• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.993-997
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• 2007

본 연구에서는 새만금 유역을 대상으로 오염물질 배출상황을 보다 세부적인 수계의 분포에 따라 정량적으로 분석하고, 분석결과를 효과적으로 처리할 수 있는, 지리정보시스템을 이용한 오염총량 관리시스템을 개발하였다. 본 시스템은 (1) GIS 기반의 배출부하 데이터베이스를 구축하며, 배출부하량 및 세부적인 수계별 분포를 확인할 수 있는 검색 모듈과 (2) 자정계수와 유달거리로 구성된 유달함수를 통하여 유달부하 데이터베이스를 생성하는 모듈, 그리고 (3) 저류형, 침투형, 식생형, 장치/하수처리형 등의 비점오염 저감시설을 유역 말단에 설치하였을 경우, 소유역 및 새만금 유역전체를 대상으로 부하량 저감효과 및 삭감률이 계산 가능한 모듈로 구성되었다. 따라서 전문적인 지식이 없는 사용자도 결과의 판독이 가능하며, 대상유역의 부하량 분석 및 저감시설에 따른 부하량 예측을 통하여 수질정책 수립에 매우 유용한 도구로 사용되도록 하였다. 차후의 연구에서는 본 시스템과 수문/수질모델링시스템을 연계하여 종합적인 수질정보 및 수질관리를 위한 통합관리시스템의 지원이 가능하도록 할 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.242-242
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• 2020

도시화와 산업화에 따른 유출환경의 변화로 인해 도심지에서 발생하는 대부분의 유출은 도로표면을 따라 이동하고 도로변에 설치된 빗물받이에 의해 배수된다. 이 때 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이 노면수가 인근 주택지로 유입되어 침수 피해가 발생한다. 이러한 현상은 유출량이 집중되는 도심지 저지대에서 주로 발생하며 설계 한도를 초과하지 않는 정상적인 강우 조건에서도 빈번히 나타나고 있다. 이는 최근의 기후 변화로 인한 집중 호우 등을 고려하여 설계 기준이 지속적으로 조정되어야 함과 동시에 도로 노면수의 배수 능력 평가를 위한 실제적인 연구가 이루어져야 한다는 필요성을 나타내고 있다. 특히 도로 빗물받이의 효율은 주로 종경사 및 횡경사 등의 도로 조건, 표면 유출 우수량, 빗물받이의 형상 등에 의존한다. 그러므로 상향된 설계빈도 및 도로 조건을 고려한 도로 표면 유출에 대한 흐름 분석과 빗물받이 특성을 고려한 실증연구의 분석 및 설계 해석 알고리즘의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 도로 노면수의 배수 능력 증대를 위해 연속 설치된 빗물받이 조건 및 도로 경사조건을 고려하여 도로 배수시설의 표면 유출 모델 설계 알고리즘을 개발하였다. 표면 유출 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(종경사 2~10% 및 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)를 고려하였으며 유량이 노면 진행방향을 따라 연속적으로 증가하는 부등류 흐름 해석 방법을 채택하였다. 또한, 빗물받이 설치간격(L)과 도로의 폭(W)의 곱으로 계산되는 단순 직사각형 형태의 노면 형상이 아닌 도로 종경사 및 횡경사에 따른 유달거리를 산정하여 평행사변형 형태의 노면 형상을 계산하고 이에 따른 면적(A), 도달시간(tc) 및 강우강도(I)를 산정하였다. 이와 같은 1차원 흐름분석을 통해 도로 표면흐름 및 빗물받이 설치 간격을 제시하고 기존의 제시된 빗물받이 설치 간격과 비교하여 본 연구에서 제시한 설계 알고리즘을 검증하였다. 또한, 수리 실험을 통해 측정된 빗물받이 차집효율을 이용하여 연속 구간에서의 도로 표면 유출 모델의 적용성을 제시하였다. 이는 빗물받이 유입구를 통해 모든 유량이 유출된다고 가정하고 단독 구간에서의 수리분석 결과만을 고려하여 이를 확장시켜 개발된 기존의 도로 표면 유출 모델을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 제시하고 있는 설계 알고리즘을 적용한다면 도로 전체 구간에서의 흐름 변화 분석과 배수효율의 정량적인 분석이 가능하므로 향후 도로 표면 침수 피해 저감 및 배수능력 증대를 위한 실증적이고 정량적인 분석 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.976-980
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• 2007

