• 한국습지학회지
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• 제11권3호
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• pp.161-169
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• 2009

도시 지역의 강우-유출 과정은 자연유역과 비교하여 보다 복잡한 형태를 지니고 있다. 도심의 확장과 개발로 인해 유역의 특성들이 변화하고, 이로 인해 유출 모형의 적용 또한 어렵다. 본 연구에서는 전주의 대표적인 도시하천인 조경천 유역을 대상으로 도시화의 진행에 따른 수문환경의 변화와 강우-유출 형태의 변화를 분석하였다. 도시화 정도에 따라 도시화가 진행되기 전인 자연유역기(1924), 전북대학교 조성기(1963), 주거단지 조성기(1986), 도시화 완료기(1995)로 단계를 구분하고, 각 단계별 유역특성자료와 불투수면적 등의 입력자료를 기반으로 SWMM 모형을 이용하여 유출을 분석하였다. 단계별 배수계통도에 의하면, 유로연장, 조도계수, 지표면 저류계수는 감소하였고, 토지이용 상태는 투수면적이 97.7%에서 42%로 감소하였고, 불투수 면적은 0.6%에서 34.0%로 증가하였다. 도달시간은 90분에서 37분으로 감소하였고, 첨두유량은 $4.37m^3/s$에서 $111.13m^3/s$로 증가 하였으며, 유출률은 0.8%에서 68%로 증가하였다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.74-84
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• 2021

도시 개발로 인한 영향을 최소화하여 물 순환 체계를 개선하기 위해서는 적극적인 강우유출수 관리가 필수적이다. 최근에는 도시의 강우유출수 관리를 위한 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법이 합리적인 대안으로 주목받고 있다. Storm Water Management Model(SWMM)은 LID 모듈을 통해 다양한 GI(Green Infra) 시설에 대한 모의 기능을 제공하고 있어 도시 물순환 개선 사업에 적극 활용되고 있다. 그러나 SWMM을 이용하여 GI 시설을 모의하기 위해서는 복잡한 유역 설정과 GI 시설 배치에 많은 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 GI 시설의 핵심적인 수문 프로세스를 구현하면서도 상대적으로 간단하게 GI 시설의 성능을 평가할 수 있는 모형이 제안된다. 제안된 모형은 수문학적 추적을 기반으로 작동되므로 GI 시설의 침투, 저류, 증발산을 모두 반영할 수 있을 뿐만 아니라 GI 시설에 의한 도시 물순환 개선 효과를 정량적으로 평가할 수 있다. 제안된 모형의 결과와 SWMM의 결과를 비교함으로써 제안된 모형의 적용성을 검증하였다. 더붙여서 SWMM의 투수성 포장 모의에서 발생되는 오류에 대한 논의가 포함된다.

• 한국습지학회지
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• 제11권2호
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• pp.67-76
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• 2009

비점오염원에 의한 4대강의 오염부하율은 2004년 기준으로 22~37 %로 나타났으며, 2020년에는 60 % 이상으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 이는 토지이용의 고도화에 따른 비점오염물질의 유출이 증가하기 때문이며, 지속적인 점오염원 관리와 더불어 비점오염원 관리가 이루어지지 않을 시에는 하천의 수질개선을 기대할 수 없다. 따라서 환경부는 수질오염총량관리제를 도입하여 수생태계의 입장에서 수질개선 정책을 펼치고 있으며, 비점오염원 관리에 관심을 쏟고 있다. 이러한 비점오염원은 강우시 발생되어 유역의 특성 및 다양한 강우인자들의 영향을 받아 불확실성이 매우 크기에 오염물질별 EMC 및 부하량 산정이 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 모니터링 지점으로 국도와 주차장을 선정하여 최근 3년 동안 모니터링을 수행하였으며, 오염물질별 EMC산정과 함께 모니터링 지점에 대한 강우특성을 파악하였다. 또한 산정된 EMC를 강우계급별로 나누어 EMC를 재 산정하였다. 그 결과, TSS의 평균 EMC는 강우계급이 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 대부분 10 mm 이하의 강우에서 유출되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 국내의 강우특성이 반영된 EMC를 산정하여 제시함으로써 비점오염저감시설의 효율적 규모 산정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권4호
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• pp.495-504
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• 2012

