본 연구에서는 양도 초등학교에 강우량과 집수면적, LPCD를 고려하여 빗물이용시설을 설치하였다. 빗물이용시설은 학교 내 외의 상수를 대체하고자 하는 목적으로 설계되었다. 용량은 2톤으로 학교 용수의 34.4%를 대체할 수 있었으며 1년의 2/3정도인 237일 동안 빗물을 사용할 수 있었다. 총 세 차례의 수질검사 결과 일반 세균을 제외한 나머지는 먹는 물 수질에 적합하였다. 또한 동시간에 조사한 주변 지하수는 일반세균을 비롯한 질산성질소, 증발잔류물이 기준치를 초과하였다. 빗물의 수질 및 수량을 고려한 결과, 양도초등학교의 경우 빗물을 대체용수로서 사용하기에 적합하였다. 빗물시설에 대한 경제성 분석 결과, 내구연수 10년인 빗물이용시설은 B/C (Benefit-Cost Ratio) 비율이 1.70으로 경제성 편익이 비용보다 큰 걸로 나타났다. 특히 본 연구에서 고려한 사회적인 요인 외에도 금액으로 환산하기 힘든 홍수방지, 가뭄대비, 교육 효과가 있어 사회적 편익이 더욱 증가할 것으로 예상된다.
본 연구에서는 양도 초등학교에 강우량과 집수면적, LPCD를 고려하여 빗물이용시설을 설치하였다. 빗물이용시설은 학교 내 외의 상수를 대체하고자 하는 목적으로 설계되었다. 용량은 2톤으로 학교 용수의 34.4%를 대체할 수 있었으며 1년의 2/3정도인 237일 동안 빗물을 사용할 수 있었다. 총 세 차례의 수질검사 결과 일반 세균을 제외한 나머지는 먹는 물 수질에 적합하였다. 또한 동시간에 조사한 주변 지하수는 일반세균을 비롯한 질산성질소, 증발잔류물이 기준치를 초과하였다. 빗물의 수질 및 수량을 고려한 결과, 양도초등학교의 경우 빗물을 대체용수로서 사용하기에 적합하였다. 빗물시설에 대한 경제성 분석 결과, 내구연수 10년인 빗물이용시설은 B/C (Benefit-Cost Ratio) 비율이 1.70으로 경제성 편익이 비용보다 큰 걸로 나타났다. 특히 본 연구에서 고려한 사회적인 요인 외에도 금액으로 환산하기 힘든 홍수방지, 가뭄대비, 교육 효과가 있어 사회적 편익이 더욱 증가할 것으로 예상된다.
To supply substitution water, $2m^3$ of capacity of rainwater harvesting system is designed calculating rainfall, catchment area and LPCD and has a effects to 34.4% of substitution water supply and 237 days of service day. Rainwater of drinking water quality was judged to be suitable exce...
To supply substitution water, $2m^3$ of capacity of rainwater harvesting system is designed calculating rainfall, catchment area and LPCD and has a effects to 34.4% of substitution water supply and 237 days of service day. Rainwater of drinking water quality was judged to be suitable except for bacteria problem, however, groundwater is exceeded in nitrate nitrogen, the evaporation residue and also bacteria, which means that the rainwater is suitable for use as water supply. In addition, to consider cost-benefit ratio, economic analysis conducted. The result is that B/C ratio of RWHS (10 years) is 1.70. It means total benefit is bigger than cost. Except to social factor in this study, there are a variety of benefit such as flood or drought prevention, educational effects inspiring water conservation awareness.
To supply substitution water, $2m^3$ of capacity of rainwater harvesting system is designed calculating rainfall, catchment area and LPCD and has a effects to 34.4% of substitution water supply and 237 days of service day. Rainwater of drinking water quality was judged to be suitable except for bacteria problem, however, groundwater is exceeded in nitrate nitrogen, the evaporation residue and also bacteria, which means that the rainwater is suitable for use as water supply. In addition, to consider cost-benefit ratio, economic analysis conducted. The result is that B/C ratio of RWHS (10 years) is 1.70. It means total benefit is bigger than cost. Except to social factor in this study, there are a variety of benefit such as flood or drought prevention, educational effects inspiring water conservation awareness.
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문제 정의
본 연구에서는 섬 지역의 대체 수자원으로서 빗물이용 가능성을 검토하기 위해 강화도 양도 초등학교에 빗물이용 시설을 설치한 후 수량과 수질에 대한 모니터링을 실시하였다.
본 연구에서는 섬 지역의 수자원 문제를 해결하기 위한 일환으로 빗물이용시설의 이용 가능성을 검토하였다. 이를 위해 강화도 양도 초등학교를 대상으로 빗물이용시설을 설치하였으며, 빗물이용시설을 설치한 후 수량과 수질에 대한 모니터링을 실시하였다.
제안 방법
15) 연간 유지관리비는 건설비의 1%에 해당하는 빗물 공급을 위한 전기요금과 수질 및 수량 모니터링 비용, 그리고 건설비의 1%는 보수, 인건비 및 기타 비용을 적용하였다(Table 5).
