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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 金性杓
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2014
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세계 인구 및 물 수요는 급격하게 증가하고 있으나, 지구 전체의 수자원량은 거의 변함이 없는 현 상황에서 적절한 빗물관리는 미래 수자원관리의 필요한 대응책의 하나로 받아드려지고 있다. 우리나라의 연평균 강수량은 1,245mm으로 세계 평균 연강수량인 880mm에 비해 높기에 빗물에 대한 적절한 이용계획 수립 및 사용을 한다면 향후 수자원 확보에 대해 좋은 대안 중 하나로 고려될 수 있을 것이다.
빗물활용의 장점을 부각시킨 기술 중 하나인 저영향개발기법(LID, Low Impact Development)은 도시개발로 인한 악영향 중 홍수량 저류 기능을 통한 홍수 관리와, 강우 시 유역에서 발생되어 방류수역에 영향을 미치는 비점오염 부하량에 대한 관리 측면에 좋은 효율을 가지고 있다.
LID 기술의 하나인 빗물 정원은 다공질성 토양을 이용하고 습기에 강한 식물을 재배해 빗물을 가두고 토양에 흡수되도록 하며 다시 대기로 증발시켜 도심의 물을 순환시킬 수 있는 방법이다. 현재 국내 토지이용율을 보았을 때 주거지역이 상업지역보다 약 8배 가량 넓은 면적을 차지하고 있어 대형건물 위주의 LID 연구 보다는 소규모 주거지역에 설치 할 수 있을 정도의 소규모 빗물 정원에 대한 연구가 필요하다.
따라서, 본 연구의 목표는 소규모 주거지역에서 나오는 우수의 실용적 사용 증진을 LID 기술과 접목할 수 있는 빗물 저장 시스템 중심의 빗물 정원 개발에 대한 연구이다. 이를 위해 1)시간에 따른 건물 지붕 우수 성상 파악, 2)저장빗물의 장기간 저장시 성상 변화 확인, 3)빗물정원을 통한 오염물질 제거 저감 확인을 실시하였다.
건물 지붕의 홈통에서 나오는 빗물은 직접 받은 빗물에 비해 평균적으로 2 ∼ 3배의 농도를 가지며 미생물의 경우 수백 수천배가 높게 나타났다. 또한 빗물홈통에서강우 시작 30분동안의 오염물질부하량을 100%로 보았을 때 초기 15분의 우수는 약 80% 이상을 차지하는 것으로 확인되었, 빗물 저장을 위해 초기 15분간의 우수의 배제를 실시하고 빗물저장 실험을 실시하였다.
빗물 저장 실험을 위해 조사 연구대상 지역에서 배수관을 통해 배출되는 초기 15분의 우수를 제외한 빗물 시료를 채취 후 저장하여 염소 소독 전후로 영양염류 및 미생물에 대해서 측정한 결과, 염소를 주입하였을 경우 평균 80%가 감소되었다. T-N, T-P, COD는 염소주입 초기에 급격한 감소를 보였으며 저장 약 50일 후 T-N 57%, T-P 46%, COD 55% 감소하였다. 일반 미생물 및 장내 미생물은 염소를 주입한 초기에 99% 감소함을 보였고, 항생제에 내성을 가진 일반 미생물 및 장내 미생물 또한 염소 주입 초기에 99% 감소된 것을 확인되었다.
일반 여재를 사용한 빗물 정원에서는 자갈 10mm, 톱밥, 모래로 구성된 빗물 정원이 자갈 5mm, 우드칩, 모래로 구성된 빗물정원보다 오염물질 제거가 더 잘 되는 것으로 나타났으며, 식생을 포함한 빗물 정원에서는 잔디를 식종한 빗물 정원이 창포를 식종한 빗물 정원보다 더 잘 되는 것으로 나타났다. 여재를 추가하기 위하여 친환경여재인 peatmoss로 흡착실험을 한 결과 NH4-N 및 중금속(Cu, Cd, Pb)에 대하여 1mg/L에서 가장 높은 흡착능을 보였으며 농도가 높아질수록 흡착능 역시 낮아지는 것으로 나타났다. 잔디와 함께 peatmoss를 포함한 lab-scale 빗물 정원에서는 다른 빗물 정원보다 높은 오염물질 제거 효율을 나타났으나 미미하였다. peatmoss의 충진율을 증가시키면 오염물질 제거에 더 효과적일 것으로 판단되었다.
빗물활용의 장점을 부각시킨 기술 중 하나인 저영향개발기법(LID, Low Impact Development)은 도시개발로 인한 악영향 중 홍수량 저류 기능을 통한 홍수 관리와, 강우 시 유역에서 발생되어 방류수역에 영향을 미치는 비점오염 부하량에 대한 관리 측면에 좋은 효율을 가지고 있다.
LID 기술의 하나인 빗물 정원은 다공질성 토양을 이용하고 습기에 강한 식물을 재배해 빗물을 가두고 토양에 흡수되도록 하며 다시 대기로 증발시켜 도심의 물을 순환시킬 수 있는 방법이다. 현재 국내 토지이용율을 보았을 때 주거지역이 상업지역보다 약 8배 가량 넓은 면적을 차지하고 있어 대형건물 위주의 LID 연구 보다는 소규모 주거지역에 설치 할 수 있을 정도의 소규모 빗물 정원에 대한 연구가 필요하다.
