In Korea, as part of the Green New Deal project toward a carbon-neutral society, it is necessary to build a climate-resilient urban environment to green the city, space, and living infrastructure. To this end, SWMM-ING was improved and the model was modified to analyze the carbon reduction effect. In addition, I plan to select target watersheds where urbanization is rapidly progressing and evaluate runoff, non-point pollution, and carbon reduction effects to conduct cost estimation and optimal design review for domestic rainwater circulation green infrastructure. In this study, green infrastructure facilities were selected using SWMM-ING. Various scenarios were presented considering the surface area and annual cost of each green infrastructure facility, and The results show that the scenario derived through the APL2 method was selected as the optimal scenario. In this optimal scenario, a total facility area of 190,517.5 m2 was applied to 7 out of 30 subwatersheds to achieve the target reduction. The target reduction amount was calculated a 23.50 % reduction in runoff and a 26.99 % reduction in pollutant load. Additionally, the annual carbon absorption was analyzed and found to be 385,521 kg/year. I aim to achieve additional carbon reduction effects by achieving the goal of reducing runoff and non-point pollution sources and analyzing annual carbon absorption. Moreover, considering the scale-up of these interventions across the basin, it is believed that an objective assessment of economic viability can be conducted.

PURPOSES: This study aims to evaluate the runoff reduction with permeable pavements using the SWMM analysis. METHODS: In this study, simulations were carried out using two different models, simple and complex, to evaluate the runoff reduction when an impermeable pavement is replaced with a permeable pavement. In the simple model, the target area for the analysis was grouped into four areas by the land use characteristics, using the statistical database. In the complex model, simulation was performed based on the data on the sewer and road network configuration of Yongsan-Gu Bogwang-Dong in Seoul, using the ArcGIS software. A scenario was created to investigate the hydro-performance of the permeable pavement based on the return period, runoff coefficient, and the area of permeable pavement that could be laid within one hour after rainfall. RESULTS : The simple modeling analysis results showed that, when an impervious pavement is replaced with a permeable pavement, the peak discharge reduced from 16.7 m3/s to 10.4 m3/s. This represents a reduction of approximately 37.6%. The peak discharge from the whole basin showed a reduction of approximately 11.0%, and the quantity decreased from 52.9 m3/s to 47.2 m3/s. The total flowoff reduced from 43,261 m3 to 38,551 m3, i.e., by approximately 10.9%. In the complex model, performed using the ArcGIS interpretation with fewer permeable pavements applicable, the return period and the runoff coefficient increased, and the total flowoff and peak discharge also increased. When the return period was set to 20 years, and a runoff coefficient of 0.05 was applied to all the roads, the total outflow reduced by 5195.7 m3, and the ratio reduced to 11.7%. When the return period was increased from 20 years to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased from 11.7% to 8.0% and 5.1%, respectively. When a runoff coefficient of 0.5 was applied to all the roads under the return period of 20 years, the total outflow reduction was 10.8%; when the return period was increased to 30 and 100 years, the total outflow reduction decreased to 6.5% and 2.9%, respectively. However, unlike in the simple model, for all the cases in the complex model, the peak discharge reductions were less than 1%. CONCLUSIONS : Being one of the techniques for water circulation and runoff reduction, a high reduction for the small return period rainfall event of penetration was obtained by applying permeable pavements instead of impermeable pavement. With the SWMM analysis results, it was proved that changing to permeable pavement is one of the ways to effectively provide water circulation to various green infrastructure projects, and for stormwater management in urban watersheds.

PURPOSES: In this study, flood mitigation effect of drainage asphalt concrete pavement were analyzed by a SWMM 5.0 program in order to evaluate the low impact development (LID) based on the drainage asphalt concrete pavements. METHODS: In order to determine the porosity parameters of drainage asphalt concretes, the specimen mixtures were manufactured using the conditions presented in the previous study. The numerical simulation was conducted using the SWMM 5.0 program considering the flood mitigation effect of drainage asphalt concrete pavements. The effect of flood reduction can be observed when drainage asphalt concrete pavements were applied to Mokgamcheon watershed. The flood mitigation effect analysis of Mokgamcheon watershed as well as continuous simulation of subwatershed runoff were performed through this study. RESULTS : The analysis of drainage asphalt concrete pavements was carried out for evaluating the effect on runoff, resulting in: the peak flow decreases up to 1.26~9.53% after drainage asphalt concrete pavements applied in the SWMM 5.0 program furthermore, the discharge decreases up to 0.55~4.11%. CONCLUSIONS: As a result, the reduced peak flow and discharge were found through the SWMM 5.0 program. It can be concluded that the flood is effectively reduced when the drainage asphalt concrete pavements are used.

