수확체감법칙을 이용한 생태저류지 용량산정

Estimation of Bio retention Design Capacity Using Principal of Diminishing Returns

본 연구에서는 LID 개념의 비점오염저감시설 중 하나인 생태저류지의 설계용량을 결정할 수 있는 방법론이 제안된다. 생태저류지는 규모가 작은 시설이며 작은 면적의 처리대상구역에 적용되므로, NRCS-CN 기법과 연계된 간단한 물수지 모형을 적용하여 생태저류지에서의 물순환이 모의된다. 최근 10년간의 기상자료와 유역특성자료를 바탕으로 생태저류지가 포착할 수 있는 강우유출수의 양이 계산되며, 이를 토대로 강우유출수 포착곡선이 작성된다. 경제학에서 주로 적용하는 수확체감의 법칙을 이용하여 강우유출수 포착곡선으로부터 생태저류지의 설계용량이 도출된다. 그 결과 처리대상구역의 경우 약 7.3 mm의 설계용량이 계산되며, 처리대상구역의 불투수율에 따른 설계용량의 변화가 분석된다.

In this study, a methodology determining the design capacity for a bio-retention which is one of non-point pollutant sources control facilities based on LID concept is proposed. Since bio-retentions are small-scale facility and are applied to the treated catchment of the small area, the stormwater routing through a bio-retention is simulated using a simple water balance model linked with the NRCS-CN method. Based on recent 10-year meteorological data and catchment characteristics, a stormwater capture curve is constructed using computing results from stormwater amounts intercepted by bio-retentions with various capacities. Using the principal of diminishing returns which is usually applied to economics, the design capacity of a bio-retention is determined from the stormwater capture curve. As a result, it is shown that the design capacity is about 7.3 mm for the study treated catchment. Finally, a sensitivity analysis is per-formed to investigate the design capacity change due to the impervious rate.