• 상하수도학회지
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• 제19권2호
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• pp.117-124
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• 2005

Appropriate removal of pollutants from combined sewer overflows(CSOs) and stormwater runoff is of primary concern to watershed managers trying to meet water quality standards even under a wet weather condition. Harmful substances associated with particles besides TSS and BOD are subjected to removal prior to discharge into the natural waters. Effectiveness of five major hydrodynamic separation technologies, Vortechs, Downstream Defender including Storm King for CSOs control, CDS, Stormceptor, and IHS, were evaluated in this study. There is not sufficient information for accurate evaluation of the removal efficiency for the pollutants from the stormwater runoff and CSOs. Based upon limited engineering data, however, all technologies were found to be effective in separation of heavy particles and floating solids. Technologies utilizing screens seem to have advantage in the treatment capacity than the other technologies relied fully on hydrodynamic behavior. The IHS system seems to have a strong potential in application for control of CSOs because of unique hydrodynamic behavior as well as a flexibility in opening size of the screens. Size of the particulate matter in the CSOs and stormwater runoff is found to be the most important parameter in selection of the type of the hydrodynamic separators. There exists an upper limit in the solids removal efficiency of a hydrodynamic separator, which is strongly dependent upon the particle size distribution of the CSOs and stormwater runoff.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.270-270
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• 2015

소수력은 물이 가지는 위치 에너지나 운동 에너지를 동력으로서 이용하는 것 또는 그렇게 얻을 수 있는 에너지로 소수력발전에 의해 생산되는 에너지는 부존자원이 풍부하여 다른 신재생에너지에 비해 높은 잠재력을 가지고 있어 개발가치가 충분한 부존자원이다. 또한, 친환경적인 청정에너지 중 하나로 대체 에너지원에 비해 높은 에너지를 가지고 있어 개발가치가 큰 부존자원으로 평가되고 있으며, 초기투자비에 비해 유지관리비용이 낮은 편이다. 이러한 개발가치가 있는 잠재 소수력 에너지를 알아보기 위해 한강권역의 표준유역인 안양천을 대상으로 산정해 보았다. 안양천의 잠재 소수력 에너지 산정을 위해 2004년 1월 1일부터 2013년 12월 31일까지의 구로 강우관측소의 일강우자료와 신정수문관측소의 일수위자료 및 유량자료를 수집하였으며, 하상정보를 파악하였다. 낙차는 수차발전기를 회전시켜 전기를 생산하여 상용발전이 가능하며 소수력 발전을 최대치로 생산할 수 있는 조건의 낙차인 2m로 선정하여 소수력 산정공식에 적용하였다. 이에 본 연구에서는 여름인 7월에 1,421.1Kw로 최대값으로 나타났으며, 겨울인 12월에 최소값인 141.9Kw로 나타나 안양천에는 월간 최소 100Kw이상의 전력을 생산할 수 있는 잠재 소수력 에너지를 보유하고 있는 것으로 판단된다. 추후, 국토교통부와의 협력을 통해 관측되는 수문자료(강우, 수위, 유량)를 실시간으로 제공받아 일단위, 월단위, 년단위, 계절단위의 잠재 소수력 에너지를 실시간으로 산정할 수 있는 환경을 구축하여 지속적으로 잠재 소수력 에너지를 평가하고 재생에너지 확보를 통해 추구할 수 있는 경제적 이익 또한 분석되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.360-360
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• 2020