도시지역의 모든 하수관망을 사용하여 구축된 강우-유출모형은 그 규모가 방대하고 복잡하여 실시간 도시홍수예보에 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 도시화가 많이 진행된 서울시의 상습침수지역인 도림천 대림배수분구의 하수관망도를 이용하여 강우-유출모형을 구축하고 이를 단순화하였다. 하수관망 단순화는 노드의 누가유역면적을 단순화의 범위 산정을 위한 기준으로 설정하고 총 5단계의 과정으로 나누었으며 단순화 과정에서 SWMM의 모든 매개변수들을 면적가중치를 적용하여 계산하였다. 또한 하수관망의 적정 단순화 범위를 산정하기 위하여 유출모형에 5가지 단순화 범위를 설정하고 유출분석과 침수분석을 실시하였다. 그 결과, 유출모형의 노드와 관망의 개수 그리고 모의시간 모두 단순화 범위에 따라 50~90%까지 일정하게 감소하였으며 단순화 이전과 동일한 유출량 결과를 나타내었다. 2차원 침수분석의 경우, 누가유역면적별로 단순화의 범위가 커질수록 월류지점의 개수가 크게 감소하고 위치가 바뀌었으나 비슷한 침수양상을 나타내었다. 다만 누가유역면적을 기준으로 6 ha 이상에서는 상류부터 삭제되는 노드에 의해 나타내지 못하는 침수지역이 발생하였다. 2차원 침수면적, 주요침수구간, 침수심 등을 비교 ․ 분석한 결과, 누가유역면적을 기준으로 1 ha의 단순화 범위가 단순화 이전의 분석결과와 가장 유사함을 나타내었다. 본 연구는 SWMM 매개변수를 모두 고려한 하수관망 단순화를 실시함으로써 실시간 도시홍수예보를 위한 신속하고 정확한 유출자료 생성에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

인구와 자산이 밀집된 도시에서 침수가 발생할 경우 농촌과 달리 관거월류에 의한 건축물 피해가 지배적이기 때문에 이를 고려한 피해액산정기 법의 적용이 필요하다. 본 연구는 도림천 유역의 도림1 배수분구를 대상으로 침수예측을 다차원 홍수피해산정방법을 통한 침수피해액 분석을 실 시하였다. 과거 침수가 발생한 강우사상을 활용하여 XP-SWMM 모형을 통한 도시유출해석 및 침수해석을 실시하였고, 침수구역의 행정구역별 기 초자료와 유출해석 결과를 활용하여 건물 피해액을 산정하였다. 침수범위를 예측하기 위한 XP-SWMM모형 구동 결과, 관거 월류에 의한 침수 발 생 4시간 후인 16시 30분에 침수면적이 가장 넓게 나타났고, 계산된 침수심 별 침수면적을 다차원법과 연계하여 건물 피해액을 산정하였다. 연구 결과, 최대 침수면적은 305,955 m2으로 나타났으며, 0~0.5 m의 경우 305,190 m2, 0.5 m 이상은 765 m2으로 나타났으며, 침수해석 결과를 활 용한 도림1 배수분구의 건물피해액은 약 155억 원, 건물 내용물 피해액은 약 70억 원으로 산정되었고, 0~0.5 m 이하의 건물 및 건물 내용물 피해 액은 약 224억 원, 0.5 m 이상 약 1억 원으로 산정되었다. 본 연구결과를 토대로 할 때, 도시지역의 침수피해액 산정을 위해 침수심 및 침수시간과 같은 다양한 피해양상에 따라 세분화된 피해액 산정기법이 필요할 것으로 판단된다.

