• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.92-99
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• 2016

본 연구는 최근 많은 관심을 받고 있는 그린인프라 및 저영향개발 (GI & LID) 기술에 대한 물순환 및 물환경 효율성 측정을 위한 실내 외 검증, 인증 시스템을 개발하였다. 기술의 검증 및 인증을 위한 실외시험시설은 건축형, 도로형, 주차장형, 빗물정원형, 생태공원형 등 크게 5구역으로 나누어 기술종류에 따라 시험이 가능하도록 시스템을 개발하였다. 또한, 실내실험으로는 수리/수문분야, 토질/지반분야, 환경분야 등 다양한 시험이 가능하도록 시험장비의 개발 및 구축을 하였다. 본 연구에서 개발한 GI & LID 검 인증시스템 구축을 위한 실내 및 실외 시험시설의 개발은 GI & LID 기술의 적용을 위한 객관적이고 신뢰성 있는 데이터 제공에 대한 기반을 마련함과 동시에 관련 사업의 활성화에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.400-400
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• 2015

기후변화로 인해 예측하기 어려운 강우패턴의 변화와 도시화로 인한 불투수면의 증가로 도심지는 매년 침수위험에 노출되어 있다. 배수시설의 개선은 인구밀도가 높고 유동인구가 많은 도심지에서 이루어지기 쉽지 않은 상황이며, 강우패턴의 변화는 예측과 대처가 어려운 상황이다. 이러한 이유로, 침투증진을 통해 직접유출수를 줄이는 연구 중 LID(Low Impact Development)에 대한 관심이 높아지고 있다. LID기법은 도시화로 증가된 불투수면을 투수면으로 대체하여 저류, 침투, 여과, 증발산을 유도하여 물 순환 회복에 기여할 수 있는 방법으로 옥상녹화, 투수성포장, 침투 트렌치 등의 기술요소가 있다. LID 기술요소에 대해 국외의 경우 설치방안과 평균적인 저감효과를 메뉴얼로 제시하고 있지만, 강우 및 토지의 지역적 편차가 큰 국내에 적용하기에는 어려운 상황이다. 또한, LID 모델링의 경우 유역 내 적용 면적에 따른 유출저감효과를 제시하는 연구결과는 다수 제시되고 있지만, 적용 면적과 지점에 따라 효율성을 제시하는 점에서는 다소 미흡한 상황이다. 따라서 LID 기술요소 별 설계 사례와 GIS를 바탕으로 유역 내 적용 지점과 면적을 산출하고, 적용 지점 및 면적에 따른 저감 효율을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구는 SWMM모형을 이용하여 LID 기술요소 중 옥상녹화를 적용하여, 강우 강도와 적용지점 및 면적에 따른 유출저감 효율을 분석하고자 한다. 연구지역은 청계천 유역으로 총 면적의 75% 이상이 주거지, 상업지, 교통시설 등을 포함한 불투수면으로 이루어져있는 도시 지역이다. 강우자료는 10년, 30년, 80년 빈도 확률강우량을 적용하였으며, 옥상녹화를 적용하기 위한 지점과 면적은 GIS를 기반으로 산정하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1640-1647
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• 1993

본 연구에서는 속도-압력 연계방법으로는 SIMPLE기법을 적용하고, 비균일 격자계에서도 사용할 수 있는 QUICKER방법과 함께 HYBRID방법을 이용하여 이와 같은 물음에 대한 대답을 구하고자 하였다. 이를 위하여 수치적 실험을 위한 흐름으로 본 연구에서 선택한 정사각형 공동 흐름 (square cavity flow)은 재순환 유동의 수치 적 해법을 위한 표준유동으로 많이 사용되어 왔으며, 대한기계학회 전산유체분과에서 도 여러 수치기법을 비교평가 하기 위한 흐름으로 채택된 적이 있는 흐름이다.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2015

도시화는 불투수면의 증가를 초래하여 자연적인 물순환 시스템의 왜곡, 비점오염물질 유출 증가, 하천의 수질악화 및 수생태계 훼손 등의 문제를 발생시킨다. 불투수면 증가로 인한 수리수문학적, 생태학적 및 환경적 영향을 저감하기 위하여 선진국에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 주요한 대안으로 적용하고 있다. 국내에서도 2012년에 비점오염원관리종합대책을 통하여 LID 기법을 비점오염 관리의 주요 방안으로 추진하고 있다. LID 시설은 물순환 구축을 통한 강우유출수의 유출저감과 함께 식물, 미생물, 여재에서의 다양한 물리화학적 및 생물학적 기작을 이용하여 오염물질을 제거하는 기술이다. 이러한 LID 시설에는 다양한 여재가 사용되고 있으나 여재의 오염물질 저감능력 평가를 위한 흡착과 탈착 특성 등에 대한 종합적인 비교평가가 수행되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 시설에 사용되는 다양한 여재 중에서 모래, 자갈, 바이오세라믹, 우드칩 및 바텀애쉬에 대하여 중금속(Pb, Cu)에 대한 흡착 및 탈착 특성 분석을 통해 여재의 환경성 평가를 수행하였다. 분석결과, 연구에 사용된 모든 여재에서 Pb에 대한 흡착 선호도가 Cu에 비하여 높게 나타났으며 흡착 kinetic 모델에서는 Pseudo second order equation의 적용성이 높게 평가되었고, 흡착등온식 모델에서는 Langmuir-3 isotherm이 높은 적용성을 보였다. 특히 여재 중에서 바이오 세라믹과 우드칩의 경우 Pb에 대한 뛰어난 흡착능을 보이는 것으로 평가되었다. 여재의 탈착 실험 결과 모든 여재에서 환경부 유해물질 기준에 초과하지 않아 LID시설에 다양하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.53-66
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• 2008

