• 한국물환경학회지
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• 제35권2호
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• pp.165-180
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• 2019

Water quality data of 81 lakes in Korea, 2013 ~ 2017 were analyzed. Most water quality parameters showed left-skewed distribution, while dissolved oxygen showed normal distribution. pH and dissolved oxygen showed a positive correlation with organic matter and nutrients, which appeared to be a nonsense correlation mediated by the algae. The ratio of $BOD_5$ and $COD_{Mn}$ to CBOD was 21 % and 52 % in the freshwater lakes, respectively. TOC concentration appeared to be underestimated by the UV digestion method, when salinity exceeds $700{\mu}S\;cm^{-1}$. In terms of nitrogen/phosphorus ratio, the limiting factor for algal growth seemed to be phosphorus in most of the lakes. Chlorophyll ${\alpha}$ increased acutely with decrease of N/P ratio. However, it seemed to be a nonsense correlation mediated by phosphorus concentration, since the N/P ratio depended on phosphorus. The N/P ratio of brackish lakes was lower than that of the freshwater, at the same concentration of phosphorus. It is worth examining denitrification that occurs, in bottom layer and sediment, during saline stratification. $Chl.{\alpha}$ concentration decreased in the form of a power function with increase of mean depth. The primary reason is that deep lakes are mainly at the less-disturbed upstream. However, it is necessary to investigate the effect of sediment, on water quality in shallow lakes. Light attenuation in the upper layer, was dominated by tripton (non-algal suspended solids) absorption/scattering (average relative contribution of 39 %), followed by CDOM (colored dissolved organic matter) (average 37 %) and $Chl.{\alpha}$ (average 21 %).

• 한국농공학회논문집
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• 제64권6호
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• pp.1-12
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• 2022

Estuary reservoirs were artificial reservoir with seawalls built at the exit points of rivers. Although many water resources can be saved, it is difficult to manage due to the large influx of pollutants. To manage this, it is necessary to analyze watersheds and reservoirs through accurate modeling. Therefore, in this study, we linked the Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF), Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC), and Water quality Analysis Simulation Program (WASP) models to simulate the hydrology and water quality of the watershed and the water level and quality of estuary lakes. As a result of applying the linked model in stream, R² 0.7 or more was satisfied for the watershed runoff except for one point. In addition, the water quality satisfies all within 15% of PBIAS. In reservoir, R² 0.72 was satisfied for water level and the water quality was within 15% of T-N and T-P. Through the modeling system, We applied upstream pollutant management scenarios to analyze changes in water quality in estuary reservoirs. Three pollution source management were applied as scenarios, the improvement of effluent water quality from the sewage treatment plant and the livestock waste treatment plant was effective in improving the quality of the reservoir water, while the artificial wetland had little effect. Water quality improvement was confirmed as a measure against upstream pollutants, but it was insufficient to achieve agricultural water quality, so additional reservoir management is required.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.327-341
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• 2021

수변생태벨트는 유역의 비점오염원을 저감시키고 생태적인 연결성과 건강성을 증진할 수 있는 효율적인 기법이다. 국내에서도 수변생태벨트 조성 및 관리를 위한 법적인 제도를 운영 중이나 비점오염물질 제어, 생물서식처 등 완충 기능에 유리한 하천, 호소 내의 홍수터는 제외되어 개선이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 금강 수계 대청댐 유역을 대상으로 댐 호소의 소단위별로 댐 홍수터와 수변구역의 수질, 생태계 특성을 종합적으로 평가하는 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고 분석하였다. 먼저 GIS로 대청댐 유역을 138개 소단위로 구분하고 홍수터와 인접한 수변구역을 분석하였다. 통합형 수변생태벨트 적지 선정에 영향을 미치는 생태계, 수질 영향 관련 16개의 평가인자를 선정하고 AHP분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다. 소단위에 제내·외지별, 인자별 가중치를 적용한 통합 평가를 실시하여 적지 우선 순위를 도출하였다. GIS 적지 분석을 통해 도출된 대상지들이 실제 조성에 적합한 지역인지 타당성을 판단하기 위해 5개 대상지에 대한 토지이용, 오염원, 생태적인 연계성 등에 대한 현장 검증을 시행한 결과 모든 대상지가 적정함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제시된 수변생태벨트 적지 분석 기법은 향후 통합적인 수변관리 정책 설정시 유용한 도구로써 적용될 수 있을 것이다. 단, 대상 댐별 특성과 현안에 따라 다양한 평가인자와 항목별 가중치 적용이 필요할 수 있다. 그리고 통합형 수변생태벨트 지역에 대해 그린-블루네트워크(Green-Blue Network) 측면을 고려한 세부적인 보전·복원방안 마련과 생태계서비스 측면의 평가 및 관련 법, 제도 측면의 상호 연계, 개선방안 등에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제33권4호통권92호
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• pp.366-373
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• 2000

