• Title/Summary/Keyword: 고도별수질

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A Study on Data-driven Modeling Employing Stratification-related Physical Variables for Reservoir Water Quality Prediction (취수원 수질예측을 위한 성층 물리변수 활용 데이터 기반 모델링 연구)

  • Hyeon June Jang;Ji Young Jung;Kyung Won Joo;Choong Sung Yi;Sung Hoon Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.143-143
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    • 2023
  • 최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.

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Analysis of Water Quality improvement of Upper Stream for the Chung-ju Dam according to Reducing Pollution Using QUAL2E Model (QUAL2E 모형을 이용한 오염원변화에 따른 충주댐 상류 유역의 수질 개선 효과 분석)

  • Han, Chang-Wha;Park, Jong-Seok;Shin, Jun-Shik;Lee, Jae-Joo;Hwang, Ui-Gyu;Rhee, Kyoung-Hoon
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.16 no.1
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • The research grasps water quality contamination source by investigating the data that are superordinate laws and the related plans implemented for establishing water quality improvement measures of upper stream for Chung-Ju Dam, present conditions of the hydraulic and hydrology, the present conditions and plans of environment basic facilities, and present conditions of main contamination source's occurrence load and discharge load, etc. The research used the QUAL2E simulation which is being widely applied to simulation of river water quality because the QUAL2E has high credibility among water quality simulations known throughout the country. On basis of this research, regulations and politic alternatives are required in order to water quality improvement upper stream for the Chung-ju dam, especially establishing processing facilities in the region where loading amount is concentrated should be considered with the additional research regarding cost-efficient facility of pollution source.

Current and Future Trend: Development of Water Treatment System on Ship (선박 수처리 장치 개발 현황 및 미래)

  • Kim, Bongchul;Yeo, In-seol;Park, Chan-gyu;Park, Byung Hyun
    • Prospectives of Industrial Chemistry
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    • v.22 no.5
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    • pp.14-24
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    • 2019
  • 전 세계적인 기후변화로 인하여 선박 내 이용되는 물과 관련된 배출 규제도 매년 강화되고 있는 추세이다. 심해지는 규제를 만족하기 위하여 다양한 선박용 수처리 기술이 개발되고 있으며, 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 선박 내에서 이루어지는 수처리 공정인 선박 평형수(ballast water)처리, 조수기(fresh water generator)를 통한 선박 내 용수 공급, 대기오염 저감을 위한 스크러버(wet scrubber) 폐세정수 처리 공정과 관련된 국제해사기구(international maritime organication, IMO)와 같은 국제적인 규제 및 특정지역과 연안에 위치한 주정부 기관의 규제 현황에 대해 문헌조사를 통해 정리하였다. 이를 바탕으로 다양한 선박 내 수자원 활용과 규제에 부합하기 위해 적용되고 있는 관련 수처리 기술을 용도별로 정리하였으며, 현재 기존기술의 효율 개선 및 신기술 도입과 관련된 연구 현황을 정리하였다. 이러한 선박 내 수처리 현황 및 향후 적용될 기술개발연구를 바탕으로 지속가능한 해양환경 조성 및 기후변화 대응이 가능할 것으로 기대된다.

Characteristics of Groundwater Quality by Elevation in Cheju Island (고도에 따른 제주도 지하수의 수질특성)

