• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2015

비점오염의 특성에 대해 지속적으로 연구 중이지만 수문특성과 연관성이 크다 보니 그 일관성에 대해 확실한 기법이 개발되지 않았다. 기법 개발과 효과적인 오염원 관리를 위해 SWMM 등의 모형을 활용하고 있지만 투입된 노력과 시간에 비해 그 효율성이 매우 적은 편이다. 이런 부분을 보완하고자 본 논문에서는 기존의 비점오염량 산정방법이 아니라 낙동강유역의 도시화 특성 및 수문/기상자료와 처리장 운영자료를 활용한 차별화된 원단위법을 통해 비점 배출 부하량 산정방법을 제시하려고 한다. 배수구역 내 관거 시스템을 합류식으로 가정하였고 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장의 강우 유입량, 하수처리장의 우회유량(Bypass 유량), 하수처리구역의 CSO 유량 3가지로 구분 지었다. 유입 방류자료와 강우자료를 활용하여 임계강우량을 3mm로 설정하여 3mm이상일 경우에 우회유량이 발생한다고 가정하였고 우회유량 발생시 오염부하량 산정은 건기평균유량에 유량변동부하율을 곱하여 시간최대유량으로 전환한 후 강우 지속기간 동안만 우회유량이 발생하는 것으로 가정하였다. CSO 유량은 처리구역/배수구역 면적비에 따라 3개의 그룹으로 구분한 뒤 검증된 SWMM-온천천 모형의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 유사한 소유역을 각 그룹의 대표유역으로 선정하였다. 선정된 소유역의 CSO 유량과 수문현상의 비선형적인 관계를 고려할 수 있는 신경망 기법을 적용하여 강우특성에 따른 CSO 오염부하량 산정을 실시하였다. 산정결과를 바탕으로 각 하수처리장별 비점저감 기여율을 산정한 결과 대구북부 처리장에서 21.56%로 가장 높은 효율을 보여줬으며 거창가조 지점에서 0.11%로 가장 낮은 효율을 보여주는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 낙동강유역 내 위치한 하수처리장의 효율성에 대해 알 수 있으며 개선되어야 할 처리장들을 알 수 있었다. 또한 획일화된 방법이 아닌 차별화된 원단위법을 통한 오염부하량 산정은 앞으로의 연구방향에 있어서 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제23권5호
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• pp.557-564
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• 2009

A combined sewer system can quickly drain both storm water and sewage, improve the living environment and resolve flood measures. A combined sewer system is much superior to separate sewer system in reduction of the non-point source pollutant load. However, during rainfall. it is impossible in time, space and economic terms to cope with the entire volume of storm water. A sewage system that exceeds the capacity of the sewer facilities drain into the river mixed with storm-water. In addition, high concentration of CSOs by first-flush increase pollution load and reduce treatment efficiency in sewage treatment plant. The aim of this study was to develope a processing unit for the removal of high CSOs concentrations in relation to water quality during rainfall events in a combined sewer. The most suitable operational design for processing facilities under various conditions was also determined. With a designed discharge of 19.89 m/min, the removal efficiency was good, without excessive overflow, but it was less effective in relation to underflow, and decreased with decreasing particle size and specific gravity. It was necessary to lessen radius of vortex separator for increasing inlet velocity in optimum range for efficient performance, and removal efficiency was considered to high because of rotation increases through enlargement of comparing height of vortex separator in diameter. By distribution of influent particle size, the actual turbulent flow and experimental results was a little different from the theoretical removal efficiency due to turbulent effect in device.

