표제지
제출문
보고서 초록
요약문
목차
제1장 서론 19
제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 19
1. 기존 점오염원 관리위주의 물관리정책의 한계 19
2. 기존 비점오염원 관리정책과의 연관성 20
3. 오염총량제의 도입으로 개발전·후 비점오염발생부하량의 정량적 산출방안 수립 20
4. 공간적 분포를 고려한 비점오염원 산정 : 정책결정수단의 도구로 사용 가능 20
제2절 연구개발의 국내·외 현황 22
1. 해외 기술개발 동향·시장 22
2. 국내 기술개발 동향·시장 22
제3절 연구개발대상 기술의 차별성 24
제2장 연구개발의 목표 및 내용 25
제1절 연구개발의 최종목표 25
제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 26
1. 연도별 연구개발의 목표 및 내용 26
2. 연도별 연구개발의 평가방법 27
제3절 연도별 추진체계 28
제3장 연구개발 결과 및 활용계획 29
제1절 연구개발 결과 및 토의 29
1. 도시유역 비점오염원 유출해석을 위한 GIS 기반 격자형 강우유출모형 개발 29
가. 개발 배경 29
나. 기존 모형과의 비교 30
다. 분포형 수문 모형 개발 31
라. 모형구성 40
마. 실제유역에 대한 적용 46
2. GIS기반 비점오염원 발생부하량 유출모델의 개발 66
가. 개발배경 66
나. 비점오염원 발생부하량 예측모델(Distributed Nonpoint Source Simulator, DNSS) 66
다. DNSS 모델 구조 및 입력자료 75
라. 가상 강우를 이용한 DNSS 적용성 검증 및 민감도 분석 84
마. 실제 강우사상을 대상으로 한 비점오염원 유출모의 91
3. 강우의 통계학적 특성을 반영한 비점오염원 관리를 위한 도시유역 강우유출수 포착곡선의 작성 96
가. 연구배경 96
나. 연구방법 97
다. 결과 및 고찰 111
4. 비점오염원 부하량 관측결과 115
가. 모니터링의 위치도 및 지역 현황 115
나. 모니터링 지역의 강우사상 및 시설현황 115
다. 모니터링 결과 116
제2절 연구개발 결과 요약 132
1. 도시유역 비점오염원 유출해석을 위한 GIS 기반 격자형 강우유출모형 개발 결과 요약 132
2. GIS기반 비점오염원 발생부하량 유출모델의 개발 결과 요약 133
3. 강우의 통계학적 특성을 반영한 비점오염원 관리를 위한 도시유역 강우유출수 포착곡선의 작성 결과 요약 134
4. 비점오염원 부하량 관측결과 결과 요약 135
제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 136
제4절 연도별 연구성과 (논문, 특허등) 137
제5절 관련분야의 기술발전 기여도 138
가. 기술적 측면 138
나. 환경적 측면 138
다. 경제적·산업적 측면 138
제6절 연구개발 결과의 활용계획 139
제4장 참고 문헌 141
부록 145
1. GIS기반 격자형 강우유출 모형 개발 145
2. DNSS 모형 167
표 1. 수문학적 토양 그룹 34
표 2. 도시지역 CN 값(AMC-II) 35
표 3. 농촌지역 CN 값(AMC-II) 36
표 4. 선행토양함수조건 37
표 5. 맨홀 별 영향 면적 54
표 6. 관 제원 54
표 7. 관측 강우 사상 55
표 8. 민감도 분석 결과(tswf)(이미지참조) 56
표 9. 민감도 분석 결과(tgwf)(이미지참조) 56
표 10. 민감도 분석 결과(β) 57
표 11. 강우 사상별 총 유출량 모의 결과 61
표 12. 대표적인 도지내 비점오염물의 종류 67
표 13. 비점오염물별 축적곡선 산정의 예 (Grottker, 1987) 68
표 14. 토지이용에 따른 비점오염물질 발생원단위(최지용, 신창민, 2002) 68
표 15. 토지이용형태별 토지이용계수(α) 기준 범위 70
표 16. User Interface의 풀다운메뉴, 하부메뉴, 기능 76
표 17. SetBasicData로 입력되는 값 및 역할 77
표 18. 오염물 축적 상관계수와 TSS대비 기타오염물의 축적량비 78
표 19. 오염물 유출 모의 과정 81
표 20. CN 값별 토지이용도 (가정) 84
표 21. 가상강우를 이용한 비점오염원 유출모의 기본 자료 85
표 22. K 값의 변화에 따른 오염물유출 최대 농도의 변화 86
표 23. Event 2의 관측 자료 및 모의 timestep 91
표 24. Event 3의 관측 자료 및 모의 timestep 93
표 25. Basic statistics of Busan rainfall data 100
표 26. Rainfall model parameters 100
표 27. IETD 101
표 28. Rainfall characteristics with various IETDs 101
표 29. Hydrologic soil group 104
표 30. Typical curve number values for urban areas (AMC-II) 105
표 31. Typical curve number values for rural areas (AMC-II) 106
표 32. Antecedent soil Moisture Condition 107
표 33. 모니터링 지역의 대상 강우사상 현황 115
표 34. 구리시 장자연못의 유출 EMC(입자상 물질, 유기물, 영양염류, 오일 및 중금속) 117
표 35. 구리시 장자연못의 오염부하량(입자상 물질, 유기물, 영양염류, 오일 및 중금속) 118
표 36. 관측 오염물별 통계분석 결과 130
그림 1. 분포형 수문모형의 개념도 32
그림 2. 흐름 방향 설정 32
그림 3. 저류량과 유출량 관계 곡선 산정방법 40
그림 4. Input data files 42
그림 5. Output data files 46
그림 6. 대상 유역 구성(면적비) 47
그림 7. 대상유역 47
그림 8. 현장조사 48
그림 9. DEM 49
그림 10. 토양도(apa : 회색토 및 충적토, afb : 충적토) 49
그림 11. 토지이용도 50
그림 12. CN 50
그림 13. 흐름누적수 계산 사례 51
그림 14. 흐름누적수 51
그림 15. 하수 관망도 52
그림 16. 흐름누적수에 따른 하천망 비교 52
그림 17. 모형 모식도(● : 맨홀, ■ : 관거)(이미지참조) 53
그림 18. 맨홀 별 영향 면적 53
그림 19. tswf에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=6시간)(이미지참조) 58
