• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.423-429
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• 2014

도로는 높은 포장율과 자동차 운행으로 인하여 건기시 다양한 오염물질이 축적되며, 강우시 유출되어 수계에 환경수리학적 영향을 끼친다. 특히 도로노면은 아스팔트 또는 콘크리트로 포장되면서 거친 정도에 의한 오염물질의 축적과 유출정도가 다르다. 따라서 본 연구는 포장 재료에 따른 강우시 비점오염물질 유출특성을 분석하기 위하여 2012년도에 신규 개통한 구간에서 모니터링이 수행되었다. 강우 초기에 비점오염물질이 집중적으로 유출되는 초기강우현상은 포장재료와 관계없이 발생되는 것으로 나타났다. 그러나 노면과 자동차 타이어와의 마찰력이 큰 콘크리트 포장에서는 모든 수질오염항목에서 첨두농도가 높게 나타났다. 이러한 영향으로 인하여 TSS, 유기물과 영양염류의 유량가중평균농도(EMC, Event Mean Concentration)도 콘크리트 포장에서 높게 나타났다. 본 연구결과는 도로 포장방법이 수문학적 유출특성, 도로의 물리적 디자인 및 자동차의 운행대수 등과 함께 오염물질 유출에 크게 영향을 끼치는 중요한 인자라는 것을 보여준다.

• 한국습지학회지
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• 제9권3호
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• pp.35-42
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• 2007

최근 환경부의 환경정책은 수질오염총량관리제도의 전국적인 확대를 앞두고 다양한 토지이용에서 발생되는 비점오염물질의 관리를 추진하고 있다. 이러한 환경정책의 변화와 함께 4대강 수계에 비점오염원 시범사업을 통해 다양한 비점오염저감시설의 효율평가 및 시설의 유지관리에 대하여 모니터링도 수행하고 있다. 따라서 본 연구는 한강수계에 설치된 비점오염 저감시설 중에서 전처리 시설로 설치되어 있는 침강지 또는 침사지 퇴적물의 물리화학적 성상을 연구함으로써 폐기물로써의 퇴적물 관리에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 일반적으로 비점저감시설의 전처리 시설로 사용되는 침강지는 일정한 체류시간을 제공함으로써 강우유출수내의 입자상 물질을 제거함과 동시에 비점저감시설 내의 여과재 및 침투재의 폐색을 예방하고자 설치되는 전처리 시설이다. 침강지 퇴적물의 물리화학적 특성 연구 결과에 의하면, 일반적으로 Zn과 Cd은 $75{\mu}m$이하의 퇴적물 입도분포에서 입자 표면적으로의 흡착농도가 높은 것으로 나타났다. 중금속 부하량을 살펴본 결과, 입자의 크기가 $425-850{\mu}m$범위 일 경우 중금속 농도가 가장 높게 나타났다. 전체 중금속에 대한 분석 결과, Cu, Zn, Pb의 중금속 함량이 입도분포 $425-850{\mu}m$ 사이에서 30% 이상을 나타내었다. 중금속 중에서 다른 항목에 비하여 Cu, Pb 및 Zn의 함량이 높게 나타났는데, 이는 차량의 타이어와 엔진파트에 이러한 중금속이 많이 함유되어 있기 때문이다. 또한 본 연 구결과 침강지는 퇴적물의 퇴적과 함께 다양한 중금속의 제거가 발생하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.777-784
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• 2005

도시지역은 불투수층 면적비율이 높아 작은 강우에도 초기유출(first flush)이 강하게 발생하고 유출되는 오염물질 농도도 높다. 도로유출수에는 미세입자물질, 중금속, 유기물질 성분을 다량 함유하고 있다. 도로유출수의 수질과 입자의 유출특성을 파악하고자 교통량이 비교적 많은 도로 2개 지점을 대상으로 총 6회의 강우시료를 채수하여 분석하였다. 2개 조사 지점에서 분석된 도로유출수 수질농도범위는 SS $45{\sim}2,396\;mg/L$, $COD_{Cr}\;40{\sim}931\;mg/L$, TKN $0.1{\sim}19.6\;mg/L$, TP $0.2{\sim}25.1\;mg/L$, Fe $0.33{\sim}8.15\;mg/L$, Cr $0.06{\sim}0.50\;mg/L$, Pb $0.06{\sim}0.97\;mg/L$, Cr $0.01{\sim}0.12\;mg/L$으로 조사되었다. 강우초기의 농도는 극단적으로 높은 특성을 나타내었다. 도로유출수 SS와 상관계수가 높은 수질항목으로는 $COD_{Cr}$, TP, Cu, Pb이고, 상관계수가 가장 낮은 항목으로는 TKN으로 분석되었다. 도로유출수의 입경을 분석한 결과 평균 f3경간의 범위는 $6.7{\sim}23.4\;{\mu}m$이고 90% 입경의 범위는 $36.2{\sim}105.2\;{\mu}m$로 분석되었다. 또한, 입경은 유출량에 비례적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 균등계수를 분석한 결과 평균범위는 $6.4{\sim}10.2$로 입경 분포범위가 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.691-697
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• 2014