In recent years, urbanization has been a hot issues in watershed management due to increased pollutant loads from impervious urban areas. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model has been widely used in hydrology and water quality studies at watershed scale. However, the SWAT has limitations in simulating water flows between HRUs and hydrological effects of LID practices. The Storm Water Management Model (SWMM) has LID capabilities, but it does not simulate non-urban areas, especially agricultural areas. In this study, a SWAT-SWMM coupled model was developed to evaluate effects of LID practices on hydrology and water quality at mixed-landuse watersheds. This coupled SWAT-SWMM was evaluated by comparing calibrated flow with and without coupled SWAT-SWMM. As a result of this study, the $R^2$ and NSE values with SWAT are 0.951 and 0.937 for calibration period, and 0.882 and 0.875 for validation period, respectively. the $R^2$ and NSE values with SWAT-SWMM are 0.877 and 0.880 for validation period. Out of four LID scenarios simulated by SWAT-SWMM model, the green roof scenario was found to be most effective which reduces about 25% of rainfall-runoff flows.

• Membrane and Water Treatment
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• 제14권4호
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• pp.147-153
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• 2023

Urbanization has been causing such new pollutants as micro-plastic, thus the environmental impact of new pollutants on ecosystem is rapidly increasing. When it comes to micro-plastic, a representative artificial trace pollutant, its risk has been increased at a much faster rate, however the depth study associated with stormwater sediment and wetland was relatively rare. In this research, soil samples from storm water sediment were analyzed for distribution characteristics of micro-plastics in the J wetland (registered as Ramsar wetland, May 2021 and a representative environmental site in South Korea). Analyzed soil samples found approximately 201 ± 93 particle/kg (based on unit weight, Total micro plastic particles / Total Sample weight) micro-plastics in the samples. When considering the total quantitative numbers in stormwater sediment in the entire area of the J wetland, over 15,000 micro-plastics were estimated to be contaminating such area. In addition, in terms of qualitative numbers, micro-plastics were contaminating the J wetland with 94.7 % ratio of styrofoam type (43.9%) and polyethylene type (50.8%). These research results can be used as base data sets for controlling micro-plastics in the J wetland.

• Environmental Engineering Research
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• 제15권3호
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• pp.167-172
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• 2010

The effects of low impact development (LID) techniques, such as green roofs and porous pavements, on the runoff and pollutant load from an apartment complex were simulated using the Site Evaluation Tool (SET). The study site was the Olympic Village, a preexisting apartment complex in Seoul, South Korea, which has a high percentage of impervious surfaces (approximately 72% of the total area). Using the SET, the effects of replacing parking lots, sidewalks and driveways (37.5% of the total area) having porous pavements and rooftops (14.5% of the total area) with green roofs were simulated. The simulation results indicated that LID techniques reduced the surface runoff, and peak flow and pollutant load, and increased the evapotranspiration and soil infiltration of precipitation. Per unit area, the green roofs were better than the porous pavements at reducing the surface runoff and pollutant loads, while the porous pavements were better than green roofs at enhancing the infiltration to soil. This study showed that LID methods can be useful for urban stormwater management and that the SET is a useful tool for evaluating the effects of LID on urban hydrology and pollutant loads from various land covers.

• 한국환경과학회지
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• 제19권7호
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• pp.819-827
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• 2010

This study was conducted to investigate runoff characteristics of non-point pollutants source at the urban area in boeun area, Chungbuk Province. The monitoring site covering the watershed of $2.11\;km^2$ contains about 40.3 % of total watershed with the urban area. The monitoring was conducted with six events for five months and Event Mean Concentration(EMC) and Site Mean Concentration(SMC) of SS, BOD, CODMn, T-N, T-P were calculated on the result of the water quality parameters. As a result of the comparion between Arithmetic Mean Concentration and Event Mean Concentration, it showed that over all Event Mean Concentration was higher than Arithmetic Mean Concentration. And it showed that SS, BOD, T-P featured the first-flushing effect, showing relatively high concentration in early-stage storm event.

• 한국환경과학회지
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• 제33권7호
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• pp.443-452
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• 2024

The recent increase in impermeable surfaces due to urbanization and the occurrence of concentrated heavy rainfall events caused by climate change have led to an increase in urban flooding. To predict and prepare for flood damage, a convenient and highly accurate simulation of rainfall-runoff based on geospatial information is essential. In this study, the storm water management model (SWMM) was applied to simulate rainfall runoff in the Bangbae-dong area of Seoul, using two sets of topographical data: The conventional topographic digital elevation model (TOPO-DEM) and the proposed shuttle radar topography mission (SRTM)-DEM. To evaluate the applicability of the SRTM-DEM for rainfall-runoff modeling, two DEMs were constructed for the study area, and rainfall-runoff simulations were performed. The construction of the terrain data for the study area generally reflected the topographical characteristics of the area. Quantitative evaluation of the rainfall-runoff simulation results indicated that the outcomes were similar to those obtained using the existing TOPO-DEM. Based on the results of this study, we propose the use of SRTM-DEM, a more convenient terrain data, in rainfall-runoff studies, rather than asserting the superiority of a specific geospatial data.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권9호
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• pp.777-787
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• 2014

