• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.41 no.6
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• pp.107-116
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• 2013

This study was undertaken to investigate the characteristics of retention and evapotranspiration in the extensive greening module of sloped and flat rooftops for stormwater management and urban heat island mitigation. A series of 100mm depth's weighing lysimeters planted with Sedum kamtschaticum. were constructed on a 50% slope facing four orientations(north, east, south and west) and a flat rooftop. Thereafter the retention and evapotranspiration from the greening module and the surface temperature of nongreening and greening rooftop were recorded beginning in September 2012 for a period of 1 year. The characteristics of retention and evapotranspiration in the greening module were as follows. The water storage of the sloped and flat greening modules increased to 8.7~28.4mm and 10.6~31.8mm after rainfall except in the winter season, in which it decreased to 3.3mm and 3.9mm in the longer dry period. The maximum stormwater retention of the sloped and flat greening modules was 22.2mm and 23.1mm except in the winter season. Fitted stormwater retention function was [Stormwater Retention Ratio(%)=-18.42 ln(Precipitation)+107.9, $R^2$=0.80] for sloped greening modules, and that was [Stormwater Retention Ratio(%)=-22.64 ln(X)+130.8, $R^2$=0.81] for flat greening modules. The daily evapotranspiration(mm/day) from the greening modules after rainfall decreased rapidly with a power function type in summer, and with a log function type in spring and autumn. The daily evapotranspiration(mm/day) from the greening modules after rainfall was greater in summer > spring > autumn > winter by season. This may be due to the differences in water storage, solar radiation and air temperature. The daily evapotranspiration from the greening modules decreased rapidly from 2~7mm/day to less than 1mm/day for 3~5 days after rainfall, and that decreased slowly after 3~5 days. This indicates that Sedum kamtschaticum used water rapidly when it was available and conserved water when it was not. The albedo of the concrete rooftop and greening rooftop was 0.151 and 0.137 in summer, and 0.165 and 0.165 in winter respectively. The albedo of the concrete rooftop and greening rooftop was similar. The effect of the daily mean and highest surface temperature decrease by greening during the summer season showed $1.6{\sim}13.8^{\circ}C$(mean $9.7^{\circ}C$) and $6.2{\sim}17.6^{\circ}C$(mean $11.2^{\circ}C$). The difference of the daily mean and highest surface temperature between the greening rooftop and concrete rooftop during the winter season were small, measuring $-2.4{\sim}1.3^{\circ}C$(mean $-0.4^{\circ}C$) and $-4.2{\sim}2.6^{\circ}C$(mean $0.0^{\circ}C$). The difference in the highest daily surface temperature between the greening rooftop and concrete rooftop during the summer season increased with an evapotranspiration rate increase by a linear function type. The fitted function of the highest daily surface temperature decrease was [Temperature Decrease($^{\circ}C$)=$1.4361{\times}$(Evapotranspiration rate(mm/day))+8.83, $R^2$=0.59]. The decrease of the surface temperature by greening in the longer dry period was due to sun protection by the sedum canopy. The results of this study indicate that the extensive rooftop greening will assist in managing stormwater runoff and urban heat island through retention and evapotranspiration. Sedum kamtschaticum would be the ideal plant for a non-irrigated extensive green roof. The shading effects of Sedum kamtschaticum would be important as well as the evapotranspiration effects of that for the long-term mitigation effects of an urban heat island.

• KIEAE Journal
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• v.16 no.1
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• pp.67-71
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• 2016

Purpose: There is a growing interest in rainwater runoff reduction effect of green roof, as flooding caused by increasing impervious surface is becoming more and more frequent in urban areas. This study was conducted to prove runoff reduction and runoff delay effect of the retentive green roof and to investigate its influencing factors to the rainfall events that occurred in the summer of 2013. Method: The experiment intended to monitor the runoff quantity of the retentive green roof($140m^2$) and normal roof($100m^2$) in #35 building in Seoul National University, Seoul, Korea for 75 days in 2013. Result: On analysis of 9 rainfall events, it showed that the retentive green roof has 24.8~100% of runoff reduction ratio, 21.2~100% of peak flow reduction ratio, 0.5~3.75 hours of peak delay, and $1.8{\sim}7.2m^3$ of retaining capacity in an area of $140m^2$. It shows different results depending on rainfall and antecedent dry days. The results show that runoff reduction effect is effective when the rainfall is less than 50 mm and antecedent dry day is longer than five days on average. By installing retentive green roofs on buildings, it can help mitigate urban floods and rehabilitate urban water cycle.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.444-444
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• 2015

