투수블록의 투수면적비에 따른 투수 특성 및 비점 저감에 대한 연구 :A Study on the Permeability Characteristics and Reduction of Non-point Sources According to Permeable Block Installation Ratio

최윤식

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최윤식 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 권순철

발행연도: 2020

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

투수블록의 투수면적비에 따른 투수 특성 및 비점 저감에 대한 연구

최윤식 사회환경시스템공학과 2020.01 학위논문

2019

연안재해 방지 및 비점오염원 유출저감을 위한 투수블록의 특성 연구

최윤식 , 김종영 , 한상수 외 1명 한국해양공학회지 2019.12 학술저널

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불투수 면적의 증가와 기후변화에 따른 집중호우로 우수유출량이 증가하고 있다. 또한, 건기 중에 축적된 지표면의 비점오염물질은 지표유출에 의해 씻겨 내려 도심유역의 수생태계와 수질오염 등의 환경오염 피해를 가중시키고 있다. 이에 대응하기 위해 전세계적으로 저영향개발기법을 활용하고 있다. 그 중, 투수블록의 연구 및 시공이 활발히 진행되고 있다. 투수계수와 폐색현상, Total Suspended Solid(TSS) 제거효율은 투수블록의 장기적인 공용 성능을 보장하는 중요한 설계인자이지만, 현재 국내외에서 표준화된 설계 기준과 시험 기법이 없는 실정이다. 또한, 투수블록을 시공함에 있어 설치 면적비는 경제성과 투수 성능에 있어 필요한 설계인자이나, 선행 연구가 충분하지 못한 상황이다. 본 연구에서는 탈부착과 분리가 용이한 투수블록에 소성황토를 여재로 채워 투수블록 설치 면적비에 따른 투수 성능과 TSS 제거효율의 경향성을 분석하였다. 실험실 규모 실험 결과, 폐색 이후의 투수계수 감소율은 투수면적비가 25%일 때 11.0%로 다른 조건에 비해 급격하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 투수면적비가 50%에서 75%로 증가할 때 투수지속성이 증가하는 경향성을 확인하였다. TSS 제거효율은 투수면적비가 증가함에 따라 감소하였다. 실증 규모 실험 결과, 투수면적비가 증가할수록 투수지속성이 우수하다는 것을 확인하였고, 실제 시공 시에 전면적의 약 5.3%를 투수 면적으로 설정하는 것이 투수성능 및 경제성에 있어 효율적이라 판단하였다. 또한, TSS 제거 효율은 모든 경우에 80% 이상의 높은 제거 효율을 보였고, 투수면적비가 증가할수록 많은 양의 고형물을 처리할 수 있다고 판단된다.

Due to an increased impervious areas and torrential rain caused by climate change, the stormwater runoff is increasing. In addition, non-point sources accumulated on the surface are washed away by surface runoff, increasing the environmental pollution such as water ecosystem and water pollution in the urban basin. Low impact development(LID) has been paid attention to control this worldwide. Research and construction of the permeable block is actively underway. The permeability coefficient, clogging and Total Suspended Solid(TSS) removal efficiency of permeable block are important design factors to ensure the long-term performance, however, there are currently no standardized design criteria and testing techniques worldwide. In addition, the installation area ratio for the construction of the permeable block is a necessary design factor for economic and permeable performance, but there is not enough previous research. In this study, we analyzed permeability performance and TSS removal efficiency tendency according to permeability area ratio by permeable block filled with calcinated yellow soils as a filter media. As a result of Lab-scale test, reduction rate of the permeability coefficient after clogged was 11.0% when the permeability area ratio was 25%, and decreased sharply compared to other conditions. In addition, the permeability persistence tended to increase when the permeability area ratio increased from 50% to 75%. TSS removal efficiency decreased with increasing permeability ratio. As a result of Pilot-scale test, we confirmed that the permeability persistence was increased as the permeability area ratio increased, and it is judged that setting 5.3% of the total construction area as permeable area is effective for permeability and economic efficiency. In addition, the TSS removal efficiency showed a high removal efficiency of more than 80% in all cases, determining that the higher the permeability area ratio, the higher the volume of solids can be treated.

#우수 유출 #비점오염원 #투수블록 #투수면적비 #투수계수 #TSS 제거효율

제 1 장 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 연구의 필요성 4
1.3 국내·외 연구동향 5
1.3.1 투수블록 국내 연구 동향 5
1.3.2 투수블록 국외 연구 동향 7
제 2 장 이론적 배경 10
2.1 저영향개발기법 (Low Impact Development, LID) 10
2.2 투수성 기초 이론 (Darcy’s Law) 12
2.3 국내 수환경 오염 현황 14
2.3.1 비점오염원 15
2.3.2 총 부유물질(TSS : Total Suspended Solid) 16
2.4 투수성 포장 19
2.4.1 투수성 포장의 정의 19
2.4.2 투수성 포장의 종류 21
2.4.3 투수성 포장의 시공 사례 25
제 3 장 연구 방법 28
3.1 Lab-scale 실험 방법 29
3.1.1 Lab-scale 실험 개요 29
3.1.2 실험 Case 설정 30
3.1.3 인공 오염수 제조 30
3.1.4 투수블록 및 여재 32
3.1.5 오염수 교반 시스템 35
3.1.6 Lab-scale 실험체 37
3.1.7 TSS 제거효율 분석 39
3.2 Pilot-scale 실험 방법 41
3.2.1 Pilot-scale 실험 개요 41
3.2.2 실험 Case 설정 42
3.2.2 Pilot-scale 실험체 42
제 4 장 연구 결과 45
4.1 Lab-scale test 결과 45
4.1.1 무부하 상태에서의 투수면적비에 따른 투수성능 45
4.1.2 고형물 부하 상태에서의 투수면적비에 따른 투수성능 46
4.1.3 투수면적비에 따른 TSS 제거효율 47
4.2 Pilot-scale test 결과 49
4.2.1 무부하 상태에서의 투수면적비에 따른 투수성능 49
4.2.2 고형물 부하 상태에서의 투수면적비에 따른 투수성능 49
4.2.3 투수면적비에 따른 TSS 제거효율 50
제 5 장 결론 53
참고문헌 55

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