• 한국물환경학회지
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• 제28권3호
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• pp.436-443
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• 2012

This research was focused on the effect of rice straw and rice straw mat on the reduction of upland field non-point source (NPS) pollution discharges. Six experimental plots of $5{\times}22m$ in size and 3% in slope prepared on gravelly sandy loam soil were treated with control, rice straw cover and rice straw mat cover. Radish in Spring growing seasons were cultivated. NPS pollution discharge was monitored and compared with respect to the treatments. The surface cover rate of rice straw and rice straw mat right after the treatments was 64.7% and 73.7%, respectively. Rainfall of the 16 monitored events ranged from 12.8 mm to 538.2 mm. Runoff coefficient of the events was 0.01~0.67 in control plot, 0~0.63 in rice straw plot and 0~0.45 in rice straw mat plot. The reduction of runoff compared to the control plot was 5.4~99.7% in rice straw plot and 32.9~100% in rice straw mat plot. The reduction of NPS pollution load was 52.0% for SS, 28.5% for T-N and 35.2% for T-P in rice straw plot and 79.8% for SS, 68.3% for T-N and 53.3% for T-P in rice straw mat plot. This research revealed that rice straw mat cover on the soil surface could not only increase the crop yield and farmer's income but also reduce the NPS pollution loads significantly.

• 토지주택연구
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• 제8권4호
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• pp.249-256
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• 2017

최근 도시의 확대와 팽창에 따라 불투수층 증가에 따른 물순환의 건전성 약화, 녹지 등 생태계의 파괴 등 사회적인 문제를 해결하기 위한 방안으로 LID 기법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 신도시인 아산탕정 분산형 빗물관리 시범지구를 대상으로 SWMM 모텔을 구축하여 LID시설 적용 전후의 유출량 및 오염부하 저감효과에 대한 평가를 실시하였다. 2016년 강우를 대상으로 모의한 결과 배수구역 기준 12.2%, 집수구역 기준 62.0%의 유출저감효과가 있는 것으로 평가되었다. COD오염부하 저감효과 평가 결과 배수구역기준 15.5%, 집수구역 기준 74.9%, TP의 경우 배수구역기준 9.2%, 집수구역 기준 71.4%의 효율을 나타내었다. 아산탕정 지구 내에 설치된 4가지 시설물에 대한 효과분석 결과 효율은 식생수로가 가장 높고 측구형 침투시설이 가장 낮은 것으로 검토되었다. 하지만 이는 시설물의 개소수, 체적을 고려하지 않은 결과로 실제 시설물의 효율을 비교를 위해서는 시설물의 공극률을 고려한 체적을 산정하여 비교하는 것이 합리적이며, 집수면적당 시설물의 공극률을 고려한 체적(V/A)이 낮은 침투도랑 및 측구형 침투시설이 가장 낮은 효율을 나타내었다. SWMM 모델의 LID모듈을 이용하여 물순환 및 오염부하 저감효과를 검토한 결과 정량적인 해석이 가능하였으며, 다양한 시나리오의 검토를 통해 효과적인 LID시설을 설계하는데 활용 기능할 것으로 평가된다.

• 한국조경학회지
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• 제48권3호
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• pp.34-44
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• 2020

본 연구는 식생기반 LID 시스템 모델을 기반으로 생태적 구성요소의 성능 분석 방향을 제시하기 위해, SWMM 전산모의와 강우·유출 모의장치를 이용하여 모니터링 결과 간의 통계적 유의성을 분석하고, 시스템 사전설계에 요구되는 기초자료를 제공하고자 한다. 또한, 선행연구에서 상대적으로 논의가 부족했던 식생기반 LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석 방안을 종합하고, 장치형 LID 시스템을 대체할 수 있는 성능 정량화 방향을 제시하려 한다. 인공강우재현 모니터링 40분 경과 후 실험구와 대조구 모두 최대강우강도인 142.91mm/hr(n=3, sd=0.34), 142.24mm/hr(n=3, sd=0.90)로 집계되었다. 우량주상도 대비 10분, 50분 구간은 낮은 강우강도가 재현되었으며, 20분, 30분, 40분 구간은 높은 강우강도가 확인되었다. 우수유출 지연효과의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.46mm/min을 기록하여, 79.8% 저감된 것으로 분석되었다. 전산모의의 경우, 실험구의 유출강도 저감량은 대조구의 최대유출강도가 발생된 50분에 0.05mm/min을 기록하여, 99.1% 저감된 것으로 모의되었다. 최대 강우유출강도의 경우, 실험구(Dv=30.35, NSE=0.36)는 인공강우 모니터링과 SWMM 전산모의가 동일하게 70분에 각각 0.77mm/min, 1.06mm/min을 기록하였다. 대조구(Dv=17.27, NSE=0.78)도 동일하게 50분에 각각 2.26mm/min, 2.38mm/min으로 집계되었다. 상기 연구결과를 통해 강우·유출 모의장치와 SWMM 전산모의 간의 통계적 유의성을 통해 단일 식생이 적용된 LID 시스템의 우수유출저감 성능의 사전설계 방향을 제시할 수 있었다. 또한, LID 시스템의 토양, 식생 모델 및 분석방법을 종합하여, 사전설계와 연계 가능한 식생 및 토양 부문의 매개변수 정량화 방안이 정리되었다. 다만, 단일 식생기반 LID 시스템으로 유형과 물리적 변수가 제한되었고, 모니터링, 전산모의 결과 간의 통계적 유의성 보정에 요구되는 알고리즘 연구가 후속되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.115-122
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• 2022

