• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.556-556
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• 2016

도시화 및 산업화에 따른 유출량의 증가 및 도달시간의 감소로 인해 도시지역의 침수피해가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다. 내수침수피해 방지를 위해 유역내 우수관거 용량향상 및 우수유 출저감시설의 설치 등과 같은 유역전반의 홍수방어 체계를 구축하고자 하는 노력들이 이루어지고 있으나, 국내 대도시의 경우 저류시설 설치를 위한 부지 확보 및 우수관거 교체를 위한 예산확보가 어려운 실정이다. 따라서 도시화, 산업화, 인구집중으로 동일규모의 강우에서도 우수유출이 증대되고 있는 도시지역에서 원활한 내수배제를 위해 우수관거를 연계한 간선저류지 개념을 적용하여 우수유출저감효과를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 간선저류지를 유역내의 임의의 위치에 설치하여 단일 저류지와 복수 저류지에 대해 각각 우수유출저감효과를 분석하였다. 간선저류지 설치로 인한 우수유출저감효과 분석을 위하여 단일 저류지의 면적은 $1,000m^3$, $2,000m^3$, $3,000m^3$ 등 3가지 크기로 설정하여 분석을 수행하였다. 단일 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석하기 위해 저류지의 위치는 전체 유역면적에 대한 저류지 상류부 면적의 비를 20%, 40%, 60%, 80%로 변화시키면서 분석을 수행하였으며, 복수 저류지의 경우 전체 유역면적에 대한 저류지 상류부 면적의 비를 다양하게 적용하여 분석을 수행하여, 단일 저류지 및 복수 저류지 설치 위치에 따른 도시유역의 우수유출저감효과를 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.247-247
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• 2016

최근 한국은 지구환경 변화에 따른 기후변화 영향으로 집중호우로 인한 도시홍수가 급증하고 있다. 기상변화에 의한 집중호우와 급증된 도시화로 인해 불투수면적이 증가하고, 이는 홍수시 유출량을 증가시켜 기존 하도 또는 내배수 시스템의 적정 소통량을 초과하여 홍수를 발생시킨다. 그리하여 홍수피해를 저감하기 위해 구조적 및 비구조적 홍수방어대책들이 마련되어 시행하고 있다. 하지만 내수배제시설의 경우, 기존의 치수계획이 빗물펌프장 등 일부 구조물에 한정되어 있기에 해당 홍수방어시설에 과도한 부담이 있는 실정이다. 따라서 유역 내에 투수면적을 최대한 확보하여 토양의 수문학적 특성을 유지 보전시켜 첨두유량, 도달시간, 직접유출량을 도시 개발 이전상태와 최대한 유사하도록 하는 홍수유출저감시설을 설치하여 빗물펌프장과 같은 홍수방어시설에 대한 과부하를 덜어준다. 이러한 홍수유출저감시설은 크게 저류시설과 침투시설로 구분된다. 홍수유출저감시설들은 해당 지역의 입지특성, 재해저감효과 및 제약조건에 따라 설치 위치 및 규모가 결정된다. 또한 저감효과는 CN 값의 변화로 정량화하여 시설의 적합성을 판단할 수 있다. 본 연구에서는 SWMM 모형을 이용하여 김천시의 평화배수분구지역을 대상으로 CN 저감을 기반으로 한홍수유출저감시설을 평가하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.197-197
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• 2017

