• 대한토목학회논문집
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• 제39권5호
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• pp.569-577
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• 2019

지구 온난화에 의한 이상강우, 도시개발 및 인구유입에 따른 저지대 개발로 인한 우수유출량의 증대로 도시침수가 빈번히 발생하고 있다. 도시에서 이상강우에 적극적으로 대비하기 위해서는 GWI (Green Water Infra) 효과 확인과 기존 설치된 우수저류조를 효과적으로 활용하고 국지적 침수를 방지하는 우수배수 방법이 필요하다. 본 연구에서는 EPA (United States Environmental Protection Agency)에서 제공하는 SWMM (Storm Water Management Model)의 동적파해석(Dynamic Wave Analysis)을 이용하여 이상강우에서 도시침수 방지방법으로서 월류형 우수배수방법을 적용 및 분석하였다. 그 결과 태풍 콩레이로 발생한 강우에서 월류형 우수저류조 설치가 최대홍수유출을 61 %, 총 홍수량을 56 % 감소시키는 것으로 분석되었으며, 태풍 솔릭의 강우에서는 월류형 우수저류조 및 자연-압송식 배수방법이 최대 홍수유출 20 % 감소 및 총 홍수량 67 % 감소하는 것으로 분석되었다. 따라서, 이상강우에 대한 대책으로 기존 우수저류조의 개량 및 추가 시설물 설치를 통해 제한된 조건에서 경제적인 우수배수가 가능한 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-73
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• 2021

도시화와 산업화로 인하여 불투수면적이 증가함에 따라 강우유출에 의한 비점오염원이 수계에 미치는 영향이 커지고 있다. 과거에는 비점오염원을 관리하기위해 장치형 시설(BMP)이 많이 사용되었으나 최근 LID(Low Impact Development)기술을 통해 자연적으로 처리하는 기술이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 자연형 시설 중 식생체류지에서의 강우 모니터링을 실시한 데이터를 토대로 SWMM 모델을 통해 다양한 강우사상을 모의하였다. LID 모델링 연구의 특징으로 실데이터가 자연시설을 통해 얻은 결과이기 때문에 단기간 데이터로는 정확한 모델링 자료를 구축하기 어려워 정확한 모델을 구현하기가 힘들다는 특징이 있는데, 본 연구에서는 3년간 모니터링한 데이터를 통해 정밀한 모델을 구축하였다는 점에서 의의가 있다. 총 18회 모니터링한 실데이터를 모의하였으며, 유입량과 유출량, 오염물질 5개항목의 제거효율을 모의하였다. 성능평가를 실시한 결과 7개 항목 대부분이 우수한 지표를 나타내었으며, 상대적으로 TN과 TP 항목이 모의성능이 낮은 것으로 나타났다. 미래에는 우리나라도 상수도 시스템과 하수도 시스템이 실질적으로 통합되어 운영되는 통합물관리 시스템이 도입될 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구결과는 미래형 통합물관리시스템에서 강우를 초기에 관리하는 단계에서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단되며, 설치예상지역의 강우유출저감 및 오염물질 저감 정도를 사전에 예측할 수 있으며, 이를 통해 식생체류지의 과다설계를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권9호
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• pp.657-668
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• 2022

하천 유량이 증가된 상태에서 집중호우의 발생은 유량과 강우량 모두 하천변 홍수피해에 영향을 미치게 된다. 또한, 하천변 사회·경제적 영향 수준에 따라 피해정도에 차이를 보이게 되며, 특히, 인구 및 자산 밀집도가 높은 경우 홍수대응에 필요한 충분한 예보 선행시간의 확보가 요구된다. 본 연구에서는 홍수대응에 필요한 시간적 여유의 확보를 통한 피해저감 효과를 증대하기 위해 앙상블 강우유출모델링을 활용한 홍수위험매트릭스를 구축하고, 그 적용성을 판단하고자 한다. 홍수위험매트릭스는 홍수피해 자료를 활용한 홍수피해 영향수준(X축)을 구성하고, 기상청 LENS 강우자료를 이용한 앙상블 강우유출모델링의 결과로 위험 홍수량의 발생 가능성을 예측(Y축)하여 확률예보에 기반한 예측이 가능하다. 이를 위해 과거 홍수피해 자료 및 정량적 홍수피해 평가방법을 이용한 홍수피해 영향수준 결정 방법을 제시하였다. 낙동강권역의 태화강유역 및 형산강유역의 홍수특보지점에 대하여 기존 홍수특보 자료 그리고 피해 발생 상황과 비교하였다. 그 결과 최대 3일전부터 홍수위험 발생시간 및 정도에 대한 예측이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 홍수대응에 필요한 예보 선행시간 확보를 통한 피해저감 활동에 도움이 되리라 판단된다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.264-272
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• 2007

