• 상하수도학회지
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• 제24권6호
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• pp.691-701
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• 2010

As the water-cycle is transformed by increasing of the impermeable area in process of urbanization, decentralized rainwater management facilities(infiltration, harvesting and retention facilities) as source control are considered to be a method of restoring water-cycle of urban and reducing runoff. SWMM model was used to analyse the change of water-cycle structure before and after development in A new town watershed. Modified SWMM code was developed to apply infiltration facilities. The modified SWMM was used to analyse the change of water-cycle before and after infiltration trench setup in AJ subcatchment. Changes of the impervious area by development and consequent increase in runoff were analyzed. These analyses were performed by a day rainfall during ten years from 1998 to 2007. According to the results, surface runoff increased from 51.85% to 65.25 %, and total infiltration volume decreased from 34.15 % to 21.08 % in A newtown watershed. If more than 80 infiltration trenches are constructed in AJ subcatchment, the low flow and the drought flow increases by around 47%, 44%, separately. The results of this study, infiltration trench is interpreted to be an effective infiltration facility to restore water-cycle in new town.

• 한국환경과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1013-1025
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• 2022

This study was carried out to analyze water cycle characteristics and evaluate water retention function in Jeju Gotjawal forest from 2013 to 2017. The average ratio of throughfall, stemflow, interception loss in Seonhul Gotjawal (SH) and Cheongsu Gotjawal (CS) was 43.1%, 15.8%, and 41.1%, respectively. Rainfall-throughfall, rainfall-stemflow, and rainfall-interception loss were expressed as linear regression equation (p<0.001). The comparison results showed that SH was higher than CS (p<0.05), indicating that the canopy area had an important effect on the difference in stand structure. The average water resources retention rate of the Gotjawal region was 41.9%, which is similar to the total water resources retention rate (40.6%) of Jeju Special Self-Governing Province (JSSGP). Currently, the development of Gotjawal is in progress in JSSGP. The development of Gotjawal will lead to a decrease in the water resources retention rate due to changes in the surface environment such as an increase in impervious areas, which will affect the total groundwater content of JSSGP. Therefore, the conservation of the Gotjawal area is judged to be very important from the point of view of water conservation.

• 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.

• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.16-34
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• 2015

불투수면(IC)이란 빗물 등의 강수가 토양 속으로 침투할 수 없는 포장 지역이라 정의할 수 있으며, 일반적으로 도시화 과정에서 형성되는 불투수면은 주로 도로(Drive way), 인도(Sidewalk), 주차장(Parking lot), 건물의 지붕(Roof) 등의 형태로 나타난다. 불투수면의 증가는 유출계수를 증가시켜 강수의 침투량 및 지하수 수위를 감소시킨다. 이로 인해 홍수기에 직접 유출량과 홍수피해를 증가시키고, 갈수기에는 하천의 건천화를 유발하여 수생태계를 악화시킨다. 미국 환경부에서는 불투수면을 저감하기 위한 주요정책으로 LID(Low Impact Development) 또는 GI(Green Infrastructure)의 도입을 제시하고 있다. 본 연구에서는 도시 유역의 강우-유출 및 수질 해석을 위해 SWMM모형을 구축하고, 도시 유역의 대표적인 토지이용 유형에서 불투수면 영향 저감을 위한 다양한 LID 기법을 적용하고 그 효과를 평가하였다. 모형의 보정기간은 2009년 7월 17일, 검정기간은 2009년 8월 11일이며, 강우유출발생시 측정한 실측 데이터를 사용하여 검 보정을 하였다. 아파트, 학교, 도로, 공원 등으로 구성된 복합용지에 투수성 포장(Pervious cover)과 옥상녹화(Green roof)기법을 단계별로 적용하고 유출량 및 오염부하 저감에 미치는 영향을 모의한 결과, 유역 내 불투수면이 투수면으로 전환되는 비율이 증가함에 따라 강우시 발생하는 유출량과 오염물질 부하량의 저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 특히, 건물 옥상 녹화 및 주차장과 도로에 투수성 포장을 적용한 경우, 총 유출량은 15~61 %의 저감효과를 보였으며, 오염부하량에 대해서는 TSS 22~72 %, BOD 23~71 %, COD 22~71 %, TN 15~79 %, TP 9~64 %의 저감효율을 나타냈다.

