• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-13
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• 2019

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 국지성 집중호우의 피해가 증가함에 따라 초기 우수에 대응할 수 있는 시설물 설치가 필요한 실정이다. 이를 위해, 빗물을 직접 유출하지 않고 저류 시키는 저영향 개발(Low Impact Development)기법을 적용한 시설물 설계 및 수치모형을 이용한 유출저감효과 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 유출저감효과에 대한 검토만 수행된 반면, 시설물에 유입되는 유량에 의한 흐름특성 변화 검토 및 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 LID 기법이 많이 적용되고 있는 회전교차로를 대상으로 하여, 회전교차로 내의 우수저류조의 관망시스템의 안정성 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 우수저류조의 최적의 설계방안 도출을 위하여 우수저류조의 수를 증가하여 용량증가에 따른 유속과 동압의 변화를 검토하고 설계기준과 비교하였다. 우수저류조의 제원 및 유입유량은 선행연구에서 제시된 값을 적용하여 수치모의를 수행한 결과, 유속은 저류조 설치개소 수가 증가할수록 빨라지는 것을 확인하였고, 대부분 설계기준 범위 안에 유속이 형성되는 것을 확인하였다. 다만 추가 저류조가 3개 이상일 경우는 추가저류조관에서 유속이 3.44 m/s가 발생하여 설계유속의 허용범위를 초과하였고, 유속의 증가율도 일정해지는 것으로 나타났다. 난류강도 및 바닥전단력 비교의 경우, 저류조 설치 개소수가 증가함에 따라 바닥전단력이 한계소류력보다 크게 나타나 유입토사의 침전은 발생하지 않을 것으로 예상되나 난류강도의 크기가 작아져 플록(Floc)형성으로 인한 토사 침전이 발생할 수 있음을 고려해야한다. 최종적으로 유속을 이용한 동압 산정 결과를 우수관 설계에 일반적으로 사용되는 압력관의 허용내압과 비교하였을 경우, 동압이 허용내압보다 작게 나타났다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 우수저류조 제원으로 설계할 경우 추가 저류조를 2개까지 설치하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 저류조를 계속하여 설치하게 되면 배수가 원활해져 관내 유속이 빨라지고, 유속증가로 인하여 관의 마모손상 등의 문제가 일어날 수 있기 때문이다. 그러나 본 연구는 저류조의 제원 및 우수의 유입량을 가정하였고, 단순히 저류조를 추가하여 저류조 설계방안을 도출한 한계점이 있어 향후에는 다양한 저류조 형태 및 우수유입 시나리오를 적용하여 검토한다면 보다 효율적인 설계방안 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.384-391
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• 2019

최근 강우시 수계로 유출되는 비점오염물질로 인한 수질오염의 문제를 해결하고자 저영향개발(Low Impact development, LID)을 적용하고 있다. LID 시설 중 침투도랑 (Infiltration trench, IT) 과 침투화분 (Infiltration Planter, IP) 은 높은 침투율 및 침강지를 통한 오염물질 제거와 식생을 통한 영양염류 저감효율이 높다. 따라서 본 과제에서는 장기간 모니터링을 통한 침투도랑(IT)과 침투화분(IP)의 영양염류 오염물질 제거효율에 대해 분석하였다. 침투도랑(IT)과 침투화분(IP) 두 시설 모두 TSS 약 84%, TP 약 76%이상으로 제거효율이 높은것으로 나타났는데 이는 인의 화합물과 퇴적물간의 이온교환으로 인한 것으로 나타났다. 질소의 경우 침투화분시설(IP)의 제거효율이 침투도랑(IT)에 비해 약 28% 높은것으로 분석되었다. 이는 침투도랑(IT) 내 여재와 침강지에서의 침전을 통한 입자성 질소를 제거하는데 효과적이었으며, 암모늄질소(NH₄-N)와 아질산염 질소(NO₂-N)의 감소 및 질소(NO₃-N)의 증가는 질산화 및 탈질산화로 인한것으로 나타났다. 침투도랑(IT 모니터링 이벤트 중 강우강도가 11mm/hr로 강한 강우사상에서의 TN 및 TP의 저감효율은 각 34% 및 55%로 저감효율이 낮았으나, 5mm이하의 강우강도에서의 저감효율은 약 100%로 높은것으로 분석됬다. 반면 침투화분시설(IP)은 최대 강우강도 27mm/hr에서도 TN 및 TP의 저감효율은 97%이상으로 높은것으로 나타났다. 두 시설 모두 영양염류의 제거효율은 좋은것으로 나타났으나, 시설용량 및 HRT가 높고 시설 내 식생이 적용된 침투화분시설(IP)이 영양염류 제거효율이 더 높은것으로 분석되었다.