본 논문에서는 비점원오염 관리를 위한 지역선정을 위하여 계층분석적 의사결정기법에 의한 접근 방법을 제시하였다. 주어진 유역 내에서의 비점원오염의 중요기여 인자간의 관계를 반영한 것이 본 연구의 특징이다. 주요인자로는 경사도, 유달거리, 유효강우비, 불투수면적비, 토양유실량이다. 각 인자의 가중치는 계층분석적 의사결정기법(AHP)으로 구하였으며 각 인자의 가중값과 속성 값의 단순 부가가중 합으로 표현되는 비점원오염 영향지수를 정의하였다. 높은 영향지수를 가지는 지역을 비점원오염 관리지역으로 제안하였으며, 시험유역으로 발안HP#6유역을 선정하여 적용해보았다. 관리지역 결과를 비교하기 위하여 AGNPS 모의를 통한 비점원오염 부하량간의 분석을 시도하였다. 비교 및 분석을 위해 Moran's I를 이용하였으며, T-N은 $0.38{\sim}0.45$, T-P는 $0.15{\sim}0.22$의 범위를 보였다. 이는 두 접근 방법이 상이함에도 공간적으로 유사한 경향을 보인다는 것을 말한다. 본 연구에서 제시하는 방법은 비점원오염 관리지역 선정에 있어서 적용가능 함을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.23-31
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• 2012

새만금 유역은 BOD와 TP의 비점오염배출 비중이 각각 68.4와 61.4% (2009년 기준)로 점오염원에 비해 높게 나타나므로 새만금 수질관리를 위해서는 비점오염원에 대한 대책수립이 시급하다. 본 연구에서는 새만금 유역 최적관리기법 대상지 선정을 위해 비점오염원의 영향이 큰 농업지역을 중심으로, 그리고 부영양화에 주요인자인 총인(TP)을 기준으로 농업비점오염대책 우선지구를 선정하고자 하였다. 우선지구 선정방안은 의사결정에 의한 오염영향 지수를 이용한 정성분석 방법으로 수계에 비점오염원(TP기준)이 작용하는 단계를 크게 발생, 배출, 유출 관련지표로 구분하여 비점오염원 영향지수(NPSI; Non-point Source Index)를 산정하였으며, 전문가 AHP (Analytic Hierarchy Process)분석을 통해 지표의 가중치를 결정하였다. NPSI 산정에는 행정구역 745개의 동리단위 기준으로 비점발생특성(해당 지역의 액비살포 면적, 축사 면적, 논면적, 밭면적, 인산질 비료사용량), 비점배출특성(수질오염 총량관리제의 축산계 비점오염원 배출부하량, 토지계 배출부하량), 비점유출특성(토양유실량, 불투수율, 유출곡선지수, 유달거리, 유효강우비)의 총 12개의 지표가 적용되었다. GIS (Geographical Information System) 분석을 이용한 NPSI 산정결과 새만금 유역 농업비점관리지역 우선지구 후보지로 만경강 5지점과 동진강 5지점을 선정하였다. 우선지구 후보지의 선정원인은 주로 축산에서 기인한 것으로 나타났으며, 이는 AHP 분석결과 축산관련 지표의 가중치가 높았기 때문으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.775-782
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• 2000

수질모델을 사용하여 수계내 오염물질의 총량관리를 위한 오염물질관리 목표량 및 허용총량 파악, 그리고 삭감계획의 효과 분석을 수행할 수 있다. 그러나 QUAL2E, WASP5 및 HSPF와 같은 수질모델은 다양한 자료를 요구하고 실제수계 적용이 쉽지 않음으로 수계의 수리학적 특성이 반영된 용이성을 갖춘 분석적인 수질모델 개발의 필요성이 제기되었다. 따라서, 본 연구에서는 유달경로를 고려한 배수구역내 오염총량관리를 위한 분석적인 BOD모델(AMB)을 개발하였다. AMB모델은 배수구역내 소배수 구역의 하천 유하 거리가 약 7km 이내 비점오염원 유입 유로연장은 약 3.5km로 설정되어야 하며, 배수구역은 위의 유하거리를 만족하는 상태에서 가능한 한 일정한 수리학적 특성 및 반응속도상수를 갖는 소배수 구역으로 분할되어야 한다. 본 모델을 소하천에 적용해 본 결과 QUAL2E와 같은 상용화된 모델 결과와 유사하게 나타났으며, 지자체에서 오염총량관리를 위한 수질관리대책 마련시 적절하게 본 모델을 사용할 수 있을 것으로 사료된다.