  • 이용두
    • Journal of Korea Soil Environment Society
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    • v.5 no.3
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    • pp.65-75
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    • 2001
  • This study purpose to elucidate the characteristics of water quality by elevation and groundwater samples has been studied with the samples from 150 selected groundwater represented the watershed of groundwater wells in Cheju Island. The evaluation of the characteristics of water quality utilized the physical and chemical property and the statistical analysis. According to the piper diagram, groundwater in the under 50 m region is shown N $a^{+}$$K^{+}$-C $l^{[-10]}$ type, and that groundwater in the 50~100 m region is shown N $a^{+}$$K^{+}$-HC $O_3$$^{[-10]}$ +C $O_3$$^{2-}$ type. and partly N $a^{+}$$K^{+}$-C $l^{[-10]}$ type. In the above 100 m region belongs to N $a^{+}$$K^{+}$-HC $O_3$$^{[-10]}$ +C $O_3$$^{2-}$ type. The result of factor analysis, commonly two factors as TDS(Total Dissolved Solid) and the contaminants extracted in the under 50m region and above 100 m region. Three factors were obtained from the result of the factor analysis in the 50~100 m region. Factor 1, consisting of TRS content. Factor 2, consisting of the contaminant and the dissolution of minerals. and Factor 3, consisting of HC $O_3$$^{[-10]}$ content. content.

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Classification of Major Reservoirs Based on Water Quality and Changes in Their Trophic Status in South Korea (수질 특성에 따른 우리나라 주요 호소 분류 및 호소 영양 상태 변동 특성 분석)

  • Dae-Seong Lee;Da-Yeong Lee;Young-Seuk Park
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.55 no.2
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    • pp.156-166
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    • 2022
  • Understanding the characteristics of reservoir water quality is fundamental in reservoir ecosystem management. The water quality of reservoirs is affected by various factors including hydro-morphology of reservoirs, land use/cover, and human activities in their catchments. In this study, we classified 83 major reservoirs in South Korea based on nine physicochemical factors (pH, dissolved oxygen, chemical oxygen demand, total suspended solid, total nitrogen, total phosphorus, total organic carbon, electric conductivity, and chlorophyll-a) measured for five years (2015~2019). Study reservoirs were classified into five main clusters through hierarchical cluster analysis. Each cluster reflected differences in the water quality of reservoirs as well as hydromorphological variables such as elevation, catchment area, full water level, and full storage. In particular, water quality condition was low at a low elevation with large reservoirs representing cluster I. In the comparison of eutrophication status in major reservoirs in South Korea using the Korean trophic state index, in some reservoirs including cluster IV composed of lagoons, the eutrophication was improved compared to 2004~2008. However, eutrophication status has been more impaired in most agricultural reservoirs in clusters I, III, and V than past. Therefore, more attention is needed to improve the water quality of these reservoirs.

Hydrochemical Characteristics of Spring Water in Cheju Island (제주도 용천수의 수리화학적 특성)

  • 윤정수;박상운
    • Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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    • v.5 no.2
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    • pp.66-79
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    • 1998
  • This study purposes to elucidate the characteristics of local water quality and the evolutional process of the spring water have been studied with the samples from 55 selected springs, from the coast region to the Baegrogdam, a caldera lake of Halla mountain in Cheju Island. Results of hydrochemical analyses in the 55 spring water show that Gwaneumsa is pollued with high hydrogen concentration, and spring waters from Yusuarmchun, Jangsumul, Dukjisemmul, Sinch'onk'nmul, Youngchunsa, Woonyangchun, Harwontongmul, Dongheamul, Seakdalsengsu, Andukkyekok, Dotimul, Kinmul, Harkangmul and Jungkeummul are polluted by the pollution sources from the surface surrounding ground. Spring waters of Samyang3suwon, Meungbusa, Sernurungmul, Tosanmul, Jungkeummul, Kwakgimul, Aewolharmul, Konemul and Nokgomul are also polluted from the sea water intrusion. The electrical conductivity, pH and the concentration of nitrate nitrogen and bicarbonate increase when the precipitation increases, but the concentration of sodium, chloride and sulphate decrease when the precipitation increases. The concentrations of potassium, magnessium and calcium are nearly independent of the precipitaion. Quality characteristics of spring water show complicated group of spring water through piper's trilinear diagram. The high mountain region consists of groups of sodium or potassium type and bicarbonate type; the middle mountain region consists of groups of sodium or potassium type and no dominant type; the low mountain consists of groups of no dominant type and sulfate or nitrate type; the coast region consists of groups of sodium or potassium type and chloride type or no dominant type. These characteristics indicate that the spring waters are changed from bicarbonate type in the high and middle mountain regions into non-bicarbonate type in the coastal region, as the precipitated waters flow downslope.