조립식 빗물침투형 저류블록은 우수유출 저감시설로, 황토 및 친환경 무기질 결합재를 이용하여 제작한 고강도 투수성 블록의 적층 및 요철에 의한 끼움식 조립에 의해 형성된 공간에 빗물을 저류하고, 저장된 빗물은 시간이 지남에 따라 지반으로 침투시키는 우수유출 저감용 빗물관리시설로, 집중강우 시 유출수가 발생하는 해당지역에 분산식으로 설치하여 국지적 호우 발생에 대처할 수 있으며, 지속적인 침투를 통한 지하수위 확보 및 가뭄현상의 저감은 물론, 미기후 조성과 건전한 물순환 구조 형성에 이바지하는 빗물관리기술이다. 본 기술은 집중형 대규모 빗물저류조의 적용상의 문제점과 단순저류의 한계성을 극복하고, 기존 침투시설의 낮은 침투능을 증대시키고자 저류기능과 침투기능을 동시에 확보하여 집중호우시 빠른 침투저류능을 향상시킨 조립식 빗물침투형 저류시설이다. 보다 구체적으로는 집중강우에 대한 방재적 측면과 함께 가뭄으로 발생하는 지하수위 저하 등에 친환경적으로 대응하기 위한 복합적인 빗물관리 기술로서, 빗물 유출저감과 함께 물순환 회복 및 저영향개발을 위한 각 지자체의 지침과도 부합될 수 있다. 또한, 콘크리트 제품의 환경적 문제점과 플라스틱 제품의 낮은 물성을 극복하였고, 시공 시에는 보다 현장상황에 맞게 가변적 형태로 적용이 가능한 단순조립 적층공법으로 공기단축에 탁월한 장점이 있으며, 유지관리 시에는 별도의 동력이 요구되지 않는 형태로 개발하였다. 조립식 빗물침투저류블록의 구조체를 이루는 단위 블록유닛은 투수성 소재로 제작되며, 상하부가 개방되어 있고 사각형의 내부에 힘을 받는 격벽과 전후벽이 상호 대응되는 요철로 형성되어 있으며, 단위블록 유닛 다수개가 수직수평으로 연속적으로 조립되어 규모의 제한, 형태의 제한이 없는 구조물 형성이 가능하다. 본 구조체의 저류공극율은 80%이상 확보 가능하며, 또한 블록자체의 투수율이 0.83mm/sec로서 순모래나 순자갈의 포화투수계수보다 투수율이 높아 침투저류 효율성이 높으며 시공 후 상부 토지는 자유롭게 활용 가능하다. 본 조립식 빗물 침투형 저류블록을 이용하여 저영향개발 계획, 우수유출 저감대책 수립, 빗물관리시설 계획시 기존의 시설들에 비하여 경제적, 효율적인 설계가 가능하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.138-138
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• 2023

본 연구에서는 유목과 연행침식을 고려한 토석류 수치모형을 개발하여 2011년 발생한 우면산 산사태의 관측데이터를 기반으로 수치모의를 수행하였다. 토석류 모형개발을 위해 천수방정식 기반의 침수모형인 Nays2DFlood 모형에 혼합유사농도의 이송확산, 토석류 지면전단응력, 연행침식모듈을 추가하였으며 유목생성과 유목거동 모의를 위해 입자법 기반의 유목동력학 모형을 결합하였다. 개발된 모형을 검증하기 위해, 민감도분석을 수행하였으며, 모의결과, 우면산 산사태 당시 래미안 APT에 피해를 끼친 충격수심과 충격유속, 최종 토석류 체적을 양호하게 재현한 것으로 판단된다. 또한 토석류를 구성하는 토사입경이 작을수록 토사점성에 의한 전단응력의 증가로 토석류 유속과 수심이 감소했지만 연행침식량이 증가하였으며, 토사입경이 증가하면 유속과 수심이 증가하고 연행침식량은 감소한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 개발된 토석류 거동모형은 토사입경, 침식 및 퇴적계수 등의 다양한 토석류 매개변수가 요구되기 때문에, 이러한 물성치 데이터가 현장 또는 실내실험에서 충분히 확보되어야 모형의 정확도가 향상될 것으로 판단된다. 따라서, 향후 연구에서는 본 연구에서 고찰된 모형의 적용성과 한계점을 고려하여 토석류 거동을 예측모의 한다면 보다 세부적으로 토석류와 유목거동을 예측분석해 볼 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구의 결과는 기후변화로 인한 강우발생의 불확실성과 이로 야기되는 토석류 발생을 사전에 예측하여 토석류 저감대응방안을 구축하는 일환으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.193-193
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• 2011