• 상하수도학회지
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• 제18권3호
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• pp.320-330
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• 2004

Most of domestic city is served combined sewer system among various sewer system like as separate sanitary, combined sewer system and storm sewers. During the wet weather, sewer and rainfall have been overflowed because it is over capacity of the combined sewer system; that is called combined sewer overflows(CSOs) This research was carried out to investigate runoff characteristics of combined sewer and to evaluate the effective CSOs volume in Hong-Chun gun. During wet weather, SS load of first rainfall at H-1, H-2, and H-3 were 600kg/event, 370kg/event, and 289kg/event, respectively. 55 load of second rainfall were 216kg/event, 113kg/event, and 37.2kg/event. When the first rainfall, event mean concentrations(EMCs) at each site were 702mg/L, 816mgjL and 861.5mg/L. The second rainfall's event mean concentrations(EMCs) were 99.9gm/L, 161.9mg/L, 103.6mg/L. Rrst flush coefficient b at each site were 0.237,0.166, and 0.151. When the first rainfall, the flow containing 80% of pollutant mass of CSOs at each site were 0.55, 0.23, 0.48 in first rainfall, respectively. The case of second rainfall were 0.79, 0.83, 0.81. Most of all, characteristics of rainfall like as analysis of first-flush, CSOs volume, pollutant loadings is investigated to decide intercepted volume for control of CSOs.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.505-509
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• 2008

우리나라의 최근에 개발된 신도시나 신시가지를 제외한 대부분이 합류식 하수관망으로 구성되어 있다. 이에 따른 초기강우시 도시 인접하천으로 유입되는 유출수가 수질오염을 가중시키고 있다. 분류식 하수관이 설치된 지역이라도 강우에 의해 도시지역 노면에서 우수관을 통해 하천으로 배출되며 유출수 자체도 오염물질 농도가 높고 유해물질까지 함유하고 있는 경우가 많다. 그러므로 도시하천에 대한 종합적인 수질관리를 위해서는 점오염원뿐만 아니라 초기강우시 도시 유출수의 수질 및 오탁부하량 등 비점오염원에 대한 기초조사 및 해석이 선행되어야 한다고 판단된다. 따라서, 이 연구에서는 도시하천의 초기강우에 의한 유출수의 수질특성을 분석하기 위하여 홍제천, 중랑천, 남가좌배수구역 및 군자배수구역 등 4개 도시유역에서 직접 시료를 채취하여 각 수질항목에 대하여 분석하였다. 수질분석은 환경오염공정시험법이나 표준시험법에 준하였고, 현장에서 실측이 가능한 항목들은 현장에서 측정하였으며, 나머지 항목은 시료를 즉시 실험실로 운반하여 분석하였다. 홍제천은 1996년 8월부터 1997년 9월까지 5개 강우사상의 자료를 분석하였고, 중랑천은 2001년 5월부터 2005년 4월까지 7개 강우사상, 남가좌배수구역은 1995년 7월에서 1997년 9월까지 5개 강우사상, 그리고 군자배수구역은 2005년 4월부터 2007년 9월까지 11개 강우사상에 걸쳐 수질분석을 실시하였다. 분석된 수질자료를 이용하여 도시지역의 초기강우에 의한 초기유출수와 수질의 관계를 분석 비교 하였으며, 또한, 초기유출수에 따른 비점오염원별 상관성을 분석하여 유량 측정을 통하여 보다 손쉽게 총 오염부하량을 산출 할 수 있도록 비유량과 SS, $BOD_5$, COD 등의 수질성분간의 상관계수와 회귀식을 도출하여 이들 상관식으로부터 유량변화에 따른 수질성분의 예측에 활용토록 하였다. 그러나, 외삽구간의 유량에 대한 수질 예측 결과에는 큰 오차가 있을 수 있으므로, 보다 다양한 유량에 대한 수질관측자료로 보완된 상관식의 개발로 극복되어질 수 있을 것으로 판단된다. 이 연구의 성과는 도시유출에서 수질과의 상관성과 도시하천의 유량 수질관리에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3270-3278
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• 2014

