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SUMMARY
수정·보완 대비표
목차
제1장 연구개발과제의 개요 20
1.1. 연구개발 목적 20
1.2. 연구개발의 필요성 23
1.3. 연구개발 범위 25
제2장 국내외 기술 개발 현황 26
2.1. 국외 기술개발 현황 26
1. 기술개발 현황 26
2. 시설도입현황 26
2.2. 국내 기술개발 현황 35
1. 기술개발 현황 35
2. 도시물순환 사례 35
제3장 연구 수행 내용 및 성과 45
3.1. 지하 빗물저류시설 설치 및 빗물 유입 배출 관리 기술로 우수의 배제 및 재 활용 기능 구현 45
제1절 제품제작 및 생산 45
제2절 세부 개발내용 및 평가방법 46
제3절 평가항목 및 평가결과 56
3.2. 표층의 빗물 유입(잔디매트 등) 최적관리 기술로 초기우수대응 및 표면유출관리 기능 구현 91
1. 국내외 분석 및 사례 연구 93
2. Test Bed 설치를 통한 제품의 성능 시험 96
3. 성능보완 및 기술 개발 99
4. 현장 적용을 위한 시험 128
3.3. 실시간 모니터링 등 IT 관리 시스템을 구축하여 빗물의 저류와 배수관리를 자동화함으로써 LID 시스템의 스마트 유지관리 기능 구현 139
(1) 주요 장비 및 계측기 구성 검토 139
(2) 데이터 수집에 따른 데이터 보정 기술 개발 147
(3) 데이터 수집 및 네트워크 및 S/W 개발 150
(4) 원격제어 시스템 구축 154
3.4. 빗물의 유입 및 배출시 최적화 모델링 및 효과분석을 통하여 빗물 수질 관리 및 처리 기능 구현 163
3.5. 도시 유휴용지 내 실증단지 구축을 통한 LID기술 고도화 및 생태공원 조성 등 현장 맞춤형 친환경 생태복원 기능구현 178
3.6. 유휴공간 내 LID기반 융복합 설계 및 실증단지 구축 184
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 213
1. 목표 달성도 213
2. 관련 분야 기여도 216
제5장 연구개발성과의 활용계획 217
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 218
제7장 연구개발성과의 보안등급 218
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 218
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 218
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 219
제11장 기타 사항 224
1. 시공 자재 및 유지관리 매뉴얼 224
1) 지하매설저류조 시방서 224
2) 잔디보호블록 및 투수블록 시방서 237
3) 모니터링 시스템 시방서 241
2. 유사제품 비교 및 경제성 검토 250
제12장 참고 문헌 251
〈표2.1.1〉 독일의 빗물관리 사례 27
〈표2.1.2〉 일본의 빗물관리 사례(자료제공 : 우수저류침투기술협회) 29
〈표2.1.3〉 호주의 우수 저류조 사용 현황(자료: Australian Bureau of Statistics... 31
〈표2.2.1〉 파주운정신도시 중앙인공호수 제원 36
〈표3.1.1〉 재료 및 시설 성능 시험 56
〈표3.1.2〉 시험편 치수 57
〈표3.1.3〉 인장시험 결과 58
〈표3.1.4〉 굴곡시험결과 60
〈표3.1.5〉 아이죠드시험편 치수 61
〈표3.1.6〉 아이죠드 충격강도 결과 62
〈표3.1.7〉 10%염화나트륨 인장시험 결과 64
〈표3.1.8〉 30%황산 인장시험 결과 65
〈표3.1.9〉 40%질산 인장시험 결과 66
〈표3.1.10〉 40%수산화나트륨 인장시험 결과 67