도시화로 인해 토양의 불투수면적이 증가함에 따라 도시의 물순환 체계가 악화되었다. 이러한 물 문제를 해결하기 위해 설치하는 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 시설의 기존 가이드라인이나 선행 연구에서는 공학적 측면이 조경적 측면보다 중시되는 것이 실정이다. 본 연구에서는 식생체류지의 강우 유출과 오염물질 저감 능력에서 식생이 끼치는 영향과 식재의 경제적인 측면을 파악하여 오염물질 저감에 공학적으로 그리고 조경적으로 가장 적합한 식생체류지 설계 모델을 제시하고자 하였다. 모니터링 대상이 되는 전주 서곡 공원의 식생체류지 인공 강우 모니터링 결과와 식생의 강우 유출 및 오염물질 저감 성능에 관한 문헌 조사를 바탕으로 해당 지역 식생 종별 오염물질 및 탄소 저감 효율을 분석한 결과, 비용 대비 오염 저감 효율이 가장 좋은 식종은 부처꽃이며 탄소 저감에 탁월한 식생은 갯버들이었다. 하지만 이 두 가지 식생만으로 설계하고자 한다면 생물 다양성과 같은 부분에서 위험을 안고 갈 수밖에 없다. 다양한 식재를 고려할 시, 부처꽃과 같은 초본류는 고사 및 병해충에 의해 교체될 수 있기에 초기 식재 비용은 높지만 유지관리 측면에서 유리한 목본식물인 갯버들을 주변 환경과 여건에 따라 혼합 식재하는 방안도 필요하다. 본 연구에서 도출한 결론을 토대로 LID 시설 식생의 종별 오염 저감과 탄소저장량을 고려 시 참고자료가 될 수 있다.

• 국제학술발표논문집
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• The 7th International Conference on Construction Engineering and Project Management Summit Forum on Sustainable Construction and Management
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• pp.346-352
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• 2017

This study discusses application of the storm water management model (SWMM) to designing the sponge city facilities in the Athletes Village of Military World Games in Wuhan in October 2019. The SWMM was used to simulate the runoff processes and reduction efficiencies of the sponge city facilities. The runoffs of the sponge city facilities were compared with those of traditional drainage system for the design rainfall of 35.2mm and the rainfalls with different recurrence periods. The results show that the hign density sponge city facilities could meet the requirements for 80% of annual runoff control rate, SWMM can determine the scales of the sponge city facilities and effectively simulate the hydrological processes for different layout schemes. The simulation model is also helpful to making optimization of the sponge city facility layout.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.51-59
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• 2015

Various Best Management Practices (BMPs) have been suggested to reduce soil erosion and non point source (NPS) pollutant loads from agricultural fields. However, very little research regarding water quality improvement with No-till (NT) has been performed in Korea. Thus, effects of NT were investigated in this study. The objective of the study was to investigate the effect of NT on the surface runoff and sediment discharge in a field. Eight experimental plots of $5{\times}30m$ in size and 3 % or 8 % in slope prepared on gravelly sandy loam soil were treated with Conventional-till (CT) and NT. Runoff and NPS pollution discharge were monitored and compared the treatments. The amounts of rainfall from 13 monitored events ranged from 28.7 mm to 503.5 mm. The runoff amount was reduced by 17.6~59.2 % in 3 % NT and 29.6~53.2 % in 8 % NT. The average NPS pollution loads of the 3 % NT plots and 8 % NT plot were reduced about 45.1~89.2 % and 47.7~98.0 % compared to those of the CT plots, respectively. This research revealed that NT can reduce the NPS pollution loads substantially as well as increase the crop yield. Runoff and NPS pollution loads reduction by NT method could be contribute to improve the water quality of streams in agricultural regions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1199-1203
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• 2005

Combined sewer overflows(CSOs) are themselves a significant source of water pollution. Therefore, the control of urban drainage for CSOs reduction and receiving water quality protection is needed. Examples in combined sewer systems include downstream storage facilities that detain runoff during periods of high flow and allow the detained water to be conveyed by an interceptor sewer to a centralized treatment plant during periods of low flow. The design of such facilities as stormwater detention storage is highly dependant on the temporal variability of storage capacity available(which is influenced by the duration of interevent dry periods) as well as the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage. As a result, a contiunous approach is required to adequately size such facilities. This study for the continuous long-term analysis of urban dranage system used analytical Probabilistic model based on derived probability distribution theory. As an alternative to the modeling of urban drainage system for planning or screening level analysis of runoff control alternatives, this model have evolved that offer much ease and flexibility in terms of computation while considering long-term meteorology. This study presented rainfall and runoff characteristics or the subject area using analytical Probabilistic model. Runoff characteristics manifasted the unique characteristics of the subject area with the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage and was examined appropriately by sensitivity analysis. This study presented the average annual COSs and number of COSs when the interceptor capacity is in the range 3xDWF(dry weather flow). Also, calculated the average annual mass of pollutant lost in CSOs using Event Mean Concentration. Finally, this study presented a dicision of storage volume for CSOs reduction and water quality protection.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.21-28
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• 2013