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Sruvey of Raw Silk Reeling Water in Korea (우리나라 제사용수의 실태 조사)

  • Sung, J. C.;Lee, D.;Lee, D. S.;Kho, C. S.;Choi, K. S.;Jou, W. H.
    • Journal of Sericultural and Entomological Science
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    • v.29 no.2
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    • pp.73-81
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    • 1987
  • This investigation was carried cut to obtain the reeling water conditions in Korea. The analyzed items of water were pH, colority, turbidity, acidity, alkalinity, solids electric conductibity hardness and heavy metal ions. About 40% of the reeling water were found to be agreeable, 30% were acceptable provided with some quality control and the others were out of acceptable range mainly based on the M-alkalinity, acidity, pH and total hardness. It was found that there was a following relationship between total hardness and electric conductibity with the relative correlation coefficient r=0.9145. y=15.967+0.22774x Where x, y are electric conductivity and total hardness respectively.

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Effective Costal Environmental Management by Conjugation of Modeling of Bio-Purification and Total Allowable Pollutant Loads in Masan Bay (생물정화기작과 총허용오염부하량을 연계한 마산만의 효율적 해양환경 개선방안)

  • Eom, Ki-Hyuk;Kim, Gui-Young;Lee, Won-Chan;Lee, Dae-In
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.15 no.1
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    • pp.38-46
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    • 2012
  • This study carried out current status, characteristics, and problems of coastal environment management on semi-enclosed Masan Bay in Korea and suggests cost-effective and eco-friendly water quality management policy. The pollutants from terrestrial sources into the Bay have apparently environmental pollution problems, such as eutrophication, red tide, and hypoxia. The carrying capacity of the Bay is estimated by hydrodynamic model and ecosystem model, material circulation including bivalve in ecosystem is analyzed by the growth model of bivalve. The resulting reduction in the input load was found to be 50~90%, which is unrealistic. When the efficiency of water quality improvement through bivalve farming was assessed based on the autochthonous COD, 30.7% of the total COD was allochthonous COD and 69.3% was autochthonous COD. The overall autochthonous COD reduction rate by bivalve aquaculture farm was found to be about 6.7%. This study indicate that bivalve farming is about 31% less expensive than advanced treatment facilities that remove both nitrogen and phosphorous.

Derivation of Data Demand through Analysis of Agreed Terms and Conditions on Environmental Impact Assessment - Focusing on the Water Environment - (환경영향평가 협의 내용 분석을 통한 데이터 수요 도출방안 - 수환경 분야를 중심으로 -)

  • Jinhoo Hwang;Yoonji Kim;Seong Woo Jeon;Yuyoung Choi;Hyun Chan Sung
    • Journal of Environmental Impact Assessment
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    • v.32 no.1
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    • pp.29-40
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    • 2023
  • The need for improvement is raised due to limitations with environmental impact assessment, and the importance for data-based environmental impact assessment is increasing. In this study, data demand was derived by analyzing Agreed Terms and Conditions in the Water Environment field (Water Quality, Hydraulic & Hydrologic Conditions, and Marine Environment) of environmental impact assessment. Agreed Terms and Conditions on environmental impact assessment in the water environment field were classified and categorized by environmental impact assessment stage (addition to status survey, impact prediction and evaluation, establishment of reduction measures, post-environmental impact survey), and data demand for each type of consultation opinion was linked. As a result of the categorization of Agreed Terms and Conditions, it was classified into 18 types in the water quality, 15 types in the hydraulic & hydrologic conditions, and 17 types in the marine environment. As a result of linking data demand, the total number of data demand was 236 in the water quality, 98 in the hydraulic & hydrologic conditions, and 73 in the marine environment. The highest number of Agreed Terms and Conditions and data demands were found in the water quality for the evaluation item and establishment of reduction measures, specifically establishment of non-point source pollution reduction measures, for the stage. The numbers were judged to be linked to the relative importance of the items and the primary purpose of environmental impact assessment. The derivation of data demand through the analysis of Agreed Terms and Conditions in the environmental impact assessment can contribute to the advancement of the preparation of environmental impact assessment reports and is expected to increase data utilization by various decision-makers by establishing a systematic database.

