• 상하수도학회지
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• 제23권2호
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• pp.181-187
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• 2009

In this study, a runoff hydrograph and runoff volume were calculated by using the kinetic wave theory for small urban watersheds based on the concept of low impact development(LID), and the effective imperviousness was estimated based on these calculations. The degree of sensitivity of the effective imperviousness of small watersheds to the impervious to pervious area ratio, infiltration capability, watershed slope, roughness coefficient and surface storage depth was then analyzed. From this analysis, the following conclusions were obtained: The effective imperviousness and paved area reduction factor decreased as the infiltration capability of pervious area increased. As the slope of watersheds becomes sharper, the effective imperviousness and the paved area reduction factor display an increasing trend. As the roughness coefficient of impervious areas increases, the effective imperviousness and the paved area reduction factor tend to increase. As the storage depth increases, the effective imperviousness and the paved area reduction factor show an upward trend, but the increase is minimal. Under the conditions of this study, it was found that the effective imperviousness is most sensitive to watershed slope, followed by infiltration capability and roughness coefficient, which affect the sensitivity of the effective imperviousness at a similar level, and the storage depth was found to have little influence on the effective imperviousness.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권1호
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• pp.67-74
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• 2019

Apparent changes in the natural hydrologic cycle causing more frequent floods in urban areas and surface water quality impairment have led stormwater management solutions towards the use of green and sustainable practices that aims to replicate pre-urbanization hydrology. Among the widely documented applications are infiltration techniques that temporarily store rainfall runoff while promoting evapotranspiration, groundwater recharge through infiltration, and diffuse pollutant reduction. In this study, a laboratory-scale infiltration device was built to be able to observe and determine the factors affecting flow variations and corresponding solids removal through a series of experiments employing semi-synthetic stormwater runoff. Results reveal that runoff and solids reduction is greatly influenced by the infiltration capability of the underlying soil which is also affected by rainfall intensity and the available depth for water storage. For gravel-filled structures, a depth of at least 1 m and subsoil infiltration rates of not more than 200 mm/h are suggested for optimum volume reduction and pollutant removal. Moreover, it was found that the length of the structure is more critical than the depth for applications in low infiltration soils. These findings provide a contribution to existing guidelines and current understanding in design and applicability of infiltration systems.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.101-111
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• 2015

본 연구에서는 함안군 군북면 소포리 일원에 있는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$부대 이전사업지구에 설치된 레인가든의 특성을 실험을 통해 확인하고, 레인가든의 침투 및 유출을 모의할 수 있는 1차원 모형을 제안하였다. 구축된 모형을 이용하여 설치 후 및 과거 10년간의 강우자료를 이용하여 모의 평가를 수행하였다. 아울러 연최대치 호우사상에 대한 적용 평가를 통해 레인가든이 상쇄시킬 수 있는 불투수면적의 규모를 추정해 보았다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 변수위 실험 방법을 적용하여 추정한 레인가든의 투수계수는 0.0188 m/hr인 것으로 나타났다. 아울러 과거 10년간의 강우자료에 대한 모의 실험에서 지붕 전체 면적을 사용하는 경우, 침투량의 비율이 약 90.38%로 나타났다. (2) 지난 10년간의 연최대치 호우사상에 대해 동일한 방법으로 침투모의를 수행한 결과, 본 연구에서 검토한 레인가든은 그 표면적의 30배 정도에 해당하는 불투수면적을 상쇄할 수 있는 침투성능을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.195-202
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• 2006

침투경로분석은 지형공간정보 기술을 활용한 군사응용분야 중 하나이다. 분석결과는 잠재적인 적의 침투에 대해 취약한 경로를 보여줄 것이다. 가능한 침투경로를 찾기 위하여 탐지확률의 합으로 표현되는 비용함수를 최소화하는 최적경로알고리듬(다익스트라 및 $A^*$)을 사용하였다. 열상장비의 성능, 수치고도모형을 이용한 가시선분석 결과와 지형분석도(VITD)에 포함된 지형공간정보 커버리지(coverage) 중 2개의 관련된 커버리지를 사용하여 비용함수를 계산하였다. $50m{\times}50m$ 셀(cell) 크기 단위로 각각의 비용이 계산되고 저장되었으며, 최적경로로서 경로상의 모든 비용의 합을 최소화하는 경로를 찾아내었다. 제안된 방법은 대한민국의 대전지역을 대상으로 실험하였다. 실험 결과 다익스트라와 $A^*$ 알고리듬은 큰 차이가 없었으며, 다만 $A^*$ 알고리듬의 수행시간 측면에서 유리하였다. 이러한 응용분야는 침투와 감시의 두 가지 측면에서 모두 활용될 수 있다. 열상장비의 위치를 바꿔서 시뮬레이션을 수행하면, 가장 취약한 경로를 침투목적으로 찾아낼 수 있다. 다른 측면으로 보면 열상장비의 최상의 위치를 선택하기 위하여 사용될 수 있다. 이는 군사응용분야에 대한 강력한 지형공간정보 활용 해법의 한 가지 예제가 될 것이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.200-203
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• 2008

Water mist fire suppression system utilizes the fire suppression features such as cooling of fire source, dilution of ambient oxygen, and shielding of radiation heat with the evaporation of microscopic water droplets. The momentum of water mist is relatively low and the infiltration of water mist to the fire source is not effective. In addition to lower penetration force, the evaporated water vapor is liable to decline to limited portion of fire source due to its light weight and sparse density. On the other hand, the cycling water mist system is expected to improve the penetration force of water mist as well as the dilution coverage capability with the stratified spray characteristics. At this paper we present the analyzed fire suppression capability of intermittent water spray pattern by use of FDS which is computational fire dynamics fire model. We expect this analysis shall be supportive to the development of the prototype of water mist nozzle.