도시 하천의 지속가능한 관리를 위해서는 적절한 유역 관리가 필수적이다. 현재 대전 관평천의 상류 유역은 그린벨트지역으로 보호되어 있으나 해당 유역의 농경활동이나 도로공사 등 인위적인 요인으로 인해 관평천은 지속적인 환경문제를 나타내고 있다. 관평천의 적절한 종합 수자원 관리 계획을 수립하기 위해서는 하천의 수질문제 뿐만 아니라 유량 문제도 의미있게 고려되는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 관평천 유역에 대해 대표적인 도시형 강우 유출 모형인 storm water management model (SWMM)을 구축하고 실측자료를 활용하여 보정 및 검증을 실시하고 향후 임의의 강우 조건에 대해 하천 주요지점의 유량 및 수질을 예측할 수 있도록 하였다. 유량 보정은 상관계수($R^2$)가 0.9 이상의 양호한 수준으로 수행되었으나 수질 보정은 상대적으로 오차가 큰($0.67{\leq}R^2{\leq}0.87$) 것으로 나타났다. SWMM 모델을 이용하여 상류 유역이 개발되었을 경우 환경에 영향을 적게 미치는 LID (low impact development) 기법을 적용하는 가상의 시나리오를 구성하여 비교할 수 있는 방법을 구축하였다. 본 연구결과는 향후 관평천 상류지역을 개발하거나 환경관련 관리 계획을 수립할 경우, LID기법을 포함한 합리적인 수자원 기법 선택에 많은 도움을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.491-501
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• 2008

도시 배수구역의 유출특성을 해석하기 위하여서는 유역의 지형특성 및 유출경로를 고려하여 소유역을 분할하고 배수계통에 대한 유출량을 분석하게 되며, 이 과정에서 각 소유역의 도달시간과 시간-면적곡선은 유역형상에 따라 상이하게 구성되므로, 이로 인한 유출특성 또한 크게 변화하게 된다. SWMM 및 ILLUDAS 모형에서는 유역형상을 단순 직사각형으로 가정하여 해석함으로써 유역의 기하학적 형상이 지표면 유출에 미치는 영향을 충분히 반영하지 못하는 한계를 개선하기 위하여, 국토해양부의 FFC2Q 모형 개발연구에서는 유역형상을 고려하여 지표면 유출해석을 실시함으로써 유출분석의 정확도를 향상시키는 기법을 도입하였다. 즉, 지표면 유출해석을 위한 시간-면적곡선법의 적용에서 단위 소유역의 형상을 대칭형(사각형, 타원형, 마름모꼴), 분산형(삼각형, 사다리꼴), 집중형(역삼각형, 역사다리꼴) 형태로 각각 유형화하여 지표면 유출해석을 하였으며, 그 결과를 비교 분석한 결과 유역의 형상에 따라 유출특성이 크게 상이함을 알 수 있었다. 실제로 배수구역(군자 배수구역)에 적용한 결과 유역형상을 직사각형 보다는 마름모꼴로 적용한 경우에 첨두유출량과 유출수문곡선의 형태에서 실측치에 보다 접근하고 있음을 보여 줌으로 써 개선된 결과를 제시하였다. 또한, 유역형상을 고려한 경우에는 첨두유출량의 경우 분할 수에 큰 영향이 없이 실측치와 유사한 안정된 값을 나타내고 있으나, 사각형으로 단순화한 경우에서는 유역 분할 수가 계산 결과치에 민감한 영향을 주었다.

• 환경정책연구
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• 제9권1호
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• pp.83-107
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• 2010

본 연구의 목적은 빗물저류 및 흡수 등 우수관리를 위해 설치하는 최적관리기법(Best Management Practices: BMPs)의 효율적인 위치 및 분배 정도를 유역단위에서 살펴보는 것이다. 이를 위해 여러 개의 지류유역과 본류유역으로 이루어진 하나의 대유역을 구축한 후 Hydrological Simulation Program Fortran(HSPF)을 이용하여 도시유역 내다양한 규모와 위치의 BMPs 시나리오를 제작/모의하였다. 이때 대유역 내 전체 BMPs 면적은 일정하도록 하였으며, 유역하구의 첨두유량과 이와 관련된 회피비용을 효율성의 지표로 활용하였다. 모의 결과 BMPs가 상류지류 유역들에 분산 입지했을 때 가장 높은 효율을 보였으며, 본류유역을 포함하여 소유역 한 곳에 집중되었을 때 가장 낮은 효율을 보였다. 하지만 본 연구는 BMPs의 위치 및 분배 변수를 제외한 BMPs 설계 및 유지관리, 유역 내 다양한 토양특성등의 기타변수가 통제된 가상유역을 대상으로 진행되었다는 한계를 안고 있다. 따라서 본 연구는 유역관리에서 BMPs위치 및 분배가 유역관리에 중요한 정책변수일 수 있다는 가능성을 제시하는 데 그치고 있으며, 이러한 가능성은 향후 국내유역에 대한 실증적 모의연구를 통해 논의될 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.69-75
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• 2010

