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김수현(Soohyun Kim),박종표(Jongpyo Park),원창연(Changyeon Won),이정민(Jungmin Lee) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.6
도시 수 재해에 선제적 대응을 위해 스마트시티 데이터 허브와 연계 서비스를 제공하는 도시홍수 상황인지 시스템을 개발하였다. 개발 시스템은 강우 실황 및 예측 자료, 1차원·2차원 침수 예측 정보, 지점별 홍수예경보 정보, 행정동별 침수취약지수 정보 등을 제공한다. 도시 홍수예경보를 위한 1차원 홍수분석은 도시유출모형인 SWMM (Storm Water Management Model)을 구동하여 맨홀별 수심, 월류량 정보를 생산하였다. 2차원 침수해석은 2DIS (2 Dimensional Inundation System) 모형을 적용하여 SWMM의 맨홀별 월류량과 연계한 2차원 지표면 침수해석 정보를 생산하였다. 시스템에서 침수 예측은 강우 시나리오 기반으로 제공하며 적용 강우는 시간당 30 - 90 mm, 강우 시간 분포는 Huff 3분위이다. 홍수 상황 전파를 위한 홍수예경보 정보는 관로의 수심 및 월류 조건에 따라 안전, 관심, 주의, 경계, 심각의 5단계 상황을 시간대 별로 제공할 수 있다. 연구에서 개발한 침수 예측 모형은 달서 배수분구의 2002년 기왕 침수실적 자료와 비교 검증하였으며 모형 검증 결과 침수 탐지확률(Probability of Detection, POD)은 80% 이상으로 분석되었다. To preemptively respond to urban flood disasters, a flood prediction system that provides a connection service with a smart city data hub was developed. The systems developed in this study provide real-time and predicted rainfall data, 1D and 2D flood prediction data, manhole-based flood prediction and warning information, and flood vulnerability index by administrative district. A one-dimensional analysis for the water depth and overflow amount of each manhole was calculated using the Storm Water Management Model (SWMM). A two-dimensional inundation analysis, the Two-Dimensional Inundation System (2DIS), which is capable of two-dimensional surface inundation analysis, was applied. The model can simulate surface flooding using the manhole overflow rate of the SWMM model. In the system, the flood prediction information was made based on the rainfall scenario, and the applied rainfall is 30-90 mm per hour, while the rainfall time distribution is Huff 3rd quartile. The propagation of flood conditions in the system can provide a five-stage (Safety, Attention, Caution, Alert, and Serious) scale depending on the water depth and surcharge conditions of the pipeline. The flood prediction model developed in this study was compared and verified with the existing flood survey data in the Dalseo Drainage Basin in 2002, and the model verification showed that the probability of flood detection (POD) was more than 80%.
박정태 ( Park Jungtae ),김만수 ( Kim Mansoo ),김지숙 ( Kim Jisuk ),원창연 ( Won Changyeon ),한주연 ( Han Juyeon ),이학범 ( Lee Hakbum ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
고도처리 강화에 대비하여 질소 처리효율을 높이기 위한 media 공정은 미생물 부착이 가능한 다양한 재질과 형태의 media를 이용하여 미생물 부착 및 고농도의 유효 MLSS를 유지함으로써 유입부하 변동에 대처하고, 짧은 HRT에서도 높은 질소제거 효율을 확보할 수 있다. 또한, 고농도 질산화 미생물이 부착된 media 공정은 기존 공정보다 빠른 질산화 반응속도를 제공하여 질소 제거 공정의 효율을 크게 개선할 수 있다. 이러한 media를 이용한 공정은 그동안 media의 모양 및 재질에 따라 분류되고 상용화되어 왔으나 동일 재질, 충전형태에 따라 부착 및 생물막 형성, 반응속도 차이가 발생하였다. 따라서 본 연구에서는 다양한 형상의 media를 고정상 및 유동상의 충전 형태에 따라 부착성장 미생물의 부착특성을 비교하고 질산화 반응속도를 상호 비교하여 질산화 공정의 효율 개선 및 새로운 media 충전형 반응조 개발에 필요한 기초자료로 활용하고자 하였다. 미생물 식종을 위해 media 충전 형태별로 구성된 각 반응조에 N 하수처리장 활성슬러지를 농축시켜 투입하였고 질산화 배양액은 NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N 30 mg/L로 제조하였다. 반응조에는 초기 식종 슬러지를 제외하고 MLSS는 추가로 주입하지 않았고, 1회/일 주기로 질산화 미생물 배양액을 투입하였다. 이렇게 구성된 반응조는 media 충전 형태별로 회분식으로 운전하였고 질산화 효율 및 반응속도를 분석하였다. 다음으로 질산화 효율이 상대적으로 높은 media를 선별하여 HRT를 단계적으로 감소시켜 부하량에 따른 질산화 효율을 평가하였다. 실험 온도는 20 ∼ 25 ℃를 유지하였고, DO는 2 mg/L 이상으로 폭기하여 총 3개월 운전하였다. 운전결과 초기에는 각 반응조의 질산화 효율이 40 ∼ 60 % 이하로 낮게 나타났는데 이는 질산화 미생물 부착 및 활성화 순응 기간 부족에 의한 것으로 판단되었다. 점차 시간이 지날수록 질산화율은 증가하였고 유동상 media 반응조 40 % 보다 고정상 media 반응조가 90 %로 질산화율이 더 높은 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 고정상 media가 미생물의 부착 및 생장에 유리하다고 판단하여 연속식으로 운전하였고, 그 결과 0.37 kg NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N/m3·d에서 질산화율은 87 %로 나타났다. 결과적으로 유동상 media 반응조에 비하여 고정상 media 반응조의 질산화율이 높았고, 고정상 media는 연속식 반응에서도 0.37 kg NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N/m3·d의 높은 처리율을 보여주었다. 따라서 초기 질산화 미생물 식종 이후 부착된 미생물만으로도 고정상 media 공정이 효과적이고 안정적인 질산화를 수행할 수 있는 것으로 판단하였다.