• 환경영향평가
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• 제20권3호
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• pp.299-311
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• 2011

The objective of this paper is to present a methodology for the classification of spatial patterns considering the parameters of urban form which play a significant role in the formation of the urban climate. The urban morphological parameters, i.e. building coverage, impervious pavement, vegetation, water, farmland and landuse types were used to classify the spatial patterns by a K-means cluster analysis. And the presented methodology was applied on Changwon city, South Korea. According to the results of cluster analysis, the total spatial patterns were classified as 24 patterns. First of all, The spatial patterns(A-1, A-2, A-3, B-1, B-2, B-3, C-1, C-2, C-3, D-1, D-2, D-3, E-1, E-2, E-3, F-1, F-2, F-3, G-1, G-2, G-3), which distributed in the rural area and the suburban area, can have the positive impacts of cold air generation and wind corridor on an urban climate environment, were distributed in the rural area. On the other hand, the spatial patterns of the downtown area including A-4, B-4, C-4 and D-4 are expected to have the negative impacts on urban climate owing to the of artificial heat emission or the wind flow obstruction. Finally, it will require the future research to analysis the climatic properties according to the same spatial patterns by the field survey.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.231-242
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• 2011

도시화가 진행될수록 건물의 옥상 및 교통관련 시설물 또한 증가하여, 녹지공간은 감소하고 불투수면은 증가하게 된다. 불투수면이 증가함에 따라, 도시내 자연적 물순환 시스템 파괴, 비점오염물질 증가, 생태축 단절 등과 같은 다양한 환경수리학적 문제점이 발생되고 있다. 최근 들어 국민들의 생활 및 의식수준이 향상되면서, 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면을 동시에 고려한 지속가능한 도시 개발이 요구되고 있다. 또한 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 Low Impact Development(LID) 관련 기술의 개발 및 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 국내 환경에 적합한 가이드라인, 설계기준 등은 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 및 도로가에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하기 위하여, Pilot-scale 실험을 실시하였으며, 분석 결과, TSS, $COD_{Cr}$, TN, TP, Total Pb에 대한 평균저감효율이 각각 95%, 82%, 35%, 91%, 57%로 나타났다. 이러한 결과는 소규모 인공습지가 향후 도시 내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.75-84
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• 2011

The objective of this study is to evaluate the hydrologic impacts of climate and land use changes in a rural small watershed. HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, ver.3) A2 scenario and LARS-WG (Long Ashton Research Station - Weather Generator) were used to generate future climatic data. Future land use data were also generated by the CA-Markov (Cellular Automata-Markov) method. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used to evaluate hydrologic impacts. The SWAT model was calibrated and validated with stream flow measured at the Baran watershed in Korea. The SWAT model simulation results agreed well with observed values during the calibration and validation periods. In this study, hydrologic impacts were analyzed according to three scenarios: future climate change (Scenario I), future land use change (Scenario II), and both future climate and land use changes (Scenario III). For Scenario I, the comparison results between a 30-year baseline period (1997~2004) and a future 30-year period (2011~2040) indicated that the total runoff, surface runoff, lateral subsurface runoff, groundwater discharge, and evapotranspiration increased as precipitation and temperature for the future 30-year period increased. The monthly variation analysis results showed that the monthly runoff for all months except September increased compared to the baseline period. For Scenario II, both the total and surface runoff increased as the built-up area, including the impervious surface, increased, while the groundwater discharge and evapotranspiration decreased. The monthly variation analysis results indicated that the total runoff increased in the summer season, when the precipitation was concentrated. In Scenario III, the results showed a similar trend to that of Scenario II. The monthly runoff for all months except October increased compared to the baseline period.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.11-18
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• 2015

