Estimation of Bio retention Design Capacity Using Principal of Diminishing Returns

Park, Myung woo; Lee, Jeong hoon; Park, Bae kyung; Kim, Sang dan

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2015;15(2):363-368.
Published online April 30, 2015.

수확체감법칙을 이용한 생태저류지 용량산정

박명우, 이정훈, 박배경, 김상단

Estimation of Bio retention Design Capacity Using Principal of Diminishing Returns

Myung woo Park, Jeong hoon Lee, Bae kyung Park, Sang dan Kim

Abstract

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.

Key Words: Bio-retention; Design capacity; Principal of diminishing returns

요지

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.

핵심용어: 생태저류지; 설계용량; 수확체감의 법칙