.2 times higher than its theoretical requirement. A series of batch tests with digested sludge and centrate indicated that the phosphate removal reaction by struvite crystallization followed a first-order kinetics and reached over 80% removal efficiency at equilibrium. Aeration in the batch tests was found to purge $CO_2$ in sludge or centrate and increase pH up to 8.7, without adding NaOH. Thus, we concluded that the struvite crystallization process could be an efficient and economical process for phosphate removal and recovery from a wastewater treatment plant.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.2
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• pp.590-599
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• 2017

In South Korea, sewage pipeline exploration devices have been developed using high resolution digital cameras of 2 mega-pixels or more. On the other hand, most devices are less than 300 kilo-pixels. Moreover, because 100 kilo-pixels devices are used widely, the environment for image processing is very poor. In this study, very low resolution ($240{\times}320$ = 76,800 pixels) images were adapted when it is difficult to detect cracks. Considering that the images of sewers in South Korea have very low resolution, this study selected low resolution images to be investigated. An automatic crack detection technique was studied using digital image processing technology for low resolution images of sewage pipelines. The authors developed a program to automatically detect cracks as 6 steps based on the MATLAB functions. In this study, the second step covers an algorithm developed to find the optimal threshold value, and the fifth step deals with an algorithm to determine cracks. In step 2, Otsu's threshold for images with a white caption was higher than that for an image without caption. Therefore, the optimal threshold was found by decreasing the Otsu threshold by 0.01 from the beginning. Step 5 presents an algorithm that detects cracks by judging that the length is 10 mm (40 pixels) or more and the width is 1 mm (4 pixels) or more. As a result, the crack detection performance was good despite the very low-resolution images.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.135-135
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• 2011

지구온난화와 이상기후에 따라 최근 우리나라를 둘러싼 기후패턴의 변화가 가속화되고 있으며 한반도는 장마기간이 소강상태를 보이는 반면, 장마 후 국지성 집중호우가 증가하고 태풍이 내습하는 현상이 빈번해짐으로써 홍수에 대한 위험과 피해규모도 증가하고 있다. 특히 도시지역에서는 강우규모가 배수시스템의 용량을 초과하거나, 하천수위 상승으로 관로 내에 역류가 발생하는 등 우수 배제 기능을 제대로 수행하지 못할 경우 발생하는 지표침수로 인해 심각한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 실제로 현재 홍수해석 및 홍수위험지도 작성시 내수시스템을 반영하지 않아 침수면적 및 범위의 오차가 존재하며 홍수위험지도 작성시 내수범람과 외수범람을 따로 고려하는 문제점이 있다. 따라서 도시 침수 해석시 내수시스템을 반영한 정확한 침수심 및 침수면적계산뿐만 아니라 이상기후에 대비한 복합적 요인으로 인한 침수해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 하천해석을 위해 1차원 하천 해석 모형인 FLDWAV모형을 적용하고 가상의 제방 파제 시나리오를 통하여 외수범람 영향을 구하였으며, 배수시스템의 SWMM모형과 제내지에서 내수와 외수범람의 영향을 고려한 DEM기반의 2차원 범람해석을 연계한 Dual-Drainage모형에 대하여 외수범람 영향에 따른 흐름의 양상, 침수심, 침수위 등을 분석하였다. 개발한 모형에 대한 적용성을 검토하기 위하여 대구 신암5동 유역을 선정하였고 대상유역의 수치지도를 활용하여 정형 격자 20m 크기로 지형자료를 구성하였으며, 건물의 영향도 고려하기 위해 DEM에 건물자료를 합성하였다. 침수해석 결과 내수시스템의 영향을 고려하지 않을 때가 고려하였을 때 보다 Node(맨홀)에서의 재유입의 영향으로 인하여 최대 침수심이 더 높게 나왔으며 침수면적도 넓게 나타나는 것을 확인하였고, 기존의 홍수위험지도 작성시 외수침수와 내수침수를 구분하여 해석하였던 것을 본 연구에서 통합하여 외수범람의 영향을 고려한 통합침수해석을 실시하여 내수에서 발생할 수 있는 유출량과 내수시스템의 월류량 등에 대한 고려가 없는 외수침수만 해석시 보다 최대침수심이 더 높게 나타났으며 침수면적 또한 넓게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구를 통해서 도시홍수, 돌발홍수 등의 발생시 정확한 도시 침수 해석이 가능하며 도시침수구역에 대한 적절한 예 경보 및 피난대책 수립에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한 국내의 홍수위험지도나 도시 침수해석과 연계하여 선행시간을 확보한 정확도 높은 홍수정보시스템 구축에 크게 기여할 것으로 판단된다.