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필터 여재 조건에 따른 강우유출수 침투시설의 폐색 특성
이병식(Lee Byungsik),김이형(Kim Leehyung),구본홍(Goo Bonhong) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.3
강우유출수 침투시설 운영 중 필터 폐색 현상은 시설의 오염물 처리 효율과 수명에 영향을 미친다. 오염물은 필터 폐색에 의해 제거되지만 과도한 폐색이 발생하면 처리시설의 효율 저감과 기능 정지를 초래할 수 있다. 따라서 처리시설의 효율적 운영과 수명 연장을 위한 적정설계가 요구되며, 이를 위한 영향인자 검토가 요구된다. 이 연구에서는 일차원컬럼침투시험을 통해 여재 입경 및 여재층 구성이 오염물 제거 및 폐색에 미치는 영향을 검토했다. 입도분포 0.85~2 mm와 2~4.75 mm인 2종의 모래 여재를 사용하여 순수, 혼합, 층으로 조성한 필터에 대해 시험했다. 시험결과 순수한 큰 입경 필터와 대비하여 순수한 작은 입경 필터와 혼합 필터에서 폐색이 빠르게 발생했다. 두께 325 mm의 큰 입경 모래층 밑에 두께 250 mm의 작은 입경의 모래층을 조합한 필터에서는 큰 입경 필터보다는 빠르지만 작은 입경이 포함된 필터 보다 폐색이 느리게 발생했다. 결과적으로 작은 입경 여재를 혼합하거나 혹은 층으로 조합하여 제거효율 향상을 모색하는 필터 설계가 가능함을 확인했다. 또한 제거효율 향상과 더불어 시설물 수명 연장이 함께 요구되는 경우에 큰 입경 여재층과 작은 입경 여재층을 조합한 필터가 효과적임을 검증했다. Filter clogging in stormwater infiltration system affects significantly on the removal efficiency and facility lifespan. Although contaminants are removed by clogging process, excessive clogging could reduce removal efficiency and terminate function. Thus, to understand influencing factors on the optimal design, is essential to accomplish effective operation and proper lifespan. In this study, effects of a particle diameter and layering of media on contaminant removal and clogging were examined by conducting a series of 1-D column infiltration tests. Pure, mixed and layered filters built with sand with particle size and gradation of 0.85~2 mm and 2~4.75 mm were tested. It was found from the tests that a pure small particle and a mixed filters clogged faster than a pure large particle filter. The filter layered as a large particle layer with thickness of 325 mm overlying a small particle layer with thickness of 250mm clogged slowly compared the filters involving small particles, but faster than the large particle filter. As a result, it was verified that the filter involved with small particles could be designed to improve removal efficiency. The filter composed of a large and a small particle layers was also verified to be the more efficient filter for the case where a long life span was required in addition to removal efficiency.
최혜선(Hyeseon Choi),전민수(Minsu Jeon),김이형(Leehyung Kim) 한국습지학회 2020 한국습지학회지 Vol.22 No.1
경작지의 과다 비료와 퇴비의 사용은 토양내 양분 축적을 증가시키며 잉여 양분은 지표유출 및 지하유출 과정을 통해 수질오염과 녹조발생 등을 유발시킨다. 또한 토양내 과다 양분축적과 함께 지속적 작물 재배는 토양의 산성화를 초래하여 토양의 물리적 구조를 변화시켜 양분의 침출을 더욱 증가시킨다. 대청호 저수구역 내 경작은 대청호의 수질에 직접적 영향을 주기도 하며, 대청댐 수위상승시 침수되어 토양 내 양분이 용출되기도 한다. 본 연구는 대청댐 저수구역 내 경작지의 물리화학적 성상을 분석하여 대청호 수질관리 대책수립에 활용가능한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 대청호 저수구역 경작지 토양은 잉여양분이 이동 가능한 Sandy Loam 토양으로 분류되었다. 작물별 토양내 화학적 성상은 작물별 서로 다른 시비량에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 농민의 경작방식과 미기후 변화 등도 경작지 토양의 화학적 성상변화에영향을 주는 것으로 평가되었다. 경작지 토양내 양분양은 지하수 및 인근 하천의 수질 및 대청호 주요 녹조발생에 영향을주는 것으로 나타났다. 논에서의 양분유출은 봄철 강우시 집중되었으며, 밭에서의 양분유출은 여름에서 가을까지의 기저유출 및 멀칭으로 인한 지표유출 등이 영향을 주는 것으로 나타났다. 하천내부의 과다한 식생과 경작지의 유기성 농업잔재물도 하천의 유기물 및 영양염류 증가에 기여하는 것으로 평가되었다. 본 연구결과는 대청호 녹조발생 저감을 위한 저수구역내 경작지 관리를 위한 우선 관리지역 지정 및 관리기법 선정에 활용될 수 있다. The excessive use of fertilizer and compost in agricultural land increases the accumulation of nutrients in soil. The surplus nutrients in soil transported through surface and sub-surface flow can lead to water pollution problems and algal bloom. Moreover, nutrient accumulation and continuous crop cultivation changes the physical structure of the soil, which increases the potential of nutrient. The cultivation in the Daecheong Lake reservoir area may have a direct effect on the lake’s water quality due to leaching and releasing of nutrients when water level rises. This research was carried out to analyze the physical and chemical properties of soil in the agricultural areas surrounding Daecheong Dam reservoir to provide basic data available for the establishment of Daecheong Lake water quality management measures. The soil of the Daecheong Lake reservoir was classified as sandy Loam, where surplus nutrients can be transported. Chemical compositions in the soil were found to be significantly affected by use of different fertilizer amounts. Nutrient outflow occurred during spring rainfall events from the rice paddy fields, whereas excess nutrients from summer to fall seasons originated from dry paddy fields. Nutrient outflow from dry paddy fields is mainly from sub-surface flow. Organic agricultural wastes from agricultural land and excessive vegetation inside the river was also evaluated to contribute to the increase in organic matter and nutrients of the river. The results can be used to select the priority management area designation and management techniques in the Daecheong Lake for water quality improvement.