본 연구는 한강 상수원 수변지역의 실제 적용에 앞서 Bench scale의 실험을 통해 식생여과대의 단점을 보완하고 보다 효율적인 비점오염물질 저감을 위해 대조군, 모래+자갈, 여재, 자갈의 토양여과대를 조성하여 토양의 침투능력을 향상시키고 효율을 비교하고자 하였다. 실험 결과 토양여과대에서 단면 및 하부로의 침투를 증가시킨 결과 대조군과 비교하였을 때 토양여과대의 평균 표면 유출부하량과 비교하여 $8.2{\sim}40.1%$까지 감소한 것으로 나타나 토양여과대 조성을 통한 표면 유출부하량의 감소 효과가 비교적 양호하게 나타난 것으로 판단된다. 오염물질의 유입부하에 따른 총유출부하량을 통해 각각의 토양여과대에 대한 저감 효과를 비교해 본 결과, 전체적인 제거율은 SS $84.5{\sim}92.5%$, BOD $67.9{\sim}80.6%$, T-N $43.4{\sim}76.6%$), T-P $40.6{\sim}87.4%$, Cu $28.3{\sim}48.1%$, Fe $92.1{\sim}97.7%$, Pb $81.4{\sim}97.3%$인 것으로 조사되었고, 각각의 토양여과대에 대한 오염물질 저감효과를 비교해 본 결과, 여재, 모래+자갈, 자갈의 순으로 저감효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 기존의 식생여과대에 비해 토양층을 변화시켜 토양의 침투능을 향상시킨 토양여과대가 비점오염물질 저감에 보다 효과적이며, 하천에 가해지는 오염부하량을 감소시킬 수 있을 것으로 판단되기 때문에 차후 현장 적용 시 보다 실효성 있는 비점오염 저감대책이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.548-553
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• 2017

우리나라의 급속한 산업화는 도시침수, 하천 건천화, 지하수 고갈, 수질오염 등의 많은 문제를 야기하였으며, 최근 이에 대한 대안으로 저영향개발 기법이 제시되고 있다. 저영향개발 기법은 도시의 불투수 면적을 줄이고 녹지면적을 확보하여 자연 상태의 물순환체계를 구축하기 위한 도시개발 기법이다. 이에 본 연구는 토지이용계획 단계에서 적용가능한 저영향 개발 설계기술을 개발하고 비점오염 저감효과를 정량적으로 검증하는데 목적을 두고 연구를 진행하였으며 구체적으로는 토지이용계획 단계에서 적용가능한 저영향개발 설계요소를 도출하고 실제 대상지에 적용, 비점오염 저감효과를 LIDMOD2 프로그램을 이용하여 분석하였다. 분석결과 기존 토지이용계획안에 비해 저영향개발을 적용한 토지이용계획안의 경우 불투수율과 연간 표면 유출량은 각각 19.8%, 19.0% 감소하고, 연간 침투량은 164.1% 증가하는 것으로 나타났다. 비점오염 발생량의 경우 T-N, T-P, BOD 모두 18.7~22.8% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 저영향개발을 적용한 토지이용계획안은 기존 토지 이용계획안에 비해 각 용도별 연면적 변화 없이도 비점오염 저감효과가 상당히 큰 것으로 판단된다. 따라서 비점오염 저감효과를 극대화하기 위해서는 기존 LID시설 위주의 계획에서 나아가 토지이용계획 단계에서부터 저영향 개발기법을 적용하여 관련 계획을 수립할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6597-6601
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• 2013

인구 증가와 함께 도시개발로 인한 지구온난화의 심각, 대기질 악화, 수질 오염 및 수생태계 파괴 등 도시환경 문제가 심화되고 있다. 또한 도시 개발 시 토지 피복면적 변화에 따른 불투수층 면적이 증가되는 인공적 요인과 이상기후에 의해 강우특성이 변화하는 자연적 요인으로 도시 열섬현황 심화, 용수 부족, 지하수위 저하, 침수 피해 등을 야기하여 물순환 건전성을 저해시키고 있다. 이를 해결하기 위해서는 체계적인 정보기술 인프라 및 환경센서 기술을 활용하여 도시 물순환 건전성을 제고시키기 위한 물순환시스템 구축기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 도시 내에서 물순환 건전성을 평가하는 방법으로 자연계 물순환 건전화율 및 인공계 물순환 건전화율 평가식을 제시하여, 도시화 및 산업화로 인해 발생하는 물순환 왜곡 정도를 정량적으로 분석하고, 도시 개발 후 물순환 건전성을 확보하기 위한 방법론을 제시하였다.

