• 제목/요약/키워드: infiltration-based retention

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도시지역에 적용된 LID 기법의 강우시 수문특성 및 물순환 평가 (Assessment of Water Circulation and Hydro-characteristics with LID techniques in urbanized areas)

  • 최혜선;홍정선;전민수;케빈;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.191-198
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    • 2019
  • 도시지역의 높은 불투수면은 강우시 지표 유출량을 증가시키고 지하침투량을 줄이면서 물순환을 왜곡시킨다. 왜곡된 물순환은 도시침수와 가뭄, 비점오염유출로 인한 수질오염 및 수생태계 훼손 등의 다양한 도시환경 문제 등을 유발시킨다. 기후변화는 도시강우의 계절적 편중현상을 더욱 심화시키고 도시 미기후에 영향을 줌으로써 도시침수와 가뭄의 강도 및 빈도를 증가시킨다. LID(Low Impact Development) 기법은 도시내 자연적 물순환 체계를 회복함으로써 물로 인하여 발생하는 도시환경문제를 줄일 수 있는 기법으로 다양하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 도시지역 내 적용된 다양한 LID 기법의 장기 모니터링 결과를 활용하여 LID 적용 이후 수문특성의 변화와 물순환 회복에 기여도를 평가하기 위하여 수행되었다. LID 시설의 높은 저류량과 침투능력은 강우시 첨두유출 저감과 유출지연에 크게 기여하는 것으로 나타났다. LID 시설에서 강우시 평균 유출저감효과는 60% 이상으로 나타났으며, 유역면적 대비 LID 시설 면적비(Surface area of Catuchment area, SA/CA)와 LID 저류 용량은 첨두유출 저감과 유출지연 효과에 영향을 끼치는 중요한 인자로 평가되었다.

MCQ 보유량에 따른 목재의 부후 특성 (Wood Decay Properties of Difference MCQ Retention Level)

  • 이한솔;황원중;이현미;손동원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.716-725
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    • 2016
  • 구리 기반 목재 방부제 중 MCQ를 이용하여, 목재 내 주입량에 따른 부후 특성을 조사하였다. 목재 시편에 주입량을 달리하여 약제를 주입한 후, 갈색부후균인 부후개떡버섯에 의한 방부효력 시험을 진행하였다. 이후, 질량감소율을 측정한 결과 무처리재는 35% 이상의 질량감소율을 보였으며, 실내 부후에 의한 MCQ 약제의 방부 효력을 나타내는 주입량은 $3.99{\pm}0.42kg/m^3$로 나타났다. 광학현미경 및 전자현미경으로 시편의 3단면을 관찰했을 때, 무처리재와 낮은 주입량으로 처리한 처리재에서는 세포벽의 파괴와 함께 전체적으로 부후가 진행됨이 확인 되었고, 많은 수의 균사를 관찰할 수 있었지만, bore hole은 확인할 수 없었다. 본 연구에서 MCQ의 주입량에 따른 질량감소율 및 부후 현상이 크게 차이가 난 점 등을 고려하여, 국내 환경에서 MCQ의 주입량에 관한 적정성 검토가 필요하다고 생각되었다.

도시 강우유출수를 처리하는 나무여과상자의 장기 처리효율에 영향을 주는 수리학적 및 수문학적 인자 연구 (Hydrologic and Hydraulic Factors Affecting the Long-term Treatment Performance of an Urban Stormwater Tree Box Filter)

  • ;홍정선;김이형
    • 한국물환경학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.715-721
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    • 2017
  • 식생체류지 기법 중 하나인 나무여과상자는 유역면적 및 강우유출수의 특성에 따라 기법의 용적 및 수질 저감 능력 조정이 가능한 도시 저영향개발 기술이다. 본 연구는 주차장 강우유출수 처리를 위해 6년동안 운영된 나무여과상자의 성능을 평가하기 위하여 수행되었다. 또한 나무여과상자의 저감 능력에 영향을 미치는 수리 수문학적 요인들을 조사하였다. 분석 결과, 강수량의 증가는 나무여과상자의 유출량, 평균유량 및 첨두유량 감소 등의 수리 수문학적 성능이 감소되는 것으로 평가되었다(r = -0.53 to -0.59; p < 0.01). TSS, 유기물, 영양물질 및 중금속 등의 오염물질은 나무여과상자 내 충진된 여재의 여과 및 흡착, 침투, 증산발 기작 등을 통하여 저감되는 것으로 나타났다(p < 0.001). 또한 유출량, 평균유량, 첨두유량, 체류시간 및 강우지속시간 등과 같은 수리 수문학적 요인의 영향을 받는 것으로 평가되었다. 이는 나무여과상자 시설을 유역면적 대비 시설의 표면적을 1 % 미만으로 설계 시 특히 유용한 것으로 나타났다.