2011년 10월에 양도초등학교에 빗물이용시설 설치하고 2011년 10월 ~ 2012년 8월까지 빗물에 대한 모니터링을 실시하였다. 빗물과 지하수를 동일한 시기에 채수하여 먹는 물 수질 기준 측정 항목 47가지를 분석하였다.
건물의 수명 및 재건축 시기를 고려해 내구연수를 20년으로 설정하였다. 2002년부터 2009년까지의 평균 상수요금 증가율 7.
대상지역의 강우특성을 파악하여 설계강우를 결정하였다. 강우자료는 대상지역에 가까운 지점의 최근 11년간의 데이터를 이용하였으며 Fig.
양도초등학교의 지하수와 빗물의 수질을 비교하여 대체 상수원으로서 빗물의 수질을 평가하였다. 또한 빗물이용시설의 경제성을 평가하여 최적 설계인자와 수질관리 방안을 제안하였다.
본 연구에서는 빗물이용시설 설치비용을 기계장비, 배관 및 잡철공사, 전기공사, 저류조 설치비 및 인건비로 산정하여 분석하였다.
2011년 10월에 양도초등학교에 빗물이용시설 설치하고 2011년 10월 ~ 2012년 8월까지 빗물에 대한 모니터링을 실시하였다. 빗물과 지하수를 동일한 시기에 채수하여 먹는 물 수질 기준 측정 항목 47가지를 분석하였다.
빗물이용시설 설계는 유출량과 유입량 및 저류량간의 물수지(water balance)를 기초로 저장조 운영을 모의한 후 이를 바탕으로 빗물시설용량을 설계하였다.10) 빗물저류시설 내 물흐름은 Fig.
빗물이용시설의 설치에 발생하는 사적편익을 분석하기 위해 상하수도 이용요금을 비교 검토하였다. 특히 상하수도 이용요금은 업종별 요금이 상이한 관계로 적용되어지는 용도에 따라 요금을 다르게 적용하였으며 물이용부담금은 2011년 이후 업종에 관계없이 일괄적으로 170원/m3이므로 이를 적용하였다.
이를 위해 강화도 양도 초등학교를 대상으로 빗물이용시설을 설치하였으며, 빗물이용시설을 설치한 후 수량과 수질에 대한 모니터링을 실시하였다. 양도초등학교의 지하수와 빗물의 수질을 비교하여 대체 상수원으로서 빗물의 수질을 평가하였다. 또한 빗물이용시설의 경제성을 평가하여 최적 설계인자와 수질관리 방안을 제안하였다.
본 연구에서는 섬 지역의 수자원 문제를 해결하기 위한 일환으로 빗물이용시설의 이용 가능성을 검토하였다. 이를 위해 강화도 양도 초등학교를 대상으로 빗물이용시설을 설치하였으며, 빗물이용시설을 설치한 후 수량과 수질에 대한 모니터링을 실시하였다. 양도초등학교의 지하수와 빗물의 수질을 비교하여 대체 상수원으로서 빗물의 수질을 평가하였다.
저장조로 유입된 빗물을 음용수, 화장실용수, 조경용수, 청소용수, 비상용수 등 각 용도별로 사용될 수 있으며 사용된 빗물의 양은 상주인수 및 1인 1일 상수 사용량을 이용하여 빗물사용량을 계측한다.
저장조 용량에 따른 빗물이용률과 용수대체율을 감안하였을때, 최적 용량은 13m3으로 계산된다. 집수면과 빗물탱크 사이에 0.3 mm단위로 이뤄진 망사형 스크린 필터를 설치하였으며, 생활용수로 이용하기 위한 펌프를 연결하였다(Fig. 4).
대상 데이터
대상지역의 강우특성을 파악하여 설계강우를 결정하였다. 강우자료는 대상지역에 가까운 지점의 최근 11년간의 데이터를 이용하였으며 Fig. 3에 나타낸 바과 같이 연 평균 강수량은 1,324 mm이다.
본 학교의 건물 부지 면적은 6,459 m2이며이 중 집수면은 300 m2을 이용하는 것으로 설계하였다. 구성원은 현재 전교생 23명과 교직원 15명이다. 이 학교에서의 하루 물 사용량은 1인 1일 학교 물 사용량 원단위인 50 L를 기준으로 하여 하루 약 1.
본 연구는 인천시 강화군에 소재하는 양도 초등학교를 대상으로 하였다. 본 학교의 건물 부지 면적은 6,459 m2이며이 중 집수면은 300 m2을 이용하는 것으로 설계하였다.
본 연구는 인천시 강화군에 소재하는 양도 초등학교를 대상으로 하였다. 본 학교의 건물 부지 면적은 6,459 m2이며이 중 집수면은 300 m2을 이용하는 것으로 설계하였다. 구성원은 현재 전교생 23명과 교직원 15명이다.