본 연구에서는 입자성 오염물질을 다량 함유하고 있는 초기강우 유출수를 처리하기 위한 수처리 시설로 고속복합응집장치를 개발하였다. 고속응집복합장치의 요소기술은 마이크로 버블, 급속교반장치(인라인믹서), 전기촉매를 이용한 부상촉진장치, 볼텍스 흐름 등으로 구성되며, 기술 원리는 응집제에 의해 오염물질을 응결, 응집, 부상시켜 스컴을 제거하는 일반 응집 원리와 유사하다. 본 기술의 특징은 교반, 혼화조, 응집제를 1개의 조에 컴팩트하게 구성하여 체류시간을 10분 이내로 단축하였고, 볼텍스(voltex) 흐름을 이용한 선회류와 루버홀 형태의 스크린을 적용하여 응집효과를 극대화하였으며, 플럭에 의한 막힘이 없이 스크리닝이 이루어질 수 있도록 하였다. 또한, 부상촉진장치(전기유도)를 이용해 응집 플럭의 부상효과를 상승시켰고, 감속기와 일체화된 내통스크린이 선회류와 반대 방향으로 회전하면서 볼텍스 흐름의 가속효과에 의한 스크린 폐색 방지 및 응집부상 효율을 향상시킬 수 있도록 설계하였다. 부상슬러지는 별도의 플럭 제거 설비 없이 스크린 내통 회전에 이용되는 감속기에 부착된 스컴 제거기에 의해 동시 제거가 가능하며, 응집부상 처리수는 장치 가장 바깥 외곽에 충진된 필터층에서 최종 여과되어 방류되도록 구성함으로서 모든 처리공정이 단일 장치 내에서 이루어지도록 구성하였다. 본 고속복합응집장치는 전체 규격 ￠ $1000{\times}2,000mmH$의 시제품이 제작되어 현재 시흥소재 매화저수지에서 성능평가를 실시하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.217-217
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• 2017

물 순환이란 물이 지표면으로부터 증발하거나 바다로부터 증발하여 습한 공기가 기단을 형성한 후 적합한 조건이 형성되면 강수를 초래하는 과정이라고 볼 수 있다. 여기서 강수는 여러 경로 즉, 증발산, 지표흐름, 침투, 침루 등을 통해 다시 순환과정을 거친다. 최근 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 기후변화, 홍수지체시간 감소, 첨두 및 유출총량의 증가, 침투능 및 증발산량의 감소 등 자연하천의 유출특성과는 다른 유출특성이 나타나며, 물 순환 체계가 왜곡되어 지하수위는 낮아지고, 하천의 유량은 감소되는 등 하천의 정상적인 기능이 저하되고 있다. 이에 우리나라에서는 환경부 및 국토교통부 등 정부기관과 지방자치단체에서 법과 조례를 제정하여 저영향개발기법 (LID, Low Impact Development)을 적용하도록 권고하고 있으며 신도시 개발사업 시 왜곡된 도시의 물 순환체계를 개선하기 위하여 저영향개발기법을 적용하고 있다. 저영향개발 기법의 정량적인 효과를 검증하기 위해서는 미환경청 (U.S. EPA., United States Environmental Protection Agency)에서 개발한 SWMM모델을 이용하여야 한다. 본 연구에서는 도시화로 인해 왜곡된 물순환체계 개선을 위하여 다양하게 설계된 저영향개발기법의 정량적인 효율을 SWMM 모델을 통해 산정하고, 장기적인 측면에서 물순환 회복에 적합한 저영향개발기법의 배치 최적화를 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.449-449
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• 2015

최근 비정상성을 띄는 강우 사상으로 인해 도심지에서는 유출량이 증가하여 많은 피해를 보이고 있다. 이를 해결하기 위해 투수성 포장재, 옥상 녹화, 침투 트렌치, 빗물 정원 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 이를 유역에 속해 있는 전체 도심지에 적용하기에는 많은 자원이 소비된다. 이에 본 연구는 서울시의 청계천 유역을 대상으로 강우유출 모형인 SWMM을 이용하여 소유역 별로 투수성 포장재와 옥상 녹화 사업을 적용하여 유출저감 효과를 분석하였다. 적용된 강우는 강우강도에 따라 각 시설들이 갖는 한계점을 분석하기 위해 서울(108) 지점을 기준으로 재현기간 80년, 지속기간 24시간에 대해 초과확률 50%에 해당하는 Huff 3분위를 채택하였고, 투수성 포장재와 옥상녹화는 서로 적용 위치가 달라 두 가지 사업의 조합을 통해 각각의 효과를 분석하였다. 또한 사업 우선순위를 위해 소유역별 사회, 환경적인 자료를 취합하여 우선순위화 하였다. 이를 통해 한정된 자원 내에서 최적의 개발 지역을 선정하여 최대한의 효과를 도모하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.209-209
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• 2019