남조류가 빈번하게 발생하는 부영양 호수를 대상으로 남조류 발생시 동물플랑크톤의 군집구조를 파악하였고, 남조류를 먹이원으로 하는 동물플랑크톤 배양실험을 통해 시간에 따른 동물플랑크톤 밀도와 우점종의 변화를 관찰하였다. 조사대상으로 한 모든 호수에서 남조류가 관찰되었다. 다른 호수에 비해 질소가 식물플랑크톤의 성장을 억제할 수 있는 정도의 농도(0.1 mg/l 이하)로 존재하고 있었던 화진포에서는 Anabaena속의 종만이 출현하였고, 그 외 다른 호수에서는 Microcystis속의 종들이 우점종으로 나타났다. 남조류가 관찰된 호수에서의 동물플랑크톤 군집은 윤충류가 우점하였고 각 호수마다 우점종에는 차이가 있었으나 Keratella, Polyarthra가 우점종으로 조사되었다. 동면저수지에서는 다른 호수들에서의 결과와는 달리 남조류의 세포밀도가 높았던 시기에 요각류의 구성비가 높았으나, 남조류의 생물량 감소와 더불어 요각류의 생물량은 감소하였고, 윤충류의 밀도는 증가하였다. 윤충류 군집 내 우점종은 Keratella,Hexathra 그리고 Polyarthra였다. 남조류를 먹이로 공급하여 동물플랑크톤 군집 변화를 관찰한 배양실험에서는 남조류 주입 4일 후 요각류의 밀도가 급격하게 감소하였으나 (약 90%), 윤충류는 Keratella ${\to}$ Pompholyx ${\to}$ Monostyla로 바뀌는 우점종 변화와 더불어 밀도가 지속적으로 증가하였다. 이상의 결과는, 윤충류가 군체 형성 혹은 독소생성 등으로 동물플랑크톤의 섭식 활동을 억제할 수 있는 남조류에 대해 상대적으로 높은 적응 능력을 가지고 있음을 시사한다.$day$^{-1}$이었고, 20 m 수심에서 채집된 시료에서는 0.88${\sim}$1.04 mg O$_{2}{\cdot}$l$^{-1}{\cdot}$day$^{-1}$이였다. 수심에 따른 유기물의 변화를 보면, 5m에서 채집된 유기물의 엽록소 a 농도는 20 m에서 회수된 유기물의 30% 정도이나, 산소소모율은 70% 수준이다. 이러한 결과에서 팔당호에서는 표층에서 식물플랑크톤에 의하여 생성된 유기물 중 저분자 유기물은 쉽게 산소를 소모하여 분해되지만, 고분자 유기물은 그대로 저층에 쌓여, 저질토의 산소 소모율에 영향을 주고 있음을 확인하였다.으로의 유역관리는 점오염원의 관리와 더불어 비료사용량의 축소, 축산분뇨의 적절한 처리, 토양유실방지등 유역의 비점오염원에 대한 관리에 더욱 집중해야 할 것으로 보인다.업용 저수지의 수질예측에 있어는 복잡한 유출모형이나 유역모형, 호소수질모형 등을 사용하기보다는 본 연구에서와　같이 기존자료를 분석하여 도출한 경험적 관계식을 사용하면 비교적 적은 노력으로도 상당히 신뢰성있게 예측하여 수질관리에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.도로

