1. Title & Journal
- Planning of LID?BMPs for urban runoff control: The case of Beijing Olympic Village
2. Author's Background
Haifeng Jia a,, Yuwen Lu a, Shaw L. Yu b, Yurong Chen a
3. Summary.
이 연구는 도시의 폭우로 인한 유출수(runoff)를 효과적으로 조절(control)하기 위한 방법을 제시하고자 하는 논문으로 BMP기법을 이용한 LID계획을 분석한 연구이다. 연구대상 지역으로는 중국의 베이징 올림픽 선수촌 주변 지역으로 선정하여 사례연구를 실시하였다. 기본적으로 베이징 올림픽 선수촌 시공 당시부터 폭우를 대비해 투수성 보도블럭(porous pavement), 옥상 녹화(green roof), 그리고 빗물탱크(rainwater cistern등 몇몇의 LID 시설들을 설계에 포함하고 있었다. 기존에, 베이징 선수촌에서 발생한 갑작스런 폭우에 대한 관리체계 시스템은 BMPDSS 모델에 의해 평가되었다. 부가적으로 설명하자면, BMPDSS는 BMP 계획과 분석하는 하나의 tool로서BMP를 수행하여 시뮬레이션과 최적화가 가능하도록 해준다.
이 연구에서는 SWMM을 이용하였는데 베이징 선수촌에 연결된 수리학적 관로들을 가지고 관로 네트워크를 설명함으로서 시뮬레이션에 사용되었다. 궁극적으로 본 연구에서는 BMP의 변경에 따라 연관된 시뮬레이션들이 어떻게 나타나는지 보고, 향후 BMP를 변형하여 설계함으로서 유출수(runoff)의 효과적인 관리 시스템을 어떻게 설계할 것인가에 대한 방법을 연구하고자 하는 것이다. 베이징 지역 강우데이터, 첨두유량(peak flowrate), 그리고 유출수의 용적 감소에 대한 자료를 가지고 세가지 조건을 선정하여 시나리오를 작성하였고, 작성된 시나리오는 SWMM과 BMPDSS가 결합된 기반에서 비교하였다. BMP를 디자인하기 위한 최적화 분석의 목적은 최대 유출수를 조절 한다거나 그게 아니라면 유출수 조절에 있어 최소의 비용을 산정할 수 있는 방법 둘 중 하나로 채택되도록 연구하였다. 이 연구의 결과는 베이징 관리 당국에 폭우에 대한 관리 시스템을 어떻게 변경해야 할 지 방향을 제시해주고 조언을 주는 긍정적인 역할을 했다고 언급하고 있습니다.
4. method
LID-BMP 분석을 위한 framework에서 3가지 주안점은 다음과 같습니다.
첫째는 '기준선 분석'으로 유역에 해당하는 기후, 토양, 개발상황 등을 고려하고 그 지역의 공간적인 변수들을 함께 분석하는 것입니다. ; 자연과 인공배수, 시스템 및 사회/경제 정보등을 제공합니다.
둘째는, BMP계획으로(BMP planning) BM를 어떻게 실시할 것인지를 선택하고 준비하는 단계입니다. 이 단계에서는 유역의 수리학적 특성, 토양의 특성, land use, 그리고 사회적인 동의와 그 밖의 정보들이 필요한 단계입니다.
셋째는, BMP의 평가와 최적화 단계로 BMPDSS와 같은 툴을 이용해서 최종 설계를 마치는 단계입니다.
BMP planning analysis 단계예서는 SWMM과 BMPDSS의 모델의 결합에 대해서 언급하였습니다.
두 모델을 결합한 연구 flowchart는 다음과 같습니다.
[PDF참조]- 'Flowchart'
5. Result
3가지 시나리오 내용은 다음과 같습니다.
- 시나리오 1 : (original scheme) 이는 즉 bmp를 적용하지 않은 원래 단계에서의 폭우가 내리는 것을 가상하여 practice하는 것입니다.
- 시나리오 2 : (Landscape Improvement Plan) 이는 말 그대로 Landscape이 변화, 개선됨에 따라서 복잡해지는 선수촌 주거지역, 녹지, 투수성 인도와 차도, 옥상 녹화 등을 고려한 시나리오라고 할 수 있습니다.
- 시나리오 3 : (Recommended Plan) 이는 설계된 LID를 기반으로 하여 LID BMP's 를 변경하여 적용해보고 어떤 방법이 가장 효율이 높은지 찾아가는 단계입니다.
논문의 주요 결과를 요약하면, 각각의 시뮬레이션 결과에서 LID를 적용한 결과가 적용하지 않은 결과에 비해서 전체 유출수와 첨두유량의 27%와 20% 각각 감소하는 것으로 나타났습니다. BMPDSS 모듈을 이용 최적화는 BMP가 비용의 최소화와 LID시설 효율의 극대화를 가져 올 수 있다고 보고 있습니다.
Reviewer : 박지환 (jhjeeh@gist.ac.kr)