• KIEAE Journal
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• 제10권4호
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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.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.375-381
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• 2008

본 연구에서는 자체 개발한 물리적기반의 격자다층 분포형 홍수유출모형을 이용하여 남강댐유역을 대상으로 유출해석을 하고, 최적 매개변수 산정을 위하여 각 매개변수별 민감도 분석을 실시하였다. 그 중 유출량에 가장 큰 영향을 끼치는 유역의 초기 토양함수 상태 및 포화 투수계수를 중심으로 유출량에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 강우유출해석의 결과로부터 모형의 적합성을 평가하기 위하여 체적오차의 백분율(VER)과 첨두유량 오차의 백분율(QER)을 이용하여 모형을 평가하였으며, VER과 QER이 각각 16.7%, 6.7%로 나타나 매개변수 보정 전에 비해 약 6% 향상된 결과를 보였다. 매개변수 민감도 분석 결과, 개발된 분포형 모형에서 유출에 가장 큰 영향을 미치는 부분이 토양 조건 중에서 투수계수와 층 분할 비율이라는 것을 알 수 있었고, 분포형모형의 특성상 매개변수의 초기보정 없이도 유량의 크기와 첨두시간 모두 관측값과 비교적 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.305-310
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• 2015

서울시는 2014년 기존의 서울시 물순환 조례에 저영향개발 (low impact development, LID)을 포함하는 조례개정을 통해 빗물관리의 토대를 마련하였다. 새롭게 개정된 조례에서는 2050년까지 연 강수량의 약 630 mm를 저류 및 침투시킬 것을 계획하고 있으며, 침투, 저류 및 식생을 활용하는 빗물관리시스템을 도입하여 관리하고자 한다. 저영향개발기법은 개발사업에서 생태, 물순환, 환경 등의 목표를 달성하고자 할 때 적용할 수 있는 중요한 기법이다. 본 연구에서는 서울시에 적용한 침투형 빗물받이, 생태저류형 배수로 및 투수성 포장 등의 다양한 물순환 시설 (LID)의 효과를 평가하기 위하여 수행되었다. 모니터링 결과 다른 시설에 비하여 투수성 포장에서 강우유출 저감효과가 가장 높게 나타났으나, 공극막힘현상을 줄이기 위한 방안이 설계에 반영되어야 하는 것으로 나타났다. 비점오염물질 유출저감의 경우 자동차 운행정도에 의한 오염물질 축적이 큰 영향을 끼친 침투형 빗물받이, 물리 및 생물학적 기작의 영향을 받은 생태저류형 배수로에서 높게 분석되었다. 다양한 목적으로의 저영향개발 기법 적용은 물순환 효과뿐만 아니라 환경오염저감, 생태복원, 심미적 효과 등의 다양한 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.436-441
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• 2013

복류수와 천변여과지 그리고 점차 여과거리가 짧아지고 있는 우리나라의 강변/하상여과 등이 가지는 미량오염물에 대한 저항능력을 평가하기 위하여 5 m 길이의 모래칼럼을 이용한 실험을 수행하였다. 실험결과 우리나라 하상의 토양은 유기물 함량이 상당하여 염소이온의 토양표면 흡착이 비교적 활발함 알 수 있었다. 페놀은 칼럼의 여과수에서 검출되지 않았고, 1,4-다이옥산과 다이아지논은 하상토양과 흡착반응을 일으키면서 이동하며, 2.5 m의 이동과정에서 1,4-다이옥산의 첨두농도는 유입농도의 약 40%로 그 농도가 감소하였고, 다이아지논의 첨두농도는 약 60%로 감소하는 것으로 나타났다. 실규모 설비에서는 여과거리가 5 m 보다 더 길기 때문에 첨두농도의 감소효과는 상당히 클 것으로 기대되었다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제19권2호
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• pp.197-215
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• 2015

Modeling water flow in variably saturated, porous media is important in many branches of science and engineering. Highly nonlinear relationships between water content and hydraulic conductivity and soil-water pressure result in very steep wetting fronts causing numerical problems. These include poor efficiency when modeling water infiltration into very dry porous media, and numerical oscillation near a steep wetting front. A one-dimensional finite element formulation is developed for the numerical simulation of variably saturated flow systems. First order backward Euler implicit and second order Crank-Nicolson time discretization schemes are adopted as a solution strategy in this formulation based on Picard and Newton iterative techniques. Five examples are used to investigate the numerical performance of two approaches and the different factors are highlighted that can affect their convergence and efficiency. The first test case deals with sharp moisture front that infiltrates into the soil column. It shows the capability of providing a mass-conservative behavior. Saturated conditions are not developed in the second test case. Involving of dry initial condition and steep wetting front are the main numerical complexity of the third test example. Fourth test case is a rapid infiltration of water from the surface, followed by a period of redistribution of the water due to the dynamic boundary condition. The last one-dimensional test case involves flow into a layered soil with variable initial conditions. The numerical results indicate that the Crank-Nicolson scheme is inefficient compared to fully implicit backward Euler scheme for the layered soil problem but offers same accuracy for the other homogeneous soil cases.