Aquatic Plant Restortaion by Mattress/Filter System in Stagnant Stream Channel (정체수역에서의 Mattress/Filter에 의한 수생식물 복원)

  • Yeo Woon Ki;Cho Seung Ho;Jee Hong Kee;Lee SoonTak
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.1393-1397
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    • 2005
  • 홍수유출을 저감시키기 위해서 유역의 저류기능을 강화시킬 수 있는 댐 건설은 이수적인 측면에서 안정적인 용수공급을 보장해주는 수단으로 겸용되어 왔으며, 특히 다목적댐이 건설되면서 하도의 첨두홍수유출량을 줄이는데 크게 기여해 왔다. 하지만 그로 인해 물의 흐름이 막히는 정체수역이 증가하고 있으며, 생활오수, 산업폐수의 발생은 정체수역에서의 영양염류 부하량을 증가시켜 부영양화를 초래하고 있다. 수생식물은 태양빛을 받아 광합성 작용을 하여 수중에서 성장하면서 수중의 유$\cdot$무기물질을 영양소로 섭취함으로써 수질을 정화시키는 작용을 하게 된다. 영양염류 부하량이 큰 정체수역의 오염된 물은 식물의 성장활동에 의해서 어느 정도 정화시킬 수 있으며, 이와 같이 수중에 식물을 식재하기 위해서는 식물이 하상에 쉽게 그리고 지속적으로 성장하고 번식활동을 할 수 있는 여건이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Mattress/Filter를 정체수역에 설치함으로써 이러한 식물의 성장과 번식을 도와줄 수 있는 환경조건을 제안하였다. 연구결과, Mattress에 식재한 갈대, 줄 및 애기부들의 피도는 $60-80\%$ 정도로 나타났다. 각 Mattress의 식물군집에는 초기 식재한 식물의 우점도가 가장 높았으나 갈대와 줄 군락의 경우 다른 종이 많이 출현하는 것으로 나타났다. 갈대 군락에서는 갈대가 크게 우점하였으나 그 외에 돌피, 하늘지기, 여뀌바늘 등이 우점하는 것으로 나타났다. 또한 줄 군락에서는 역시 줄이 크게 우점하였으나 방동사니, 돌피, 조개풀 등이 출현하였다. 애기부들 군락에서는 애기부들외에 세모고랭이와 미국가막사리 두가지 종만 출현한 것으로 나타났다. 갈대와 줄 군락의 출현 종수는 각각 7과 11이었으며, 다양도지수가 1.67, 2.18로 식물다양성이 크게 증가한 것으로 나타났다. 수질은 BOD 10mg/L, TN 15mg/L, TP 2.0mg/L이하로 이를 유등천 상류부에 공급할 경우 유등천의 수질은 BOD 6.7mg/L, TN 9.80mg/L, TP 0.90mg/L를 나타낼 것으로 예측된다. 고도처리시설의 도입 후 금강 합류점에서 갑천의 예측 BOD는 7.4mg/L로 현재 9.0mg/L에 비하여 개선되지만 이는 금강수계 오염총량 관리계획의 시$\cdot$도 경계지점 목표수질인 5.9mg/L를 만족시키지 못하므로, 이를 만족시키기 위해서는 방류수 BOD 7.2mg/L이하로 처리해야 할 것으로 판단된다.which support only concepts or image features.방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식하는 해방적 행동에 대한 목표를 강조하여 적용할 필요가 있음을 시사하고

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