• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.336-336
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• 2017

우리나라 자연수역의 수질이 인간생활 및 산업활동으로 배출된 오 폐수에 의하여 하천오염의 심각성 및 보존에 대한 문제가 크게 대두 됨에 따라, 하천의 수질모형의 개발 및 적용에 관한 연구가 국내외적으로 활발히 진행되고 있다. 황강유역은 합천댐하류에서 낙동강본류로 합류될 때까지에 해당한다. 황강유역은 황강유역 내에서 유입되는 각 소하천에서의 유입 오염원 관리가 필요하며, 도로 및 불투수층, 임야 및 농촌지역으로서 각 시기에 발생하는 비점오염의 관리가 필요하다. 본 연구에서는 황강 유역의 오염원 변화가 본류수질에 미치는 영향을 수질모델을 통해 알아보고자 한다. 하천의 수질 모델링은 예측하고자 하는 해당 수계의 오염부하량, 유출량 등 환경요인의 변화와 이에 따른 목표수질 설정지점의 수질변화를 모의함으로써 오염 총량관리 기본계획 또는 시행계획에서 합리적 접근방법으로 효과적인 수질관리가 가능하도록 만들어준다. QUAL 계열 모델들은 각기 대상 수역에의 모델 적용에 요구되는 사용 목적, 관심되는 수질항목, 수역 특성, 기타 기초 자료의 제공여건 등을 고려하고 있다. 본 연구에서는 이러한 변화 요소와 기여 특성을 반영한 모의와 해석이 최적화된 QUAL-MEV를 이용하여 낙동강 수계 특성을 적절하게 반영하여 모의할 수 있도록 하였다. 본 연구로 황강유역이 본류수질에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.326-334
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• 2023

본 연구는 낙동강수계 지류에서의 장기 수질모니터링 자료를 이용하여 수질의 목표수질 초과율, 증가 추세를 검토하여 지류에서 문제 되는 물질이 무엇인지 파악하는 것이 목적이다. 낙동강수계에서는 중점 관리가 필요한 38개 지류에 대하여 월 1회 모니터링이 수행되고 있으며 이 자료를 이용하여 지점별 목표수질 초과 및 증가 경향을 분석하였다. 분석 항목은 하천 수질 기준으로 평가가 가능한 DO, BOD, COD, TOC, SS, 총인, 분원성 대장균군, 총대장균군 8개 항목이다. 분석 결과, 목표수질 초과율이 50% 이상이며 증가추세인 항목은 TOC, 분원성 대장균과 총대장균수로 나타났으며 초과율이 50% 이하이나 증가 경향을 가진 항목은 SS로 나타났다. TOC는 난분해성 물질의 증가로 인한 원인으로 판단되며 대장균의 지속적인 증가는 향후 하수처리시설에서의 방류수질 중 대장균의 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.338-344
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• 2010

상수원 및 수계의 수질관리 업무를 효율적이고 능동적으로 수행하고, 수질오염사고 발생시 신속한 대응조치를 할 수 있는 조기경보체계 구축을 위하여 주요 상수원 및 하천 등에 수질자동측정망을 설치하여 운영하고 있다. 수온, pH, EC, DO, TOC 항목에 대한 정도평가를 실시하여, 수질자동 측정 자료에 대한 정확도를 확보하여 신뢰도를 제고하고자 하였다. 수질자동측정기기와 수동측정기기에 대한 측정값을 비교한 결과, 대체로 일반항목(수온, pH, EC, DO) 및 TOC의 상대정확도가 20% 이내의 목표를 만족하였다. 그러나 수질자동측정소의 저류수조의 측정기기(내부)와 채수지점의 측정기기(외부)의 측정값 차이를 분석한 결과, 채수거리가 먼 측정소의 DO에 대한 내부-외부의 상대정확도는 목표값을 다소 벗어나는 것으로 나타났다. 채수관로에 조류 및 미생물 부착에 의한 오염이 원인으로 판단되어 역세척하여 측정한 결과, 측정된 DO 농도는 최대 53%까지 상승하는 효과를 나타냈다. 따라서 채수관로 관리가 수질자동측정 자료의 신뢰성을 확보하는데 중요함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1641-1645
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• 2006

