비점오염원은 배출원, 유출경로 및 배출량이 명확하지 않아 관리에 많은 어려움이 있다. 최근 들어, 비점오염 관리를 위해 다양한 비점오염저감시설들에 대해 개발 및 연구 되고 있다. 또한 비점오염시설의 정확한 평가를 위해 다양한 효율산정 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 강우 시 식생수로 길이별 모니터링 결과를 토대로 식생수로의 길이가 저감효율에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 또한 식생수로 길이별 저감효율을 다양한 방법으로 산정하여 효율 산정방법에 따른 차이를 비교하고자 하였다. 효율 산정 방법으로는 ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, ROLF 방법을 이용하여 분석하였다. EMC 분석결과 유입 및 유출량의 농도차이가 유기물질이 염양염류에 비하여 크게 나타났다. 식생수로 길이에 따른 효율 분석 결과 식생수로 유입부에서 효율이 급증하고, 이 후에는 효율 증가가 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 식생수로 전단에 설치된 저류지에 의한 것으로 판단된다. 식생수로의 저감효율을 확보하기 위해서는 식생수로의 길이가 최소 30m이상으로 충분히 확보되어야 한다. 또한 식생수로의 경제적이고 효율적인 설계를 위해선 단순한 효율분석이 아닌 식생수로 최소 길이에 대한 연구가 필요하다.
비점오염원은 배출원, 유출경로 및 배출량이 명확하지 않아 관리에 많은 어려움이 있다. 최근 들어, 비점오염 관리를 위해 다양한 비점오염저감시설들에 대해 개발 및 연구 되고 있다. 또한 비점오염시설의 정확한 평가를 위해 다양한 효율산정 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 강우 시 식생수로 길이별 모니터링 결과를 토대로 식생수로의 길이가 저감효율에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 또한 식생수로 길이별 저감효율을 다양한 방법으로 산정하여 효율 산정방법에 따른 차이를 비교하고자 하였다. 효율 산정 방법으로는 ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, ROLF 방법을 이용하여 분석하였다. EMC 분석결과 유입 및 유출량의 농도차이가 유기물질이 염양염류에 비하여 크게 나타났다. 식생수로 길이에 따른 효율 분석 결과 식생수로 유입부에서 효율이 급증하고, 이 후에는 효율 증가가 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 식생수로 전단에 설치된 저류지에 의한 것으로 판단된다. 식생수로의 저감효율을 확보하기 위해서는 식생수로의 길이가 최소 30m이상으로 충분히 확보되어야 한다. 또한 식생수로의 경제적이고 효율적인 설계를 위해선 단순한 효율분석이 아닌 식생수로 최소 길이에 대한 연구가 필요하다.
Non-point pollution source is difficult to control due to uncertain outflow path and emission. So, There are many development and research to Best Management Practices(BMP) established to manage the Non-point pollution source. Besides, various methods of estimated efficiency to exact assessment of B...
Non-point pollution source is difficult to control due to uncertain outflow path and emission. So, There are many development and research to Best Management Practices(BMP) established to manage the Non-point pollution source. Besides, various methods of estimated efficiency to exact assessment of BMP is presented. In this study, the impact about length of Grassed Swale on reduction efficiency based on monitoring results of Grassed Swale by length is studied. By estimating Grassed Swale reduction efficiency in a variety of methods, the difference between the methods of estimated efficiency was compared with those that. Estimated efficiency method using ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, and ROLF methods is analyzed. EMC analysis result is high inflow and outflow concentration distinction organic compound for nutritive salts The result of efficiency analysis along Grassed Swale length sharply increases in a Grassed Swale inlet. After this increase, the efficiency gradually decreases. This is expected that cistern installed in the end of the front. To obtain a stable reduction efficiency of Grassed Swale, minimum length 30m of Grassed Swale should be enough. Also, in order to efficiently and economically design Grassed Swale, the researches on length of Grassed Swale are needed rather than simple analysis of efficiency.
Non-point pollution source is difficult to control due to uncertain outflow path and emission. So, There are many development and research to Best Management Practices(BMP) established to manage the Non-point pollution source. Besides, various methods of estimated efficiency to exact assessment of BMP is presented. In this study, the impact about length of Grassed Swale on reduction efficiency based on monitoring results of Grassed Swale by length is studied. By estimating Grassed Swale reduction efficiency in a variety of methods, the difference between the methods of estimated efficiency was compared with those that. Estimated efficiency method using ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, and ROLF methods is analyzed. EMC analysis result is high inflow and outflow concentration distinction organic compound for nutritive salts The result of efficiency analysis along Grassed Swale length sharply increases in a Grassed Swale inlet. After this increase, the efficiency gradually decreases. This is expected that cistern installed in the end of the front. To obtain a stable reduction efficiency of Grassed Swale, minimum length 30m of Grassed Swale should be enough. Also, in order to efficiently and economically design Grassed Swale, the researches on length of Grassed Swale are needed rather than simple analysis of efficiency.
