• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.875-886
• /
• 1994

This study is to develop an advanced storm runoff analysis program which takes geomorphological characteristics of watershed into consideration in determining model parameters. Basic concept of storm runoff modelling is based upon the kinematic wave theory. And numerical solution is obtained by the characteristic curve method. The storm runoff analysis program developed by this study is composed of multiple equivalent roughness sub-basins, each of which has two equivalent catchments on both side of a stream. Because it is based upon the stream-order of the Strahler system, the equivalent catchment-stream network reflects the stochastic geomorphological characteristics in the model parameter. Applicability and reliability of the storm runoff analysis program is evidenced by model calibration and verification process utilizing geographical and hydrological data of the Bocheong-river area which is a representative watershed of IHP projects in Korea. This study will hopefully contribute to hydrological calculation essentially required to understand water quality effect caused by regional development.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.29-43
• /
• 2007

For effective management of water quality on the southern coast of korea, a three-dimensional eco-hydrodynamic model is used to predict water quality in summer and to estimate the reduction rate in pollutant loads that would be required to restore water quality. Under the current environmental conditions, in particular, pollutant loadings to the study area were very high, chemical oxygen demand (COD) exceeded seawater quality criteria to comply with current legislation, and water quality was in a eutrophic condition. Therefore, we estimated reduction rates of current pollutant loads by modeling. The model reproduced reasonably the flow field and water quality of the study area. If the terrestrial COD, inorganic nitrogen and phosphorus loads were reduced by 90%, the water quality criteria of Region A were still not satisfied. However, when the nutrient loads from polluted sediment and land were each reduced by 70% simultaneously, COD and $Chl-{\alpha}$ were restored. When we reduced the input COD and nutrient loads from the Nakdong River by 80%, $Chl-{\alpha}$ and COD of Region B decreased below $10\;{\mu}g\;1^{-1}$ and $2\;mg\;1^{-1}$, respectively. The water quality criteria of Region C were satisfied when we reduced the terrestrial COD and nutrient loads by 70%. Total allowable loadings of COD and inorganic nutrients in each region were determined by multiplying the reduction rates by current pollutant loads. Estimated high reduction rates, although difficult to achieve at the present time under the prevailing environmental conditions, suggest that water pollution is very severe in this study area, and pollutant loads must be reduced within total allowable loads by continuous and long-term management. To achieve the reduction in pollutant loads, sustainable countermeasures are necessary, including the expansion of sewage and wastewater facilities, polluted sediment control and limited land use.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.25 no.2
• /
• pp.99-110
• /
• 2023

Non-point source (NP) pollutants in an agricultural landuse are discharged from a large area compared to those in other land uses, and thus effective source control measures are needed. To develop appropriate control measures, it is necessary to quantify discharge load of each source and evaluate the degree of water quality improvement by implementing different options of the control measures. This study used Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF) to quantify pollutant discharge loads from different sources and effects of different control measures on water quality improvements, thereby supporting decision making in developing appropirate pollutant control strategies. The study area is the Gyeseong river watershed in Changnyeong county, Gyeongsangnam-do, with agricultural areas occupying the largest proportion (26.13%) of the total area except for the forest area. The main pollutant sources include chemical and liquid fertilizers for agricultural activities, and manure produced from small scale livestock facilities and applied to agriculture lands or stacked near the facilities. Source loads of chemical fertilizers, liquid fertilizers and livestock manure of small scale livestock facilities, and point sources such as municipal wastewater treatment plants (WWTPs), community WWTPs, private sewage treament plants were considered in the HSPF model setup. Especially, NITR and PHOS modules were used to simulate detailed fate and transport processes including vegitation uptake, nutrient deposition, adsorption/desorption, and loss by deep percolation. The HSPF model was calibrated and validated based on the observed data from 2015 to 2020 at the outlet of the watershed. The calibrated model showed reasonably good performance in simulating the flow and water quality. Five Pollutants control scenarios were established from three sectors: agriculture pollution management (drainge outlet control, and replacement of controlled release fertilizers), livestock pollution management (liquid fertilizer reduction, and 'manure management of small scale livestock facilities) and private STP management. Each pollutant control measure was further divided into short-term, mid-term, and long-term scenarios based on the potential achievement period. The simulation results showed that the most effective control measure is the replacement of controlled release fertilizers followed by the drainge outlet control and the manure management of small scale livestock facilities. Furthermore, the simulation showed that application of all the control measures in the entire watershed can decrease the annual TN and TP loads at the outlet by 40.6% and 41.1%, respectively, and the annual average concentrations of TN and TP at the outlet by 35.1% and 29.2%, respectively. This study supports decision makers in priotizing different pollutant control measures based on their predicted performance on the water quality improvements in an agriculturally dominated watershed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.1084-1088
• /
• 2007

