Journal of Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회지)

Korean Society of Environmental Engineers (대한환경공학회)
권호 표지

Application of HSPF Model for Effect Analyses of Watershed Management Plans on Receiving Water Qualities

유역관리에 따른 수질개선 효과분석을 위한 HSPF 모델 적용

  • Song, Hye-Won (Department of Environmental Science and Engineering, Ewha Womans University) ;
  • Lee, Hye-Won (Department of Environmental Science and Engineering, Ewha Womans University) ;
  • Choi, Jung-Hyun (Department of Environmental Science and Engineering, Ewha Womans University) ;
  • Park, Seok-Soon (Department of Environmental Science and Engineering, Ewha Womans University)
  • 송혜원 (이화여자대학교 환경공학과) ;
  • 이혜원 (이화여자대학교 환경공학과) ;
  • 최정현 (이화여자대학교 환경공학과) ;
  • 박석순 (이화여자대학교 환경공학과)
  • Published : 2009.05.30
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Abstract

The HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) model was applied to the Kyoungan stream watershed to analyze effects of watershed management plans on receiving water qualities. Utilizing BASINS 3.1 GIS program, the Kyoungan stream watershed was divided into 57 sub-basins and model input parameters were obtained, from DEM (Digital Elevation Model), land use type, stream map, and wastewater treatment facilities, etc.. The hydrologic module of the model was validated based on the measured meteorological data and stream flow data. Then the model was calibrated and verified against the field measurements of water qualities, including temperature, DO, BOD, $NO_3-N$, $NH_3-N$, Org-N, TN and TP. In most cases, there were reasonable agreements between measurements and predictions. The validated model was used to analyze the water quality improvements in the main stream of Kyoungan stream according to the watershed management plans in sub-basins, which are three different scenarios: water quality improvement in tributaries through watershed management activities, expansion and up-grade of wastewater treatment plants, and application of first and second scenarios together. It was concluded that expansion and upgrade of wastewater treatment plants would be more effective than watershed management activities. In order to improve water qualities to the satisfactory level, both watershed management and point source control must be required in the Kyoungan stream.

유역관리 계획이 하천 수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델을 경안천에 적용하였다. BASINS 3.1 GIS 프로그램에 DEM (Digital Elevation Model), 토지이용도, 하천도, 환경기초시설 등을 입력하여 경안천 유역을 총 57개 소유역으로 구분하고 모델 입력 자료를 산출하였다. 먼저 관측된 기상 및 하천 수량 자료를 이용하여 수문 모델의 타당성을 확인한 후 수질 모델을 보정하고 검증하였다. 적용한 수질은 수온, DO, BOD, $NO_3-N$, $NH_3-N$, Org-N, TN 그리고 TP이며, 대부분의 경우 측정치와 예측치가 적절히 일치하였다. 보정 및 검증 완료된 모델을 활용하여 소유역의 수질관리 방안에 따른 경안천 본류의 수질개선 효과를 분석하였다. 적용한 시나리오는 세 가지로, 첫째, 유역관리 활동을 통한 지천 수질개선, 둘째, 환경기초시설의 확충과 처리수질 향상, 그리고 셋째, 이 두 가지를 동시에 적용하는 것이다. 예측결과에 따르면 환경기초시설 확충과 처리수질 향상이 유역관리를 통한 지천 수질개선보다 효과적인 것으로 나타났다. 경안천이 만족할 만한 수질로 개선되기 위해서는 두 가지 방안이 모두 적용되어야 하는 것으로 나타났다.

Keywords

References

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