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문제 정의
본 연구에서는 비점오염원 저감시설인 식생수로의 저감효율을 산정하기 위해 총 6가지 방법을 제시하였다. 저감효율을 산정한 방법으로는 Efficiency Ratio(ER) 방법으로 모니터링 된 강우사상별로 저감효율을 산정한 후 산술평균의 방식으로 구하는 방법이다(US EPA, 1983).
또한 식생수로 내에서 10m, 15m, 20m, 30m 지점에서의 길이에의 저감효율을 분석하였다. 이를 바탕으로 식생수로에서의 안정적인 저감효율 확보에 필요한 최소 길이에 관한 연구를 수행하였다.
제안 방법
식생수로 설계 시 길이는 시설의 효율에 있어서 중요하게 작용한다. 따라서 식생수로의 길이를 10m, 15m, 20m, 30m로 나누어 그 지점에 따른 효율을 산정하였다. Table 4에 식생수로의 길이에 따른 각 지점의 효율을 나타내었다.
본 연구에서는 식생수로에 강우모니터링을 통해 확보한 자료를 바탕으로 다양한 효율 산정 방법을 이용하여 효율을 비교·분석하였다. 또한 식생수로 내에서 10m, 15m, 20m, 30m 지점에서의 길이에의 저감효율을 분석하였다. 이를 바탕으로 식생수로에서의 안정적인 저감효율 확보에 필요한 최소 길이에 관한 연구를 수행하였다.
본 연구의 모니터링 대상 지점인 용인시 포곡면 삼계리에서 강우 사상에 따른 모니터링 수행 결과를 Table 1과 같이 정리하였다. 발생일자(Event Date), 선행건기일수(Antecedent Dry Days, ADD), 평균강우강도(Average Rainfall Intensity), 총 강우량(Total Rainfall), 유출지속시간(Runoff Duration Time)을 나타내었으며, 총 강우량은 2.0 ~ 98.0mm, 건기일수는 5 ~ 7day, 강우지속시간은 2~ 25hr로 다양한 강우이벤트에 대하여 모니터링을 실시하였다. Fig.
본 연구에서는 ER, SOL, ROL, ROF, SOLF, ROLF의총 6가지 방법으로 비점오염원 저감시설인 식생수로의 효율을 산정하였다. 식생수로 설계 시 길이는 시설의 효율에 있어서 중요하게 작용한다.
본 연구에서는 강우 시 발생하는 비점오염물질을 저감 할 수 있게 설치되어있는 식생수로의 현장 모니터링 결과를 바탕으로 여러 가지 효율산정방법을 이용하여 식생수로의 길이에 따른 효율 분석을 통해 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있었다.
수질분석은 TSS, BOD, COD, TN, TP 항목에 대하여 실시하였고 모든 항목은 Standard Methods 20th(APHA, 1998)과 수질오염 공정시험법(MOE, 2008) 의거하여 항목별로 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 비점오염물질 유출특성을 유량가중평균농도(Event Mean concentration, EMC)를 이용하였다. 식 (1)은 강우 사상에 대한 강우사상별 EMC 식을 나타낸 것 이다.
본 연구에서는 식생수로에 강우모니터링을 통해 확보한 자료를 바탕으로 다양한 효율 산정 방법을 이용하여 효율을 비교·분석하였다.
수질분석을 위한 모니터링은 강우량과 강우지속 시간에 따라 달라지므로 현장에서 탁도를 지속적으로 측정하여 시료의 채수여부를 결정하였다. 첨두 유량을 기점으로 하여 5분, 10분, 15분 간격으로 채수하였으며 강우지속시간과 농도에 따라 시간 간격을 결정하여 채수하였다.
수질분석을 위한 모니터링은 강우량과 강우지속 시간에 따라 달라지므로 현장에서 탁도를 지속적으로 측정하여 시료의 채수여부를 결정하였다. 첨두 유량을 기점으로 하여 5분, 10분, 15분 간격으로 채수하였으며 강우지속시간과 농도에 따라 시간 간격을 결정하여 채수하였다. 수질분석은 TSS, BOD, COD, TN, TP 항목에 대하여 실시하였고 모든 항목은 Standard Methods 20th(APHA, 1998)과 수질오염 공정시험법(MOE, 2008) 의거하여 항목별로 분석을 실시하였다.