저영향개발기법은 자연의 물순환에 미치는 영향을 최소로 하여 개발하는 것을 의마하며 개발로 인한 토지, 물, 대기에 미치는 영향을 경감시키기 위한 친생태적인 우수관리 혹은 토지개발기법을 의미한다. 국내에서는 2012년부터 가이드라인 및 매뉴얼을 제작하여 신도시개발 및 구도시의 환경사업에서 저영향개발기법을 적용하여 우수유출 저감 및 비점오염원 감소, 물순환 등을 환경적 이점이 나타나고 있다. 그러나 국내에서 적용하는 저영향개발기법은 미국 및 유럽의 시설구조를 적용하였으므로, 국내실정에 맞도록 저영향개발기법을 수정 보완하여 유출저감효과를 모의해보고자 한다. 강우발생시 고농도의 도시비점오염원은 차도 및 보도를 중심으로 유출되어 빗물받이를 거쳐 우수관으로 유입된다. 본 연구에서는 차도와 보도 사이의 식수대에 적용가능하도록 식생수로와 침투도랑을 연계한 식생도랑을 설치하여 도로에서 발생하는 고농도의 비점오염원을 저감하고자 하였다. 선행사례로 적용된 공공청사를 대상으로 모니터링 및 모델링을 실시하여 유출저감 및 비점오염원 저감효과를 검토하고, 식생도랑을 적용할 경우의 유출저감효과 및 비점오염저감효과와 비교검토하여 국내실정에 맞는 저영향개발기법을 개발하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2023

자연재해대책법은 각 지방자치단체의 장이 매 5년마다 우수유출저감대책을 수립하도록 정하고 있다. 이에, 행정안전부는 2018년 '지방자치단체 우수유출저감대책 세부수립기준'을 고시하여 우수유출저감대책 수립에 필요한 세부사항을 정하고 있다. 최근에는 자연재해대책법의 개정, 제도 변화, 수립기준 고시 이후의 여건 변화 등으로 인하여 새로운 수립지침의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 우수유출저감시설 세부 수립기준의 항목을 검토하고 최근의 상황을 반영하여 우수유출저감대책의 효율적 운영을 위한 개정안을 제시하였다. 주요 개정 내용으로는 우수유출저감대책의 목표를 목표홍수량의 안전한 통수로 변경하고, 자연재해대책법 개정사항을 반영하여 유하시설을 우수유출저감대책의 범위에 포함하였다. 우수유출저감대책 수립 제도의 목적 변화를 반영하여 침투시설의 의무 배분량을 삭제하고, 목표연도 홍수량 개념을 삭제하였다. 또한, 대상 강우량을 50년 빈도 강우량, 방재성능목표강우량, 기왕최대강우량을 고려하여 설정하도록 하였다. 본 연구의 결과가 지자체의 우수유출저감대책 수립 및 효율적 운영에 도움이 되기를 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.306-306
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• 2021

현재 도시침수는 외수에 의한 침수보다 국지성 호우 등 홍수방어 시설의 설계빈도 이상의 강우 발생으로 내수에 의한 침수피해가 증가하고 있다. 국지성 호우의 증가로 하천지대 및 저지대로의 유출량이 증가하고 있으며, 우수관거의 노후화 및 통수능 부족으로 침수피해가 증가하는 실정이다. 따라서 홍수방어를 위한 다양한 대책들이 이루어지고 있으나 하수관거 교체 및 대규모의 우수유출저감시설은 막대한 예산과 부지가 소모되므로 대도시에서는 이러한 홍수방어 대책들이 시행되기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존의 도로 배수시설에서 도로 표면 유출수의 수로역할을 하던 측구부를 저류시설로 활용하여 대규모의 부지와 큰 예산이 소요되지 않는 측구 저류시스템을 개발하였다. 측구 저류시설의 관련 특성인자 분석을 위하여 세장형, 중간형, 집중형 등 3가지 형상의 가상유역을 대상유역으로 선정하여 측구 저류시설 설치 및 유역 특성인자의 변화에 따른 관계를 분석하였다. 측구 저류시설 설치 위치에 따른 유출저감효과 분석을 위하여 전체 유역면적에 대한 저류시설 상류부 면적의 비를 변화시키면서 분석을 수행하였으며, 매개변수 분석 및 관계식을 도출하였다. 또한 유역형상에 따른 유출구 첨두유량을 분석하였으며, 그 결과를 바탕으로 유역 특성인자 변화에 따른 민감도를 분석하였다.