• 생태와환경
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• 제34권1호통권93호
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• pp.62-69
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• 2001

본 연구는 삽교호 유입지천(곡교천, 무한천, 삽교천, 남원천)에서 강우시 유량 및 수질 관측을 1999년 6월부터 11월까지 실시하여 분석한 것이다. 연구의 최종 목적은 삽교호 수질을 개선시키는 것이며, 그 일환으로 삽교호 유입지천의 오염부하를 저감시키기 위해 강우시 유입되는 비점오염물질의 유출 특성 및 오염부하량을 산정하는데 본 연구의 목적이 있다. 조사 결과, 평상시 삽교호 수량에 가장 많은 영향을 미치는 유입지천은 삽교천이며, 강우시에는 유역면적이 가장 넓은 곡교천이 삽교호 수량에 가장 큰 영향을 미쳤다. 유역의 토지이용형태에 따른 유출 특성에 현격한 차이를 보여 수질 관리를 위한 대책 수립시 고려되어야 할 인자로 도출되었다. 삽교호로 유입되는 연간 총오염부하량 중 강우시 발생되는 비점오염부하량의 기여율은 SS, BOD, T-N 및 T-P 각각 62%, 43%, 41% 및 27%으로 추정되어 삽교호 수질을 개선하는데 유입부하를 감소시키기 위한 관리기법을 도입할 때 점오염원과 비점오염원에 대한 부하량 저감대책을 함께 수립해야 할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제21권8호
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• pp.977-988
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• 2012

This study analyzed the characteristics of stormwater runoff by rainfall type in orchard areas and transportation areas for 2 years(2010~2011year). Effluents were monitored to calculate the Event Mean Concentrations(EMCs) and runoff loads of each pollutant. The pollutant EMCs by volume of stormwater runoff showed the ranges of BOD 0.9~13.6 mg/L, COD 13.7~45.2 mg/L, SS 4.1~236.4 mg/L, T-N 2.123~21.111 mg/L, T-P 0.495~2.214 mg/L in the orchard areas, and was calculated as BOD 2.3~22.5mg/L, COD 4.4~91.1 mg/L, SS 4.3~138.3 mg/L, T-N 0.700~13.500 mg/L, T-P 0.082~1.345 mg/L in the transportation areas. The correlation coefficient of determination in the orchard area was investigated in the order of Total Rainfall(0.81) > Total Runoff(0.76) > Rainfall Intensity(0.56) > Rainfall Duration(0.46) > Antecedent Dry Days(0.27). Also, in the case of the transportation area was investigated in the order of Total Rainfall (0.55) > Total Runoff(0.54) > Rainfall Intensity(0.53) > Rainfall Duration(0.24) > Antecedent Dry Days(0.14). As the result, comparing valuables relating to runoff of non-pollutant source between orchard areas and transportation areas, orchard area($R^2{\geq}0.5$ : X3, X4, X5) was investigated to have more influence of diverse independent valuables compared to the transportation area($R^2{\geq}0.5$ : X3, X4) and the difference of discharge influence factor by the land characteristics appeared apparently.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.355-362
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• 2000

본 연구의 목적은 산업단지의 개별공장 및 유사한 공장이 밀집된 유역을 대상으로 유출수를 분석하여 유량가중평균농도를 산정하고, 이를 기초로 하여 업종별 유출오염부하 원단위를 산정하는데 있다. 1997년 6월부터 1998년 8월까지 청주산업단지를 대상으로 유량 및 수질을 조사하였다. 분석결과를 기초로 산정된 조사지점별 EMC 범위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, TP, HEM, $NO_3-N$, $PO_4-P$, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 11~176mg/L, 40~502mg/L, 23~633mg/L, 1.04~20.9mg/L, 0.22~7.51mg/L, 12.7~548.7mg/L, 0.06~2.66mg/L, 0.12~3.39mg/L, 0.01~0.50mg/L, 0.02~0.42mg/L, 0.01~0.15mg/L, 1.29~11.51mg/L로 산정되었다. 또한, 강우시 산업단지에서 유출하는 년평균 오염부하 원단위는 $BOD_5$, COD, SS, TKN, $NO_3-N$, $PO_4-P$, TP, HEM, Cr, Pb, Cu, Fe에 대해 각각 374.4 kg/ha/yr, 924.1kg/ha/yr, 983.6kg/ha/yr, 48.8kg/ha/yr, 8.1kg/ha/yr, 9.7kg/ha/yr, 17.8kg/ha/yr, 943.0kg/ha/yr, 0.7kg/ha/yr, 0.9kg/ha/yr, 0.3kg/ha/yr, 28.9kg/ha/yr로 산정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.481-487
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• 2016