〈표3.1.11〉 1%세제 인장시험 결과 68
〈표3.1.12〉 10%염화나트륨 굴곡시험 결과 69
〈표3.1.13〉 30%황산 굴곡시험 결과 70
〈표3.1.14〉 40%질산 굴곡시험 결과 71
〈표3.1.15〉 40%수산화나트륨 굴곡시험 결과 72
〈표3.1.16〉 1%세제 굴곡시험 결과 73
〈표3.1.17〉 장기시험결과 77
〈표3.1.18〉 Index법 78
〈표3.1.19〉 회수량 및 회수율 78
〈표3.1.20〉 index법에 의한 수리학적 특성 79
〈표3.1.21〉 압축강도 시험 결과 79
〈표3.1.22〉 직접 물주입에 따른 공극률 평가 81
〈표3.1.23〉 제사성 평가 결과 82
〈표3.1.24〉 GMT복합소재 물성시험 결과 83
〈표3.1.25〉 내약품성 전, 후 변화율 83
〈표3.1.26〉 굴곡크리프시험 결과 84
〈표3.1.27〉 수리학적 특성시험 결과 84
〈표3.1.28〉 압축강도(연직방향, 수직방향)시험 결과 84
〈표3.1.29〉 우수저류조의 공극률 비교 90
〈표3.2.1〉 국내외 동종업계 기술 현황 및 수준 93
〈표3.2.2〉 국내 제품 비교 95
〈표3.2.3〉 잔디보호블록 시험결과 103
〈표3.2.4〉 잔디보호블록 시험결과 104
〈표3.2.5〉 잔디보호블록 시험결과 105
〈표3.2.6〉 잔디보호블록 시험결과 105
〈표3.2.7〉 품질 성능 신뢰성 106
〈표3.3.1〉 유전율 토양수분 측정 센서들의 비교 145
〈표3.3.2〉 일반 방법(보정)과 개발 방법(필터링) 147
〈표3.3.3〉 필터링 방법에 대한 도식화 149
〈표3.4.1〉 토사 함유 빗물처리 수질 분석 결과 164
〈표3.4.2〉 유기물 함유 빗물처리 수질 분석 결과 164
〈표3.4.3〉 단계별 연구방법 164
〈표3.4.4〉 유기물 함유 빗물 처리 174
〈표3.4.5〉 토사 함유 빗물 처리 174
〈표3.4.6〉 중수도의 용도별 수질기준 176
〈표3.6.1〉 Pilot-plant specifications 201
〈표3.6.2〉 고농도 유기물 및 영양염류 물질 제거 효율 205
〈표3.6.3〉 고농도 입자성 물질 제거효율 205
〈표3.6.4〉 중수도 용도별 수질기준 209
〈표3.6.5〉 농업용수 수질환경기준 210
〈그림1.1.1〉 유휴공간에서의 빗물 침투, 집수, 저류활용 융복합 시스템 20
〈그림1.1.2〉 IoT를 적용한 도로 측구용 표층 및 지하 저류시스템 21
〈그림1.1.3〉 생태연못과 도로측구를 연계한 저류 및 물순환형 시스템[원문불량;p.2] 21
〈그림1.1.4〉 IT 관리 시스템 구축에 의한 빗물의 저류와 배수관리 자동화 22
〈그림1.2.1〉 세계평균과 비교한 우리나라의 강수량(자료: 국토부) 23
〈그림1.2.2〉 국내 수자원 총량의 이용과 유출(자료: 국토부, 제주도 지하염수 이용량 제외) 23
〈그림1.2.3〉 서울시 물순환 모식도 24
〈그림2.1.1〉 MIT STATA 센터 빗물이용 사례 32
〈그림2.1.2〉 Texas 주 Hunt schol 32
〈그림2.1.3〉 밀레니엄 돔 32
〈그림2.1.4〉 밀레니엄 돔 내의 빗물이용시설 32
〈그림2.1.5〉 빗물이용시스템 설치 저택 33
〈그림2.1.6〉 Thai Jar 33
〈그림2.1.7〉 Pumpkin tank 34
〈그림2.1.8〉 Underground brick dome 34
〈그림2.1.9〉 인도의 빗물이용 34
〈그림2.2.1〉 파주운정지구 종합계획도 36
〈그림2.2.2〉 파주운정신도시 물순환시스템 조성안 37
〈그림2.2.3〉 인공호수 및 실개천 조성 계획안 38
〈그림2.2.4〉 촉촉한 도시 개념도 39
〈그림2.2.5〉 행복도시 6-4생활권 지구단위계획 LID 반영(안) 40