불투수지역이 대부분인 도시유역의 경우, 우수관을 통한 우수의 배제가 유출시스템의 대부분을 차지한다. 도시지역의 우수관로 및 빗물펌프장의 용량을 설계하기 위해서는 일반적으로 강우빈도해석을 통해 계산된 빈도별 강우를 Huff시간분포 등을 사용하여 일괄적으로 시간 분포시켜 유출을 계산한다. 그러나 이러한 설계는 기후변화 등으로 인해 게릴라성 호우 등이 빈번히 발생하고, 평균적인 강우강도가 증가하고 있는 현실의 불확실성을 제대로 반영하지 못한다. 그러므로 본 연구에서는 설계강우사상의 첨두강우강도가 가지는 불확실성을 분석하기 위해, 설계강우사상을 시간 분포시키는 대표적인 방법이며, 실제 본 연구의 적용지역인 가산1빗물펌프장의 설계에 사용된 Huff 2분위 방법과 과거 발생한 실제 강우사상들을 이용한 유출해석을 실시하였다. 그 결과, 유역 내 지체효과가 거의 없는 도시지역의 경우에는 총강우량보다는 첨두강우강도에 의해 유역 내 홍수가 유발된다는 것을 확인하였고, 이를 입증하기 위해 회귀분석을 수행하였다. 즉, 총강우량이 같다고 하더라도, 첨두강우강도에 따라 상류 우수관의 범람이 야기될 수 있으며, 이러한 현상은 같은 빈도의 설계강우량이라고 해도 지속시간이 짧은 경우에 더 큰 첨두강우강도를 가지므로 더욱 두드러졌다. 이것을 본 연구에서는 설계강우사상를 시간분포시킴에 의해 야기되는 첨두강우강도의 불확실성이라고 정의하고, 이에 대한 정량화 및 고려가 도시지역의 유출시스템 설계 시 고려되어야 함을 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.155-160
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• 2008

도시화는 토지이용의 고도화 및 오염물질의 극대화를 초래한다. 일반적으로 도시지역은 상업, 주거, 산업, 공공지역 등과 복합적 토지이용지역과 도로, 주차장, 교량 및 공원과 같은 단일 토지이용 지역으로 형성된다. 이러한 지역에서의 인간과 차량의 활동은 도시지역의 모든 공간을 인근 수계 및 수생태계에 심각한 영향을 끼치게 하는 비점오염원으로 나타나게 한다. 도시지역의 다양한 토지이용은 건축물, 주차장 또는 도로 및 조경공간으로 세분류 될 수 있으나, 강우시 유출되는 비점오염원은 도로와 주차장으로 유출되기에 이러한 토지이용 지역을 관리함으로써 도시 비점오염물질의 효율적 저감이 이루어 질 수 있다. 도로와 주차장은 많은 차량의 운행과 인간의 활동으로 인하여 다양한 비점오염물질의 축적과 유출이 발생하고 있으며, 그 중에서 중금속과 입자상 물질이 주요 오염원으로 나타나고 있다. 이러한 비점오염원은 비점오염저감시설을 통하여 저감할 수 있으나, 강우의 특성에 영향을 크게 받고 있으며 유출특성의 불확실성이 높아 관리에 어려움을 겪고 있다. 특히 모니터링을 통한 기초자료의 부족은 부하량 예측, 저감메커니즘 및 저감시설 선정을 어렵게 하고 있다. 현재 토지이용에서의 부하량 예측에는 7개의 세분류 토지지목으로 형성된 토지이용별 오염원단위를 사용하고 있으나, 정확성이 낮아 새로운 원단위 산정을 위한 다양한 연구가 수행중이다. 따라서 본 연구에서는 교통과 관련된 토지이용 지역에서의 모니터링을 수행하여 원단위를 제시함으로써 효율적 포장지역 원단위 산정에 기여하고자 한다. 본 논문에서는 고속도로, 휴게소, 영업소, 주차장 및 교량을 포함하는 9개 지점에서의 모니터링 결과를 해석하고자 하며, 최종적으로 오염물질 원단위를 제시할 것이다.