An infiltration storage can be installed as a method of reducing runoff from catchment and increasing stream flow during the dry period by recharging groundwater. However, there is no proper model and method that can be used to design storage capacity of an infiltration storage in Korea. The purpose of the study is to evaluate capacities of infiltration storages planned on Jeju-do in Korea by modifying Storm Water Management Model (SWMM). The basic equations for the infiltration storage are same as those of the infiltration trench used in MIDUSS. Infiltration rates of the infiltration storages were first measured by double ring infiltrometers, and then the modified model was applied to evaluate adequacy for the capacities of three infiltration storages planned on Jeju-do in Korea. The application results show that the two infiltration storages with higher infiltration rates have adequate capacities to infiltrate the total water inflow to the storages. However, the other infiltration storage with lower infiltration rates has not sufficient capacity to infiltrate the total water inflow to the storage and release occurs to the downstream region. The simulation model and method applied can be used for capacity evaluation of future infiltration storages on highly pervious areas in Jeju-do.
Purpose: This study has developed economical and environmentally friendly storage type infiltration facilities that securing storage space inside the infiltration facility. It focused on preventing flooding rainfall as well as securing more groundwater through rainwater infiltration that is valuable for the dry season. In addition, this study compares the installation cost of the storage-type infiltration facility to the cost of the conventional rainwater management facilities to demonstrate the economic efficiency of the storage-based infiltration facility. Method: Unit infiltration of this facility is calculated and when it was applied to a certain capacity, the amount of countermeasures are proposed in case study. Result: Unit infiltration of it is $0.2541m^3/hr$ and un it Temporary storage of it is $1.054m^3/m$. As a result, the infiltration effect of this facility is $1.306m^3/hr$. The cost was approximately 30% reduction in time to apply the storage type infiltration facility as compared with the case to apply the existing penetration of the facilities. Since the penetration of the existing facilities is smaller than that and it has much securing volume to process the same the amount of countermeasures. Therefore, it is determined that the cost significantly increases in material cost part. On the other hand, storage type infiltration facility is installed a small quantity because Unit Temporary storage and infiltration are bigger than that. So, it occurred to reduce material and installation costs.
최근 지속적이고 건전한 물 관리를 위하여 침투형 우수유출 저감시설이 고려되고 있는 실정이다. 그러나 침투형 우수유출저감시설의 실제 적용에는 많은 문제점에 대한 개선이 필요하다. 본 연구에서는 침투형 우수유출 저감시설에 대한 개선 방법으로 침투-저류 시스템(ISS)을 제안하고, 수리모형 실험에 의해 우수유출 저감효과를 분석하였다. 본 연구에서 새로 제안된 우수유출 저감시설의 침투 특성을 분석하기 위해 다양한 강우 조건과 택지 개발 및 도시화를 고려하기 위해 실제 택지 개발시 이용되는 표면재료를 적용하였다. 본 연구에서는 수리모형 실험결과에 따라, 하부층의 누가 침투량에 의해서 침투-저류 시스템(ISS)은 부가적인 저감효과를 나타냈으며, 강우강도가 증가함에 따라 누가 침투율도 증가하였다. 그러므로 침투-저류 시스템(ISS)은 침투율이 증가하므로 기존 우수유출 저감시설보다 더 효과적으로 나타났다. 이러한 결과는 침투-저류 시스템(ISS)의 우수유출저감시설로써 적용에 대한 타당성을 확보할 수 있으며, 향후 관련 연구가 수행되면 침투-저류시스템(ISS)은 실제 우수유출 저감시설로써 활용될 수 있을 것이다.