Sustained release of alginate hydrogel containing antimicrobial peptide Chol-37(F34-R) in vitro and its effect on wound healing in murine model of Pseudomonas aeruginosa infection

  • Shuaibing Shi;Hefan Dong;Xiaoyou Chen;Siqi Xu;Yue Song;Meiting Li;Zhiling Yan ;Xiaoli Wang ;Mingfu Niu ;Min Zhang;Chengshui Liao
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권3호
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    • pp.44.1-44.17
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    • 2023
  • Background: Antibiotic resistance is a significant public health concern around the globe. Antimicrobial peptides exhibit broad-spectrum and efficient antibacterial activity with an added advantage of low drug resistance. The higher water content and 3D network structure of the hydrogels are beneficial for maintaining antimicrobial peptide activity and help to prevent degradation. The antimicrobial peptide released from hydrogels also hasten the local wound healing by promoting epithelial tissue regeneration and granulation tissue formation. Objective: This study aimed at developing sodium alginate based hydrogel loaded with a novel antimicrobial peptide Chol-37(F34-R) and to investigate the characteristics in vitro and in vivo as an alternative antibacterial wound dressing to treat infectious wounds. Methods: Hydrogels were developed and optimized by varying the concentrations of crosslinkers and subjected to various characterization tests like cross-sectional morphology, swelling index, percent water contents, water retention ratio, drug release and antibacterial activity in vitro, and Pseudomonas aeruginosa infected wound mice model in vivo. Results: The results indicated that the hydrogel C proved superior in terms of cross-sectional morphology having uniformly sized interconnected pores, a good swelling index, with the capacity to retain a higher quantity of water. Furthermore, the optimized hydrogel has been found to exert a significant antimicrobial activity against bacteria and was also found to prevent bacterial infiltration into the wound site due to forming an impermeable barrier between the wound bed and external environment. The optimized hydrogel was found to significantly hasten skin regeneration in animal models when compared to other treatments in addition to strong inhibitory effect on the release of pro-inflammatory cytokines (interleukin-1β and tumor necrosis factor-α). Conclusions: Our results suggest that sodium alginate -based hydrogels loaded with Chol-37(F34-R) hold the potential to be used as an alternative to conventional antibiotics in treating infectious skin wounds.

식생체류지의 도시 강우유출수 처리효율 영향인자 조사 연구 (Investigation on the Factors Affecting Urban Stormwater Management Performance of Bioretention Systems)

  • ;;홍정선;김이형
    • 한국물환경학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 2017
  • 식생체류지는 도시 강우유출수 관리를 위한 저영향개발 및 그린인프라 기술이며, 개발이전의 상태를 최대한 유지하는 강우유출수 관리기술로 자연을 모방하면서 생태계의 다양성을 향상시키는 기술이다. 본 연구는 식생체류지의 물순환 능력과 비점오염물질의 저감효율에 영향을 끼치는 인자를 도출하기 위하여 4개의 식생체류지 시스템에 대하여 연구를 수행하였다. 2개의 식생체류지, 즉 Type A-C와 Type A-FC에는 국화와 매발톱꽃이 식재되었으며, Type B-A와 Type B-JM식생체류지에는 진달래 및 조팝나무와 같은 관목식물이 식재되었다. 연구결과 식생체류지의 유출저감, 저류량 및 오염물질 저감에 영향을 끼치는 인자로는 TV, 침투기작, 여과재의 두께와 식생 종류로 나타났다. Type B-A와 Type B-JM식생체류지 설계시에는 유출저감, 지하수 충진, 긴 체류시간과 첨두유출량 저감과 비점오염물질 저감을 고려하여 설계가 필요한 것으로 나타났다. 반면에 Type A-C와 Type A-FC 식생체류지 설계시에는 지하수 오염 저감을 중요하게 고려하여야 하는 것으로 나타났다.