강우 시, 건설 현장 내에서 발생하는 비점오염원의 경우 타 오염 물질 대비 부유 물질 부하량이 매우 높게 나타나며 강우 강도에 대한 민감도가 공사 초반의 경우 매우 높게 나타난다. 이러한 비점오염원을 저감할 수 있는 시설로 가설형 비점오염원 처리 시설과 여과형 처리 시설이 있다. 가설형 시설의 경우 전반적으로 비점오염원에 대한 저감 효율이 제한적이며, 여과형 처리 시설의 경우 동력의 소모가 높고, 공간적 효율성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 비점오염원 처리 시설의 단점을 해소하고 보다 높은 비점오염원 처리 효율을 확보하기 위해 조립식 응집 침전 시스템을 개발하여 현장에 적용하여 비점오염원 처리 특성을 평가하고자 하였다. 조립식 응집 침전 시스템의 경우 가설 형식이나 여과형 처리 시설 대비 매우 높은 처리 효율을 나타내며, 공간적 효율성이 매우 높은 것으로 나타나 비점오염원 발생 인근 지역의 수계 오염 방지 및 민원 발생 방지 효과가 있을 것으로 기대할 수 있었다. 이러한 조립식 응집 침전 시설의 현장 적용 시, 최적의 비점오염원 저감 효과를 확보하기 위해서는 발생 비점오염원의 농도에 따라 적정 응집제 주입량 산정 및 슬러지 순환 시설의 적용 및 지속적인 유지 관리를 통한 침전 슬러지의 계면 높이 조절이 반드시 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3518-3524
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• 2015

우리나라의 강수 특성은 지역 및 계절에 따라 편차가 매우 심하여, 연 강수량의 절반 이상이 여름철에 집중되어 내리고 지역적인 차이도 크게 나타나고 있다. 또한 기후변화 등으로 인해 게릴라성 호우 등과 같이 강우강도가 큰 호우가 빈번히 발생하고 있어 불투수지역이 넓은 도심지의 홍수방어가 매우 어려운 실정이다. 그러므로 홍수저감을 위해 우수관의 설계빈도 상향조정이나 빗물펌프장이나 유수지 건설 등과 같은 구조적인 대책이 다수 수행되고 있으며, 극한 홍수가 빈번히 발생하는 지역에서는 첨두홍수량을 하류로 배제하거나 저류하기 위한 방수로나 저류조 건설이 고려되고 있다. 그러나 1년에 1~2회 정도 사용하는 방수로나 저류조 건설에 막대한 예산을 투자하는 것에 대한 국민적인 반발도 존재한다. 그러므로 도심지의 또 다른 문제인 교통량 분담을 위한 대심도 도로터널을 동시에 건설하여 교통문제와 자연재해를 동시에 해결할 수 있는 다기능 대심도 터널에 대한 관심이 급증하고 있다. 본 연구에서는 도로터널과 수로터널의 설계기준을 살펴보고 국내에 적용이 가능한 형태의 다기능 복층터널 형태를 제안하였으며 고려해야 할 설계기준을 제안하였다. 이를 통해 향후 다수 건설될 다기능 대심도 복층터널의 설계기준 방안을 제시하고 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.131-137
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• 2010

최근 비점오염원에 대한 관심이 높아지면서, 환경부 및 유관단체를 중심으로 노면 유출수를 포함한 비점오염원(Non point source)에 대한 현황 조사 및 처리 방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 고속도로 휴게소 주차장 노면 유출수는 고속도로 본선 노면 유출수보다 유해물질 오염도가 높을 것으로 예상되어, 본 연구는 이 지역의 노면 유출수 오염도 조사를 통해 유출수 평가 및 노면 유출수 저감시설의 저감효과를 분석하여 휴게소 노면유출수 관리방안을 수립하는 것을 목적으로 하고 있다. 휴게소지점에 대한 강우 유출수 분석 결과 포장지역의 특성인 초기강우현상을 볼 수 있었으며, 강우초기에 입자상물질은 중금속과 결합하여 다량 유출되는 특성을 나타내었다. 휴게소 지점의 강우유출수에 대한 오염물질별 EMC에 대한 95% 확신범위로는 TSS 128.2-273.4mg/L, COD 145.4-310.1mg/L, TN 6.1-11mg/L, TP 1.9-2.9mg/L의 범위로 분석되어 고속도로에서 유출되는 강우유출수와 비슷한 수준으로 유출되는 것으로 분석되었으나, 중금속의 경우 고속도로에 비해 고농도의 중금속이 유출되는 것으로 나타났는데, 이것은 차량 정차시 브레이크 패드나 타이어의 마모등에 의한 것으로 판단된다. 휴게소지점에 대한 면적당 발생되는 부하량 통계분석결과, TSS의 평균 부하량은 $1411.6mg/m^2$로 산정되었으며, COD $709.7mg/m^2$, TN $44.0mg/m^2$, TP $10.4mg/m^2$로 산정되었다. 중금속의 경우 Total Cu $12927.4{\mu}g/m^2$, Total Fe $32074.4{\mu}g/m^2$, Total Pb $40371{\mu}g/m^2$, Total Ni $10679.2{\mu}g/m^2$로 산정되었다.