우리나라에서는 도시 개발사업을 위한 환경영향평가를 실시하는데 있어 개발 전․중․ 후의 강우유출량을 분석하도록 규정하고 있다. 도시개발에 따른 수문학적 변화를 분석하고 대책을 수립하기 위해 수문모델이 사용되고 있으나 대부분의 경우 현장의 자료가 충분하지 않은 관계로 그 산정결 과의 신뢰도가 문제될 수 있다. 본 연구에서는 대전의 관평천 일부유역에서 2015년 7월 부터 2016년 7월 까지 자동 모니터링 장치을 이용하고 또 한 및 현장 측정을 통해 확보된 강우량 및 유출유량의 연속자료를 활용하여 SWMM을 이용하는 경우 강우 유출량 예측의 정확도를 제고하고자 하 였다. 토양침투량 산정을 위해 대표적으로 사용되는 Curve Number 방법, Horton 방법 및 Green-Ampt 방법들을 사용한 경우에 대해서 투수지 역과 불투수 지역에 대해 각각 최적의 Manning 조도계수와 지표면 저류깊이를 산정하여 제시하였다. 본 연구의 결과는 우리나라의 도시 유역에 서 실측자료를 이용하여 강우 유출 모델을 보정하였다는 면에서 의미가 있다고 판단되며 추후 유역의 개발등의 상황에 대해는 강우 시 유출량 및 수질현상을 더욱 정확하게 예측하고 나아가서 향후의 유역 내 수문조건 변화 요인에 대한 영향을 분석하는 데 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

급격히 발전하는 도시지역 및 산업단지의 경우 불투수지역이 대부분이며, 이로 인해 유출이 증가함에 따라 내수침수가 발생할 확률이 높아지고 있다. 도시지역의 유출해석은 대부분 SWMM모형을 이용하여 강우-유출해석을 수행하고 있으나 이러한 모형은 실제 자연 현상을 해석하는데 한계가 있으며, 모형 자체도 불확실성을 가지고 있어 정확한 유출해석을 하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 모형의 매개변수를 조사하고 불확실성을 가지는 매개변수를 선정한 후 매개변 수의 불확실성 정도를 불확실성 정량화 지수를 이용하여 정량화하였다. 수행 결과 관조도계수의 불확실성이 가장 크며, 유출량에 미치는 영향도 가장 컸다. 그러므로 우수관거 설계 시 관조도계수 추정을 보다 정확히 산정하여야 하며, 불확실성 정도를 예측하여 유출해석에 반영하고, 각 매개변수가 가지는 특성을 파악한다면 내수 침수를 예방하는데 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

1970년대 이후 우리나라는 급속한 산업의 발전으로 인하여 인구와 산업시설의 집중으로 미개발 지역이 개발되어 도시화가 급속히 진행되었다. 본 연구에서는 도시유출모형 SWMM을 이용해 인제읍 합강지구에 적용하였다. 합강지구는 태풍 ‘에위니아’로 인하여 2006년 7월 15일 08:00~13:00를 기준으로 약 154mm의 집중호우가 발생하며 하류부 부근 주거지에 침수피해가 발생하였다. 침수피해 이후 2006년 수해복구시 배수시설이 정비된 지역으로 통수단면 확대에 따른 향후 배수기능에는 문제가 없는 것으로 검토되었으나 집중호우시에는 유역에서 상류부의 토석류 퇴적 및 발생에 영향에 따라 하수관거의 유입으로 인해 하류 BOX의 월류로 내수피해가 예상되는 지역이다. 본 연구에서는 SWMM을 이용하여 인제읍 합강지구의 빈도별 내수피해 위험성을 검토하고 실측강우에 의한 침수지역과 SWMM분석의 결과를 통해 비교·검토를 실시하였다. 분석 결과를 통하여 인제읍 합강지구의 내수피해 저감계획을 제시하였다.