그림 20. tswf에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=12시간)(이미지참조) 58
그림 21. tgwf에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=6시간)(이미지참조) 59
그림 22. tgwf에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=12시간)(이미지참조) 59
그림 23. β에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=6시간) 60
그림 24. β에 따른 유량 모의 결과 비교(총 강우량=100mm, 지속시간=6시간) 60
그림 25. 강우-유출 모의 결과(Event 1) 61
그림 26. 강우-유출 모의 결과(Event 2) 62
그림 27. 강우-유출 모의 결과(Event 3) 62
그림 28. 수문성분별 모의 결과(Event 1) 64
그림 29. 수문성분별 모의 결과(Event 2) 64
그림 30. 수문성분별 모의 결과(Event 3) 65
그림 31. PTSS 변화곡선 70
그림 32. i번째 시간구간에서의 평균유출율 Ri 71
그림 33. 발생된 오염물 유출곡선의 이송 예 74
그림 34. DNSS 모형의 기본 구조 75
그림 35. User Interface Main form 76
그림 36. SetBasicData 구성 76
그림 37. Basic Data 입력창 79
그림 38. ReadFlow 입력창(지표/지하수) 80
그림 39. CN 값 입력 예(.asc format) 80
그림 40. Simulation 수행 창 81
그림 41. About program form 82
그림 42. K 값의 변화에 따른 TSS, TSS외 오염물, 전체 오염물의 최대농도변화 86
그림 43. 비점오염원 Pollutograph(K=0.036) 87
그림 44. 비점오염원 Pollutograph (K=0.10) 87
그림 45. 비점오염원 Pollutograph (K=0.21) 88
그림 46. 비점오염원 Pollutograph (K=0.25) 88
그림 47. 비점오염원 Pollutograph (K=0.30) 89
그림 48. 비점오염원 Pollutograph (K=0.35) 89
그림 49. 비점오염원 Pollutograph (K=0.40) 90
그림 50. 비점오염원 Pollutograph (K=0.43) 90
그림 51. TSS 유출 모의결과 (Event 2) 92
그림 52. Other pollutant 유출 모의 결과 (Event 2) 93
그림 53. TSS 유출모의 결과 (Event 3) 94
그림 54. Other pollutant 유출 모의 결과 (Event 3) 95
그림 55. IETD 정의 98
그림 56. Poisson rectangular pulse point rainfall model 98
그림 57. Rainfall characteristics with various IETDs. 102
그림 58. PDF of Rainfall volume. 103
그림 59. Soil type of Oncheon stream watershed 108
그림 60. Landuse of Oncheon stream watershed. 108
그림 61. Landuses of Busan city. 109
그림 62. Schematic diagram of urban drainage system 110
그림 63. Derived probability density function 110
그림 64. Stormwater capture curves by model prediction and long-term simulation for Busan On-cheon stream. 112
그림 65. Stormwater capture curves for various curve numbers with Vi=2.5 mm.(이미지참조) 113
그림 66. Stormwater capture curve developed for sizing water quality control basin at Busan On-cheon stream. 114
그림 67. 항공사진을 이용한 모니터링 위치 115
그림 68. 구리시 장자연못의 우수관거 시설현황 116
그림 69. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(08/08/22) 118
그림 70. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(08/10/23) 119
그림 71. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(08/11/15) 119
그림 72. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(09/05/11) 120
그림 73. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(09/05/16) 120
그림 74. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(09/08/11) 121
그림 75. 구리시 장자연못 우수관거의 유출 곡선(09/10/31) 121
그림 76. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/08/22) 123
그림 77. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/10/23) 124
그림 78. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/11/15) 125
그림 79. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/05/11) 126
그림 80. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/05/16) 127
그림 81. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2009/08/11) 128
그림 82. 구리시 장자연못 우수관거의 수리수문 및 농도곡선 (2008/10/31) 129
그림 83. 구리시 장자연못 유역의 EMC 통계평가 130