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도시 내 주거지역의 토지이용을 고려한 수문모형 기반의 비점오염원 부하량 산정
손태석,조은영,이태삼,신현석,Shon. Tae-Seok,Cho. Eun-Young,Lee. Tae-Sam,Shin. Hyun-Suk 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.6
도시유역의 비점오염원에 대한 분석 및 연구는 대상유역의 말단을 전체 유역의 모니터링 지점으로 선정하여 부하량을 산정하여 왔다. 그 결과, 유역면적 및 토지이용도에 비해, 오염부하량이 과소 과대평가 되고, 신뢰성이 낮은 부하량 산정은 개별토지이용에서 발생하는 비점오염원 정량화에 효과적으로 활용할 수 없다. 또한 강우 시 비점오염원 유출 특성에 근거하여 토지이용을 고려한 부하량 산정 기법의 필요성이 제기되어왔다. 이에 본 연구에서는 부산시를 대상으로 토지이용도에 따라 4개의 용도지역으로 구분하고, 그 중 주거지역을 대상으로 현장모니터링을 통해 적정모형을 구축하여 도시 내 주거지역의 비점오염원 부하량을 산정하였다. 그 결과, 강우량이 가장 많은 1999년도에 BOD가 310,127.74 kg/year, T-N이 98,155.67 kg/year, T-P가 18,391.72 kg/year으로 가장 높은 연간 부하량을 보여 강우-유출 모형인 SWMM의 최적화를 통해 유출특성에 민감한 비점오염원의 특성이 잘 반영된 것으로 판단되며, 연간 단위면적당 발생부하량 또한 77.13 kg/ha/year, 24.41 kg/ha/year, 4.57 kg/ha/year로 높았다. 또한 결과를 바탕으로 선행연구와의 고찰을 통하여 토지이용 특성에 따른 부하량 산정에 대한 본 연구의 적정성을 평가하고, 개선방향을 도출함으로써 본 기법의 국내 적용 가능성을 평가하였다. The precedent researches of non-point pollutants source analysis in urban area have been computed load based on representative basin which is located at the end of object watershed. The result of this, pollutants load has been underestimated or overestimated than status of land uses in area. Thus, the computation of unreliable load is no longer suitable for non-point pollutant source quantitative analysis. Moreover, there is demand of load computation method considering land uses of object watershed based on non-point pollutant source runoff characteristic. In view of these aspects, the research is not only required to consider separated sub-basins which are distributed according to land uses, but also needed to develop a suitable model which is reflected rainfall-runoff relation. This study distributes urban area by land uses in four kinds and the residential area is especially chosen for object watershed. The on-site monitoring has been performed to collect data in object watershed as well. On top of that, the SWMM was developed using monitoring data and applied to `Oncheon-Guje stream` in Busan city to compute reliable pollutants load considering residential land uses. Computed load using SWMM modeling is the highest in 1999 which is the year of the highest precipitation during 1998-2007. This results show that rainfall-runoff relation is reflected well through SWMM to compute non-point pollutant loads. Finally, this study tried to compared with precedent study`s results to review and confirm usefulness of this study in order to reconsider its application in Korea.