최근 기후변화로 인하여 도심지역내 돌발홍수가 빈번하게 발생하여 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 특히, 급격한 도시화로 인한 불투수면적의 증가와 녹지면적의 감소 등이 도심지역내 우수 저류 및 지연능력 감소와 첨두 유량의 증가를 발생시켜 도시 돌발홍수의 발생과 피해를 증가시키고 있다. 도심지역내 우수유출에 의해 발생하는 피해를 저감시키기 위한 방법으로 미국 PGDER(Prince George’s County, Maryland Department of Environmental Resources)에 의하여 시행된 LID 기법에 대한 연구 및 시행이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구의 대상지는 경남 양산시 내에 위치한 실증단지이며, 실증단지 내 LID 적용시설은 건축물형 LID시설, 도로형 LID시설, 주차장형 LID시설, 산업체형 LID시설, 생태저류형 LID시설로 이루어져 있다. 본 연구는 유역 구분 및 지형자료 분석을 통하여 실증단지에 적합한 매개변수를 산정하여 SWMM 모형을 구축하였으며, 구축된 모형에 LID 기법을 적용한 유출량을 산정하고 분석하여 최종적인 실증단지 통합모형을 구축하였다. 모형은 크게 LID 기술을 적용하지 않은 대조군 유역과 LID 기술을 적용한 실증단지 유역으로 구분하였다. 본 연구는 실증단지와 대조군부지의 비교를 통하여 LID요소기술별 성능을 평가ㆍ분석하고, 설계 강우 기준을 제시하고자한다.

최근 이상기후 및 급속한 도시화로 이한 불투수 면적비율이 증가되면서 내수침수 피해가 급증하고 있다. 내수침수는 주로 내수배제의 불량으로 발생하며, 막대한 인명 및 재산피해를 야기하고 있다. 이러한 피해를 막고 효율적인 도시홍수방어시스템을 설계하기 위해서는 정확한 강우-유출 모형의 해석이 필요하지만 실제 자연 현상을 해석하는데 많은 불확실성이 존재한다. 본 연구에서는 모형의 매개변수들이 가지는 불확실성 분석을 수행하고, 불확실성 정량화 지수를 제안하였다. 도시유역의 유출해석에 사용되는 SWMM 모형의 매개변수 중 6개(유역폭, 불투수면적비율(%), 투수 및 불투수유역 조도계수, CN, 관조도계수)를 대상으로 불확실성 분석을 수행하였으며, 베타분포를 적용하여 Monte Carlo Sampling 기법으로 총 100개의 시나리오로 계산하였다. 계산결과 투수 및 불투수유역의 조도계수와 관조도계수의 총불확실성이 다른 매개변수들에 비해 크게 계산되어 조도계수값의 결정이 어려운 것을 알 수 있었으며, 불확실성 정량화 지수를 계산한 결과 관조도계수가 가장 크고 CN값이 가장 작은 것으로 계산되었다. 유역폭, 불투수면적비율, CN값은 매개변수값이 증가할수록 총유출량도 증가하였으며, 이 중 CN값의 변화에 따른 총유출량 증가량은 매개변수 증가량을 알면 거의 정확히 결정이 가능한 것으로 불확실성 정량화 지수가 계산되어 불확실성이 매우 낮은 것으로 나타났다. 관조도계수의 변화에 따라 총유출량의 변화를 결정하는 것이 가장 불확실한 것으로 계산되었으며, 총불확실성도 관조도게수가 가장 컸으므로, 도시유역의 유출 계산에 가장 큰 불확실성을 야기하는 매개변수는 관조도계수인 것으로 나타났다.

과거 SWMM 모형은 수십 개소 주요하수관거의 매개변수를 추정하고, 유량측정자료를 활용한 검보정을 통하여 구축된다. 현재 하수관로 관련 수치지도의 양적, 질적 자료 향상으로 분포형 모형과 같은 수준의 SWMM 모형의 초기값 추정이 쉽지만, 매개변수 검보정 시간은 단축되지 않는다. 최적화된 매개변수와 유사한 매개변수의 초기값을 산정하면, 매개변수의 검보정 시간단축으로 분포형 모형과 같은 수준의 SWMM 모형 구축이 쉽다. 본 연구에서는 GIS 툴을 이용하여 SWMM 모형의 소유역의 매개변수를 산정하며, 동일한 산정방법을 적용하여 하수관거 정보를 단순화시킨 관로정보 개소수의 변화와 유역분할 방법에 따른 유출특성의 변화를 비교분석한다. 모의시간과 예측정밀도를 요구하는 홍수예경보시스템의 도시유출모형 구축을 위하여 기존 연구 결과에서 SWMM 모형의 매개변수 민감도 분석결과에서 검토하지 못했던 소유역 분할방법과 모의시간단축과 관계가 깊은 하수관거 정보 개소수 변화에 따른 유출특성의 변화를 도출하는 민감도 분석을 실시한다. 본 연구의 결과는 홍수예경보시스템 구축을 위하여 정밀하고 모의시간이 짧은 최적의 SWMM 모형 구축을 위한 자료로 이용될 것이다.