양도초등학교에 설치한 빗물이용시설의 집수면적 300 m2이며, PVC 재질로 된 2m3 용량의 빗물탱크를 설치하였다. 저장조 용량에 따른 빗물이용률과 용수대체율을 감안하였을때, 최적 용량은 13m3으로 계산된다.
이론/모형
상수도요금은 업종별 요금이 상이하며 누진세가 적용되고 있다. 2011년 기준에 따라 수도요금을 적용하여 편익비용을 계산하였다(Table 6).
빗물이용시설 설치시 하수도 요금 절감 혜택을 얻을 수 있음을 추측할 수 있다. 본 연구는 2011년 기준에 따라 수도요금을 적용하여 편익비용을 계산하였다(Table 7).
빗물이용시설 용량산정은 2011년에 서울대학교 빗물연구센터에서 개발한 DR.RAIN을 이용하였다.
빗물이용에 따른 용수 사용량 감소로 인한 댐건설의 절감 비는 빗물관리 및 활용계획 수립과 저변확대 방안 조사연구16)를 참조하였다. 1998년도 기준 용수공급 m3당 댐건설 평균 총 사업비에서 2009년의 물가상승률을 고려하여 다음식 (3)과 같이 산정한 결과 m3당 17.
현재 대부분의 섬 주민들은 용수공급을 지하수에 의존하고 있다.2) 그러나 섬지역 지하수의 경우 제주도와 같은 비교적 큰 섬이라도 섬 지역 및 해안 지역의 지하수는 해수에 오염되어 염도가 높다. 따라서 섬지역의 용수문제를 해결하기 위해 국가에서는 많은 시설투자비와 유지비가 드는 해수담수화 시설을 통해 상수를 공급하는 방안을 추진하고 있다.
8) 특히 수자원이 부족한 도서지역의 경우, 수자원확보의 일환으로써 빗물이용방안이 추천되고 있다.9) 효과적인 빗물이용을 위해서는 지속적인 모니터링을 통한 수량적, 수질적인 해석 및 빗물이용에 대한 경제성이 수치적으로 해석되어야 한다.
또한 도서 지역에서 빗물을 용수로 공급함으로써 발생하는 편익과 비용을 이용한 경제성 분석 결과, 빗물이용시설의 단위당 설치비와 유지관리비도 낮아 장기적인 이익을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 빗물이용의 사적 편익은 6년을 사용했을 때 총비용보다 높아져 내구연수 10년에 B/C 비율이 1.
중금속 및 무기물의 경우 빗물과 지하수 모두 먹는 물 기준에 적합한 것으로 나타났다. 이와 같이 빗물의 수질은 지하수의 수질과 비슷하거나 더 양호하게 나타났으며 빗물을 지하수 및 상수 대체용수로 이용하기 적합하다는 것을 알 수 있다.
집수면에 모아진 빗물은 저장조로 유입되고 저류되어 용수로 활용되며 월류되어 하수관을 통해 빠져나간다. 즉 빗물 저류/이용시설이 집수된 빗물을 얼마나 효율적으로 사용하고 있는가를 나타내는 지표로 이 값이 높을 수록 효율적으로 사용했다는 것을 의미한다.
지하수와 빗물의 수질검사 결과, 빗물은 일반 세균을 제외한 모든 항목이 먹는 물 수질 기준에 적합하였다. 반면 양도 초등학교 및 주변 주민들이 이용하고 있는 지하수의 경우 일반세균, 질산성질소 및 증발잔류물이 음용수 기준치를 초과하였다.
후속연구
상수대체율은 공급 대상용수의 총 소비량에 대한 빗물공급량의 비율이며, 빗물은 먹는 물 이외에 화장실용수, 청소용수, 조경용수 등 다양하게 이용될 수 있다. 그러나 설계시 현장여건에 따라 빗물의 용도와 수요량을 구체적으로 결정하고, 이를 기준으로 상수대체율을 예측, 평가해야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 논문에서, 빗물이용시설 설계는 어떻게 이루어졌나?
빗물이용시설 설계는 유출량과 유입량 및 저류량간의 물수지(water balance)를 기초로 저장조 운영을 모의한 후 이를 바탕으로 빗물시설용량을 설계하였다.10) 빗물저류시설 내 물흐름은 Fig.
빗물이용률은 어떻게 산정되나?
빗물이용률은 특정 기간 동안 용수로 공급된 빗물의 양을 집수면에서 모아진 빗물의 총량으로 나눈 값이다. 집수면에 모아진 빗물은 저장조로 유입되고 저류되어 용수로 활용되며 월류되어 하수관을 통해 빠져나간다.
정해진 기간 동안 사용한 총 빗물의 양을 저장조 용량으로 나눈 값인 사이클 수는 무엇을 의미하나?
사이클 수는 정해진 기간 동안 사용한 총 빗물의 양을 저장조 용량으로 나눈 값이다. 이 값은 저장조의 활용빈도를 나타낸다. 빗물이용률과 용수대체율에 큰 차이가 없는 경우 저장조의 활용빈도가 높을수록 효율적인 설계와 운영이 이루어졌다고 할 수 있다.
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