도시배수시스템에서는 초기유출수(first flush)에 의한 하천오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이는 강우발생시 강우에 의해 도시지역의 비점오염원들에 의해서 오염물이 하수관거로 유입되고 한정된 하수처리장의 용량으로는 제대로 처리하지 못하는 월류수에 의해 하천의 수질이 악화되기 때문이다. 대상유역으로 선정한 경기도 구리시 돌다리분구는 합류식 관거로 이루어져 있어 우기시 강우에 의한 월류가 발생할 확률이 높다. 월류에 의해 인근 왕숙천의 수질오염이 가중될 우려가 있어 적절한 처리시설의 설치가 필요하였다. 기존의 CSOs 설계에서는 강우의 최대치를 이용하여 설계가 연구되었다. 그러나, 강우의 최대치를 이용한 설계는 시설의 과다계획으로 이어져 많은 예산낭비를 초래할 수 있으며, 처리시설의 적정규모를 산정하지 못한다. 본 연구에서는 강우특성을 분석하여 매개변수들을 산정하고 이에 따른 유출분석을 실시하였다. 또한 위험도를 고려한 강우-유출분석을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량을 포함한 유출특성에 의해 월류특성을 분석하였다. 왕숙천 BOD 오염농도를 기준으로 설계하기 위해 하수처리장 용량별 처리시설 요구효율을 산정하였으며 현재 하수처리장의 하수처리를 고려하여 간이 CSOs 처리시설의 효율을 71.48%로 하여 설계하였다.

• 한국지역지리학회지
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• 제10권3호
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• pp.568-578
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• 2004

본 연구에서는 광주천을 대상으로 수문학적 특성과 수문환경문제를 파악하고, 그 동안 하천복원 사업의 일환으로 실시되어온 하천유지수의 확보방안에 대한 문제점을 살펴보았다. 그 결과는 다음과 같이 기술할 수 있다. 건천화에 대한 대비책으로 방류되고 있는 하수처리수는 광주천의 물순환 기구를 따라 토양과 지하수를 오염시킬 위험성을 내포하고 있다. 그리고 상류부에 기저유출량이 약 $17,565m^3$/일 존재하지만, 그 대부분이 합류식 차집관거로 유입되어 하수처리장으로 직접 배출되고, 일부는 상류부에서 복류되어 지하수에 함양되고 있다. 또한 도시화에 의한 건천화의 영향으로 함양지역의 확대가 우려되고 있다. 따라서 자연적 물순환 기구를 크게 왜곡하지 않는 도시개발 즉 우수의 함양역을 적절하게 보호할 수 있는 효율적인 토지이용과 규제가 필요하며, 하천수와 지하수간의 교류가 활발한 하천상류부를 중심으로 분리식 하수도의 설치 확대 등을 통해 건전한 물순환 복원을 전제로 한 도심하천의 복원사업이 절실히 요망된다.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2013

도시유역에서 강우시에 발생되는 합류식 하수관거 월류수(CSOs; Combined Sewer Overflows)을 처리하기 위해 물리화학적 처리기법을 적용한 실증규모의 응집침전시스템을 개발하였다. 이에 앞서 응집침전시스템은 lab-test를 통해 도출된 최적의 설계조건이 실증규모로 증설할 시에 설계인자가 제대로 반영되었는지 평가가 필요하며, 최적조건에 따라 설계에 반영하였다 하더라도 대상원수의 유입특성에 따라서도 처리결과에 대한 평가가 다를 수가 있다. 이에 본 연구에서는 청주하수 처리장에 유입되는 CSOs를 대상으로 각각 $1m^3$/일과 $100m^3$/일의 CSOs를 처리할 수 있는 실험실규모 및 실증규모의 장치를 통해 실험을 수행하였다. 실증규모의 시스템을 운전하여 lab-test에서 도출된 설계인자와의 상사성을 검토하고, 이를 바탕으로 높은 처리효율을 유지하기 위한 운전인자를 적용하여 CSOs를 처리함에 있어 그 가능성을 평가하였다. 그 결과, 실험실 규모의 설계조건과 상사성을 만족하는 인라인믹서와 응집반응조의 조건을 도출할 수 있었으며, pilot-test를 운전하기 위한 적정 응집제 주입량을 도출하였고, 결과적으로 실증규모의 시스템에서도 CSOs를 대상으로 높은 효율의 응집침전처리를 가능하게 할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권12호
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• pp.877-887
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• 2017