The objective of the study was to investigate the effect of rice straw mat, rice straw mat with PAM (Polyacrylamide) and gypsum addition on surface runoff and sediment discharge in field. Six experimental plots of $5{\times}22m$ in size and 3 % in slope prepared on gravelly sandy loam soil were treated with control, rice straw mat cover with gypsum and rice straw mat cover with gypsum and PAM. Radish in Spring and Chinese cabbage in autumn growing seasons were cultivated. Non point source (NPS) pollution discharge was monitored and compared among the treatments. Rainfall of the 10 monitored events ranged from 17.0 mm to 93.5 mm. Runoff coefficient of the events was 0.005~0.239 in control plot, 0~0.176 in rice straw plot with gypsum and 0~0.046 in rice straw mat plot with gypsum and PAM. When compared to the control plot, the runoff amount was reduced by 10.4~100 % (Ave. 60.8) in rice straw plot with gypsum and 80.7~100 % (Ave. 96.7 %) in rice straw mat plot with gypsum and PAM. The reduction of NPS pollution load was 54.6 % for BOD5, 71.5 % for SS, 41.6 % for TN and 61.4 % for T-P in rice straw with gypsum plot and 91.9 % for BOD5, 92.0 % for SS, 88.0 % for TN and 88.5 % for T-P in rice straw mat with gypsum and PAM plot. This research revealed that rice straw mat cover with soil amendments on the soil surface could not only increase the crop yield but also reduce the NPS pollution loads substantially.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권5호
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• pp.37-44
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• 2005

본 연구의 목적은 운동장, 주차장, 도로측면, 보도, 기타 주거시설 등의 우수 차집시설에 사용되는 콘크리트 구조물 의 침투능 확보를 위한 투수성 차집 구조물 개발에 관한 것이다. 본 연구결과 우수침투시설의 침투방식은 투수콘크리트를 이용한 방법과 투수공을 이용한 방법, 쇄석을 충진한 방법 모두 유사한 침투능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 침투시설의 현장설치시 지반의 조건, 지하수위, 주변 건축물의 영향, 과거의 침수이력, 적용 기능한 침투 시설 등에 대하여 종합적인 검토가 필요함을 알 수 있었다. 침투시설의 유출저감효과를 검증하기 위하여 실험 대상 지역내에 현장 설치하였으며, 침투통과 침투트렌치를 연계한 현장적용 결과 강우량 24 mm 일 경우 89%, 12 mm 일 경우 93%, 140 mm 일 경우 51%, 64 mm 열 경우 75%, 54 mm 일 경우 80%의 유출저감효과가 있는 것으로 나타났다. 일정 강우까지는 강우량이 증가할수록 침투량이 증가하였으며, 일정 강우량 도달시 침투량이 급격히 줄어드는 것을 확인하였다. 침투량은 지반조건, 시공조건, 이전 강우간격 등과 밀접한 관계가 있으며, 향후 장기간의 모니터링을 통하여 정량화 하고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-73
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• 2021

도시화와 산업화로 인하여 불투수면적이 증가함에 따라 강우유출에 의한 비점오염원이 수계에 미치는 영향이 커지고 있다. 과거에는 비점오염원을 관리하기위해 장치형 시설(BMP)이 많이 사용되었으나 최근 LID(Low Impact Development)기술을 통해 자연적으로 처리하는 기술이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 자연형 시설 중 식생체류지에서의 강우 모니터링을 실시한 데이터를 토대로 SWMM 모델을 통해 다양한 강우사상을 모의하였다. LID 모델링 연구의 특징으로 실데이터가 자연시설을 통해 얻은 결과이기 때문에 단기간 데이터로는 정확한 모델링 자료를 구축하기 어려워 정확한 모델을 구현하기가 힘들다는 특징이 있는데, 본 연구에서는 3년간 모니터링한 데이터를 통해 정밀한 모델을 구축하였다는 점에서 의의가 있다. 총 18회 모니터링한 실데이터를 모의하였으며, 유입량과 유출량, 오염물질 5개항목의 제거효율을 모의하였다. 성능평가를 실시한 결과 7개 항목 대부분이 우수한 지표를 나타내었으며, 상대적으로 TN과 TP 항목이 모의성능이 낮은 것으로 나타났다. 미래에는 우리나라도 상수도 시스템과 하수도 시스템이 실질적으로 통합되어 운영되는 통합물관리 시스템이 도입될 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구결과는 미래형 통합물관리시스템에서 강우를 초기에 관리하는 단계에서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단되며, 설치예상지역의 강우유출저감 및 오염물질 저감 정도를 사전에 예측할 수 있으며, 이를 통해 식생체류지의 과다설계를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.