본 연구에서는 특별관리해역인 시화호 유역의 산업단지 하천에 강우 시 비점오염의 형태로 유입되는 중금속의 유출 특성 파악 및 오염원 파악을 하천 토구를 통해 배출되는 강우유출수 내 용존 및 입자성 중금속 (Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우 초반에 고농도로 유출된 후 시간에 따라 감소하는 결과를 보였으나, 대부분의 원소는 조사시기별 강우량 및 유량 변화에 따라 각각 다른 특징을 보였다. 입자성 중금속의 경우, 시간에 따른 부유물질의 농도 변화와 유사한 경향을 보였다. 강우유출수 내 존재하는 중금속 중 Co, Ni, Zn는 용존 상태로 유출되는 비율이 높았고, Cr, Cu, Pb은 입자상 유출 비율이 상대적으로 높았다. 입자 상태로 유출되는 중금속의 인위적 오염도를 평가하기 위해 농집지수를 계산한 결과, Cu, Zn, Cd은 very highly polluted에 해당하는 심각한 오염수준으로 나타났다. 연구지역인 3간선수로 유역 인근의 도로먼지 중 125 μm 이하에서의 중금속 농도와 비교한 결과, 강우유출수 내 Cu, Zn, Cd의 중금속이 금속제조관련 시설에서 절삭 혹은 가공 중에 발생하여 산업시설 표면에 축적되어 있는 금속물질이 강우유출수와 함께 수환경으로 유출된 것을 알 수 있었다. 강우유출수 내 총중금속 평균 유출부하량은 1회 강우 시 Cr 128g, Co 12.35 g, Ni 98.5 g, Cu 607.5 g, Zn 8,429.5 g, As 6.95 g, Cd 3.7 g, Pb 251.75 g으로 금속제조와 관련된 산업시설이 주로 존재하는 유역의 특성을 잘 반영한 것으로 판단된다

Management of stormwater runoff is considered a nationwide challenge. To deal with this challenge, many researches have been conducted to study initial stage of stormwater fee imposition. The objective of this study was to recommend a framework for stormwater fee imposition not only for funding the stormwater management programs but also for encouraging people to decrease impervious area. This study focused on, regulations, financial resources and international cases related to stormwater runoff management. Polluter pays principle, which is generally recognized environmental policy principle is regarded the basis of stormwater fee imposition. Three components suggested for the stormwater rate structure are 1) stormwater utility revenue requirement, 2) billable equivalent stormwater unit, 3) system unit cost. The key point of stormwater rate structure is the “Equivalent Residential Unit(ERU)”. The concept of an ERU is one residential area with a runoff coefficient. The runoff coefficient is that portion of rainfall that becomes runoff rather than infiltrating into the ground. In addition to this, this study took into account the observed data simulation for the separation of stormwater treatment expenditure from the comprehensive wastewater treatment cost.

It is not cost effective to raise the density of catch basins in preparation for heavy rainfall in terms of construction and maintenance. Our researchers have developed the new catch basin for increasing interception capacity of runoff with internal filtration structure. To compare interception capacity of an existing catch basin with the invented catch basin, a hydraulic experiment device with 4% of road gradients and 0.2% of road gradients was constructed. For runoff conditions of 4.4 l/s, 6.7 l/s and 10.4 l/s, capability of runoff and separation capability of debris (sand and leaves) were evaluated. As the main experimental results, the effectiveness of the developed catch basin has been verified with an increase in interception rate of approximately 22% for the runoff of 6.7 l/s as heavy rainfall. However, the results of invented catch basin showed only 4.5% of settlement rate of debris regarding sand. Therefore, the authors proposed an improved tilted screen structure additionally. After reviewing the performance of improved catch basin, application of the invented catch basin is expected to drain runoff effectively when it is applied to the faulty road drainage section.

-최근 들어 도심 내 강우 시 발생하는 빗물은 다양한 유형의 오염원인 비점오염원을 포함하고 있어 도심 내 건전한 물순환 및 하천과 호수의 수질악화의 주요한 원인으로 인식되고 있다. 본 디자인 논문의 목적은 과거 장치시설 중심에서 벗어나 공원이나 토지이용 등의 비구조적 관점으로의 빗물관리 패러다임 전환의 의미를 담고 있는 커뮤니티 빗물공원의 디자인 원칙을 제시하는 것이다. 디자인개념 수준으로 전개된 커뮤니티 빗물공원의 디자인 원칙은 8가지로 정리할 수 있다: (1) 도시빗물에서 처리해야할 오염원 선별, (2) 초기강우현상에 집중, (3) 빗물 처리과정에서의 부유물 회수, (4) 효과적 초기강우 처리를 위한 초기강우 외 빗물의 월류 유도, (5) 강우유출수와 저류용량 산정, (6) 침전물의 효과적 제거를 위한 침전물 저류지 디자인, (7) 비점오염원 처리를 위한 습지 조성, (8) 처리된 빗물에 대한 산소공급. 본고에서 제시한 빗물공원 디자인 원칙은 최근 대안적 빗물관리시스템으로 논의되는 빗물공원 디자인 시 참고자료가 될 것으로 사료되며 빗물공원에 대한 관심증대는 비구조적 관점으로의 빗물관리체계로의 패러다임 전환을 유도할 것으로 전망된다.