SWMM(Storm Water Management Model)은 모형 내 다양한 매개변수를 이용하여 지표 투수율 및 하수관거 영향 등 도시 유역의 유출 특성을 비교적 정확하게 모의하지만, 모형의 입력자료 부족과 매개변수의 불확실성으로 인한 신뢰성 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 연구에서는 SWMM 모형에 Bayesian 기법을 연계한 최적화 기법을 개발하고, 이를 활용하여 매개변수의 불확실성을 정량적으로 해석하고자 한다. 이를 위해 먼저 유출 특성에 민감한 매개변수를 민감도 분석을 통해 선정하고, SCE-UA(Shuffled Complex Evolution-University of Arizona), MCMC(Markov Chain Monte Carlo), DDS(Dynamically Dimensioned Search) 등 매개변수 최적화 기법을 적용하여 매개변수의 초기값을 설정한다. 매개변수의 다양한 물리적 범위를 고려하기 위한 방법으로 절단 정규분호(truncated Gaussian distribution)을 사전분포(prior)로 선정하여 매개변수의 사후분포(posterior)를 추정하게 된다. 최종적으로 각 매개변수간 사후분포를 이용하여 모의된 유출량의 불확실성을 정량적으로 분석하였다.

급격한 도시화로 인한 도심지 내 불투수율의 증가는 도시 유역의 급격한 물순화 체계의 변화를 가져왔다. 이와 같은 도시 유역 내 물 순환 체개의 개선을 위해 저영향 개발(Low Impact Development, 이하 LID)의 개발 및 적용이 시행되고 있다. LID는 대상지역의 자연을 이용하여 우수유출수 및 비점오염원을 발생원에서 관리하는 토지이용 계획기법을 의미한다. 이러한 LID에는 다양한 요소기술이 존재하며, 본 연구에서는 도시화 및 산업화로 인한 별도의 부지확보가 어려운 도심지에서 적용이 용의한 침투트렌치에 대한 우수유출수 저감효과를 분석하였다. 침투트렌치는 대표적인 침투형 LID 요소기술로서 대상지역에서 발생된 우수유출수를 저류 및 침투시켜 지하수자원 확보와 원활한 통수능으로 우수관거의 대체시설로 활용이 가능하다. 본 연구에서 침투트렌치의 성능 분석은 SWMM 모형을 이용하였으며, 대상유역은 서울시의 대표적인 공업도시인 가산 1 빗물펌프장 유역을 대상으로 수행하였다. 대상유역 내 침투트렌치 적용면적은 전체면적의 5, 10, 15%를 적용하여 분석을 수행하였다. SWMM 모의 결과 침투트렌치를 미적용 시 총유출량은 4.03m³, 첨두유출량은 0.39m³/sec로 산정 되었으며, 전체면적의 5%면적에 침투트렌치를 적용 시 총유출량은 2.13m³으로 미적용 시보다 47.2%의 저감효율을 보이며, 첨두유출량은 0.21m³/sec으로 46.2%의 저감효율로 분석되었다. 전체면적의 10%면적에 적용 시 총유출량은 1.71m³으로 미적용 시보다 56.4%의 저감효율을 보이며, 첨두유출량은 0.17m³/sec으로 57.6%의 저감효율로 분석되었다. 마지막으로 전체면적의 15%면적에 적용 시 총유출량은 1.52m³으로 미적용 시보다 61.9%의 저감효율을 보이며, 첨두유출량은 0.15m³/sec으로 62.3%의 저감효율로 분석되었다.