〈그림2.2.6〉 아산신도시 수계 현황도 41
〈그림2.2.7〉 아산탕정신도시 침투시설 계획(안) 42
〈그림2.2.8〉 아산탕정신도시 침투시설 조성방안(안) 42
〈그림2.2.9〉 용인동백지구 부지 현황도 43
〈그림2.2.10〉 용인 동백지구 물순환계획(안) 44
〈그림2.2.11〉 용인동백지구 함양지 조성(안) 44
〈그림3.1.1〉 우수저류조의 모래 유입 및 집사 원리 46
〈그림3.1.2〉 경사판 개발 제품 47
〈그림3.1.3〉 경사판 엠보싱구조 47
〈그림3.1.4〉 종류별 Mat 구조 48
〈그림3.1.5〉 Mat 제조 공정 48
〈그림3.1.6〉 GMT sheet 제조 공정 49
〈그림3.1.7〉 PRESS 성형 공정 49
〈그림3.1.8〉 저류조 시스템의 각 제품을 생산하기 위한 시작금형 개발 50
〈그림3.1.9〉 저류조 시스템의 각 제품을 생산하기 위한 성형 공정 핵심 공정 조건 50
〈그림3.1.10〉 인장시험방법 57
〈그림3.1.11〉 인장시험 그래프 58
〈그림3.1.12〉 굴곡시험장면 60
〈그림3.1.13〉 굴곡시험 그래프 60
〈그림3.1.14〉 아이죠드 시험방법 A를 위한 바이스,... 61
〈그림3.1.15〉 아이죠드 시험장치 및 파격 후 시험편 장면 62
〈그림3.1.16〉 아이죠드시험편 시험전 후 사진 62
〈그림3.1.17〉 약품침지장면 63
〈그림3.1.18〉 10%염화나트륨 인장시험 그래프 64
〈그림3.1.19〉 30%황산 인장시험 그래프 65
〈그림3.1.20〉 40%질산 인장시험 그래프 66
〈그림3.1.21〉 40%수산화나트륨 인장시험 그래프 67
〈그림3.1.22〉 1%세제 인장시험 그래프 68
〈그림3.1.23〉 10%염화나트륨 굴곡시험 그래프 69
〈그림3.1.24〉 30%황산 굴곡시험 그래프 70
〈그림3.1.25〉 40%질산 굴곡시험 그래프 71
〈그림3.1.26〉 40%수산화나트륨 굴곡시험 그래프 72
〈그림3.1.27〉 1%세제 굴곡시험 그래프 73
〈그림3.1.28〉 굴곡크리프 시험장면 1 74
〈그림3.1.29〉 침전조 R1 78
〈그림3.1.30〉 침전조 R2 78
〈그림3.1.31〉 수리학적 특성시험조건 78
〈그림3.1.32〉 NaOH농도 대 시간 그래프 78
〈그림3.1.33〉 압축강도 시험 79
〈그림3.1.34〉 물 주입을 통한 용적율 평가 시험 방법 80
〈그림3.1.35〉 용적율 평가 시험 전경 80
〈그림3.1.36〉 제사성 평가 시험 전경 82
〈그림3.1.37〉 양평현장 현장시공전경 86
〈그림3.1.38〉 양평현장 빗물저장시설 설치 기본 단면도 86
〈그림3.1.39〉 GMT 빗물저류조 87
〈그림3.1.40〉 지지각재의 형상 87
〈그림3.1.41〉 GMT 구성재료 87
〈그림3.1.42〉 경사판 88
〈그림3.1.43〉 지지각재 부착 88
〈그림3.1.44〉 상판 88
〈그림3.1.45〉 하판 88
〈그림3.1.46〉 지지각재 연결 및 고정 89
〈그림3.1.47〉 개선된 GMT 빗물저류조 조립 시험시공 89
〈그림3.1.48〉 우수를 저장하는 체수재의 공극 부분 90
〈그림3.2.1〉 국내 동종업계 기술 93
〈그림3.2.2〉 국외 동종업계 기술 94
〈그림3.2.3〉 잔디보호매트 99
〈그림3.2.4〉 모델링 개선 전·후 99
〈그림3.2.5〉 1차 개선 시제품 100
〈그림3.2.6〉 3차 개선 모델링 제품 100
〈그림3.2.7〉 3차 개선 모델링 제품 101
〈그림3.2.8〉 1차 시제품 101
〈그림3.2.9〉 최종 시제품 102
〈그림3.2.10〉 150Kg 고정하중 적재 103
〈그림3.2.11〉 내피로 거동 반복(3,600회) 103
〈그림3.2.12〉 기존제품 압축하중 시험 104