국제기구인 정부간 기후변화협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, 이하 IPCC)에서는 기후변화가 기온 상승에 따른 증발산량의 증가, 강수량 및 유출량의 시공간적 분포의 변동 등을 초래하여 수자원의 효율적 관리 및 안정적인 공급에 어려움을 증대시킬 것으로 전망하였다. 또한 IPCC 4차 보고서에 따르면 21세기말 지구의 평균기온은 현재보다 최대 $6.3^{\circ}C$정도 더 상승할 것으로 전망하였다. 전구평균기온이 $3.0^{\circ}C$ 증가할 경우 아시아에서만 연간 700만 명이상이 홍수피해 위기에 직면할 것으로 예상되고 있다. 국내의 경우 기온은 전구평균기온에 비해 2배 이상 높은 $1.5^{\circ}C$ 정도 상승하였으며, 최근 50년간의 강우일수는 감소한 반면 일강수량이 80mm 이상인 호우일수의 발생빈도는 증가되고 있다고 보고되었다. 또한 최근의 물수지 해석과 관련하여 거시적인 관점에서 기온 및 강수량 증가에 따른 물순환 과정을 모의하고, 농업용수, 댐건설, 도시화, 토지이용의 변화 등 인위적인 환경 변화 및 기후변화에 따른 유출량의 변화를 정량화하려는 연구들이 수행되고 있다(한국건설기술원, 2007). 이를 위하여 단기적이 아니라 장기적인 측면에서 유출분석을 할 필요가 있으나, 현재까지 보유하고 있는 실측 자료의 한계 및 이러한 조사를 위해 요구되는 시간 및 비용의 한계 때문에, 유출해석 모형을 주로 이용하고 있다. 본 연구에서는 장래 건설예정인 미계측 호소의 유량과 수질을 모의하기 위하여 하천, 하구, 호소 및 해역에 고루 적용할 수 있는 3차원 수리 동력학적인 모델인 EFDC 모형과 시간의 변화에 따른 수질을 모의하는데 가장 널리 이용하는 WASP 모형을 도입하였다. 향후, 내성천의 영주댐 건설과 같은 큰 변화가 발생하였을 기후 변화의 영향을 파악하기 위하여 EFDC와 WASP모형을 이용하여 대상유역에 대한 유출량과 수온의 변화를 통하여 A2, B1 기후변화 시나리오별로 2020년, 2050년, 2080년의 수질(BOD, TN, TP)변화를 분석하여 보았다. 연구의 결과는 다음과 같이 나타났다. EFDC 및 WASP 모형의 연계를 통한 기후 변화 시나리오에 따른 미래의 저수지 수질예측 모의를 수행한 결과, BOD, TN, TP 등 수질농도 변화는 2020년에서 2080년도로 갈수록 BOD, TN 다소 증가하는 경향을 나타내었고, TP농도는 감소하였다. 시나리오별 변화 특성은 TN, TP 농도는 A2 시나리오가 다소 높고, BOD 농도는 B1 시나리오가 A2보다 높은 것으로 나타났다. EFDC와 WASP을 이용하여 미계측 호소에 대한 기후변화 시나리오별로 적용하여 수질변화를 예측하여 보았는데, 향후 기후변화에 따른 기온, 유량변화와 수질 항목간의 상간관계 정립 및 수질 모의의 불확실성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.425-437
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• 2007

시화호 인공습지의 수리동력학적 특성과 입자성 물질의 침전특성을 살펴보기위해 물흐름조사 및 입자성 물질의 퇴적율 측정을 실시하였다. 시화호 인공습지는 크게 3개의 습지(반월, 동화, 삼화)로 나누어 볼 수 있는데 이는 각각의 하천에서 유입되는 비점오염물질의 처리를 위해 조성되었다. 조사지역은 반월천 고습지를 대표지역으로 선정 후 실시하였다. Rhodamine 50WT Red를 사용하여 물흐름 실험을 수행한 결과 자유수면(open water) 지역과 수로를 통한 물흐름이 주를 이루고 있었으며 식물이 식재되어 있는 폐쇄수역(closed water)에서의 물흐름이 지체되는 것으로 나타났다. 반월습지의 상부 및 하부 습지의 평균 수리학적체류시간(hydraulic retention time, HRT)은 각각 34.1 hr, 74.6 h,로 나타났으며 총 체류시간은 108.7 hr(4.5 day)이었다. 반면에, 침전율은 침전지(A지역)보다는 하류부의 open water지역(B, C, D지역)에서 높은 것으로 조사되었다. 향후 open water 내에 축적 가능한 sediment 양을 추정한 결과 20년 후 각 지역의 침전 깊이는 A: 6.3 cm, B: 8.3 cm, C: 7.0 cm, D: 9.5 cm로 나타났다. sediment trap 내의 유기물 축적량은 강우의 영향으로 1차 조사시기에 가장 높은 것으로 나타났으며 A 지역보다 B, C, D 지역에서의 축적량이 높은 것으로 조사되었다. 또한, 질소, 인 성분들은 하부습지에서 높게 나타났다. 이러한 결과로 인공습지의 효율적 관리를 위해서는 물흐름 및 입자성 물질들의 퇴적 특성에 대해 시간 변화에 따른 지속적인 조사 및 관리가 요구되어 진다.