임지(林地)의 지피상태별(地被狀態別) 침투능(侵透能)을 조사, 분석하여 임지의 수저유(水貯留) 특성(特性)을 밝히고, 임지의 수보전기능(水保全機能)을 계량화(計量化)하기 위해 경북(慶北) 경주군(慶州郡) 내남면(內南面) 용장리(茸長里) 소재(所在) 영남대학교(嶺南大學校) 농축산대학(農畜産大學) 부속(附屬) 연습림(演習林)에서 1993년(年) 6월(月)부터 9월(月)에 걸쳐 수행한 연구결과는 다음과 같다. 1. 지피상태에 따른 임지 표층 (0~20cm)의 침투능은 참나무림지 > $A_o$층을 제거 한 참나무림지 > $A_o$층을 제거한 소나무림지>소나무림지>임간라지(林間裸地)>초지(草地)의 크기 순위였다. 2. 강우강도(降雨强度)의 증대에 따른 지피상대별 침투능의 순향(順向)은 큰 변화가 없었고, 침투능의 절대량(絶對量)은 증가하였다. 3. 침투능과 그 영향인자들과의 상관관계(相關關係)에 있어 서 침투능은 토양경도(土壤硬度) 및 전공극량(全孔隙量)과 고도(高度)의 상관이 있었다. 4. Horton의 침투식(侵透式) 모형(模型)에 근거한 침투방정식(侵透方程式)을 지피상태별로 각각 추정(推定)할 수 있었다. 5. 전공극과 토양경도를 이용하여 나타낸 침투능으로 임지의 수저류량 추정모델을 산출(算出)할 수 있었다. 본 연구에서는 침투능이 산지지피상태에 따라 차이를 보이고 있음을 밝혔고, 침투능에 영향을 미치는 주요인자를 구명함과 동시에 추정식을 산출하였다. 이 결과로 산지의 수원함양기능의 계량화에 접근할 수 있었으며 또한 산지의 효율적인 수자원 관리를 위한 대책수립에 도움을 줄 것으로 기대된다.
우리나라의 계절별 편차가 큰 강우 특성과 도시화에 따른 도시유역 수리 수문 양상의 변화로 인해 도시의 유출변화를 초래하여 홍수피해가 증가하고 수자원 관리 측면에서도 매우 불리한 형편에 있다. 현재 이러한 문제를 해결하기 위해 각종 개발 사업으로 인해 가중되는 홍수유출량을 처리할 수 있는 우수유출 저감시설을 설치하고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 우수유출저감 기능을 가진 침투-저류 시스템을 제안하고, 수리모형 실험을 통해 침투-저류 시스템의 저감효과를 분석하였다. 각종 개발 사업이나 도시화에 따른 영향을 고려할 수 있도록 표면재료를 고려하여 인공강우 실험장치와 상 하부층으로 구성된 침투-저류 시스템을 이용하여 수리모형실험을 수행하였다. 상부와 하부 침투율을 비교한 결과, 대체적으로 하부의 침투율이 더 크게 나타났으며, 이러한 결과로 침투-저류시스템의 효과가 침투율을 증가시켜 기존 침투형 우수유출저감시설보다 더 효율적인 것으로 판단되었다. 본 연구의 침투-저류시스템 저감효과 분석내용은 침투-저류시스템 및 침투형 우수유출저감시설의 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.
토양 표면에 요면(굴곡)을 형성하는 것은 토양의 거칠기를 증가시켜 강우의 침투와 토양의 저류능력을 향상시키고 지표수 및 토사의 유실량을 감소시키는 효과적 방법이 될 수 있다. 이 연구에서 토양 표면에 형성된 요면의 모양이 지표수의 흐름에 반구형일 때 수평 및 수직형일 때보다 침투량이 많았고, 토양의 저류능력은 수직형 요면에서 높았다. 흙 파기, 또는 토양 표면의 요면 형성은 산림 토양에서 산불 발생 후 대책으로, 또 건기 때 가뭄 스트레스를 해소하는 실용적인 방법으로 활용될 수 있다.
