• 한국물환경학회지
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• 제29권3호
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• pp.354-364
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• 2013

The performance of the stormwater wetlands can be significantly influenced by antecedent stormwater in storage at the commencement of a stormevent. As inflows are intermittent and stochastic in nature, the evaluation of the treatment efficiency of a stormwater wetland should be considered by runoff capture and water treatment characteristics during interevent periods. In this study, analytical probabilistic model is applied to identity runoff capture rate and treatment efficiency of the stormwater wetland. To achieve this, continuous rainfall data recorded in Busan for 31 years has been analyzed to derive the runoff capture rate, and 1st order kinetic decay constants ($k_V$, 1/d) are calculated from regression analysis to identify pollutants removal during interevent periods. The results show that about 60.9% of annual average runoff is captured through the stormwater wetland. The annual average treatment efficiencies of SS, BOD, COD, TN and TP is about 11.4, 8.9, 9.8, 4.3 and 9.6%, respectively. The analytical model has been compared with the numerical model and it shows that analytical model is valid. Performance evaluation methods developed in this study has the advantages of considering characteristics of rainfall-runoff, facility type and pollutant removal.

• 한국물환경학회지
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• 제24권4호
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• pp.430-435
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• 2008

In order to design Non-point source management, the aspect of statistical features of the entire precipitation data should be focused since non-point source discharge is driven by continuous rainfall runoffs. 3-parameter mixed exponential probability density function is used to establish urban stormwater capture curve instead of previous single-parameter exponential PDF. Then, recent 10-year data in Busan are applied to establish the curve. The result shows that 3-parameter mixed PDF gives better resolution.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-18
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• 2011

In this study the optimal volume for non-point source control retention is estimated considering spatio-temporal variation of land surface. The 3-parameter mixed exponential probability density function is used to represent the statistical properties of rainfall events, and NRCS-CN method is applied as rainfall-runoff transformation. The catchment drainage area is divided into individual $30m{\times}30m$ cells, and runoff curve number is estimated at each cell. Using the derived probability density function theory, the stormwater probability density function at each cell is derived from the rainfall probability density function and NRCS-CN rainfall-runoff transformation. Considering the antecedent soil moisture condition at each cell and the spatial variation of CN value at the whole catchment drainage area, the ensemble stormwater capture curve is established to estimate the optimal volume for an non-point source control retention. The comparison between spatio-temporally varied land surface and constant land surface is presented as a case study for a urban drainage area.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.130-130
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• 2021

The increasing effect of urbanization has been more apparent through flooding and downstream water quality especially from heavy rainfalls. In response, stormwater runoff management solutions have focused on runoff volume reduction and treatment through infiltration. However, there are areas with low infiltration soils or are experiencing more dry days and even drought. In this study, a lab-scale infiltration system was used to compare the applicability of two types of soil as base layer in gravel-filled infiltration systems with emphasis on runoff capture and suspended solids removal. The two types of soils used were sandy soil representing a high infiltration system and clayey soil representing a low infiltration system. Findings showed that infiltration rates increased with the water depth above the gravel-soil interface indicating that the available depth for water storage affects this parameter. Runoff capture in the high infiltration system is more affected by rainfall depth and inflow rates as compared to that in the low infiltration system. Based on runoff capture and pollutant removal analysis, a media depth of at least 0.4 m for high infiltration systems and 1 m for low infiltration systems is required to capture and treat a 10-mm rainfall in Korea. A maximum infiltration rate of 200 mm/h was also found to be ideal to provide enough retention time for pollutant removal. Moreover, it was revealed that low infiltration systems are more susceptible to horizontal flows and that the length of the structure may be more critical that the depth in this condition.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.575-581
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• 2006