총 4회의 강우사상에 대한 모니터링 결과를 이용하여 유입 및 유출 EMC를 산정하였으며, Table 2와 Table 3에 정리하였다. 유입 EMC는 TSS 27.
총 4회의 모니터링 결과로 6가지 저감효율 산정방법을 통해 비점오염저감시설인 식생수로 저감효율에 많은 영향을 주는 길이에 대하여 10m, 15m, 20m, 30m로 나누어 그 지점에서의 저감효율을 산정하였다. 식생수로의 저감효율산정 결과로 봤을 때 강우계급별로 나누어 발생빈도를 고려한 ROF, SOLF, ROLF 방법의 경우 ER, SOL, ROL 방법에 비해 효율이 낮게 나왔는데 이는 본 연구에서 실시한 모니터링 횟수가 총 4회로 강우사상별로 강우계급을 나누기에 부적합한 것으로 판단된다.
대상 데이터
본 연구가 수행된 식생수로는 경기도 용인시 포곡면에 위치해 있다. 배수구역은 100% 도로지역이며, 배수면적은 0.
본 연구의 모니터링 대상 지점인 용인시 포곡면 삼계리에서 강우 사상에 따른 모니터링 수행 결과를 Table 1과 같이 정리하였다. 발생일자(Event Date), 선행건기일수(Antecedent Dry Days, ADD), 평균강우강도(Average Rainfall Intensity), 총 강우량(Total Rainfall), 유출지속시간(Runoff Duration Time)을 나타내었으며, 총 강우량은 2.
이론/모형
첨두 유량을 기점으로 하여 5분, 10분, 15분 간격으로 채수하였으며 강우지속시간과 농도에 따라 시간 간격을 결정하여 채수하였다. 수질분석은 TSS, BOD, COD, TN, TP 항목에 대하여 실시하였고 모든 항목은 Standard Methods 20th(APHA, 1998)과 수질오염 공정시험법(MOE, 2008) 의거하여 항목별로 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 비점오염물질 유출특성을 유량가중평균농도(Event Mean concentration, EMC)를 이용하였다.
성능/효과
식생수로의 저감효율산정 결과로 봤을 때 강우계급별로 나누어 발생빈도를 고려한 ROF, SOLF, ROLF 방법의 경우 ER, SOL, ROL 방법에 비해 효율이 낮게 나왔는데 이는 본 연구에서 실시한 모니터링 횟수가 총 4회로 강우사상별로 강우계급을 나누기에 부적합한 것으로 판단된다. 또한 식생수로의 길이가 10m에서 저감효율이 급증하다가 15 ~ 30m까지 서서히 효율이 증가하는 것으로 나타났는데 이는 식생수로 유입부에 전처리시설인 저류지의 영향을 받은 것으로 판단되며 영양물질인 TN, TP의 경우 10m 지점부터 20m 지점까지 감소하다가 20m 지점부터 다시 증가하는 것으로 나타났다. 이는 영양물질인 TN, TP의 저감에 있어서 식생수로의 길이가 충분히 확보되어야 된다고 생각한다.
본 연구를 통해 식생수로의 길이별 효율을 연구한 결과 TSS, BOD, COD, TN, TP 5가지 항목에서 약 70%이상의 저감 효율을 보기 위해선 기존의 자료인 식생수로의 최소길이 30m로 설계해야 한다고 사료된다. 또한 식생수로의 경제적이고 효율적인 설계를 위해 추후 단순 효율분석이 아닌 식생수로의 길이에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.
본 연구의 대상 유역인 경안천 유역의 EMC를 살펴본 결과 유입과 유출 TSS의 EMC 농도 차이가 크게 나타났으며 TN의 농도차이는 작게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 식생수로는 유기물질의 EMC 농도가 영양염류의 EMC 농도보다 크게 낮아지는 것을 알 수 있으며 이는본 연구에서 유출 EMC를 산정한 지점이 식생수로의 길이 30m로 하여 산정한 결과인 것으로 판단된다.
이는 강우사상이 4회로 강우계급을 나누기에는 강우사상의 횟수가 부족하다고 판단된다. 식생수로의 30m지점에서 저감효율은 강우계급을 이용한 산정방법을 제외한 나머지 방법에서 약 70%의 효율을 보인 것으로 나타났다.
