• Journal of Wetlands Research
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• v.18 no.1
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• pp.24-31
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• 2016

The increase of impervious area in cities caused the unbalanced water cycle system and the accumulated various contaminants, which make troubles as introducing into watershed. In Korea, most of rainfall in a year precipitate in a summer season. This indicate that non-point source pollution control should be more important in summer and careful rainfall reuse strategy is necessary. Accordingly, the aim of this study is to monitor the characteristics of rainfall contaminants harvested in roofs and to develop the rainfall treatment system which are designed to fit well in a typical domestic household including rain garden. The rain garden consists of peatmoss, gravel and san to specially treat the initial rainfall contaminants. For this purpose, lab scale experiments with synthetic rainfall had been conducted to optimize the removal efficiency of TN, TP and CODcr. After lab scale experiments, field scale rainfall treatment system installed as a pilot scale in a field. This system has been monitored during June to July in 2015 in four time rainfall events as investigating the function of time, rainfall, and pollutant concentrations. As results, high loading of pollutants were introduced to the rainfall treatment system and its removal efficiency is increased as increase of pollutant concentrations. Since it is common that the mega-size of rainfall treatment system is not attractive in urban area, small scale rainfall treatment system is promising to treat the non-point source contaminants from cities. In addition, this small scale rainfall treatment system could have a potential to water resue system in islands, which usually suffer the shortage of water.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.1
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• pp.65-73
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• 2012

Recently climate change and increase of surface runoff caused the urban flooding. Traditional way of dealing with urban flooding has been to increase the sewer capacity or construction of pumping stations, however, it is practically almost impossible because of time, money and traffic problems. Multipurpose DRMS (Decentralized Rainwater Management System) is a new paradigm proposed and recommended by NEMA (National Emergency Management Agency) for both flood control and water conservation. Suwon City has already enacted the ordinance on sound water cycle management by DRMS. In this study, a flood prone area in Suwon is selected and analysis of DRMS has been made using XP-SWMM for different scenarios of RT installation with same total rainwater tank volume and location. Installing one rainwater tank of 3,000$m^3$ can reduce the peak flow rate by 15.5%. Installing six rainwater tanks of 500$m^3$ volume in the area can reduce the peak flow rate by 28%. Three tanks which is concentrated in the middle region can reduce peak rate more than evenly distributed tanks. The method and results found from this study can be used for the design and performance prediction of DRMS at a flood prone area by supplementing the existing sewer system without increase of the sewer capacity.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.3
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• pp.191-198
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• 2019

High impervious surfaces increase the surface runoff during rainfall and reduces the underground infiltration thereby leading to water cycle distortion. The distortion of water cycle causes various urban environmental problems such as urban flooding, drought, water pollutant due to non-point pollution runoff, and water ecosystem damage. Climate change intensified seasonal biases in urban rainfall and affected urban microclimate, thereby increasing the intensity and frequency of urban floods and droughts. Low impact development(LID) technology has been applied to various purposes as a technique to reduce urban environmental problems caused by water by restoring the natural water cycle in the city. This study evaluated the contribution of hydrologic characteristics and water cycle recovery after LID application using long-term monitoring results of various LID technology applied in urban areas. Based on the results, the high retention and infiltration rate of the LID facility was found to contribute significantly to peak flow reduction and runoff delay during rainfall. The average runoff reduction effect was more than 60% at the LID facility. The surface area of the LID facility area ratio(SA/CA) was evaluated as an important factor affecting peak flow reduction and runoff delay effect.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.191-191
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• 2019