• 물과 미래
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• 제28권3호
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• pp.159-173
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• 1995

본 연구는 도시화로 인해 야기되는 도시유역의 홍수재해를 경감시키기 위하여 우수유출억제대책으로 유역내의 일부에 지체저류시설을 설치하는 방안을 검토하는 것으로서, 도시화의 진전상태에 따라 도시유역의 수문응답특성을 파악하고 적정 지체저류시설의 위치와 크기를 결정하기 위해 유역면적이 각각 1$\textrm{km}^2$, 10$\textrm{km}^2$인 가상의 소유역 및 전유역과 실제 도시유역을 대상으로 해석하였다. 강우빈도, 토지이용단계, 배수패턴, 허용방류량의 규모에 대해 도시화의 진전상태에 따른 수문응답특성을 파악하였으며, 실유역으로는 서울특별시의 잠실 2 및 성내 1 유수지 배수구역을 선정하여 지체저류시설의 크기와 위치를 나타내는 회귀식을 유도하여 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.559-569
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• 2009

환경 및 경제적 문제 등으로 인해 댐과 같은 대규모 수공구조물의 신설이 점차 어려워짐에 따라, 천변저류지 등과 같은 소규모 수공구조물의 설치가 대안으로 검토되고 있다. 천변저류지와 같은 소규모 수공구조물의 경우 홍수량, 유입수문곡선, 천변저류지 용량 및 월류위어의 월류고 등에 따라 홍수저감효과가 민감하게 반응하므로, 대상 저류지의 제원 결정을 위해 목표하는 설계빈도 결정이 선행되어야 한다. 또한 천변저류지를 이용하여 목표하는 홍수저감효과를 얻기 위해 다수의 천변저류지가 설치되어야 하며, 즉 천변저류지군의 홍수조절효과는 이들 저류지군을 연계한 수문네트워크의 분석에 의해 산정되어야 한다. 본 연구에서는 설계빈도 변화에 따른 천변저류지군의 홍수저감효과를 산정해 보았으며 산정된 홍수저감효과를 분석하여 천변저류지의 최적위치를 선정하기 위한 새로운 지수를 제안하였다. 천변저류지의 최적위치를 결정하기 위해 개발된 기존의 의사결정모형을 보완하여 제안된 지수를 산정하기 위한 모형을 개발하였으며, 개발된 모형을 안성천유역에 적용하여 기존의 연구결과와 비교하고, 적용성을 검토하였다. 그 결과 천변저류지 최적위치를 결정하기 위한 기준으로의 활용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.173-186
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• 2002

설계홍수량 산정에는 강우-유출 모형이 주로 사용되고 있으며 이 모형의 가장 중요한 인자는 확률강우량과 단위도이다. 따라서, 확률강우량을 합리적이고 정확하게 산정하는 것은 가장 중요한 과정이다. 국내의 경우, 확률강우량은 유역면적이 일정 기준을 초과할 경우에는 면적확률강우량을 사용하여야 하나 지점평균확률강우량을 주로 사용하고 있다. 이에 따라 확률강우량은 상당히 높게 사용하는 반면 단위도는 상대적으로 낮게 사용하고 있어서 개선 이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존에 일반적으로 사용되고 있는 1일, 2일 강우량을 24시간, 48시간 강우량으로 변환하기 위한 계수를 제시하였으며, 유역의 동시간 강우자료를 이용하여 임의시간 면적강우량 자료계열을 작성하였다. 또한 자료계열의 빈도해석을 통하여 기존의 지점평균확률강우량과 면적확률강우량을 산출한 후 면적에 따른 지점평균확률강우량의 면적확률강우량으로의 감소율인 면적감소계수론 산정하였다. 본 연구에서 제시하는 면적감소계수는 지점평균강우량에서 면적확률강우량을 손쉽게 환산할 수 있는 방안이 된다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권2호
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• pp.230-238
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• 2008

This study evaluated the economic aspect of the rainwater harvesting facilities by hydrologically analyzing the inflow, rainwater consumption, rainfall loss, tank storage, and overflow time series to derive the net rainwater consumption and the number of days of rainwater available. This study considers several rainwater harvesting facilities in Seoul National University, Korea Institute of Construction Technology and Daejon World Cup Stadium and the results derived are as follows. (1) Increasing the water consumption decreases the number of days of rainwater available. (2) Due to the climate in Korea, a larger tank storage does not increase the amount and the number of days of water consumption during wet season (June to September), but a little in October. (3) Economic evaluation of the rainwater harvesting facilities considered in this study shows no net benefit (private benefit). (5) Flood reduction effect of rainwater harvesting facilities was estimated very small to be about 1% even in the case that 10% of all the basin is used as the rainwater collecting area.