SWMM은 홍수유출 해석, 유역유출 연속모의, 수질모의가 가능한 모형으로서 전세계적으로 널리 사용되고 있는 모형이다. 하지만 유역유출 연속모의와 수질모의에는 다수의 불명확한 매개변수가 포함되어 있으므로 이는 SWMM의 사용에 제약이 되고 있다. 본 연구의 목적은 SWMM을 이용한 유역유출 연속모의와 수질모의의 정확도를 높이고 효율성을 향상시킬 수 있도록 자동 보정 모듈을 개발하는 것이다. SWMM의 자동 보정 모듈은 전역최적화 알고리즘인 집합체 혼합진화 알고리즘과 SWMM을 연계하고, SWMM 내 추정대상 매개변수의 선정 및 적절한 탐색 범위를 설정함으로써 개발되었다. 개발된 자동 보정 모듈의 적절성은 동향 수위관측소 유역에 대하여 구성된 유역유출 및 수질모의 모형의 보정 및 검증을 통해 검토되었다. 그 결과, 자동 보정 모듈을 통해 보정된 모형은 유역의 유출현상을 매우 잘 모사하였고, 수질의 경우에도 비교적 양호한 결과를 도출하였다. 개발된 자동 보정 모듈은 향후 유역유출 모의와 수질해석에 관한 다양한 연구와 설계 등에 활용될 수 있을 것이다.

도시화로 인한 불투수층의 증가로 침수 및 범람의 피해가 매년 증가 하고 있는 실정이며, 서울시에서는 그 대안으로 새롭게 시공되는 도로의 경우 투수성 포장을 시공하도록 시행하였다. 이러한 투수성 포장재는 많은 연구로 다양하게 개발되어 왔지만 그 효율에 대한 정량적인 효율성 검증 및 평가 방법이 미비하다. 그리하여 본 연구는 강우모의 장치를 이용하여 투수성 블록의 강우 유출수 저감 효율을 일반 보도블록과 비교하여 평가 하였으며, 관측된 data를 이용하여 Holton의 침투모형에 의해 투수성 블록 시설의 침투모형을 산정하였다. 또한 SWMM모형의 LID Tool을 이용하여 관측값과 SWMM모형 계산 값을 시행착오법으로 보정 하여 투수성 블록의 매개변수를 산정하였다. 산정된 매개변수는 소규모 공업지역에 적용하여 문헌에서 제시한 자료와 비교하였다. 향후 LID 요소별 검증실험을 통한 매개변수를 산정한다면 모형을 통하여 간단하게 대상유역에 대하여 LID 요소기술 적용을 통한 강우유출수의 저감 효율을 산정할 수 있을 것으로 기대된다

Climate change is not the only issue yet there are the combinations of many existing factors. Urbanization is one of them and is considering the major criteria. Due to the Rapid Urbanization, land use of the existing watershed is becoming impervious layer and even drainage network system is more complicated. Existing system might not be able to handle the amount of water during the storm events thus, hydrologic impact assessment is necessary for a planned development area in designing detention storage for urban drainage systems to minimize the effect of urbanization. It is advisable to reassess the existing structure to handle and to prevent the threat of flood in the future. For such assessment, single or two hydrologic models can be paired for pre- and post- development conditions. Typical pairings are the use of synthetic hydrograph methods for both conditions or synthetic hydrograph for pre-development and urban hydrology model for post-development condition. This study is aiming to assess the flood impact and suggest the proper technique for future flood prevention. To accomplish, the SWMM was adopted to development areas in Korea. The comparison of results can be done to show the new approach can resolve the irrationalities that can occur with the combination of two different models such as smaller peak flow and longer time to peak for post-development conditions. It is thought that the proposed method will improves the accountability of the flood impact assessment on future development areas

Urban stormwater runoff was considered to be more contaminated than the runoff from other land uses due to vehicle and human activities. Specifically, road runoff was commonly regarded as the primary pollutant (e.g. particulates and heavy metals) in the urban environment. Effectiveness of stormwater management strategies and treatment facilities in treating road runoff were highly based on the accuracy of the stormwater quantity and quality estimation. Although direct sampling of runoff during a storm event effectively quantifies the contaminant contributions in a specific area, it is expensive and time consuming. In order to efficiently design these treatment facilities based from the typical pollutant and hydrologic processes, the operation of modelling techniques were recommended. In this research, the physical characteristics of an existing tree box filter treating road runoff were adjusted using stormwater management model (SWMM) to determine the most suitable design configuration for better volume and pollutant reduction. The catchment area (CA), storage volume (SV) and surface area (SA) of the facility was increased or decreased by an increment of 25%. These changes were simulated by SWMM and would predict the influence of larger or smaller CA, SV or SA with respect to the facility performance. The hydrologic, hydraulic and water quality data used in the modelling were gathered from the 10 storm events monitored from July 2012 to July 2013. The total suspended solids were considered as the main target pollutants for this research however, the results will be correlated with the common heavy metal constituents present in the sampled runoff. Various design installations (e.g. series and parallel installation of tree box filter) were also modelled to accurately justify the obtained design configurations. Among the different configurations simulated, increasing the original values of the CA, SV and SA between 0.75% and twice the original value would result to better performance for the system. As for the installations being modelled, a centralized system would provide better volume and pollutant reduction than a divided system.