본 연구에서는 강우로 인한 유출 유량의 수질 조절 시스템의 경제적인 설계절차를 제시하였다. 유출수의 수질 조절 시스템 계획을 위해서는 전 기간치의 국지 연속강우기록에 대한 강우-유출 과정의 모의를 하여야 한다. 본 연구에서 강우의 확률분포는 지수감소함수를 따른다고 가정하여 적용함으로서 비 초과확률 분포를 설명할 수 있는 정규곡선을 유도하였다. 또한 유출수의 수질 조절시스템의 저류용량 및 유량 결정을 위하여 월류 위험도를 기반으로 최적곡선을 유도하였다. 최적 저류용량 및 유량의 적용성을 강우 유출 모형인 ILLUDAS에 의한 분석결과와 비교하였으며 본 연구에서와 같이 최적 CSOs(Combined Sewer Overflows)을 지역별로 유도하게 되면 강우로 인한 유출 유량의 수질 조절시스템을 적은 노력과 시간으로 위험도를 기반으로 계획에 이용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제20권1호
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• pp.72-79
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• 2018

소규모 바이오 리텐션과 유사한 기능을 수행하는 식물재배화분은 유출저감과 함께 비점오염을 저감할 수 있다는 측면에서 도시지역에 유망한 LID 시설이다. 본 연구에서는 2개소의 실증 식물재배화분을 모니터링 평가하였다. 이 시설을 통하여 1개소의 시설에서는 강우량이 15mm 이하일 경우 85-100% 유출저감을 달성하였으며 강우량 50mm에서는 50-64%의 유출저감을 나타내었다. 이와 같은 조건에서 TSS와 유기물질, 영양소 및 중금속의 저감효율은 40-95% 이었다. 이와 반면에 다른 시설에서는 동일한 강우조건에서 강우유출수 전량이 포착되어 유출발생이 일어나지 않았는데 식물재배화분 통과 후 배수 및 지하여건에 대한 정밀한 재평가가 필요한 것으로 나타났다. 이와 같은 상황이 주변 지하수나 지하구조물에 위해를 가할 수 있으므로 식물재배화분의 설계 및 시공시 투수속도에 면밀한 검토가 필요하며 투수계수가 지나치게 큰 지역에는 토목섬유 포설이나 차수 배리어와 같은 라이닝 시공을 실시해야 한다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권2호
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• pp.142-148
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• 2016

토지이용이 혼재되고 하수관거 시스템이 미흡한 유역의 강우유출 특성을 파악하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 팔당호 유역에서 토지 이용 및 하수관거 형태에 따른 강우 유출 특성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 팔당호 유역 7개 시·군에서 공공 하수관거 시스템 지역 48개소, 개인하수처리시설 지역 28개소에 대한 강우 유출수 모니터링을 실시하였다. 개인하수처리시설 지역의 토지 이용은 산림과 논의 비율이 높았으며 SS, TN, TP EMCs와 초기세척강도가 공공하수처리지역에 비해 높게 나타났다. 또한 초기 강우 차집 시스템을 설치하여 초기강우 유출수 43%를 처리할 경우 59%의 TP 유출부하량을 저감할 수 있을 것으로 기대된다. 개인하수처리시설이 설치된 지역에서 강우량 및 강우지속시간과 영양염류 유출 부하량은 양의 상관관계(R>0.6)를 나타내어 팔당호의 부영양화 문제를 관리하기 위해 개인하수처리지역에 대한 우선적 정책이 필요함을 알 수 있다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.342-348
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• 2011