〈그림3.2.13〉 당사제품 압축하중 시험 104
〈그림3.2.14〉 기존제품 압축하중 그래프[원문불량;p.85] 104
〈그림3.2.15〉 개발제품 압축하중 그래프[원문불량;p.85] 104
〈그림3.2.16〉 잔디생육평가 시료 105
〈그림3.2.17〉 잔디보호블록(판) 처짐 정도 105
〈그림3.2.18〉 빗물저장성 시험 현황 105
〈그림3.2.18〉 시험성적서[원문불량;p.89-91] 108
〈그림3.2.19〉 기존 집수로 110
〈그림3.2.20〉 개선 전·후 111
〈그림3.2.21〉 1차 시제품 111
〈그림3.2.22〉 2차 시제품 112
〈그림3.2.23〉 3차 시제품 112
〈그림3.2.24〉 3D프린트를 활용한 제품과의 결합 112
〈그림3.2.25〉 다양화를 위한 모델링 제품 113
〈그림3.2.26〉 알루미늄을 적용한 시제품 113
〈그림3.2.27〉 컬러 규사를 채운 시제품 113
〈그림3.2.28〉 재생 PVC 틀 시험성적서[원문불량;p.95] 114
〈그림3.2.29〉 식생블록 유해성시험 및 최대인장하중 시험성적서[원문불량;p.95] 114
〈그림3.2.30〉 알루미늄 틀(컬러모래) 시험성적서[원문불량;p.96] 115
〈그림3.2.31〉 기존 엘보 116
〈그림3.2.32〉 개선 전·후 116
〈그림3.2.33〉 빗물침투 엘보 시제품 117
〈그림3.2.34〉 틀과 엘보를 결합한 완제품 118
〈그림3.2.35〉 성능인증서 119
〈그림3.2.36〉 식생블록 현장사진 128
〈그림3.2.37〉 집수로 현장사진 132
〈그림3.2.38〉 식생블록 현장평가 시험성적서 134
〈그림3.3.1〉 펌프성능 141
〈그림3.3.2〉 수위계 종류 142
〈그림3.3.3〉 수위계 성능 143
〈그림3.3.4〉 유전율 144
〈그림3.3.5〉 토양 수분계 성능 146
〈그림3.3.6〉 DB를 통한 네트워크 구성 150
〈그림3.3.7〉 LID 자동운전 구성도 152
〈그림3.3.8〉 메인 화면 154
〈그림3.3.9〉 계측 트렌드 현황 154
〈그림3.3.10〉 알람 상태 155
〈그림3.3.11〉 펌프 상태 155
〈그림3.3.12〉 밸브의 상태 156
〈그림3.3.13〉 수동 및 자동 범위 설정/운전 제어 156
〈그림3.3.14〉 메인 화면 및 분석 모니터링 157
〈그림3.3.15〉 식생지 모니터링 및 시설물 점검일지 157
〈그림3.3.16〉 기초 자료 입력 및 계측기 상태 모니터링 158
〈그림3.3.17〉 재순환 및 이력 조회 158
〈그림3.3.18〉 LID실증모니터링[원문불량;p.140] 159
〈그림3.4.1〉 빗물처리 파일럿 장치 제작도 및 장치 설치 모습 163
〈그림3.4.2〉 도로 유출수 수질분석 그래프 164
〈그림3.4.3〉 빗물처리 공정 165
〈그림3.4.4〉 표면유출수 처리 165
〈그림3.4.5〉 저류조 유입 처리 기술 166
〈그림3.4.6〉 토사유입 실험용 실험수 확보 166
〈그림3.4.7〉 유기물질 처리 실험용 실험수 확보 167
〈그림3.4.8〉 파일럿 장치 제작 167
〈그림3.4.9〉 a. 파일럿 장치 평면도 및 정면도 168
〈그림3.4.9〉 b. 파일럿 장치 사진 168
〈그림3.4.10〉 유기물 함유 오염 빗물 처리 실험(부유물질) 169
〈그림3.4.11〉 유기물 함유 오염 빗물 처리 실험(생물학적 산소요구량) 169
〈그림3.4.12〉 유기물 함유 오염 빗물 처리 실험(총질소) 170
〈그림3.4.13〉 유기물 함유 오염 빗물 처리 실험(총인) 170
〈그림3.4.14〉 유기물 함유 오염 빗물 처리 실험(탁도) 171
〈그림3.4.15〉 토사함유 오염 빗물 처리 실험(부유물질) 172