The MFFn(Mass First Flush) was analyzed for various rainy events(monitoring data from 2008 to 2009) in Transportation area(Highway, National road, Trunk road). Estimated MFFn using SWMM was evaluated by comparison with observed MFFn. MFFn was estimated by varying n-value from 10% to 90% on the rainy events. The n-value increases, MFFn is closed to '1'. As time passed, the rainfall runoff was getting similar to ratio of pollutants accumulation. The result of a measure of the strength of the linear relationship between observed data and expected data under model was good (R2=0.89). Pollutants runoff loads by volume showed Highway 26.6%, National road 44.8%, Trunk road 35.0% at the MFF20(20% by total runoff). A case of MFF30, pollutants runoff loads by volume showed Highway 40.2%, National road 54.3%, Trunk road 46.8%. According to the results, Initial precipitation basis were Highway MFF30, National road MFF20, Trunk road MFF30 when the Non-Point source control facilities set up.

도시유역의 강우-유출모형으로 많이 사용되는 SWMM 모형의 입력변수들은 관측의 한계, 모형상의 오류 등 오차를 가지고 있다. 이러한 오차들은 모의 결과에도 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 SWMM 모형 입력자료들이 가지는 불확실성 정도를 정량화하여 유출량 산정결과에 반영도록 하였다. 이를 위하여 민감도 분석과 Monte Carlo Simulation이 수행되었다. 민감도 분석결과 유역면적, 불투수면적비, 조도계수, 유역폭, 경사, CN값의 순으로 유출의 첨두값에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 매개변수별 1만회의 Monte Carlo Simulation 결과 첨두유출량의 분포가 입력인자의 분포와 동일한 정규분포를 따르는 것으로 나타났다. 모의된 결과는 SWMM 모의시 입력변수들의 불확실성에 따른 유출 결과의 정확도에 대한 판단기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

도시화에 따른 불투수 면적의 증가는 개발이전에 비해 더 많은 강우 유출 및 수질악화를 초래하여 적절한 관리방안에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 대한 대안으로써 대두되어진 최적화관리기법(Best Management Practices, BMP)은 이러한 비점오염물질과 강우유출수를 저감하기 위한 방안으로 국내·외에서 많은 연구가 진행되고 있다. BMP 적용을 통한 목표 저감효과를 달성하기 위해서는 BMP별 성능을 비교분석하고 대상유역에 적합한 BMP를 선정하여 설계해야 한다. 현재 이와 관련한 모니터링 연구가 활발히 진행 중에 있으나 유역별로 기후와 지형조건이 상이하고, 미계측 유역의 경우 BMP 성능 예측에 한계가 있다. 이를 극복하기 위해서는 모니터링 연구와 더불어 대상유역의 기상조건과 지형 조건을 고려한 BMP 모형화 기법을 이용한 BMP 별 성능을 분석하는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 국내·외에서 강우유출수의 모의에 많이 이용되고 있는 SWMM(Storm Water Management Model) 모형을 이용하여 충청남도 대천항 주차장을 대상으로 BMP 성능 모의를 실시하였다. 모형의 적용성 평가를 위해 국제 우수 BMP Database에 수록되어 있는 사례의 결과와 식생저류지(bioretention) 및 투수성 포장(porous pavement)의 가상설치 시 예측되는 수문 및 수질 저감효과를 비교하였으며, 유출 및 수질 항목별 평균저감율 편차 범위가 -5.8∼+9.6%로 높은 적용성을 보였다. 향후 BMP 설계 및 저감효과 산정에 본 연구에서 제시한 BMP 모의 방법론의 활용이 가능할 것으로 판단된다.