• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2018

최근 기후변화와 도시화로 인해 국지성 집중호우 및 불투수면적이 증가하고 있는 실정이며, 도시 지역 내의 첨두유량, 도달시간, 지체시간 등과 같은 수문학적 인자가 변화함에 따라 재산피해, 인명피해가 발생하고 있다. 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법은 수리수문학적 및 환경생태학적 문제를 저감하는 방안 중 하나로써 도시지역에서 수환경을 자연상태로 복원하는 대안으로 제시되고 있다. LID 기법 중 하나인 옥상녹화는 도시 내의 불투수면 증가로 인한 초과 지표면유출을 저감시켜 물관리를 하는 기술이다. 본 연구는 경남 양산시 부산대학교 제 2 캠퍼스에 조성된 옥상녹화 장치를 이용하여 정량적으로 유출량을 분석하였다. 비식생구와 식생구를 설치하고 실험의 시나리오는 강우강도를 25, 50, 75, 100 mm/hr로 설정하여 측정된 데이터 값을 바탕으로 SWMM(Storm Water Management Model) 모델링을 수행하였다. 유출량 값은 SWMM 5의 매개변수 추정지원 시스템인 SWMM-SCE를 이용하여 모형을 자동보정하였다. 보정된 모의유량은 실측유량과 0.28~3.81% 만큼의 오차를 보였고 각 시나리오에 따라 검증한 결과 상관계수가 0.82 이상으로서 실측값과 높은 상관성을 나타내었다. 옥상녹화 실험의 경우, 강우강도 75mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 15.45% 감소, 15초 지연으로 최적의 효율이 나타났으며 강우강도 25mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 1.36% 감소, 4초 지연으로 최저의 효율이 나타났다. SWMM 모의 결과는 강우강도 75mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 15.45% 감소, 16초 지연으로 최적의 효율이 나타났으며 강우강도 25mm/hr일 때 첨두유출저감율과 지연시간은 각각 2.73% 감소, 4초 지연으로 최저의 효율이 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.11-18
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• 2015

PURPOSES: This study aims to evaluate the runoff reduction with permeable pavements using the SWMM analysis. METHODS: In this study, simulations were carried out using two different models, simple and complex, to evaluate the runoff reduction when an impermeable pavement is replaced with a permeable pavement. In the simple model, the target area for the analysis was grouped into four areas by the land use characteristics, using the statistical database. In the complex model, simulation was performed based on the data on the sewer and road network configuration of Yongsan-Gu Bogwang-Dong in Seoul, using the ArcGIS software. A scenario was created to investigate the hydro-performance of the permeable pavement based on the return period, runoff coefficient, and the area of permeable pavement that could be laid within one hour after rainfall. RESULTS : The simple modeling analysis results showed that, when an impervious pavement is replaced with a permeable pavement, the peak discharge reduced from $16.7m^3/s$ to $10.4m^3/s$. This represents a reduction of approximately 37.6%. The peak discharge from the whole basin showed a reduction of approximately 11.0%, and the quantity decreased from $52.9m^3/s$ to $47.2m^3/s$. The total flowoff reduced from $43,261m^3$ to $38,551m^3$, i.e., by approximately 10.9%. In the complex model, performed using the ArcGIS interpretation with fewer permeable pavements applicable, the return period and the runoff coefficient increased, and the total flowoff and peak discharge also increased. When the return period was set to 20 years, and a runoff coefficient of 0.05 was applied to all the roads, the total outflow reduced by $5195.7m^3$, and the ratio reduced to 11.7%. When the return period was increased from 20 years to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased from 11.7% to 8.0% and 5.1%, respectively. When a runoff coefficient of 0.5 was applied to all the roads under the return period of 20 years, the total outflow reduction was 10.8%; when the return period was increased to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased to 6.5% and 2.9%, respectively. However, unlike in the simple model, for all the cases in the complex model, the peak discharge reductions were less than 1%. CONCLUSIONS : Being one of the techniques for water circulation and runoff reduction, a high reduction for the small return period rainfall event of penetration was obtained by applying permeable pavements instead of impermeable pavement. With the SWMM analysis results, it was proved that changing to permeable pavement is one of the ways to effectively provide water circulation to various green infrastructure projects, and for stormwater management in urban watersheds.

• 인간식물환경학회지
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• 제24권1호
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• pp.39-51
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• 2021

Background and objective: Urban topology can be characterized as impervious, which changes the hydrologic features of an area, increasing surface water flow during local heavy rain events. The pluvial flooding is also influenced by the vertical structures of the urban area. This study suggested a modified digital elevation model (DEM) to identify changes in urban hydrological conditions and segmentalized urban micro catchment areas using a geographical information system (GIS). Methods: This study suggests using a modified DEM creation process based on Rolling Ball Method concepts along with a GIS program. This method proposes adding realized urban vertical data to normal DEM data and simulating hydrological analyses based on RBM concepts. The most important aspect is the combination of the DEM with polygon data, which includes urban vertical data in three datasets: the contour polyline, the locations of buildings and roads, and the elevation point data from the DEM. DEM without vertical data (DCA) were compared with the DEM including vertical data (VCA) to analyze catchment areas in Shin-wol district, Seoul, Korea. Results: The DCA had 136 catchments, and the area of each catchment ranged from 3,406 m² to 423,449 m². The VCA had 2,963 catchments, with the area of each ranging from 50 m² to 16,209 m². The most important finding is that in the overlapped VCA; the boundary of areas directly affected by flooding and the direction of surface water flow could be identified. Flooding data from September 21, 2010 and July 27, 2011 in the Shin-wol district were applied as ground reference data. The finding is that in the overlapped VCA; the boundary of areas directly affected by flooding and the direction of surface water flow could be identified. Conclusion: The analysis of the area vulnerable to surface water flooding (SWF) was more accurately determined using the VCA than using the DCA.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.722-728
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• 2012