최근 전세계적 추세인 기후변화에 따라 빈번하게 발생하는 집중호우와 하천주변의 급격한 도시화로 인한 불투수면적 증가에 따라 동일한 하천에서도 시간이 지남에 따라 유출량이 급격하게 증가하고 있다. 이로 인해 도시하천유역에서 침수피해 및 피해액이 증가하는 추세이다. 이러한 피해를 방지하기 위해 우리나라는 국가하천, 지방하천, 소하천에 대한 치수계획을 수립하고 있으며 주기적으로 재수립하고 있는 실정이다. 하천에 대한 대표적인 치수계획인 하천기본계획은 하천에 대한 치수계획 뿐만 아니라 하천환경, 하천공간계획, 하천시설물 유지관리방안 등을 고려하여 수립하도록 하고 있다. 하지만 현재 수립되고 있는 하천기본계획을 자세하게 살펴보면 치수, 하천환경 등 분야별 조사 및 분석은 수행하고 있으나 연계성이 부족한 것이 사실이다. 예를 들어 하천의 치수측면의 요소는 하천환경을 구성하는 요소에 긍적적인 기능을 할 수도 있고, 부정적인 기능을 할 수도 있으며 하천환경 뿐만 아니라 친수공간 결정에 영향을 동시에 미칠 수 도 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 하천의 치수계획과 관련된 분야를 치수, 하천환경, 친수공간, 하천시설물 4개 분야로 구분하고, 각 분야를 구성하는 요소들이 타 분야 및 분야를 구성하는 요소들에 어떤 영향을 얼마나 미칠 수 있는 지에 대한 영향성 또는 민감도를 정량화하여 평가할 수 있는 기법을 개발하여 종합적인 하천치수계획이 수립될 수 있도록 하고자 한다. 이를 위해 하천기본계획, 하천설계기준, 4개 분야에 대한 평가 관련 선행연구 분석을 통해 하천구성요소들 망라하여 목록화 하였고, 각 분야를 대표할 수 있는 주요 요소들을 도출하여 군집화 하였다. 본 연구를 통해 도출된 치수, 하천환경, 친수공간, 하천시설물 분야별 주요 하천구성요소는 도시하천에 대한 종합적인 치수계획을 수립하기 위한 기법을 개발하는데 기초자료로 활용될 것이다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.32 no.1
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• pp.30-35
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• 2016

Urban areas generate large amounts of stormwater and non-point source (NPS) pollutants during rainfall events. These are caused by various land use runoffs, vehicular and human activities and increased impervious cover. The increased runoff and NPS pollutants cause water quality deterioration in the receiving waters and adversely affect the aqua-ecosystem. These environmental impacts could be reduced through the application of low impact development (LID) techniques. In Korea, more than 80% of the total rainfall occurs in summer and most of these were 10 mm or less. Therefore, if the LIDs developed were able to cope with rainfall of 10 mm and below, NPS management could be efficiently conducted. This research was performed to determine the effect of varying amounts of rainfall on the performance capability of an established infiltration and filtration facility (IF facility) that can be applied to Korea's common rainfall ranges. The IF facility area was 1.75% of the catchment area, however the facility treated more than 40% and 60% runoff volume and pollutant reduction respectively for a 10 mm rainfall. Lastly, higher volume and pollutant reduction could be attained when the LID area was at least 2% of the entire catchment.

• Journal of Wetlands Research
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• v.17 no.3
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• pp.228-236
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• 2015

Urbanization causes many environmental, hydrological and ecological problems such as distortion of the natural water circulation system, increase in nonpoint source pollutants in stormwater runoff, degradation of surface water quality, and damage to the ecosystem. Due to the increase in impervious surface by urbanization, developed countries apply low impact development (LID) techniques as important alternatives to reduce the impacts of urbanization. In Korea, LID techniques were employed since 2012 in order to manage nonpoint source pollutants. LID technology is a technique for removing pollutants using a variety of physical, chemical and biological mechanisms in plants, microorganisms and filter media with the reduced effluence of stormwater runoff by mimicking natural water circulation system. These LID facilities are used in a variety of filter media, but an assessment has not been carried out for the comprehensive comparison evaluation of adsorption and desorption characteristics for the pollutant removal capacity. Therefore, this study was conducted to analyze the adsorption and desorption characteristics of various filter media used in the LID facilities such as sand, gravel, bioceramic, wood chips and bottom ash etc. in reducing heavy metals(Pb, Cu). In this study, the adsorption affinity for Pb in all filter media was higher than Cu. Pseudo second order equation and Langmuir-3 isotherm are more applicable in the adsorption kinetic model and adsorption isotherm model, respectively. As a result of the desorption experiment, the filter media does not exceed KSLT which is the hazardous substance leaching limit, showing the capability of the filter media in LID. The bioceramic and woodchip as filter medias were evaluated and exhibited excellent adsorption capacity for Pb.