• 생태와환경
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• 제35권2호통권98호
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• pp.92-102
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• 2002

본 연구는 담수산 조개 종간의 여과능력과 실험적으로 조성된 인공연못에서 조개의 여과섭식이 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실내 실험과 인공연못에서의 섭식실험 모두에서 조개에 의한 엽록소, 총인, 부유물질과 같은 입자성 물질의 감소가 관찰되었다. 600개체의 조개가 투입된 처리구에서, 엽록소 농도와 순 1차 생산력은 $87.3{\pm}4.5\;{\mu}g/L$와 $106.3{\pm}8.8\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$에서 대조구와 거의 동일한 수준인 $25.0{\pm}0.5\;{\mu}g/L$와 $15.6{\pm}13.3\;{\mu}gC\;L^{-1}\;hr^{-1}$까지 감소하였다(P<0.05, n = 6, ANOVA). 엽록소 농도의 감소와 동시에, 투명도는 0.48m에서 1.2m까지 향상되었고, 부유물질과총인 농도는 각각 $22.0{\pm}1.0\;mg/L$에서 $7.5{\pm}0.5\;mg/L$, $133{\pm}0.8\;{\mu}g/L$에서 $7.5{\pm}0.0\;{\mu}g/L$까지 감소하였다 (P<<0.001,$r^2$>0.71,n = 11).비록 처리구에서 SRP농도의 약간의 감소와 무기질소($NH_3-N$, $NO_2-N$)의 증가가 관찰되었다 하더라도, 대조구의 농도와 비교할 때 유의적인차이는 없었다. 식물플랑크톤에 대한 여과율과 섭식과정 중에 feces와 pseudofeces와 같은 형태로의 영양염 배출율을 고려할 때, Corbicula leana가 가장 효과적인 여과섭식자였다. 이러한 결과들은 Corbicula가 입자성물질을 조절함에 있어 중요한 역할을 수행하며, 조류가 대량 발생하는 호소의 수질관리를 위해 생물학적 수질조절자로서 적용할 수 있음을 제시한다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권1호
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• pp.9-16
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• 2013

주암호내 복내 저수구역에서 서식하는 자생식물체들이 침수시 주암호 수질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 복내 저수구역이 침수되기 전인 2010년 8월의 영양염류(질소 및 인) 최대 흡수량과 침수 후 다시 침수이전 수위로 회복된 2011년 2월에 남은 식생의 영양염류 잔존량 차이를 이용하여 산술적인 영양염류 용출량을 산정하였다. 2010년 8월에 침수되기전 복내 저수구역내 식생의 면적은 987,872 $m^2$이었다. 침수전인 2010년 8월에 복내 저수구역내 식생의 분포면적별 T-N의 흡수량은 물억새가 247 kg/total reservoir area, 이삭사초가 11,340 kg/total reservoir area로 분포면적이 넓은 이삭사초의 T-N 흡수량이 물억새에 비해 많았으며, T-P의 흡수량도 1,231 kg/total reservoir area로 이삭사초가 가장 많았다. 침수 후 2011년 2월에 조사된 상부지역 물억새의 T-N 및 T-P의 잔존량은 각각 34 및 11 kg/total reservoir area로 침수 전에 비해 감소하였고, 이삭사초의 T-N 및 T-P의 잔존량은 각각 491 및 68 kg/total reservoir area로 물억새와 비슷한 경향으로 침수 전에 비해 감소하였다. 이상의 결과를 종합하여 복내 저수구역내 식생의 T-N 및 T-P의 총 용출량을 산정한 결과 T-N 용출량은 복내 저수구역 총 식생면적(987,872 $m^2$)당 12,212 kg, T-P 용출량은 총 식생면적당 1,324 kg이었다. 따라서 복내 저수구역내 자생식물은 침수시 수중에서 분해되면서 식물체내 질소 및 인이 용출되어 주암호의 수질오염을 가중시킬 수 있는 한 요인이 될 수 있으므로 호소내 수질개선을 위해서는 저수구역내 식물체의 관리방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제39권2호
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• pp.95-101
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• 2003