총 4회의 모니터링 결과로 6가지 저감효율 산정방법을 통해 비점오염저감시설인 식생수로 저감효율에 많은 영향을 주는 길이에 대하여 10m, 15m, 20m, 30m로 나누어 그 지점에서의 저감효율을 산정하였다. 식생수로의 저감효율산정 결과로 봤을 때 강우계급별로 나누어 발생빈도를 고려한 ROF, SOLF, ROLF 방법의 경우 ER, SOL, ROL 방법에 비해 효율이 낮게 나왔는데 이는 본 연구에서 실시한 모니터링 횟수가 총 4회로 강우사상별로 강우계급을 나누기에 부적합한 것으로 판단된다. 또한 식생수로의 길이가 10m에서 저감효율이 급증하다가 15 ~ 30m까지 서서히 효율이 증가하는 것으로 나타났는데 이는 식생수로 유입부에 전처리시설인 저류지의 영향을 받은 것으로 판단되며 영양물질인 TN, TP의 경우 10m 지점부터 20m 지점까지 감소하다가 20m 지점부터 다시 증가하는 것으로 나타났다.
3은 강우사상별 Hydro/Polluto-graph 를 나타낸 것이다. 오염물질유출농도의 경우 대부분의 강우사상과 오염물질항목에서 강우초기에 고농도의 오염물질이 유출을 보이다가 강우지속시간에 따라 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 도로지역 및 포장지역에서의 비점오염물질 유출특성으로 볼 수 있다 (Lee at al, 2007).
본 연구의 대상 유역인 경안천 유역의 EMC를 살펴본 결과 유입과 유출 TSS의 EMC 농도 차이가 크게 나타났으며 TN의 농도차이는 작게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 식생수로는 유기물질의 EMC 농도가 영양염류의 EMC 농도보다 크게 낮아지는 것을 알 수 있으며 이는본 연구에서 유출 EMC를 산정한 지점이 식생수로의 길이 30m로 하여 산정한 결과인 것으로 판단된다.
3%로 나타났다. 저감효율산정 결과 기존의 연구결과를 볼 때 저감효율 산정방법에 따라 큰 차이가 없지만 본 연구에서는 ER, SOL, ROL 방법으로 산정한 결과보다 강우계급을 나누어 저감효율을 산정한 ROF, SOLF, ROLF 방법이 4 ~ 54.6% 정도 낮게 산정되었다. 이는 강우사상이 4회로 강우계급을 나누기에는 강우사상의 횟수가 부족하다고 판단된다.
후속연구
본 연구를 통해 식생수로의 길이별 효율을 연구한 결과 TSS, BOD, COD, TN, TP 5가지 항목에서 약 70%이상의 저감 효율을 보기 위해선 기존의 자료인 식생수로의 최소길이 30m로 설계해야 한다고 사료된다. 또한 식생수로의 경제적이고 효율적인 설계를 위해 추후 단순 효율분석이 아닌 식생수로의 길이에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
강우 유출수 내 포함된 비점오염물질은 무엇을 악화시키는가?
강우 유출수 내 포함된 비점오염물질은 호소 및 하천으로 유입되어 수계 환경을 악화시키는 것으로 알려져 있다. 비점오염원은 배출지점, 유출경로 및 유출량 등이 명확하지 않아 관리에 많은 어려움이 있는 것으로 보고되수원 상류 및 인근 지역에서 발생하는 비점오염물질은 국내 상수원 오염의 주요한 원인으로 보고되고 있다.
비점오염원의 관리에 어려움을 겪는 원인은 무엇인가?
비점오염원은 배출원, 유출경로 및 배출량이 명확하지 않아 관리에 많은 어려움이 있다. 최근 들어, 비점오염 관리를 위해 다양한 비점오염저감시설들에 대해 개발 및 연구 되고 있다.
강우 시 식생수로 길이별 모니터링 결과를 토대로 식생수로의 길이가 저감효율에 미치는 영향에 대해 분석한 결과는 어떠한가?
EMC 분석결과 유입 및 유출량의 농도차이가 유기물질이 염양염류에 비하여 크게 나타났다. 식생수로 길이에 따른 효율 분석 결과 식생수로 유입부에서 효율이 급증하고, 이 후에는 효율 증가가 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 식생수로 전단에 설치된 저류지에 의한 것으로 판단된다. 식생수로의 저감효율을 확보하기 위해서는 식생수로의 길이가 최소 30m이상으로 충분히 확보되어야 한다.
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