〈그림3.4.16〉 토사함유 오염 빗물 처리 실험(생물학적 산소요구량) 172
〈그림3.4.17〉 토사함유 오염 빗물 처리 실험(총질소) 173
〈그림3.4.18〉 토사함유 오염 빗물 처리 실험(총인) 173
〈그림3.4.19〉 일일 10톤 규모 실증플랜트 설계도 및 제작품[원문불량;p.157] 176
〈그림3.4.20〉 현장설치 위치도 177
〈그림3.4.21〉 현장설치 사진 177
〈그림3.5.1〉 LID 기반 생태연못 구축 프로세스(안). 구체적인 생태연못... 178
〈그림3.5.2〉 KICT 커뮤니티가든 생태연못 시공 절차 179
〈그림3.5.3〉 지하매립 어소방틀의 기능(왼쪽 : 평수기, 오른쪽 : 갈수기) 180
〈그림3.5.4〉 건설연에 시공된 생태연못 전경(Q1 :... 180
〈그림3.5.5〉 건설연에 시공된 생태연못 top view... 180
〈그림3.5.6〉 생태연못 모니터링 결과 예시 181
〈그림3.5.7〉 국외 LID 기반 생태연못의 다양한 조성사례[원문불량;p.163] 182
〈그림3.5.8〉 실증 파일럿 테스트 내 어류 및 도시 내 잠자리 서식처... 183
〈그림3.5.9〉 LID 기법을 활용한 수원확보 절차 예시(www.googl.com) 183
〈그림3.6.1〉 유휴공간활용 LID기반 빗물저류 융복합 시스템 설치 공사 184
〈그림3.6.2〉 유휴공간활용 LID기반 빗물저류 융복합 시스템 지상 설치도 186
〈그림3.6.3〉 전처리장치 설계[원문불량;p.168] 187
〈그림3.6.4〉 표면유출관리시스템 설계 188
〈그림3.6.5〉 저류조 빗물 운영 구성도 189
〈그림3.6.6〉 제어 및 시스템 구서동 189
〈그림3.6.7〉 TestBed 현장 제어반 및 계측기 설치 190
〈그림3.6.8〉 현장제어반 외형도[원문불량;p.172] 191
〈그림3.6.9〉 현장제어반 내부 배치도[원문불량;p.172] 191
〈그림3.6.10〉 현장제어반 SEQUENCE DIAGRAM(1)[원문불량;p.173] 192
〈그림3.6.11〉 현장제어반 SEQUENCE DIAGRAM(2)[원문불량;p.173] 192
〈그림3.6.12〉 현장제어반 SEQUENCE DIAGRAM(3)[원문불량;p.174] 193
〈그림3.6.13〉 현장제어반 SEQUENCE DIAGRAM(4)[원문불량;p.174] 193
〈그림3.6.14〉 현장 제어반 설치 194
〈그림3.6.15〉 제어반 내부 구성 194
〈그림3.6.16〉 리미트 스위치 195
〈그림3.6.17〉 실내 전등(형광등) 195
〈그림3.6.18〉 전원 차단기 196
〈그림3.6.19〉 변환기 196
〈그림3.6.20〉 전자접촉기 197
〈그림3.6.21〉 과부하계전기 197
〈그림3.6.22〉 릴레이 197
〈그림3.6.23〉 전원 공급기 198
〈그림3.6.24〉 제어반 수동 운전방법 199
〈그림3.6.25〉 제어반 자동 운전방법 200
〈그림3.6.26〉 Road run-off treatment process pilot plant diagram 201
〈그림3.6.27〉 실증플랜트 설계도면(10ton/day) 202
〈그림3.6.28〉 실증플랜트 제작 및 설치사진 203
〈그림3.6.29〉 현장 Spiking 실험사진 204
〈그림3.6.30〉 중금속 및 영양염류물질 제거효율 206
〈그림3.6.31〉 역세에 따른 수량회복 및 수질평가 207
〈그림3.6.32〉 강우 시 유입 및 처리 수질모니터링 208
〈그림3.6.33〉 Test-bed 활용 전 생태연못 211
〈그림3.6.34〉 Test-bed 활용 후 생태연못 예시 211
〈그림3.6.35〉 Test-bed의 생태연못에 적용된 어소방틀 및 기초수질항목 비교 예시[원문불량;p.193] 212