본 연구에서는 최근 이상기후로 인해 양극화된 기후 패턴으로 인한 침수 피해가 증가하고 있으며, 그 해결책이 빗물 침투저류블록이라고 설명하고 있다. 또한, 기존 프로그램의 한계점으로 드론 기술과 결합된 새로운 기능이 필요함을 제안하며, 저류조 기능을 가진 빗물침투저류블록의 최적 설치 장소 선정을 목표로 하는 침수·범람 시뮬레이션 기술 개발에 대한 실험 및 평가를 진행한다. 실제 빗물침투저류블록이 실시공된 지역을 대상으로 평가를 진행하였으며, DEM과 DSM을 통한 기존 프로그램과의 비교, 침수·범람 시뮬레이션 프로그램의 실현장 적용성 검토의 2개 항목을 통해 평가를 진행하였으며, 그 결과, 침수·범람 시뮬레이션 프로그램의 실무에 적용함으로써 빗물침투저류블록의 설치 시 최적지 선정을 위한 의사결정 도구로 활용할 수 있다는 것을 확인하였다.
In this study, a runoff hydrograph and runoff volume were calculated by using the kinetic wave theory for small urban watersheds based on the concept of low impact development(LID), and the effective imperviousness was estimated based on these calculations. The degree of sensitivity of the effective imperviousness of small watersheds to the impervious to pervious area ratio, infiltration capability, watershed slope, roughness coefficient and surface storage depth was then analyzed. From this analysis, the following conclusions were obtained: The effective imperviousness and paved area reduction factor decreased as the infiltration capability of pervious area increased. As the slope of watersheds becomes sharper, the effective imperviousness and the paved area reduction factor display an increasing trend. As the roughness coefficient of impervious areas increases, the effective imperviousness and the paved area reduction factor tend to increase. As the storage depth increases, the effective imperviousness and the paved area reduction factor show an upward trend, but the increase is minimal. Under the conditions of this study, it was found that the effective imperviousness is most sensitive to watershed slope, followed by infiltration capability and roughness coefficient, which affect the sensitivity of the effective imperviousness at a similar level, and the storage depth was found to have little influence on the effective imperviousness.
As environmental problems and water-shortage phenomenon become a global issue, many states look for the effective method to use water resources. So, decentralized rainwater management is recognized as a new water management system that rainwater can be infiltrated and used on-site. But it is little difficult to build a park, lake, and forest for evaporating rainwater in city because the land price of city is very high. In order to build an excellent infiltration system for a dwelling and a park in Korea, KICT has developed Linear infiltration system. This infiltration system is consist of first flush treatment, storage and infiltration, overflow control system. These elements are connected closely and working as a combined system. A storm sewer can be changed by the linear infiltration system. This study is to show real application idea about Linear infiltration system with improving some detail in apartments. For this purpose, we devide application idea into the artificial ground and the natural ground and each ground type, suggest a method to cooperate with the other landscape and linear infiltration system. Through this study, we came to recognize a recognition difference of an expert and a commoner about decentralized rainwater management.
Apparent changes in the natural hydrologic cycle causing more frequent floods in urban areas and surface water quality impairment have led stormwater management solutions towards the use of green and sustainable practices that aims to replicate pre-urbanization hydrology. Among the widely documented applications are infiltration techniques that temporarily store rainfall runoff while promoting evapotranspiration, groundwater recharge through infiltration, and diffuse pollutant reduction. In this study, a laboratory-scale infiltration device was built to be able to observe and determine the factors affecting flow variations and corresponding solids removal through a series of experiments employing semi-synthetic stormwater runoff. Results reveal that runoff and solids reduction is greatly influenced by the infiltration capability of the underlying soil which is also affected by rainfall intensity and the available depth for water storage. For gravel-filled structures, a depth of at least 1 m and subsoil infiltration rates of not more than 200 mm/h are suggested for optimum volume reduction and pollutant removal. Moreover, it was found that the length of the structure is more critical than the depth for applications in low infiltration soils. These findings provide a contribution to existing guidelines and current understanding in design and applicability of infiltration systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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