환경부는 최근 30년 동안 가정하수, 축산폐수 및 산업폐수 등과 같은 점오염원에 대한 집중적인 기술개발, 시설설치 및 시설개선에 투자를 하여왔으며, 수질개선도 크게 이루어졌다. 그러나 지속적인 인간의 활동 및 토지이용의 고도화로 나타나는 도시화는 유역의 변화를 가져오고 수질 및 수생태계의 건전성을 약화시키는 새로운 오염물질을 유발하고 있다. 이러한 유역의 변화는 주로 인간의 활동공간을 창출하는 개발사업에 의하여 발생한다. 따라서 환경부는 시대적 필요에 의해 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 등의 개정을 통해 다양한 수질 및 유역관리제도(수질오염총량관리제, 비점오염원 관리지역 지정제도, 비점오염원설치신고제도, 고랭지 경작지 경작방법 권고 등)를 도입하여 수질개선을 꾀하고 있다. 그러나 이러한 각종 제도는 개발사업에 효율이 검증되지 않은 허울뿐인 비점저감시설의 난립을 가져올 소지가 매우 높다. 즉, 수질 및 수생태계의 보전은 환경에의 직접적 영향을 끼치는 개발사업의 건설기술 자체가 환경에 영향을 최소화시키는 건설환경기술로 변화될 때 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 수질 및 수생태계 보전을 위한 유역관리기법, Low Impact Development(LID) 기술 및 비점오염원 관리 방향에 관한 21세기형 지속가능한 환경정책을 제안하고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.37-44
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• 2017

도시지역은 인구가 집중되어 토지이용이 집약적이며 불투수면의 비율이 높아 강우시 비점오염에 의한 영향이 높은 지역이다. 비점오염원은 강우시 다양한 토지이용으로부터 발생되며 수계에 직접적인 영향을 미치고 오염물질의 종류와 양에 따라 불확실성이 높은 오염원이므로 점오염원과 함께 관리가 필요하다. 이러한 비점오염원을 관리하기 위한 방안으로 국내 외에서는 자연적인 기작을 이용한 비점오염원 관리기법인 저영향개발기법 (Low impact development, LID)을 도입하였으며 침투도랑, 식생체류지, 인공습지 등 다양한 요소기술이 포함된다. 이중 인공습지는 수질정화 (비점오염물질 저감)와 더불어 물을 저류하는 기능을 가진 친환경적인 시설로 잘 알려져 있다. 본 연구는 비점오염원 관리를 위한 LID 기술의 효과를 알아보기 위하여 수행되었으며 도시지역에 조성된 두 종류의 인공습지를 운영한 결과를 분석하고 평가하고자 한다. 연구대상 인공습지는 HSSF형과 Hybrid형으로 두 시설 모두2010년에 조성되어 현재까지 운영 중에 있으며 본 논문에서는 2010년부터 2015년까지의 총 42회의 모니터링 결과를 이용하였다. 분석결과, 두 인공습지를 통해 강우유출유출량을 평균 37~41% 범위로 저감되였으며 오염물질별 저감효율의 경우 TSS는 63~79%, TN은 38~54%, TP는 54%, 중금속은 32~81% 범위로 나타나 도시지역내 인공습지 적용시 비점오염원 저감에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.137-137
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• 2016

최근 지역의 발전으로 인한 도시화로 인해 수문순환에 많은 변화가 생기고 있다. 이와 더불어 기후변화로 인해 강우의 패턴이 변화하면서 연간 강우량은 증가하고 있는 추세로 나타나고 있다. 또한 무강우일수가 증가하여 강우가 특정기간에 집중되어 내려 도심지에서는 유출량과 첨두유량이 급격하게 증가하고 도달시간이 짧아졌으며, 지하로 함양되는 수자원이 줄어들고 있다. 이와 같이 변화하는 수문순환으로 인해 수자원 확보에 대한 문제가 발생하고, 2차적으로 지하수위의 저하 등으로 지반침하, 싱크홀 등의 피해가 발생하고 있다. 이와같은 피해를 방지하기 위해 최근 LID(Low Impact Development, 저영향개발) 등의 기법을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 현재 도시화가 진행 중인 평택지역을 대상으로 지하수자원 관리를 위해 LID 기법 중 투수성 포장재를 적용하고 이에 대한 효과 분석을 Visual MODFLOW를 통해 진행한다. 각 지역의 효과 분석 결과로 TOPSIS를 이용하여 투수성 포장재 우선 적용 지역을 선정한다. 이를 통해 한정된 자원 내에서 우선지역을 선정하여 최선의 효과를 나타내도록 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.40-40
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• 2016