도시유역의 중 하류부에 주로 설치되는 4방향 합류맨홀에서 과부하 흐름에 의한 에너지 손실은 도심지 침수피해를 가중시키는 주요 원인이다. 과부하 4방향 합류맨홀에는 유입관의 유입조건에 따라 흐름 양상이 크게 변화되며, 중간맨홀 뿐만 아니라 3방향(T형) 합류맨홀의 흐름조건을 구성한다. 그러므로 유입관의 유입유량 변화에 따른 과부하 4방향 합류맨홀의 에너지 손실 변화 분석 및 손실계수 산정이 필요하다. 본 연구에서는 하수도시설기준을 준용하여 맨홀직경 및 관경을 1/5로 축소 한 수리실험 장치를 제작하였다. 과부하 사각형 4방향 합류맨홀에서 유입관의 유입유량비 변화에 따른 손실계수를 산정하기 위하여 유입관(주 유입관 및 양측면 유입관)의 유입유량비를 10% 간격으로 변화시켜 다양한 유량조건(40 case)을 선정하였다. 실험 결과 중간맨홀에서 0.40의 가장 낮은 손실계수가, $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 1.58의 가장 높은 손실계수가 산정되었다. 또한 합류맨홀(T형, 4방향)의 경우 측면 유입유량이 한쪽으로 편향될수록 보다 큰 손실계수를 나타냈다. 유입관의 유입유량 조건 변화에 따른 손실계수를 산정하여 손실계수 범위도를 작도하였으며, 과부하 사각형 4방향 합류맨홀에서 모든 흐름조건을 고려할 수 있는 손실계수 산정식을 제시하였다. 제시된 산정식은 유입관의 유입유량이 변화하는 배수시스템의 설계 및 검증에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권12호
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• pp.1015-1025
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• 2016

일반적으로 도심지 배수시설로 설치되는 맨홀은 중간맨홀, $90^{\circ}$ 접합맨홀, 3방향 합류맨홀 및 4방향 합류맨홀 등 다양한 접합 형태를 가지고 있다. 특히 도시유역의 중․하류부에 주로 설치되는 4방향 합류맨홀에서의 과부하흐름은 에너지 손실을 발생시켜 도심지의 침수피해를 가중시키는 주요 원인이다. 그러므로 과부하 4방향 합류맨홀에서의 흐름특성 분석 및 손실계수의 산정이 필요하다. 본 연구에서는 현황조사 결과를 고려하여 수리실험 장치를 제작하였으며, 맨홀 및 관경은 하수도 시설기준을 준용하여 1/5로 축소 제작하였다. 선정된 실험조건인 맨홀 형상 조건(사각형, 원형), 유출유량($Q_{out}$)에 대한 측면유입유량($Q_{lat}$)의 비($Q_{lat}/Q_{out}$) 및 실험 유량(2.0, 3.0, 4.0, $4.8{\ell}/sec$)을 변화시키면서 실험을 실시하였다. 실험결과 측면유량비가 증가할수록 손실계수는 증가하였으며, 사각형 맨홀보다 원형 맨홀에서의 손실계수가 다소 낮게 산정되었다. 그러나 유출유량 변화에 따른 손실계수의 변화는 미미하였다. 측면유량비에 따른 과부하 4방향 합류맨홀의 손실계수는 0.4~0.8로 산정되었다. 또한, 측면유량비 변화를 고려한 4방향 합류맨홀에서의 손실계수 산정식을 제시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권2호
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• pp.132-144
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• 2004

The purpose of this study was to evaluate alternatives for stable operation of WWTP(Wastewater Treatment Plant) with a higher rate of inflows and a higher concentration of pollutants during wet weather to minimize the pollution loads being discharged into receiving waters. 3Q(Q: dry weather flow) of a base flow is normally intercepted and flows into WWTP as it was current practice. It is revealed by simulation that the bypassing alternative of 1Q through secondary treatment and 2Q into the stream after primary treatment was as good as it is expected. The bypass pollution loads were in the range of 23.9 ~ 38.5 % of the total loads flowing into the WWTP indicating that the bypassed flows need an extra treatment such as stormwater detention reservoir, high-rate coagulation with sedimentation, and step-feed. The high-rate coagulation with sedimentation was the most effective with respect to removal of the pollution loads.