도시화에 따른 개발사업은 불투수층을 증가시키며, 강우시 비점오염물질의 유출량을 증가시킨다. 이러한 도시화에 의한 비점오염물질의 유출량을 저감하기 위하여 국내 외에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 LID 기법을 이용하여 도시지역 비점오염원 관리를 위한 식생체류지를 개발하고자 수행되었으며, 식생체류지의 효율 평가를 위하여 test-bed를 구축하여 2013년 11월부터 현재까지 총 11회 모니터링을 실시하였다. 유역면적 대비 식생체류지의 시설면적(SA/CA)이 약 2.2% 임에도 불구하고, 식생체류지 적용 이후 강우시 저류 및 침투량의 증가로 인하여 유출량이 크게 감소한 것으로 나타났다. 강우량 기준으로 유출량 저감을 살펴보면 0 mm < R <10 mm의 강우량 범위에서는 전량 침투 및 저류 되었으며, 10 mm < R <20 mm의 강우량 발생시 90% 이상 저류 되는 것으로 나타났다. 20 mm 이상의 강우량 발생시에는 70% 이상 저류 되는 것으로 분석되었다. 이러한 높은 유출저감은 비점오염물질의 저감효율을 향상시켰으며, 입자상 물질, 유기물 및 중금속 등을 약 90% 이상 저감시키는 것으로 나타났다.
도시화에 따른 개발사업은 불투수층을 증가시키며, 강우시 비점오염물질의 유출량을 증가시킨다. 이러한 도시화에 의한 비점오염물질의 유출량을 저감하기 위하여 국내 외에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 LID 기법을 이용하여 도시지역 비점오염원 관리를 위한 식생체류지를 개발하고자 수행되었으며, 식생체류지의 효율 평가를 위하여 test-bed를 구축하여 2013년 11월부터 현재까지 총 11회 모니터링을 실시하였다. 유역면적 대비 식생체류지의 시설면적(SA/CA)이 약 2.2% 임에도 불구하고, 식생체류지 적용 이후 강우시 저류 및 침투량의 증가로 인하여 유출량이 크게 감소한 것으로 나타났다. 강우량 기준으로 유출량 저감을 살펴보면 0 mm < R <10 mm의 강우량 범위에서는 전량 침투 및 저류 되었으며, 10 mm < R <20 mm의 강우량 발생시 90% 이상 저류 되는 것으로 나타났다. 20 mm 이상의 강우량 발생시에는 70% 이상 저류 되는 것으로 분석되었다. 이러한 높은 유출저감은 비점오염물질의 저감효율을 향상시켰으며, 입자상 물질, 유기물 및 중금속 등을 약 90% 이상 저감시키는 것으로 나타났다.
Urbanization increases the impervious cover, which affects the discharge of stormwater runoff and non-point source pollutants to the waterbodies. In order to improve the water quality and restore the aqua-ecosystem, the Ministry of Environment (MOE), Korea MOE introduced the Low Impact Development(L...
Urbanization increases the impervious cover, which affects the discharge of stormwater runoff and non-point source pollutants to the waterbodies. In order to improve the water quality and restore the aqua-ecosystem, the Ministry of Environment (MOE), Korea MOE introduced the Low Impact Development(LID) techniques on development projects. Therefore, research was performed to develop the bioretention technology for managing the stormwater runoff from urban areas. The test-bed was established on 2013 up to evaluate the performance of pollutant and runoff reduction. A total of 11 storm events have been monitored from November 2013 to present. Even though the SA/CA (surface area of bioretention/catchment area) is approximately 2.2%, the facility shows high pollutant and runoff reduction during storm events by increasing retention and infiltration capacities. The bioretention shows a 100% total runoff reduction at 0mm < R < 10mm rainfall range and more than 90% of runoff reduction at a rainfall range of 10mm < R < 20mm. Due to runoff volume reduction, more than 90% of nonpoint source pollutant were also removed by the bioretention.
Urbanization increases the impervious cover, which affects the discharge of stormwater runoff and non-point source pollutants to the waterbodies. In order to improve the water quality and restore the aqua-ecosystem, the Ministry of Environment (MOE), Korea MOE introduced the Low Impact Development(LID) techniques on development projects. Therefore, research was performed to develop the bioretention technology for managing the stormwater runoff from urban areas. The test-bed was established on 2013 up to evaluate the performance of pollutant and runoff reduction. A total of 11 storm events have been monitored from November 2013 to present. Even though the SA/CA (surface area of bioretention/catchment area) is approximately 2.2%, the facility shows high pollutant and runoff reduction during storm events by increasing retention and infiltration capacities. The bioretention shows a 100% total runoff reduction at 0mm < R < 10mm rainfall range and more than 90% of runoff reduction at a rainfall range of 10mm < R < 20mm. Due to runoff volume reduction, more than 90% of nonpoint source pollutant were also removed by the bioretention.