도심지역의 하수관거 시스템은 우수 수용능력 및 하수 월류 발생 등의 시스템의 한계점을 가지고 있어, 강우시 우수 유출수로 인한 침수저감과 더불어 도시비점오염원의 저감에 모두 대응할 수 있는 저류시설의 도입이 주목받고 시작하였다. 최근 환경부에서는 방재적 우수관리와 더불어 합류식 하수관거 월류수, 분류식 우수관거 유출수 처리를 포함하는 다기능 저류시설을 "하수저류시설"이라 통칭하고, 이의 도입을 적극 추진하고 있는 실정이다. 반면 대규모 단일 저류시설 설치의 경우에는 공간 확보의 문제가 발생할 수 있으며, 이에 대안으로는 중 소규모의 분산형 저류시설 설치 및 운영을 들 수 있다. 본 연구에서는 분산형 저류시설-하수관망 네트워크 시스템의 최적 운용을 위한 모델 예측 제어기법을 제안한다. 이를 위해 첫째로 네트워크 시스템의 각 구성 요소의 수리모델을 제시함으로써 보다 정밀한 하수관망 네트워크의 거동을 모사하고자 한다. 둘째로 제안된 모델을 기반으로 현재의 강우 유입량을 고려하여 각 저류조의 수위, 하수관로의 유입/유출량을 예측하여, 입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 모델 예측 제어기법을 바탕으로 주어진 제약조건을 만족하며 상황을 바탕으로 제안된 제어기법의 사용여부에 따른 효과를 비교 분석하고, 이의 타당성을 검증하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권8호
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• pp.613-621
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• 2022

전 세계적으로 기후변화를 겪고 있으며, 21세기 말 한반도에서 강우의 강도와 빈도가 증가할 것으로 전망하였다. 또한, 급격한 도시개발로 인해 불투수면적이 증가하여 도시 물순환 건전성이 왜곡되었다. 물순환 건전성 회복을 위해 빗물 관리기법 관련 연구가 다양하게 진행되어 빗물 관리기법의 효과는 검증되었지만 도시 물순환 건전성을 위해 적합한 설계 가이드라인이 없는 실정이다. 본 연구에서는 도시 빗물 관리기법의 설계 가이드라인 방법론을 제시하기 위해 부산관측소 10년 강우자료를 통해 60, 70, 80, 90 백분위수의 강우량 및 강우 지속시간별 시나리오를 설정하였다. 적절한 도시 빗물 관리를 위해 시나리오별로 그린인프라의 규모를 산정하였으며, SWMM 모형을 이용하여 장기 강우(10년)-유출량 모의를 통해 저감특성을 분석하였다. 그 결과 그린인프라 규모별 총 유출 저감량은 13.1~52.1%로 나타났다. 빗물 관리 목표량을 설정하기 위해 데이터를 정량적으로 분석한 결과 대상지역에서는 80~85 백분위수의 강우량으로 설정하는 것이 효과적으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.137-148
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• 2008

최근 홍수조절, 광산 침출수, 농업 유출수 등의 처리에 습지를 활용하는 사례가 증가하고 있다. 하지만 장기 모니터링의 어려움으로 인해 습지에 대한 장기간의 자료들이 부족하여 습지의 올바른 이용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구 에서는 장기간의 자료 생성과 생성된 자료를 바탕으로 습지의 수문학적 거동 분석을 목적으로 한 수문분석의 일환으로 장기유출 수문모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 토평천 유역의 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌에 대한 저류량을 분석하였다. 또한 토평천 유역에 천변저류지를 조성하는 가상 시나리오를 적용하여 시나리오 적용에 따른 유역 출구의 유출량 변화를 분석하였으며 우포늪의 저류량도 분석하였다. 분석결과 유역 출구의 유출량은 우기(7-8월)에는 유출량이 감소하였으며 건기(12-2월)에는 증가하는 것을 알 수 있었다. 그리고 우포늪의 저류량을 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 우포늪도 어느 정도의 영향을 받을 수 있음이 파악되었다. 또한 조성된 천변저류지의 습지로서의 지속 가능성을 평가하기 위하여 천변저류지의 유황을 분석하였다. 분석결과 천변저류지의 유황이 기존 습지보다 적게 모의 되었으며 일부 천변저류지의 유황은 풍수기일 때에도 현저하게 적게 모의됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 조성된 천변저류지가 습지로 활용되기 위해서는 천변저류지에 대한 수문학적 관리가 필요함을 알 수 있었다. 그리고 천변저류지 조성에 따른 부하량(TN, TP)변화를 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 부하량이 감소됨이 파악되었다. 또한 수변구역 조성에 따른 부하량 변화를 분석하여 천변저류지 조성과 수변구역 조성에 따른 부하량 감소를 비교하였다. 마지막으로 SWAT 모형의 수리학적 모호성을 극복하고자 수변관리 모형인 REMM 모형을 이용해 보았으며 그 결과를 SWAT 모형의 결과와 비교하였다.