• Journal of Wetlands Research
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• v.19 no.1
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• pp.37-44
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• 2017

Nonpoint source (NPS) pollution continues to degrade the water quality. NPS pollutants signals high concerns against a sustainable environment. Low impact development (LID) is the leading management practice which regulates and treats stormwater runoff especially in highly impervious urban areas. Constructed wetlands are known to have efficient removal capability of NPS pollutants. Likewise, these LID facilities were intended to maintain the predeveloped hydrologic regime through series of mechanisms such as particle settling, filtration, plant uptake, and etc. In this study, the objective was to investigate the characteristics, fate and treatment performance of the two in-campus constructed wetlands (SW1 and SW2) which were installed adjacent to impervious roads and parking lots to treat stormwater runoff. A total of 42 storm events were monitored starting from July 2010 until November 2015. Manual grab sampling was utilized at the inlet and outlet units of each LID facilities. Based on the results, the wetlands were found to be effective in reducing 37% and 41% of the total runoff volume and peak flows, respectively. Aside from this, outflow EMCs were generally lower than the inflow EMCs in most events suggesting that the two wetlands improved the water quality of stormwater runoff. The average removal efficiency of pollutants in facilities were 63~79% in TSS, 38~54% in TN, 54% in TP and 32%~81% in metals. The results of this study recommend the use of constructed wetlands as efficient treatment facility for urban areas for its satisfactory performance in runoff and pollutant reduction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1150-1155
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• 2006

대부분의 도시지역은 불투수면적 비율이 상당히 높은 특징으로 인한 유출용적 및 첨두유출량의 증가와 외수위보다 낮은 지반고의 지형학적 특징으로 인한 내수배제의 불량으로, 저지대의 침수위험도가 상당히 높다. 이러한 이유로, 빈도별 설계홍수량을 산정하여 침수위험지역을 파악하고 관리하는 공간적인 치수관리가 이루어지고 있지만, 효율적인 치수관리를 위해서는 공간적인 측면뿐 아니라, 침수위험지역 내 침수발생의 시간적인 측면도 고려하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 침수위험지역 내 내수침수발생에 대하여 공간적.시간적으로 살펴보고, 내수침수발생 위험지역 및 우선관리지역을 선정하였다. 대상유역으로는 안양천 유역에서 대부분의 침수가 발생하는 서울시에 포함된 안양천 하류유역으로 하였다. 서울시에 포함된 안양천 하류지역에서 내수침수발생의 주원인으로는 외수위보다 낮은 지반고와 배수계통의 통수능력 부족으로 나타나고 있어, 이들 지역의 침수위험지역을 파악하기 위해 하도 및 관거의 유출해석에 우수한 SWMM 모형의 EXTRAN block을 이용하여 모의를 실시하고 맨홀이 월류되는 지역을 내수침수 위험지역으로 선정하였다. 각 빈도별 지속시간별 모의결과, 목감천 하류부의 고척 1동, 신월 1동, 화곡 2동, 도림천과 봉천천, 대방천이 만나는 구로동, 대림 1동, 대방동에서 침수가 발생하기 시작하였다. 이들 지역은 또한 10년에서 30년 빈도별 모의에서도 모두 침수위험이 높은 지역으로 선정되어, 우선관리지역으로 선정하였다. 우선관리지역의 선정은 홍수예.경보 측면에서는 주민의 신속한 대피와 같은 홍수대처능력과 치수관리측면에서는 소요되는 자원의 효율적 배분을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 대상으로 홍수범람모의시스템을 구축하여 분석결과를 피해지역주민 및 관련기관 실무자들에게 제공함으로써 시간과 공간에 구애받지 않는 재해관리와 신속한 재해 상황 대처가 가능해 질 것으로 사료된다.는 또 다른 형태의 주제도라고 볼 수 있으며, 이를 구축하기 위해서는 자료변환 및 가공이 필요하다. 즉, 각 상습침수지구에 필요한 지형도는 국립지리원에서 제작된 1:5,000 수치지형도가 있으나 이는 자료가 방대하고 상습침수지구에 필요하지 않은 자료들을 많이 포함하고 있으므로 상습침수지구의 데이터를 인터넷을 통해 서비스하기 위해서는 많은 불필요한 레이어의 삭제, 서비스 속도를 고려한 데이터의 일반화작업, 지도의 축소.확대 등 자료제공 방식에 따른 작업 그리고 가시성을 고려한 심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.495-495
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• 2017