우리나라는 산업화시기에 도시지역의 급속한 발달로 불투수면적과 하수보급률이 증가 하였으며, 이로 인해 지하수함량 감소, 용수사용량 증가 및 무분별한 지하수 개발 등은 도시하천의 수질 악화, 유량부족의 문제를 발생시켰다. 또한 1960년대 이후 하천정비사업은 홍수방지 등의 치수 차원에서 주로 정비되어 왔고, 산업화 팽창시기에 도시를 관통하여 흐르는 중소하천은 도시의 과밀화 문제를 해소하는 수단으로서 도로와 주차장등으로 이용되었다. 따라서 수변공간이 가지는 의미와 가치에도 불구하고 우리나라의 경우 수변공간은 치수와 이수 등 기능적인 목적을 위주로 관리되고 사용되어 왔다. 그러나 최근들어 지속가능한 물순환 체계 구축 및 적응 대책 수립을 지원하기 위해 개발사업 추진 시 저영향개발 기법의 적용을 확대하도록 권장하고 있으며, 국가하천 주변의 개발허가를 골자로 하는 "친수구역 활용에 관한 특별법"이 공표되어 수변공간 및 수변도시에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 도시개발에 따른 수문 및 환경적 영향을 최소화하기 위해 자연상태를 가급적 보존하고 불투수면적을 최대한 줄이며, 분산식 우수배제 방식을 지향하는 저영향개발 기법을 적용하였다. 이를 위해 현재 수변도시로 개발중인 송산그린시티에 저영향개발 기법을 적용하였으며, 기존의 개발 방식과의 비교를 통하여 저영향개발 기법의 효과를 분석하였다.

• 한국조경학회:학술대회논문집
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• 한국조경학회 2019년도 추계학술대회 논문집
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• pp.65-66
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• 2019

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.453-453
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• 2021

도시지역 비점오염원관리, 물순환 회복, 침투 및 증발산량 증가, 열섬현상 저감을 위한 주요한 방안으로 저영향개발(low impact development, LID)과 그린인프라 기법의 적용되고 있다. LID 시설은 소규모 분산형 시설로써 넓은 지역에 많고 다양한 시설들이 적용되어 시설의 개수가 많으며, 수질 및 토양 내 기성제품에 대한 센서들의 가격은 고가로 형성되어 있어 기기의 경제성 및 유지관리 등 적용하는데 제한적이다. 따라서 과거 모니터링 자료를 기반으로 오염물질들과의 상관성 분석을 통하여 계측이 어려운 항목들을 계측가능한 항목들로부터 예측 가능하며, 선정된 항목들에 대한 비용효율적인 센서를 개발하여 실시간 LID 모니터링이 가능한 비용효율적 모니터링을 개발하였다. 공주대학교 천안캠퍼스의 LID 시설들은 2013년에 조성되어 현재까지 시설이 운영되고 있으며, 5년이상의 과거 강우시 모니터링 자료들을 이용하여 오염물질 상관성 분석을 수행가능 하기에 대상지로 선정하였다. 오염물질 상관성 분석은 2013년부터 2017년도에 침투도랑에서 수행된 강우시 모니터링 자료를 활용하여 각 오염물질들의 상관성을 분석을 수행하였다. 침투도랑 내 유입되는 평균 유입수는 TSS 286.1±318.3 mg/L, BOD 22.6±39.5 mg/L, TN 8.96±5.85 mg/L, TP 1.01±1.11 mg/L로 나타났다. 겨울철에 비해 여름철에서의 오염물질의 유입농도가 높은 것으로 분석되었다. 이는 여름철 고온건조로 인한 노면 내 차량의 주행으로 인한 중금속, 폐타이어 등과 장마철 강우 시 유출된 토사로 인하여 유입수의 농도가 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 부하량은 TSS와 COD 0.66으로 유의성이 높은 것으로 나왔으며, COD와 TSS, TP, TN 등 유의성이 높은 것으로 분석되었다. Arduino와 Raspberry PI를 활용하여 저비용 센서와 LTE 모뎀통신과 데이터 베이스 연결하여 개발된 프로그램을 통해서 무선으로 LID 시설에 대한 모니터링을 침투화분2와 식생체류지에 조성하였다. 전력공급이 어려운 식생체류지의 경우 태양열(Solar system) 시스템과 보조 전력 배터리를 조성하여 장마철이나 장기적인 악천후로 인한 전력을 생산하지 못할 경우 보조전력배터리에서 전력을 제공하여 지속적인 모니터링이 이루어지도록 설계하였다. 토양함수량, 토양온도와 Conductivity 등 3종류의 센서를 적용하였으며, 프로그램은 현재 2단계를 통한 2차수정을 통하여 프로그램을 구축하였다. 오차, 오작동, 계측값에 대한 검·보정 작업이 필요하다. 또한 대기자료의 구축을 통해 보다 토양과 LID 시설에 대한 영향분석이 필요한 것으로 사료된다.