현제 도시유역의 산업화와 도시화로 인해 유역 내 불투수면적의 증가는 직접 유출량 증가, 지하수자원 고갈, 침투량 감소, 증발산량의 감소 등의 물 순환 체계의 변화를 가져왔다. 이러한 도시 유역 내 물 순환 체계 변화를 개선하기 위해 여러 국가에서 저영향개발(Low Impact Development, LID)의 개발 및 도입이 진행되고 있다. LID는 분산형 빗물관리 시설로써 유역 내 소규모의 LID 요소기술을 대상유역에 적용하여 강우유출수를 저류, 체류, 방지 및 처리하는 시설을 의미한다. LID는 궁극적 목표로 계획단계에서 개발이전의 수문기능을 유지하기 위해 보전, 영향최소화, 유출이동시간 유지, 추가유출량 감소, 오염발지에 초점을 맞추어 계획된다. 현제 LID의 성능 및 적용성에 대한 다양한 연구가 진해되어지고 있으나, LID 요소기술별 시공 비용, 유지관리 비용, 강우유출수 저감효율, 비점오염원 저감효율, 적용위치 등의 다양한 인자를 복합적으로 고려하여 LID요소기술별 적용성 평가를 수행한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 LID 요소기술 중 나무화분 여과장치, 옥상녹화, 빗무정원, 투수성포장, 침투트렌치, 빗물통, 식생수로 등의 총 7가지 LID 요소기술을 대상으로 연구를 수행하였다. LID 요소기술의 적용성평가를 수행하기 위해 시공비용, 유지관리비용, 강우유출수 저감효율, 비점오염원 저감효율, 적용위치 등의 촐 5가지 평가인자를 Entropy 방법을 이용하여 평가인자별 가중치를 산정하였다. 이후 다기준의사결정 방법 중 PROMETHEE 방법을 이용하여 LID 요소기술의 우선순위를 산정하였다. 현제 PROMETHEE 방법을 이용하여 LID 요소기술별 우선순위를 산정한 결과 옥상녹화가 첫번째 우선순위로 분석되었으며, 침투트렌치, 나무화분여과장치, 투수성포장, 식생수로, 빗물통, 빗물정원 순으로 분석되었다. 따라서 국내에 LID를 적용할 경우 옥상녹화, 침투트렌치, 나무화분 여과 장치 등의 LID 요소기술의 적용성 및 기대효과가 클 것으로 판단된다. 그러나 국내의 모든 지역을 대상으로 적용하기에는 문제가 있으며, 국내 LID 요소기술 적용 시 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 대상지역별 신뢰도 높은 LID 요소기술 적용성 평가를 위해서는 대상유역 내 시공된 LID 요소기술을 계측하여 비점오염원 및 우수유출수 저감효율, 시공 비용, 연간 유지관리 비용을 분석하여 평가를 수행되어 한다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.285-285
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• 2021

급격한 기후변화의 영향으로 강수량은 증가하는 반면 강수일수는 점차 감소하며, 지속적인 도시화로 인해 불투수 면적이 증가하여 침투량은 감소하고 우수 유출량은 증가하고 있다. 이러한 우수 유출량의 증가로 인한 홍수피해에 대한 대책으로 분산형 유출저감 시설인 저영향개발(LID)이 해결방안으로 제시되고 있다. 기존연구에서는 대부분 LID 시설별 우수 유출 저감 효과를 분석하거나, LID 시설의 설치 비율과 강우빈도를 다양하게 적용하여 유출량과 침투량 등을 분석하였다. 그러나 기후변화로 인하여 미래 호우 패턴은 과거와는 다를 것으로 예상되므로 장기적인 측면에서 기후변화 시나리오에 따른 분석을 수행할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 대표농도경로(RCP)에 따른 기후변화를 반영한 미래 호우사상에 대하여 LID 적용 면적 대비 최고의 효율을 나타낼 수 있는 LID 적용 비율을 산정하였다. 이를 위해 빈번하게 침수피해가 발생하는 동대문구에 위치한 용두빗물펌프장 유역을 선정하였으며, 다양한 LID 기법 중 설치가 용이한 투수성 포장과 옥상녹화, 그리고 도로와 단지에 적용성이 높고 저류기능과 여과기능 등이 있는 식생 체류지를 대상 LID 기법으로 선정하였다. 과거와 미래의 대표 호우사상에 대한 유출량을 SWMM으로 산정한 결과, 강수량은 110.5 mm에서 319.42 mm로 증가하였고, 지표 유출량은 87.346 mm에서 294.63 mm로 증가하였다. 그리고 LID 기법 중 세 가지를 모두 적용한 경우 지표면 유출량이 294.63 mm에서 100.3 mm로 가장 큰 폭으로 감소하였다. 또한 저감 효율이 가장 좋은 설치 면적 비율을 도출하기 위하여 다양한 LID 설치면적 비율에 대한 분석을 하였으며, 유역전체면적대비 적용면적비에 따른 우수유출 저감율을 저감효율로 정의한 결과, LID 설치비율이 60%인 경우가 지표 유출량은 1.37, 저류량은 0.50으로 가장 큰 효율이 나타났다.