부영양화된 농업용저수지인 마산지(충남 아산)에서 DAPI와 fluorescent in situ hybridization방법을 이용하여 세균분포의 변화와 이에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 상관관계분석을 통해 살펴보고자 하였다. 2000년 6월부터 11월 동안의 월평균 수온은 12.3~$27.5^{\circ}C$, 수소이온농도(pH) 7.5~9.0, 용존산소량(DO) 7.1~12.8 mg/L의 범위를 보여주었다. 생화학적산소요구량(COD)(6.4-13.0 mg/L)과 엽록소 a(Chl-a)(30.5-99.0 mg/㎥), 총질소(TN)(1.748~3.543 mg/L)는 7뭘, 8월에 높게 나타난 반면, 부유물질(55)(7.5~25.7 mg/L), 총인(TP)(0.104~0.581mg/L)은 9월에 가장 높게 나타나 강우의 영향과 퇴적층의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 충세균수는 0.4~9.6$\times$$10^{6}$ cells/ml로 총세균수를 기준으로 중영양~부영양상태를 나타내었으며, 총균수에 대한 Eubacteria의 비율은 67.6~88.0%로 높은 범위를 보여주었다. 총세균수 및 Eubacteria group의 분포에 영향을 미치는 이화학적 수질인자를 검토하기 위한 상관관계분석 결과 수온보다는 Org-N, Org-P등 유기성의 영양염류가 세균군집크기와 상관성이 가장 높게 나타나 가장 큰 영향을 미치고 있는 요인으로 나타났으며, Proteobacteria group은 Org-P, Org-N과 가장 큰 영향을, 수온, 전기전도도(EC), COD, 무기질소 등도 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면에 C-F group은 Org-N에 HGC group은 수온에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 그외 항목에서는 Proteobacteria group보다 영향성이 크지 않은 것으로 나타났다. pH, DO, BOD, SS등의 항목에 대해서는 서로 영향을 미치지 않았으며, Chl-a와는 유의성있는 상관성이 전혀 없어 서로 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 다른 마산지에서는 식물플랑크톤보다는 강우현상과 그에 따른 유기물질의 영향을 크게 받는 것을 알수 있었다. 따라서 농업용저수지인 마산저수지의 세균군집의 계절적 분포는 수생태계내의 식물플랑크톤의 변화보다 강우현상 및 호소내부의 유기오염물질변화, 수온 등의 환경요인에 더 크게 영향을 받는 것으로 판단되며, 향후 오염된 농업용저수지에서 세균군집 변화에 대한 좀더 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제26권3호
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• pp.252-263
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• 2008