손태석,강동호,장종경,신현석,Shon,Tae-Seok,Kang,Dong-Ho,Jang,Jong-Kyung,Shin,Hyun-Suk 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.4
도시지역의 지형적인 저지대, 배수능력 부족, 하수역류 노면배수 등은 내수침수의 주요원인이며 최근 기후변화에 따른 강우증가, 경제발전과 인구증가에 따른 급격한 도시화, 도시지역 불투수 면적의 증가는 도시지역 내수침수의 위험성을 가중시키고 있다. 이에 본 연구는 도시지역의 내수침수 위험도 분석을 위하여 부산시 대표 도시하천인 온천천을 대상유역으로 하여 SWMM 모형을 구축하고 각 소유역의 대표 우수관을 선정하여 강우에 의한 도시하천 내수침수 위험 취약성 분석을 실시하였다. 침수위험 취약성 분석을 위하여 SWMM모형 내 관거의 용량을 나타내는 지표인 Capacity를 이용하였으며 Capacity에 따라 내수침수 위험도를 1단계에서 4단계로 구분하였다. 내수침수 위험도 분석은 2009년 7월 7일 부산시 집중호우에 의한 실제침수 구역과 SWMM 모형의 모의에 의한 결과를 비교 분석하여 모형의 타당성을 입증하고 부산지점 빈도별(10, 20, 50, 100년) 지속시간별(6, 12, 18, 24hr) 확률강우량을 입력하여 내수침수 위험 취약성 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 도시지역의 내수침수 예경보 및 내수침수 취약지구 선정에 활용가능할 것이다. The topographical depressions in urban areas, the lack in drainage capability, sewage backward flow, road drainage, etc. cause internal inundation, and the increase in rainfall resulting from recent climate change, the rapid urbanization accompanied by economic development and population growth, and the increase in an impervious area in urban areas deteriorate the risk of internal inundation in the urban areas. In this study, the vulnerability of internal inundation in urban areas is analyzed and SWMM model is applied into Oncheoncheon watershed, which represents urban river of Busan, as a target basin. Based on the results, the representative storm sewers in individual sub-catchments is selected and the risk of vulnerability to internal inundation due to rainfall in urban streams is analyzed. In order to analyze the risk and vulnerability of internal inundation, capacity is applied as an index indicating the volume of a storm sewer in the SWMM model, and the risk of internal inundation is into 4 steps. For the analysis on the risk of internal inundation, simulation results by using a SMMM model are compared with the actual inundation areas resulting from localized heavy rain on July 7, 2009 at Busan and comparison results are analyzed to prove the validity of the designed model. Accordingly, probabilistic rainfall at Busan was input to the model for each frequency (10, 20, 50, 100 years) and duration (6, 12, 18, 24hr) at Busan. In this study, it suggests that the findings can be used to preliminarily alarm the possibility of internal inundation and selecting the vulnerable zones in urban areas.
손태석(Shon Tae Seok),신현석(Shin Hyun Suk) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.5B
기후변화는 기후 시스템을 구성하는 대기, 해양, 생물, 빙하, 육지 등의 다양한 구성요소에 작용하여 자연 생태계와 인간의 사회 및 경제 시스템에 커다란 영향을 미치고 있다. 이로 인한 현재의 기후변화의 영향을 산정하는 일은 기후변화에 적응하는 가장 중요한 요소가 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 강우의 경향성 분석을 통하여 기후변화의 영향을 규명하고, 기후변화가 수문학적 요소에 미치는 영향을 파악하기 위하여 강우와 유출의 탄성도 분석을 하였다. 강우의 경향성 분석을 위하여 낙동강 주요지점의 기상청 강우자료를 수집하여 년, 계절, 월 단위로 재추출하여 경향성 분석 자료로 이용하였고, 강우와 유출 탄성도 분석에서는 WAMIS에서 제공하는 면적평균강우와 장기유출 자료를 수집하여 년, 계절 분석을 하였다. 그리고 본 연구의 탄성도 분석 결과와 국외의 타 연구와의 탄성도 분석결과를 비교분석 해 봄으로써 본 연구결과의 타당성을 입증하였다. 향후 본 연구의 결과를 토대로 기후변화로 인한 낙동강 유역의 유출량 증대로 인한 수공 구조물의 치수능력 증대 방안과 해당유역 기후변화에 따른 물환경 적응방안 연구에 활용할 수 있을 것이다. Climate changes affect greatly natural ecosystem, human social and economic system acting on constituting the climate system such as air, ocean, life, glacier and land, etc. and estimating the current impact of climate change would be the most important thing to adapt to the climate changes. This study set the target area to Nakdong river watershed and investigated the impact of climate changes through analyzing precipitation tendency, and to understand the impact of climate changes on hydrological elements, analyzed elasticity of precipitation-streamflow. For the analysis of precipitation trend, collecting the precipitation data of the National Weather Service from r에or points of Nakdong river watershed, resampling them at the units of year, season and month, used as the data of precipitation trend analysis. To analyze precipitation-streamflow elasticity, collecting area average precipitation and long-term streamflow data provided by WAMIS, annual and seasonal time-series were analyzed. In addition, The results of this study and elasticity, and other abroad study compared with the elasticity analysis and the validity of this study was verified. Results of this study will be able to be utilized for study on a plan to increase of flood control ability of flooding constructs caused by the increase of streamflow around Nakdong river watershed due to climate changes and on a plan of adapting to water environment according to climate changes.