수문순환과 수질오염과정의 제반 기작들이 완벽하게 규명되지 않은 상황에서 인위적 또는 자연적 조건에 따른 수질의 평가는 수질모형으로서 추정하는 것이 유일한 대안이며, 다양한 관리대안에 따른 수질환경변화를 예측함으로서 합리적인 관리방안을 도출하는데 유용한 수단이 되고 있다. 현재 시행 중인 수질오염총량관리제에서 또한 수질모형은 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 보다 구체적으로는 단위유역의 목표수질을 결정하는 것에서부터 기본계획 또는 시행계획에 따른 오염부하량 등 환경요인의 변화와 이에 따른 목표수질 설정지점의 수질 변화 등을 모의하는데 이용되고 있다. 그러나 모형에 사용되는 입력 매개변수의 불확실성과 이에 관련된 수질 모형 자체의 불확실성은 수질오염총량관리제와 같이 많은 이해당사자가 관여된 정책의 결정 시에는 공학적으로 많은 부담으로 작용하고 있는 것 또한 현실이다. 실제로 미국의 오염총량관리제의 경우를 살펴보면 모형의 불확실성 분석이 전체 과정의 진행에서 가장 핵심적인 지위를 차지하고 있다고 볼 수 있다. 많은 연구들이 수질모형에 있어서의 불확실성을 정량화하기 위하여 수행되어 왔으며, 특히 미국의 오염총량관리계획의 수립 시에는 이러한 불확실성 분석을 토대로 하여 안전율을 산정하도록 되어있다. 그러나 이러한 연구들의 대부분은 수질모형의 매개변수 중 수질기작에 관련된 매개변수들(예를 들어, DO, BOD, N, P 등에 대한 반응계수)에 대한 연구에 집중되어 있다. 하천의 수질을 적절하게 모델링하기 위해서는 이러한 수질에 직접적으로 관련한 매개변수들 이외에 하천의 수리특성에 관한 올바른 이해를 바탕으로 그와 관련된 수리학적 매개변수들에 대한 연구가 뒷받침되어야 한다. 그동안 수행되어온 수질 모델링의 적용 사례를 살펴본 바에 따르면 하천을 모델링하기 위해서는 현장 특성 자료의 중요성, 특히 하천수리특성에 관련된 기초 자료의 가용성 여부가 모형의 성패에 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 이는 유량, 유속 및 폭과 깊이로 대변되는 하천 지형은 물질 이송에 대한 주요 외력 함수이며, 다른 모든 예측치들은 이들에 의존적일 수밖에 없기 때문이다. 따라서 이들의 정확한 표현은 올바른 수질 예측에 있어서 필수적일 수밖에 없다. 많은 모형매개변수들이 유속과 깊이에 의존적이나, 이들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제29권6호
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• pp.414-429
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• 2020

하천의 관리를 위하여 수질오염총량 및 물환경기본계획을 수립하여 목표수질을 설정하고 있으며 금호강의 경우 T-P는 목표수질을 달성하고 있으나 BOD, COD, TOC의 경우 지난 5년간 물환경기본계획 목표수질을 초과하였다. 이에 금호강을 대상으로 BOD, COD, TOC를 이용하여 유달부하량 및 유달부하밀도, 오염기여율을 분석하고 수질오염총량관리에서 사용하고 있는 1차원 수질모델인 QUAL-MEV를 활용하여 목표수질 만족을 위한 필요유량을 모의하였다. 유달부하량을 분석한 결과 금호C 지점에서 BOD, COD, TOC 모두 9,832.2 kg/day, 20,656.6 kg/day, 15,545.1 kg/day로 가장 높게 나타났으며, 유달부하밀도는 강우기 및 비강우기에 달서천에서 9.47 kg/day/㎢, 37.55 kg/day/㎢, 30.20 kg/day/㎢과 17.19 kg/day/㎢, 47.59 kg/day/㎢, 39.14 kg/day/㎢로 가장 높게 나타났다. 오염기여율은 강우기에 팔거천이 약 25%, 비강우기에 달서천이 모든 항목에서 약 50%로 가장 높게 나타났다. 또한 금호강본류 및 지류 유기물질간의 상관관계 분석을 수행한 결과 비강우기, 강우기 모두 COD-TOC가 0.8 이상으로 BOD-COD, BOD-TOC보다 상관관계가 높게 나타났다. 그리고 금호C 지점에서 수질오염총량 및 물환경기본계획 목표수질을 만족하기 위한 유량을 조사한 결과 2019년 4월(3.46 ㎥/sec)을 기준으로 약 14배, 22배의 추가유량이 필요한 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.475-481
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• 2011