PURPOSES: This study aims to evaluate the runoff reduction with permeable pavements using the SWMM analysis. METHODS: In this study, simulations were carried out using two different models, simple and complex, to evaluate the runoff reduction when an impermeable pavement is replaced with a permeable pavement. In the simple model, the target area for the analysis was grouped into four areas by the land use characteristics, using the statistical database. In the complex model, simulation was performed based on the data on the sewer and road network configuration of Yongsan-Gu Bogwang-Dong in Seoul, using the ArcGIS software. A scenario was created to investigate the hydro-performance of the permeable pavement based on the return period, runoff coefficient, and the area of permeable pavement that could be laid within one hour after rainfall. RESULTS : The simple modeling analysis results showed that, when an impervious pavement is replaced with a permeable pavement, the peak discharge reduced from $16.7m^3/s$ to $10.4m^3/s$. This represents a reduction of approximately 37.6%. The peak discharge from the whole basin showed a reduction of approximately 11.0%, and the quantity decreased from $52.9m^3/s$ to $47.2m^3/s$. The total flowoff reduced from $43,261m^3$ to $38,551m^3$, i.e., by approximately 10.9%. In the complex model, performed using the ArcGIS interpretation with fewer permeable pavements applicable, the return period and the runoff coefficient increased, and the total flowoff and peak discharge also increased. When the return period was set to 20 years, and a runoff coefficient of 0.05 was applied to all the roads, the total outflow reduced by $5195.7m^3$, and the ratio reduced to 11.7%. When the return period was increased from 20 years to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased from 11.7% to 8.0% and 5.1%, respectively. When a runoff coefficient of 0.5 was applied to all the roads under the return period of 20 years, the total outflow reduction was 10.8%; when the return period was increased to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased to 6.5% and 2.9%, respectively. However, unlike in the simple model, for all the cases in the complex model, the peak discharge reductions were less than 1%. CONCLUSIONS : Being one of the techniques for water circulation and runoff reduction, a high reduction for the small return period rainfall event of penetration was obtained by applying permeable pavements instead of impermeable pavement. With the SWMM analysis results, it was proved that changing to permeable pavement is one of the ways to effectively provide water circulation to various green infrastructure projects, and for stormwater management in urban watersheds.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.325-331
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• 2015

불투수면의 증가와 도시화 현상은 지하수량의 감소, 지표수의 고갈, 홍수의 증가 등과 같은 자연적인 물순환 시스템에 변화를 가져왔다. 또한, 인간이 사용할 수 있는 수량의 감소 또한 초래하게 되었다. 이에 빗물의 적절한 처리와 재활용은 최근 발생되는 수문학적 문제의 해결에 도움이 될 수 있을 것으로 예상되어왔다. 따라서 본 연구는 지붕빗물유출수를 침투 및 저류 기작으로 처리하여 자연적인 물순환의 회복을 이루고자 침투화분 기술을 개발하였다. 연구결과, 침투화분 기술은 평균 79% 정도의 강우유출유량 저감효과가 있는 것으로 분석되었다. 또한 유출유량 지연효과 및 첨두유량 지연효과도 발생하였는데, 약 3시간의 유출지연효과와 38%의 유량 저감효과가 발생하는 것으로 나타났다. 한편, 침투화분의 오염물질 처리효율은 TSS 97%, BOD 및 CODcr 94%, TN 86%, TP 96%, Total Cu, Total Zn, Total Pb의 중금속은 약 93% 처리되었으며, 처리수의 오염물질 농도는 TSS 13.3mg/L, BOD 3.6mg/L, TN 4.7mg/L 및 TP 0.1mg/L로 분석되어 도시재이용수, 조경용수, 공업용수로서 사용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5813-5819
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• 2014

도시화로 인한 도시유역의 불투수면적 증가에 따른 우수유출수 증가를 저감하기 위해 저영향개발의 계획 및 적용이 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 LID 요소기술 중 침투트렌치의 국내 적용성 및 성능검증을 위해 침투트렌치 실험조건을 바탕으로 SWMM을 구축하여 유출량 및 비점오염원 저감효과를 분석하였다. SWMM의 침투트렌치 적용면적은 전체 유역면적의 5~15%의 면적에 적용하며 모의를 수행하였다. SWMM 모의결과 첨두유출량은 45.7~61.9%, 총유출량은 47.2~62.3%, BOD 부하량은 52.3~55.3%의 저감효율로 분석되었다. 실험결과와 비교하면 유출량의 경우 12~24% 크며, BOD 부하량의 경우 37~38% 작게 산정되었다. 추후 침투트렌치의 적용성 및 성능검증에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.