본 연구는 연구의 목적은 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chl), 투명도(SD)의 변수를 이용하여 호수의 영양상태(Trophic state)를 평가하였고, 전기전도도에 따르면 부유물질(SS)의 역동성을 비교 평가하여 총질소-엽록소(TN-Chl), 총인-엽록소(TP-Chl), 엽록소-투명도(Chl-SD)의 경험적 모델을 분석하였다. 호소의 영양상태 분석에 따르면, 36개 인공호 중 절반이상이 부영양-과영양화 상태 (Eutrophy-Hypertrophy)로 나타났다. 총인의 월 변이(% Variation)가 최고 500%까지 상회하였으며 특히 8월에는 연중 최고치를 보였다. 한편 총질소의 월 변이는 90% 이하로 나타났으며, 모든 호수에서 평균 총질소 농도는 1.2 mg L$^{-1}$ 이상을 상회하여, 배경 농도가 높은 것으로 나타났다(부영양-과명양화상태). 경험적 모델 분석에 따르면 투명도의 변이는 총인(R$^2$=0.15, p<0.001) 및 총질소 (R$^2$=0.20, p<0.001)보다 주로 엽록소 (R$^2$=0.31, p<0.001)에 의해 설명되는 것으로 나타났다 총인, 총 질소의 비 (TN : TP ratio)의 분석에 따르면, 대부부의 인공호는 조류 생장에 있어 잠재적인 인(P)의 영향을 시사하였다. 따라서 식물성 플랑크톤 성장은 질소보다 인에 의하여 조절 되는 것으로 나타났다. 수질 변수의 연 평균값에 로그-전환(Log$_{10}$ transformation)한 후 실시한 선형 회귀분석에 따르면 엽록소는 총인 및 총질소에 의해 각각 30%, 15% 설명되어, 연관성이 극히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 개별 호소에 대한 선형 회귀분석 일부 총인-엽록소가 강한 정 상관관계 (R$^2$=0.62, p=0.002, n=12)를 총질소-엽록소에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다(p=0.892, n=12). 상기 연구를 종합해보면 경험적 모델 분석 시 자료의 평균효과(Averaging effect)는 모델의 변이성을 설명하는 데 중요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.879-883
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• 2005

우리나라는 하천유역의 도시화 추세 속에 불투수층의 증가로 빗물의 일시 유출로 인한 홍수발생으로 많은 인명과 재산피해가 발생하고 있어 방재적 차원에서의 수자원관리가 시급한 실정이다. 또한, 초기 빗물과 합류식 하수도의 월류수에 의한 하천, 호소, 및 습지의 수질오염문제도 많이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 콘크리트로 제작된 PC 지하식 빗물저류시설로서 상부의 공간은 공원, 운동장, 주차장 등 다양하게 이용하면서 방재와 치수를 가능케 할 수 있다. 또한, PC 콘크리트 빗물저류조는 현장 타설이 아닌 PC콘크리트 블록을 현장에서 조립하여 시공기간이 대폭적으로 단축되고, 작업환경 및 주변환경을 개선시킬 수 있다. 또한, 지하수의 보전, 회복을 위한 빗물저류 침투 시설 역할도 수행하여 비상용수를 확보하고 여름철 홍수 시 빗물을 가두어 재해를 방지하는 등의 다목적 시설로 활용된다. 지하 매립형 빗물저류조는 기존의 암거설계기준을 참조하여 일본의 내진설계 기준을 반영하였으며, 고강도 콘크리트를 사용하여 강도 또한 뛰어나다. 그리고 시공이 간편하고 공기의 단축에 탁월한 효과를 나타내며, 빗물저류조 설치는 다음과 같은 특징이 있다. 1. 지하저류형 빗물저류조 시설로 설계되어 토지의 효과적인 이용이 기대된다. 2. 공사기간이 짧아 경제적이다. 3. 안정된 구조체이다. 4. 부지의 형태에 맞춘 시공이 가능하다. 5. 소규모에서 대규모의 유수지까지 광범위하게 대응이 가능하다. 6. 방재역할 수행 및 빗물이용의 역할을 담당할 수 있다. 7. 불투수층이 증가하고 있는 도시지역에서 적극 활용가능하다.로 판단된다.한 예비방류의 시행과 강우종료 후에도 이수용량에는 손실이 없는 저수지의 관리방안의 지침이 되는데 효율적이라 판단되었다. 방법을 개발하여 개선시킬 필요성이 있다.>$4.3\%$로 가장 근접한 결과를 나타내었으며, 총 유출량에서도 각각 $7.8\%,\;13.2\%$의 오차율을 가지는 것으로 분석되어 타 모형에 비해 실유량과의 차가 가장 적은 것으로 모의되었다. 향후 도시유출을 모의하는 데 가장 근사한 유출량을 산정할 수 있는 근거가 될 것이며, 도시재해 저감대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것이라 판단된다.로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며