국내에서 농업용수 취수, 수위 유지 등의 목적으로 18,000 개의 크고 작은 보가 하천에 설치되어 있으나 농경지의 도시화, 비닐하우스 단지화 등 토지이용의 변화와 대형 저수지의 축조/양수장 설치 등에 따른 취수 시설물의 통합 및 보체의 노후화 등으로 매년 50-150개의 보가 본래의 기능을 상실하여 용도 폐기되고 있다. 그러나 폐기된 보들이 철거 되지 않고 하천에 존치되어 하천생태통로의 단절, 수질 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 외국의 경우에는 1970년대부터 본격적으로 기능을 상실한 보, 소형댐 등은 물론 일부 기능이 있는 하천횡단 시설물을 철거하여 하천환경복원을 추진하고 있다. 우리나라의 경우에는 최근 들어 기능을 상실한 보나 소형 댐 등에 한하여 하천생태통로 및 생태환경 복원 차원에서 철거의 필요성이 대두되기 시작하였다. 실제 철거도 이루어지고 있으나 체계적인 연구나 가이드라인 없이 지자체에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 보는 하천을 횡단하는 구조물로 보의 상류에 저류지가 형성되고 많은 양의 퇴적물이 쌓여 그에 따른 하상의 단차가 형성된다. 이런 보가 철거됨으로 인해 막대한 양의 유사가 이동하게 되고, 철거 형태에 따라 하상 침 퇴적이 발생하고 그 위치나 양에 따라 하천 형태가 변할 수 있다. 이런 변화를 예측하여 철거에 따른 문제 등을 사전에 방지할 수 있는 기술이 필요하고, 철거에 대한 가이드라인 등이 마련되어야 할 것이다. 본 연구는 한강 제 1지류인 곡릉천에 위치한 곡릉2보의 철거에 따른 하상 변동, 하천 형태 변화 등 물리적 영향을 조사하고, 보 철거 후 장 단기적인 하도 및 하상 변동 등을 예측하는 기술을 개발하는 것이다. 연구 대상 보인 곡릉2보의 철거에 따른 모니터링 결과, 하상의 종단 변화는 그리 크게 생기지 않았으며 보 상 하류 횡단면에서 변화가 다소 큰 것으로 나타났다. 또한, 하상 재료의 부분적 변화도 발견되었으나, 전반적인 하천의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.1430-1434
• /
• 2005

금강 유역과 같이 복잡한 하천유역 시스템의 관리를 위해서는 시스템 요소들을 통합적으로 분석할 수 있는 효과적인 의사결정지원 도구가 필요하다. K-MODSIM 모형은 단기 물관리, 장기 운영계획, 가뭄 대비계획 및 물관련 분쟁 해결을 위해 보다 개선된 유역관리 전략을 수립하기 위한 컴퓨터 기반 도구로 개발되었으며, 본 연구에서는 K-MODSIM 모형에 저수지 운영률을 반영하여 유역의 용수배분을 평가하였다. 유역 저수지군 운영 환경 및 제약조건을 반영한 네트워크를 구성한 후, 두 단계의 모형 검정을 수행하였다. 먼저 물리적 검정을 통해서 전체 대상 수계의 상하류 물수지를 검토하고, 다음 단계인 운영 측면의 검정에서 물리적으로 나타나는 상황이 댐 운영이나 제약 조건 등에 부합하는지의 여부를 검토하였다. 대청댐과 용담댐의 통합 운영을 위한 최적 운영률의 개발은 동적계획법 소프트웨어인 CSUDP를 이용하여 수행하였으며, 여기서 사유한 접근법은 음해 추계학적 동적계획법이다. 이 접근방법은 유입량 시계열을 추계학적으로 모의발생시키고, CSUDP 모형은 모의발생시킨 유입량 시계열에 대한 최적운영률을 찾기 위해 사용하며, CSUDP의 최적화 결과에 대한 통계적인 분석을 통해 월단위 운영률을 도출하였다. K-MODSIM 모형에 저수지 운영률을 반영하여 유역의 용수배분을 평가하였다. 유역 저수지군 운영 환경 및 제약조건을 반영한 네트워크를 구성하고, 대청댐과 용담댐의 통합 운영을 위한 최적연계 운영를을 개발하여 다음과 같은 운영 시나리오들을 개발하고 평가하였다. $\cdot$ 금강수계에 대한 용당댐의 영향 평가 $\cdot$ 댐 연계운영시 수요량 변화에 따른 영향 평가 $\cdot$ 하도추적을 고려한 일별모형의 검증 개발된 운영률과 하도추적방법을 K-MODSIM 모형에서 검증하기 위해서 vb.net 스크립트 파일을 개발하여 적용하였다.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 있다.교하여 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 HSP 환자군에서도 $IL1RN^{*}2$ allele 빈도와