• 농촌계획
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• 제30권2호
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• pp.69-77
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• 2024

As impervious area increases due to urbanization, rainfall on the impervious area does not infiltrate into the ground, and stormwater drains quickly. Low impact development (LID) practices have been suggested as alternatives to infiltrate and store water in soil layers. The practices in South Korea is applied to urban development projects, urban renewal projects, urban regeneration projects, etc., it is required to perform literature research, watershed survey, soil quality, etc. for the LID practices implementation. Prior to the LID implementation at fields, there is a need to simulate its' effect on watershed hydrology, and Storm Water Management Model (SWMM) provides an opportunity to simulate LID practices. The LIDs applied in South Korea are infiltration-based practices, vegetation-based practices, rainwater-harvesting practices, etc. Vegetation-based practices includes bio-retention cell and rain garden, bio-retention cells are mostly employed in the model, adjusting the model parameters to simulate various practices. The bio-retention cell requires inputs regarding surface layer, soil layer, and drain layer, but the inputs for the drain layer are applied without sufficient examination, while the model parameters or inputs are somewhat influential to the practice effects. Thus, the approach to simulate vegetation-based LID practices in SWMM uses was explored and suggested for better LID simulation in South Korea.

• 한국조경학회지
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• 제48권3호
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• pp.34-44
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• 2020

본 연구는 식생기반 LID 시스템 모델을 기반으로 생태적 구성요소의 성능 분석 방향을 제시하기 위해, SWMM 전산모의와 강우·유출 모의장치를 이용하여 모니터링 결과 간의 통계적 유의성을 분석하고, 시스템 사전설계에 요구되는 기초자료를 제공하고자 한다. 또한, 선행연구에서 상대적으로 논의가 부족했던 식생기반 LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석 방안을 종합하고, 장치형 LID 시스템을 대체할 수 있는 성능 정량화 방향을 제시하려 한다. 인공강우재현 모니터링 40분 경과 후 실험구와 대조구 모두 최대강우강도인 142.91mm/hr(n=3, sd=0.34), 142.24mm/hr(n=3, sd=0.90)로 집계되었다. 우량주상도 대비 10분, 50분 구간은 낮은 강우강도가 재현되었으며, 20분, 30분, 40분 구간은 높은 강우강도가 확인되었다. 우수유출 지연효과의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.46mm/min을 기록하여, 79.8% 저감된 것으로 분석되었다. 전산모의의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.05mm/min을 기록하여, 99.1% 저감된 것으로 모의되었다. 최대 강우유출강도의 경우, 실험구(Dv=30.35, NSE=0.36)는 인공강우 모니터링과 SWMM 전산모의가 동일하게 70분에 각각 0.77mm/min, 1.06mm/min을 기록하였다. 대조구(Dv=17.27, NSE=0.78)도 동일하게 50분에 각각 2.26mm/min, 2.38mm/min으로 집계되었다. 상기 연구결과를 통해 강우·유출 모의장치와 SWMM 전산모의 간의 통계적 유의성을 통해 단일 식생이 적용된 LID 시스템의 우수유출저감 성능의 사전설계 방향을 제시할 수 있었다. 또한, LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석방법을 종합하여, 사전설계와 연계 가능한 식생 및 토양 부문의 매개변수 정량화 방안이 정리되었다. 다만, 단일 식생기반 LID 시스템으로 유형과 물리적 변수가 제한되었고, 모니터링, 전산모의 결과 간의 통계적 유의성 보정에 요구되는 알고리즘 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.