본 연구는 고속도로 강우 유출수에서 입도 크기 분포 특성(PSD)을 이해하기 위하여 수행하였다. 경기도내 4곳의 포장도로 지역에서 2번의 강우사상동안 강우유출수 샘플 모니터링을 수행하였고, 시료내 입자의 크기분포를 분석하였다. 또한, 강우량, 유량 및 각 오염물질들을 분석하였다. 시료내 입자의 시간별 변화농도는 강우유출수의 시작 시 높은 값을 보였다가 급속히 감소하였으며 탁도, 총부유물질, BOD, 총질소 및 총인과 같은 오염물질과 유사한 유출경향을 보여주었다. 특히 총부유물질과 탁도와의 높은 상관성을 보여주었다. 강우유출수와 퇴적물내에 포함된 중금속에 있어서 구리, 납, 아연은 높은 농도를 보였으며 대부분의 중금속은 넓이에 대한 부피의 비율이 큰 세립입자에 강하게 결합된 형태로 존재한다.

본 연구에서는 대전 관평천의 도시유역에서 2017~2018년에 발생한 강우 20건의 유출수를 연속적으로 채취하여 As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb 및 Zn 의 중금속 및 총고형물질(TSS) 농도와 유량을 분석하고, 강우특성과 수질 변화의 강우사상별 및 시간별 상관관계를 조사하였다. 일정 강우강도에서 오염물질의 최대농도는 강우 초기에 발생하는 경향을 나타냈으나, 강우량 및 강우강도가 작은 경우에는 일정 시간 경과 후 발생하는 것이 관찰 되었다. 강우지속시간은 중금속 농도 및 부하량과 큰 상관성을 보이지 않았다. Cu와 Zn을 제외한 중금속 질량은 강우강도(0.60~0.88) 및 총강우 유출량(0.74~0.89)과 상대적으로 높은 상관관계를 나타냈다. 강우 시 유량가중평균농도와 선행무강우일수 또한 양의 상관성(0.54~0.73)을 보 이는 반면, 30분 강우강도로 표현된 시간별 유출량과 TSS 및 중금속 농도는 전혀 상관성을 나타내지 않았다. 무강우 기간 동안 지표면에 축적된 오 염물질이 최소한의 강우 에너지에도 세척효과가 발생하여 강우특성과는 무관하기 때문인 것으로 추정된다. 중금속과 TSS 농도의 시간에 따른 변화특성은 상관계수가 0.68~0.87로 양호한 수준을 나타냈다. 이는 고형물질의 이동과 중금속 물질의 이동이 함께 발생한다는 것을 시사하며 동시에 중금속이 고형물질에 흡착되어 이동한다는 것을 의미한다. 따라서 비강우 시에 유역 표면의 고형물질을 청소 등으로 사전에 제거할 경우 하천으로 유입되는 중금속오염물질의 양을 현격하게 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

Environmental policy implementation has been strengthened to protect the source waters in Korea and to improve their water quality. Increasing of non-point source caused water quality problem continuously. Research on runoff from forests, which occupy over 65% of the land in korea, is insufficient, and studies on the characteristics and influences of storm runoff are necessary. In this study, we chose to compare the effects of land use in the form of two types of forest distribution and then gathered data on storm characteristics and runoff properties during rainfall events in these areas. Furthermore, the significance and influences of the discharges were analyzed through correlation analysis, and multilateral runoff characteristics were examined by deducing a formula through CODMn and TOC regression analysis. At two forest points, for which the basin areas differed from each other, flow changed according to storm quantity and intensity. The peak discharge at point A, where the basin area was big, was high, whereas water-quality fundamental items (BOD, CODMn, and SS) and TOC density were high at point B where the slope and storm intensity were high. Effects of dissolved organic matter were determined through correlation analysis, and the regression formulas for CODMn and TOC were deduced by regression analysis. It is expected that the data from this study could be useful as basic information in establishing forest management measures.

수질오염원에 속하는 비점오염원은 불특정한 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원으로서 지점이 불명확하여 관리가 어렵다. 또한, 비점오염물질은 대부분 강우 유출수와 함께 수계로 유입되는데, 이 중 검출되는 TN과 TP는 영양염류로써 수계에 악영향을 초래한다. 이에 대한 대책으로 비점오염저감시설들이 설치되어 모니터링 및 유지관리 되고 있다. 본 연구에서는 비점오염저감시설 중 자연형에 속하는 식생수로에서 2년에 걸쳐 모니터링하고, TN, TP에 대한 저감효율을 산정하여 결과에 나타내었다. EMC를 산정하고, ER의 방법으로 저감효율을 계산한 결과, TN은 85.2%, TP는 77.9%로 나타났다.