A hydrodynamic separator using natural free energy provided by bridge was operated for the treatment of stormwater runoff. The separator was automatically controlled by using electronic valve which is connected with pressure meter. Normally the separator was opened during dry days, but it was closed after the capture of first flush. The results indicated that the average pressure and the flow rate were directly affected by the rainfall intensity. The pressure was more than 3 meters as the rainfall intensity was above 5 mm/hr. The percent volume of underflow decreased as the pressure and flow rate increased, but the percent volume of overflow showed an opposite behavior. The concentration of total suspended solids (TSS) in underflow increased as a function of increasing pressure while it decreased in overflow. The TSS separation efficiency was evaluated based on mass balance. It ranged from 30% to 90% with the pressure ranging from 2 to 10 meters, and it was proportional to pressure and flow rate. The analysis of water balance indicated that around 13% of total runoff was captured by the separator as a first flush, and this runoff was separated as underflow and overflow with the respective percent volume of 29% and 71%. The pollutants budget was also examined based on mass balance. The results showed that the percent of TSS, $COD_{cr}$, TN and TP in underflow were 73%, 59%, 7.6% and 49%, respectively.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.90-102
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• 2017

본 연구에서는 과거 2년에 걸쳐 강우유출수 처리목적의 인공습지로부터 수집된 수질자료를 바탕으로 지금까지 국외에서 개발된 다양한 형태의 영양소 모델의 적용성을 평가하였다. 검토결과 질소제거에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 수온과 수리학적 부하율(HLR) 이었는데 습지의 수표면적이 습지의 용량에 비해 더 중요하게 작용했음을 시사해주고 있다. 질소제거는 미국 WEF(water environment federation)가 개발한 준경험적인 형태의 모델이 적합한 것으로 밝혀졌다. 한편 인 제거 모델은 수온과 제거속도상수의 관계를 Power Model로 보고 모의했을 때 실측치와 가장 가깝게 계산치를 산출할 수 있었으며 실측치의 증가와 감소경향을 비교적 정확하게 모의할 수 있었다($R^2=0.79$). 그러나 모든 시도에서 수온이 특정온도 이하로 감소했을 때 가장 심한 오차를 발생하여 취약한 예측성능을 보였다. 한편 인공습지에서 질소제거특성을 검토한 결과 질산화에 비하여 탈질이 저조한 것으로 나타났는데 그 이유는 탄소원의 부족과 높은 용존산소 농도로 인하여 Anoxic 조건의 미형성 때문으로 분석되었다. 질소제거 향상방안으로 용존산소의 제어와 탄소원의 확보차원에서 햇빛에 노출된 개방수역과 햇빛에 노출된 식생구역, 그리고 습지의 기능적 측면을 고려한 구성요소의 배분 및 부유 수생식물 및 무기성 여재를 이용하는 방안을 논의하였다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.259-270
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• 2017

본 연구는 실증규모의 반포화 순환식 인공습지에서 도로 강우유출수를 처리하여 습지의 성능분석, LID 기능 및 다른 LID-BMP 시설과의 처리효율을 비교하였다. 강우시 모니터링을 바탕으로 연구대상 습지의 저감효율을 산정한 결과 TSS 저감효율은 평균 92%, COD, TN, TP는 각각 평균 63%, 36%, 75%로 분석되었으며 다른 시설과 직접적인 비교는 불가능하지만 SA/CA 비율에 따른 오염물질 저감효율을 분석한 결과 연구대상 시설의 SA/CA 비율이 낮았음에도 불구하고 유사한 수준의 효율을 보였다. 또한, 전체 강우유출수의 18%만을 처리하여 약 70%의 오염물질을 저감할 수 있는 시설의 성능을 보였다. 연구대상 습지(합성섬유 충진)와 동일한 형태로 제작되어 직접적인 비교가 가능했던 유기성 여재를 충진한 습지와의 비교 결과 TSS, TP는 유사한 처리성능을 보였으며, COD는 유기성 여재에서 용출되는 유기물질의 영향으로 연구대상 습지에서 높은 효율을 보였으나 TN은 유기성 여재에서 자체 공급되는 유기탄소의 영향으로 유기성 여재를 충진한 습지에서 높은 효율을 나타내었다. 한편 초기 강우유출수 포착장치를 갖춘 본 연구대상 습지에서 그렇지 않은 침투도랑 습지의 성능을 비교분석한 결과 훨씬 안정적인 처리성능을 얻을 수 있었다.