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.46-60
• /
• 2023

Climate change causes fluctuations in water quality in the aquatic environment, which can cause changes in water circulation patterns and severe adverse effects on aquatic ecosystems in the future. Therefore, research is needed to predict and respond to water quality changes caused by climate change in advance. In this study, we tried to predict the dissolved oxygen (DO), chlorophyll-a, and turbidity of the Paldang reservoir for about two weeks using long short-term memory (LSTM) and gated recurrent units (GRU), which are deep learning algorithms based on recurrent neural networks. The model was built based on real-time water quality data and meteorological data. The observation period was set from July to September in the summer of 2021 (Period 1) and from March to May in the spring of 2022 (Period 2). We tried to select an algorithm with optimal predictive power for each water quality parameter. In addition, to improve the predictive power of the model, an important variable extraction technique using random forest was used to select only the important variables as input variables. In both Periods 1 and 2, the predictive power after extracting important variables was further improved. Except for DO in Period 2, GRU was selected as the best model in all water quality parameters. This methodology can be useful for preventive water quality management by identifying the variability of water quality in advance and predicting water quality in a short period.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.313-313
• /
• 2022

일반적으로 가뭄은 특정지역에서 평균 이하의 강수량이 발생되는 현상으로, 강수량이 감소되면 토양수분, 하천수 수위, 저수지 수위, 지하수위 등이 순차적으로 감소한다. 수문학적 가뭄은 기상학적 가뭄 및 농업 가뭄에 비해 늦게 발현되는데, 이는 강수량의 부족이 토양수분, 하천수량, 지하수 및 저수지 수위 등과 같은 수문학적 시스템에 전이되는 시간이 소요되기 때문이다. 따라서, 가뭄 피해를 경감하기 위해 지하수위 변동성을 이용하여 지하수 함양량을 추정함으로써 효율적인 수자원 관리의 필요성이 증대되고 있다. 지하수위는 농촌 지하수 개발, 가뭄 및 홍수 예측 등 다양한 분야에 활용되며, 강수량에 의한 변화가 지표수에 비해 느리게 나타나고 토양을 통과하는 특성으로 인해 단기 및 장기간의 변화 경향이 나타난다. 미국 지질조사국 (United States Geological Survey)에서는 지하수위를 월 단위로 보통 이하 (Below-normal), 보통 (Normal), 보통 이상 (Above-normal) 3단계로 구분하여 분포도를 작성하고 전체 관측기간 중 25% 이상에서 보통 이하 (Below-normal)로 나타나면 가뭄으로 판단한다. 우리나라의 경우 지형, 유역을 고려한 지하수 수위 및 수질 현황과 변동성을 파악하기 위하여 전국 지하수위 관측망 688개소를 설치하고 운영 중에 있다. 또한, 농촌진흥청에서는 전국 농업기상대와 연계하여 토양수분관측망 (soil moisture monitoring network)을 구축하였으며, 표토 10 cm에 토양수분센서를 전국 168 지점에 설치하여 운영하고 있다. 본 연구에서는 강수량을 기반으로 산정한 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 지하수위를 기반으로 산정한 표준지하수위지수 (Standardized Groundwater Level Index, SGI), 토양수분관측망의 토양수분의 상관 분석을 수행하고자 한다. 밭작물 가뭄의 중요 요소인 토양수분 함량은 강수에 즉각적으로 반응하는 반면 지표수 및 지하수는 상대적으로 장기간의 강수에 영향을 받기 때문에, 본 연구의 결과는 향후 밭작물 지역의 가뭄 취약성을 관리하는 지표로 활용이 가능할 것으로 사료된다.