따라서, 본 연구의 목표는 소규모 주거지역에서 나오는 우수의 실용적 사용 증진을 LID 기술과 접목할 수 있는 빗물 저장 시스템 중심의 빗물 정원 개발에 대한 연구이다. 이를 위해 1)시간에 따른 건물 지붕 우수 성상 파악, 2)저장빗물의 장기간 저장시 성상 변화 확인, 3)빗물정원을 통한 오염물질 제거 저감 확인을 실시하였다.
건물 지붕의 홈통에서 나오는 빗물은 직접 받은 빗물에 비해 평균적으로 2 ∼ 3배의 농도를 가지며 미생물의 경우 수백 수천배가 높게 나타났다. 또한 빗물홈통에서강우 시작 30분동안의 오염물질부하량을 100%로 보았을 때 초기 15분의 우수는 약 80% 이상을 차지하는 것으로 확인되었, 빗물 저장을 위해 초기 15분간의 우수의 배제를 실시하고 빗물저장 실험을 실시하였다.
빗물 저장 실험을 위해 조사 연구대상 지역에서 배수관을 통해 배출되는 초기 15분의 우수를 제외한 빗물 시료를 채취 후 저장하여 염소 소독 전후로 영양염류 및 미생물에 대해서 측정한 결과, 염소를 주입하였을 경우 평균 80%가 감소되었다. T-N, T-P, COD는 염소주입 초기에 급격한 감소를 보였으며 저장 약 50일 후 T-N 57%, T-P 46%, COD 55% 감소하였다. 일반 미생물 및 장내 미생물은 염소를 주입한 초기에 99% 감소함을 보였고, 항생제에 내성을 가진 일반 미생물 및 장내 미생물 또한 염소 주입 초기에 99% 감소된 것을 확인되었다.
일반 여재를 사용한 빗물 정원에서는 자갈 10mm, 톱밥, 모래로 구성된 빗물 정원이 자갈 5mm, 우드칩, 모래로 구성된 빗물정원보다 오염물질 제거가 더 잘 되는 것으로 나타났으며, 식생을 포함한 빗물 정원에서는 잔디를 식종한 빗물 정원이 창포를 식종한 빗물 정원보다 더 잘 되는 것으로 나타났다. 여재를 추가하기 위하여 친환경여재인 peatmoss로 흡착실험을 한 결과 NH4-N 및 중금속(Cu, Cd, Pb)에 대하여 1mg/L에서 가장 높은 흡착능을 보였으며 농도가 높아질수록 흡착능 역시 낮아지는 것으로 나타났다. 잔디와 함께 peatmoss를 포함한 lab-scale 빗물 정원에서는 다른 빗물 정원보다 높은 오염물질 제거 효율을 나타났으나 미미하였다. peatmoss의 충진율을 증가시키면 오염물질 제거에 더 효과적일 것으로 판단되었다.
목차
목 차1. 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목표 32. 문헌연구 42.1 LID 기술 42.1.1 LID 기술 정의 42.1.2 LID 기술 특성 52.1.3 LID 기술 요소 62.2 초기 우수 72.2.1 초기 우수 정의 72.3 빗물 저장 시스템 82.3.1 빗물 저장 시스템 구성 요소 82.3.2 빗물 저장 시스템 내의 수질 102.4 빗물 정원 122.4.1 빗물 정원 특성 132.4.2 빗물 정원 기작 142.4.3 빗물 정원 장, 단점 163. 연구 방법 173.1 지붕 빗물 성상 모니터링 193.1.1 대상지역의 현황 및 구조 193.1.2 빗물 성상 분석방법 203.2 저장 빗물 성상 모니터링 213.2.1 지붕 우수 시료 채취 213.2.2 지붕 우수 시료 채취 223.3 빗물 정원을 이용한 초기 빗물의 오염원 제거 243.2.1 Lab-scale 빗물 정원 제작 243.2.2 Lab-scale 빗물 정원 오염원 제거 측정 253.3.3 Peatmoss를 이용한 Lab-scale 빗물 정원 오염물질 제거 측정 274. 실험결과 294.1 시간에 따른 건물 지붕 우수 성상 파악 294.2 저장빗물의 장기간 저장시 성상 변화 결과 304.2.1 T-N 314.2.2 T-P 324.2.3 COD 334.2.4 일반 미생물 및 장내 미생물 344.2.5 항생제 내성을 가진 일반 미생물 및 장내 미생물 364.3 빗물정원을 통한 오염물질 제거 저감 확인 384.3.1 일반 여재를 이용한 빗물 정원의 오염원 제거 실험 결과 384.3.2 식생을 이용한 빗물 정원의 오염원 제거 실험 결과 394.3.3 Peatmoss를 이용한 빗물 정원의 오염물질 제거 실험 결과 415. 결론 436. 참고문헌 45
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