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문제 정의
그러나 식생체류지의 적용시 국내의 지형 및 강우 특성을 고려하지 않고 국외 설계기법을 도입하여 침수피해, 유지관리의 어려움, 정체수로 인한 악취 및 해충 발생 등이 발생되어 대민인식이 나빠지는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 비점오염저감시설이 가지고 있던 문제점을 보완하고 장점을 부각 시킬 수 있는 한국형 식생체류지를 개발하여 도시지역(주차장)의 강우유출수 저감 및 비점오염원 관리에 기여하고자 본 연구를 수행하였다.
본 연구는 도시지역에 불투수면에서 발생하는 강우유출 수를 저감시켜 비점오염원 관리에 효과적인 식생체류지를 개발하고자 수행되었다. 2013년 11월부터 현재까지 총 11회의 강우시 모니터링 결과를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
데이터처리
본 연구결과의 효율 비교를 위하여 기존에 적용된 LID 시설인 빗물정원 (Rain Garden, RG), 소규모 인공습지 (Small Constructed Wetland, SCW), 수목여과박스 (Tree Box Filter, TBF), 수평지하흐름형 인공습지 (Horizontal Sub-Surface Flow Constructed Wetland, HSSF), 자유수면흐름형 인공습지 (Free Water Surface Constructed Wetland, FWS) 및 침투 여과형시설 (Infiltration and Filtration, IF)의 연구결과와 비교하였다(KICT, 2013; MOE, 2014a). 주요 비교항목은 Fig.
이론/모형
물순환이 고려된 비점오염물질의 저감효율을 분석하기 위해서는 부하량을 이용한 산정기법이 활용되어야 하기에 Equation (3)을 이용하였다. 여기서, Cin (t)와 qin (t)는 강우 지속시간 t에 대한 유입유량의 농도와 유출율을 나타내며, Cout(t)와 qout(t)는 강우 지속시간 t에 대한 유출유량의 농도와 유출율을 의미한다.
분석 방법으로는 식생체류지의 물순환 및 비점오염물질의 저감효율을 산정하였으며, 물순환 산정을 위하여 Equation (1)과 같이 물수지 산정기법을 이용하였다. 유입유량과 유출유량을 직접 측정하였으며, 나머지 양을 침투, 저류, 증발 및 기타 손실량으로 간주하였다.
성능/효과
1) SA/CA가 2.2%인 본 연구시설은 20 mm 이하의 강우량에서 90% 이상의 유출저감 능력을 보였으며, 20 mm 이상의 강우에서도 유출저감 능력이 높게 나타나 물순환 효과가 높은 것으로 나타났다
2) 약 2~35 mm 범위(평균 12 mm)의 강우량에서 수행된 식생체류지의 모니터링 결과, 입자상물질(TSS)은 약 90%, 유기물(CODCr)은 93%, 영양염류(TN 및 TP)는 92%, 중금속이 90% 이상의 높은 저감효율을 보여 침투와 저류로 인한 높은 유출량 저감에 기인하는 것으로 평가되었다.
3) 본 식생체류지는 물순환 및 비점오염저감 효과와 더불어 시설내의 다양한 식종의 식생조성과 성장으로 높은 경관성 및 생태성이 있는 것으로 평가되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
환경부는 도시지역에서 비점오염물질의 유출로 인한 수질 악화를 저감하기 위하여 무엇을 하고 있는가?
, 2008). 도시지역에서 비점오염물질의 유출로 인한 수질 악화를 저감하기 위하여 환경부에서는 ‘수질 및 수생태계 보전에 관한 법률’을 제정하여 다양한 제도를 도입·운영 중에 있으며, 최근에는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 이용한 관리방안을 추진하고 있다(MOE, 2012).
비점오염원은 무엇에 영향을 끼치는가?
도시지역에서 발생하는 비점오염원은 입자상 물질, 중금속, 화학물질 등이 있으며 이러한 비점오염원은 독성물질의 함량이 높아 하천으로 유입시 수질오염 및 수생태계 건강성에 영향을 끼친다(Boxall and Maltby, 1995; Maltby et al., 1995; Perdikaki and Mason, 1999; Kim et al.
저영향개발 기법에는 어떤 것들이 있는가?
LID 기법은 각종 개발사업에 적용하여 생태계 보전, 물순환 구축 및 환경영향 저감 등을 목표로 1990년대부터 미국 및 유럽선진국에서 도입되고 있다. 이러한 LID 기법에는 침투시설, 식생형시설, 인공습지 등이 포함되며 이 중 식생형시설은 여재의 여과·흡착 및 식물을 이용하여 비점오염물질을 저감하는 시설을 말하며 종류로는 식생체류지, 식생여과대, 식생수로 등이 있다.
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