도시화는 불투수면의 증가를 야기 시켜 물순환 왜곡, 다양한 오염 물질의 유입으로 인한 비점오염물질 유출, 인공 배출열의 증가로 인한 도시열섬효과 등 다양한 문제를 유발한다. 이러한 수리수문학적 및 환경생태학적 문제를 저감하기 위하여 도시지역과 같은 개발 사업에서는 수환경을 가능한 자연 상태로 복원하는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법이 중요한 대안으로 제시되고 있다. LID기법 중 하나인 옥상녹화는 에너지 이용을 최소한으로 한 자연 녹음의 효과적인 이용을 도모하여 환경공생도시 조성과 식물을 매개로한 자연 순환 과정을 도시구조에 도입하여 순환 시스템 재생이 가능 하도록한다. 노지녹화는 두꺼운 자연 토양을 이용하는 반면 옥상녹화는 적재하중의 제약(옥상의 적재하중 조건은 $150{\sim}180kgf/m^2$이다. 비중이 1.6~1.8인 토양을 20cm 객토한 경우, 약 $320kgf/m^2 $이상의 적재하중이 되기에 식재기반의 경량화는 중요한 사안이다.)으로 인해 용적밀도가 작은 인공경량토양 또는 개량토양을 이용하며, 토양 두께도 얇게 설정된다. 또한 토양의 두께는 식물의 크기와 종류 및 토양의 조성에 따라 다르기에 적재하중 조건을 고려한 적절한 토양과 식재 식물의 크기와 종류 결정은 중요하다. 이에 본 연구에서는 옥상녹화식생에 대한 평가와 이에 대한 시험 프로세스가 가능한 실험 장치를 개발하였다. 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 1m*1m*0.6m 아크릴 재질의 녹화셀로 경사조절이 가능하도록 설계하여 경사변화에 따른 유출, 침투, 증발산량의 탄성도 모의 평가를 할 수 있다. 또한 4점식 형태의 로드셀을 이용하여 녹화셀에서 발생하는 증발산량을 측정하고 관측된 증발산량은 RS-232c 이상의 통신프로토콜을 사용하여 주기적인 관측치의 송수신이 가능하며 주기적 자료송수신 외에도 옥상 녹화셀의 측면에 하중 표시기를 설치하여 관측이 가능하다. 또한 저면에 바퀴설치를 통하여 이동 실험이 용이하며 현재 부산대학교 양산캠퍼스 한국 GI&LID 실증단지 연구센터 내 옥상녹화 실험장에 옥상녹화 효율성 검증 실험 장비를 설치하여 자연 혹은 인공강우를 통한 유출, 침투, 증발산량의 시험계측을 실시중이다. 이러한 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 최대 하중 2,000kg, 측정해상도 0.02kg 이상을 허용하는 로드셀과 녹화셀을 이용하여 하중을 고려한 식생의 종류에 따른 평가가 가능하므로 최적 식재기반 단면구조 개발에 이용될 수 있을 것이다. 또한 토양 함수량 변화 측정으로 옥상녹화에 이용되는 다양한 종류의 식물의 염분에 대한 저항성과 식물의 성장능력을 평가하여 녹화공간에 따른 옥상녹화에 사용할 식생을 결정할 수 있다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.8
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• pp.449-455
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• 2019

The increase in impermeable pavement from recent urbanization has resulted in an increase in surface runoff. The surface runoff has also increased the burden of the existing drainage system. This drainage system has structural limitations in that the catchment area is reduced by the waste particles transported with the surface runoff. In addition, the efficiency of the drainage system is decreased. To overcome these limitations, a new type of drainage system with a drainage layer was developed and applied. In this study, various volume porosity and permeability of the lower drainage layer were simulated using ANSYS CFX, which is a three dimensional computational fluid dynamics program. The results showed that the outlet velocity of the 35% volume porosity was faster than that of the 20% and 50% cases, and there was no relationship between the volume porosity and drainage performance. The permeability of the drainage layer can be determined from the particle size of the material, and a simulation of five conditions showed that 2 mm sand grains are most suitable for workability and usability. This study suggests appropriate values of the volume porosity and particle size of the drainage layer. This consideration can be advantageous for reducing and preventing flood damage.