Assessing the resilience of urban water management to climate change

  • James A. Griffiths
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.32-32
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    • 2023
  • Incidences of urban flood and extreme heat waves (due to the urban heat island effect) are expected to increase in New Zealand under future climate change (IPCC 2022; MfE 2020). Increasingly, the mitigation of such events will depend on the resilience of a range Nature-Based Solutions (NBS) used in Sustainable Urban Drainage Schemes (SUDS), or Water Sensitive Urban Design (WSUD) (Jamei and Tapper 2019; Johnson et al 2021). Understanding the impact of changing precipitation and temperature regimes due climate change is therefore critical to the long-term resilience of such urban infrastructure and design. Cuthbert et al (2022) have assessed the trade-offs between the water retention and cooling benefits of different urban greening methods (such as WSUD) relative to global location and climate. Using the Budyko water-energy balance framework (Budyko 1974), they demonstrated that the potential for water infiltration and storage (thus flood mitigation) was greater where potential evaporation is high relative to precipitation. Similarly, they found that the potential for mitigation of drought conditions was greater in cooler environments. Subsequently, Jaramillo et al. (2022) have illustrated the locations worldwide that will deviate from their current Budyko curve characteristic under climate change scenarios, as the relationship between actual evapotranspiration (AET) and potential evapotranspiration (PET) changes relative to precipitation. Using the above approach we assess the impact of future climate change on the urban water-energy balance in three contrasting New Zealand cities (Auckland, Wellington, Christchurch and Invercargill). The variation in Budyko curve characteristics is then used to describe expected changes in water storage and cooling potential in each urban area as a result of climate change. The implications of the results are then considered with respect to existing WSUD guidelines according to both the current and future climate in each location. It was concluded that calculation of Budyko curve deviation due to climate change could be calculated for any location and land-use type combination in New Zealand and could therefore be used to advance the general understanding of climate change impacts. Moreover, the approach could be used to better define the concept of urban infrastructure resilience and contribute to a better understanding of Budyko curve dynamics under climate change (questions raised by Berghuijs et al 2020)). Whilst this knowledge will assist in implementation of national climate change adaptation (MfE, 2022; UNEP, 2022) and improve climate resilience in urban areas in New Zealand, the approach could be repeated for any global location for which present and future mean precipitation and temperature conditions are known.

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도시차원의 빗물순환체계 요소별 입지선정에 관한 연구 - 개발예정지역의 환경생태계획 적용방안을 중심으로 - (A Study on Location Selection for Rainwater Circulation System Elements at a City Level - Focusing on the Application of the Environmental and Ecological Plan of a Development -)

  • 김효민;김귀곤
    • 한국조경학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.1-11
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    • 2012
  • 본 연구는 신도시 개발 등 규모가 비교적 큰 도시개발에 있어 빗물을 이용하여 자연적인 빗물순환체계를 구축하는데 중점을 두고 있다. 특히 통합빗물관리를 위한 자연적인 빗물순환체계 요소별 입지 선정 방법을 개발하여 수문환경의 변화를 최소화하고, 자연적인 물순환을 회복하여 저영향개발(LID)을 실현할 수 있으며, 이를 통해 유출량 저감뿐만 아니라 도시 내의 수공간 및 녹지공간의 증가로 인한 도시의 지속가능성을 증진시키는 데 목적이 있다. 통합빗물관리를 위한 빗물순환체계 요소별 입지 선정을 위한 최종적인 빗물순환체계 요소로는 집수, 침투, 여과, 저류, 이동 공간의 5가지 항목이 도출되었으며, 이를 토대로 각 요소별 입지선정 항목 및 기준을 설정하였다. 도출된 평가항목과 기준을 적용하기 위한 방법은 적합성지수 이론을 바탕으로 Gridcellanalysis를 실시하여 각 요소별로 적합성평가를 통해 주제도를 중첩하고 종합하여, 적합성지수에 따라 등급화 함으로써 요소별 조성가능 우선지역을 구분하도록 하였다. 개발된 방법은 경북 김천 혁신도시 개발예정지에 적용함으로써 그 실행가능성과 한계를 검토하였으며, 각 요소별 주제도의 중첩 결과는 Verylow, Low, Moderate, High, Veryhigh의 5단계로 구분하여, 공간 특성을 쉽게 파악할 수 있게 하였다. 마지막으로 적용한 결과를 바탕으로 현 토지이용계획도면 위에 빗물순환체계 구상도를 작성해 봄으로써 환경생태계획 후 세부공간계획 단계에서 물순환체계를 구축하는데 있어 유용하게 활용될 수 있으며, 지속가능한 도시개발을 위한 친환경적 도시계획의 수단으로 이용될 수 있다.