본 연구는 도시 강우유출수 처리를 위한 하이브리드 빗물정원 시스템을 개발하고자 수행되었으며, Pilot scale 모니터링을 통하여 시스템 내의 서로 다른 구성요소간의 효율을 검증하였다. 유입수는 국내 외 도로강우유출수의 농도를 고려한 인공강우유출수를 이용하여 수행하였다. 모니터링 결과 하이브리드 빗물정원은 시설 내 저류 80%, 지하수의 침투 15%로 유입수의 약 95% 저감되는 것으로 나타났다. 이는 ST의 저류 및 PB와 IT의 침투 기작이 물순환 효과에 기여한 것으로 판단된다. 또한 오염물질 저감효율을 산정한 결과, TSS의 경우 평균 87%으로 나타났으며, 유기물은76%, 영양염류는 46%, 중금속은 56%으로 나타났다. 이는 PB와 IT에 포함된 여재의 여과, 침투 및 식생과 토양의 생물학적 흡수 기작 영향에 의해 나타난 결과로 판단된다. 이러한 연구 결과는 향후 빗물정원의 효율을 향상시키기 위한 시설의 개선 및 설계방안으로 활용 가능할 것으로 평가된다.

• 환경정책연구
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• 제12권1호
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• pp.37-58
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• 2013

최근 도시계획분야에서 관심의 대상이 되고 있는 저영향개발기법은 강우관리 및 비점오염원 저감 뿐만 아니라 사회적, 경제적, 심미적으로 다양한 가치를 지니는 지속가능한 성장을 유도하는 통합적인 개발의 틀로서 이해되고 있다. 수변지역 개발에 대한 관심이 증대되면서 저영향개발기법에 대한 관심 역시 증대되고 있지만 계획과정 및 요소에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 두 가지의 목적을 지닌다. 하나는 저영향개발기법에 대한 선행연구검토를 통하여 계획과정 및 요소를 도출하는 것이고 다른 하나는 도출된 계획과정 및 요소를 모의적용과정을 통하여 효과를 파악하는 것이다. 저영향개발기법의 적용은 토지이용계획의 변화를 기초로 하였다. 이는 보전지역 및 공공시설 구역의 기능설정, 투수면적 확대를 위한 공간배치계획, 분산형 빗물관리체계 구축을 위한 공간배치계획 등으로 구분된다. 본 연구는 LIDMOD2를 이용하여 사례지역에서의 저영향개발기법 모의적용 효과를 추정하였다. 그 결과 연간표면 유출량, 연간 침투량, T-N, T-P, BOD, 첨두유량 등에서 7~10% 정도의 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제29권4호
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• pp.503-510
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• 2015

The objective of this study is to analyze the investment adequacy of the projects implemented according to the master plan on sewerage rehabilitation at Seoul. The planned and actually implemented ratio of invested money on sewage treatment plants (STPs) to sewers were compared in two temporal periods. Though the planned ratio of investment on STPs to sewers was 50:50 (in 2009-2020), the actual implemented ratio in 2009-2013 was 34:66. Until 2020, the greater investment ratio on STPs to sewers should be made considering the necessity of coping with stricter legal compliance on advanced treatment, stormwater treatment and so on. The priority of the planned and partially implemented projects among four STPs and at each STP was evaluated. Considering only the performance indicator of reduced load of BOD, T-N, T-P per the capacity of each STP facility, the performance among four STPs was shown as Jung-Rang>Tan-Cheon>Seo-Nam>Nan-Ji. The reverse order of the performance results in the past may be considered for future investment priority, but the efficiency of operation implemented at each STP, deteriorated status of each STP, investment in the past and so forth should also be considered. As for the priority of projects conducted within each STP, projects related to legal compliance (such as advanced tertiary treatment, stormwater treatment, etc.) have highest priority. Odor-related project and inhabitant-friendly facility related projects (such as building park on STPs, etc.) has lower priority than water quality related projects but interactivity with end-users of sewerage should also be important.