유역관리제도로써 시행 중인 현재의 수질오염총량관리제도의 기준유량은 과거 10년 평균저수량을 적용하고 있으며, 오염총량관리 이행평가는 단위유역별 목표수질을 만족할 수 있는 부하량에 대한 관리를 통해 시행되고 있다. 현재의 단순화되고 평균화된 개념의 기준유량을 이용한 단위유역별 부하량 할당과 관리는 목표수질 달성이라는 규제 기준을 달성하기 위한 관리측면에서의 편리성은 있으나 유역관리를 통한 유역 혹은 수체의 건전한 회복과 평가를 통해 문제점을 도출하고 해결하고자 하는 근본적인 유역관리의 역할은 미흡하다. 동일한 수질 농도를 유지, 관리하기 위해서는 매시간, 매일 변동하는 유량, 즉 전체유량을 고려한 부하량 관리를 통해서만 하천 생태계의 건강성을 유지할 수 있으며 이를 위해서는 전체 유량 규모를 고려해야 한다. 전체 유량 규모를 고려한다는 의미는 자연 현상인 강우-유출에 의해 다양하게 변동되는 유량과 인위적인 조절 유량 등을 고려한 오염총량관리 기준 설정과 이러한 양상을 반영한 과학적, 합리적인 평가가 가능하다는 의미이다. 이에 본 연구에서는 전체 유량 규모가 고려되는 유량-부하량 상관곡선을 이용한 오염총량평가 기법을 개발하고 이를 낙동강 수질오염총량관리 단위유역에의 실적용을 통해 문제점과 개선방향을 도출하고 본 기법의 국내 오염총량관리의 부하량 할당 및 이행평가에의 적용 가능성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.421-421
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• 2019

본 연구의 목적은 HSPF 모델을 이용하여 비점오염물질이 수질에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 합천댐 유역을 연구대상지역으로 선정하였으며, 입력자료는 유역도, 하천도, 토지이용도, 수치표고모델 및 기상자료 등을 이용하였다. HSPF 모형은 2000년부터 2016년까지의 실측값을 이용하여 보정 및 검증이 이루어졌다. 수문 보정을 위한 매개변수는 사용자 설명서와 참고문헌에 근거하여 선정하였으며, 시행착오법에 의해 수행되었다. 모델의 적용성 평가는 $R^2$, RMSE, RMAE, NSE를 사용하였고 $R^2$가 0.78에서 0.83, RMSE는 2.55에서 2.76mm/day, RMAE는 0.46에서 0.48mm/day, NSE는 0.81에서 0.82까지의 범위로 나타났으며, 연간 유출량이 ${\pm}4%$ 오차 이내로 산정되었다. 수질 모형을 구동하기 위한 수질 자료는 환경부에서 제시한 지침에 따라 생활계, 축산계, 산업계, 토지이용량에 따른 발생 부하량과 배출부하량을 산정하였다. 수질 모형 또한 수문과 같은 기간의 자료를 이용하여 보정 및 검정이 이루어졌다. 보정 결과 연평균 BOD의 차이가 0.22mg/L이고 오차범위는 13%였으며, T-N과 T-P는 0.66mg/L, 0.027mg/L의 차이를 가지며 오차범위는 각각 16%, 13%로 나타났다. 수질항목 중에서도 비점오염 관리의 효과를 평가하기 위해 비점오염물질 중 가장 큰 비중을 차지하는 축산계에 감소 시나리오를 적용하였다. 축산계의 배출부하량 감소율이 20%일때의 BOD, T-N, T-P는 각각 3%, 1%, 3% 감소하였으며 40% 감소율을 적용하였을때는 5%, 3%, 4% 감소하였다. 이러한 수질 해석을 결과를 토대로 효과적인 오염물질 방법을 적용하여 수질 개선과 합천댐 유역의 목표수질을 달성 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.107-112
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• 2008

