개념 한 쪽
저영향개발기술(LID) 적용은 강우와 지표유출의 관계를 이해하고 투수와 유출을 설계적으로 관리하여 수환경 영향을 최소화하는 접근이라고 설명한다.
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출제기준 단원 「저영향개발기술(LID) 적용」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 투수능 계산 | 1 | 강우강도와 지표유출로 실제 투수능을 산출하는 방법을 묻는다 |
| 첨두 유출량 계산 | 1 | 유역면적·유출계수·강우강도 공식을 이용해 첨두 유출을 구하는 절차를 묻는다 |
| 수질 지표종 판별 | 1 | 수질 매우좋음~좋음 등급에 해당하는 저서생물 지표종을 가리는 문제를 묻는다 |
강우가 내릴 때 실제로 땅으로 스며드는 양인 투수능은 강우강도에서 지표유출량을 차감한 잔여량으로 계산한다는 원리가 핵심이라고 설명한다. 예컨대 강우강도 90mm/hr에 지표유출량 30mm/hr이면 투수능은 60mm/hr이라는 사실을 재료에서 제시한다.
최대 침투능은 토양 등이 가질 수 있는 이론적 상한선으로 참고값으로 사용된다는 점을 명확히 한다. 그러나 실제 현장에서 발현되는 투수능은 강우강도와 지표유출의 균형으로 결정되어 최대 침투능보다 낮게 나타날 수 있다는 점을 강조한다.
유역의 첨두 유출량 계산은 Q = C·I·A 공식을 사용한다고 설명한다. 강우강도 i를 주어진 식에 대입하여 구한 뒤 면적과 유출계수를 곱하고 단위를 맞춰 m³/s로 환산하는 절차가 필요하다고 재료에서 제시한다.
수질 측면에서는 영양염류(질소·인)의 과다 유입이 조류의 과다 증식을 일으키는 부영양화로 이어진다고 정의한다. 부영양화 완화를 위해서는 영양염류의 유입 차단이나 내부 부하 제거가 필요하며 체류시간을 증가시키는 조치는 오히려 악화시킬 수 있다는 점을 지적한다.
수질 지표로서 BOD는 20℃에서 5일간 호기성 상태에서 미생물이 분해할 때 소비된 산소량이라고 정의한다. 이는 수체의 유기물 오염도를 판단하는 기본 지표로 활용된다고 덧붙인다.
예제 1 — 투수능 계산 절차를 보인다. 주어진 값은 최대 침투능 100mm/hr, 강우강도 90mm/hr, 지표유출량 30mm/hr이다. 투수능은 강우강도에서 지표유출량을 빼므로 90 - 30 = 60mm/hr가 정답이라는 계산과정을 제시한다.
예제 2 — 첨두 유출 계산 절차를 보인다. 유역 면적은 2.5헥타르, 유출 계수는 0.4, 유입 시간은 5분을 이용하여 강우강도 i = 7500/(52+T) 식에 T=5를 대입해 i ≈ 131.58mm/hr를 구한다. 면적 2.5ha를 25,000m²로 환산하고 Q = A·C·i 식에 단위 변환을 적용하여 시간당 약 1,315.8m³가 흐른다고 계산한 뒤 초 단위로 바꾸면 대략 0.3655m³/s가 됨을 계산과정으로 보여준다.
최대 침투능이 100mm/hr인 지역에 강우강도 90mm/hr로 비가 왔을 때, 지표유출량이 30mm/hr이었다. 해당 지역 투수능은 얼마인가?
정답 ② · 수문학적 원리에 따르면, 강우 시 지표로 내리는 총 강우량은 나무 등 식생에 의해 차단되는 양을 제외하고 나면 지표유출과 지표면 또는 토양 내부로 스며드는 투수(침투)량으로 구분됩니다. 수식으로 표현하면 '강우강도 = 투수능 + 지표유출량 + 지표저류량'의 관계를 가집니다.
실제 투수능은 강우강도에서 지표유출량을 뺀 잔여량으로 계산되므로 90-30=60mm/hr이다.
유역면적 2.5ha, 유출계수 0.4, 강우강도는 7500/(52+T)mm/hr, 유입시간 5분, 관거 내의 유속 1m/sec, 관거길이 180m인 관거 충구에서의 첨두 유출량(m³/sec)은 약 얼마인가?
정답 ② · 문제는 주어진 유역면적·유출계수·강우강도 식으로 첨두 유출량을 계산하는 문제이다. 먼저 강우강도 i = 7500/(52+T)에 T=5를 대입하면 i ≈ 131.58 mm/hr가 된다.
첨두유출량은 유역면적·유출계수·강우강도의 곱으로 계산하며, 관거 유속은 유입시간 검증용이다.
수질 및 수생태계 상태별 생물학적 특성 이해표에서 생물 등급 “매우좋음~좋음”에 해당되는 저서생물 지표종은? (단, 환경정책기본법 시행령을 적용한다.)
정답 ② · 수생태계 평가에서 '매우좋음~좋음' 등급(1~2등급)은 수질 오염에 매우 민감하고 청정한 환경에서만 서식하는 생물이 지표종이 됩니다. 강하루살이와 민하루살이 모두 하루살이목 곤충이지만, '강하루살이'는 산소가 풍부하고 맑은 물에서만 서식하는 대표적인 청수성 1등급 지표종입니다.
수질 1~2등급(매우좋음~좋음)의 지표종은 청정한 환경에 민감한 민하루살이 등 하루살이목 곤충이다.
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