수질오염총량관리제는 오염원에 대한 농도규제 방식에서 탈피하여 수계전체의 환경용량을 감안하여 원하는 목표수질을 유지하기 위해 허용할 수 있는 오염총량을 해당 배수구역에 할당하고 초과량은 적정수준으로 삭감토록 하는 광범위한 유역관리 기반의 수질정책이다. 금강수계에서는 1차 수질오염총량관리 기본계획($2004{\sim}2010$)하에 시행계획 및 이행평가가 진행 중에 있으나, 시행초기부터 현재에 이르기까지 제도정착을 위한 현안 문제점들이 제기되어 왔다. 지자체간 갈등을 줄이고 지역균형발전과 광역적 수질관리정책을 합리적으로 수행하기 위해서는 제기되어온 문제점들이 해결되어야 한다. 본 연구에서는 합리적인 오염배출부하량 산정을 위하여 2007년 청주시의 모든 동단위 오염원자료를 구축하고 오염부하량을 배출특성을 분석하였다. 또한 강우배출특성을 적용하기 위하여 하수 발생유량 실측자료와 오염원자료에 반영된 자료를 기초로 산정한 하수발생유량을 비교분석 하였다. 청주시 지역의 강우배출특성을 고려하여 보다 과학적이고 합리적인 방법으로 오염부하량을 산정함으로써 현상을 보다 정확히 반영하여 수질오염총량관리 시행상의 실용적인 오염부하량 산정 방안을 모색하고자 한다.

• 환경영향평가
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• 제29권6호
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• pp.441-452
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• 2020

하천환경평가는 현재의 하천환경을 조사하고 평가함으로써 하천복원 사업의 목표와 방향을 설정하고, 사업 직후에는 동일한 방법으로 재평가를 시행함으로써 하천사업이 목표에 맞도록 제대로 이루어졌는지를 판단하기 위한 방법으로 널리 적용되고 있다. 그간 서울시는 훼손된 하천의 물리적 형태 및 생태적 기능을 회복시키는 사업으로 지난 2000년대부터 한강 대부분의 지류에 대하여 생태하천복원이 진행되었으며, 복원이후에 하천환경은 다양하게 변화하였다. 본 연구에서는 서울시 관할 28개 하천을 대상으로 하천별로 물리특성, 수질특성, 생태특성을 평가하고 이를 세가지 특성을 종합적으로 평가하였다. 연구결과, 물리특성은 대부분의 하천이 II-III 등급이며, 수질특성 분석에서 대부분의 하천들은 III-IV 등급, 생물특성인 수생태계건강성평가 결과를 바탕으로 한 훼손하천 등급에서는 모든 하천이 D-E 등급으로 낮게 평가되었다. 따라서 서울시 모든 하천이 수질과 수생태계건강성에 있어서는 건강하지 못한 환경이라는 결과가 도출되었으며, 보다 장기적이며 체계적인 개선이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2019

하구에 조성된 담수호 (estuarine reservoir)는 하천 출구점이 해양과 만나는 지점에 방조제 건설을 통해 형성되는 인공 호수이다. 방조제 건설과 함께 간척을 실시함에 따라 생성되는 토지를 농업용지로 활용하는 경우, 담수호는 농업수자원으로서 활용될 수 있으며 담수호의 수질 문제는 영농 활동에 중요한 요소로 작용하게 된다. 담수호의 수질을 관리는 크게 유역 대책과 호내 대책으로 나누어 이루어지고 있으며, 담수호 수질 관리 계획 수립에 앞서 담수호 수질 관리 방안에 따른 담수호 수질의 영향을 분석하는 것이 중요하다. 실제 다양한 유역 대책과 호내 대책을 적용하면서 그 효과를 검증하기에는 시간 및 경제적 한계성을 지니고 있으므로, 유역 및 호소 수질 모델링을 통한 수질 관리 시나리오별 담수호 수질 모의가 효율적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 농업용수 목표수질인 IV등급을 상회하여 수질 관리를 위한 대책이 시급한 담수호를 대상으로 유역 및 호소 모의 모델을 연계하여 다양한 수질 관리 시나리오에 따른 호내 수질 모의 결과를 비교 검토하였다. 본 연구에서 사용한 유역 모델은 최근에 개발된 SWAT Plus 모델로 기존의 SWAT 모델의 수문 해석 요소 중 일부를 알고리즘 개선한 것이 특징이다. 호소 모의 모델로는 3차원 수리 및 수질 해석에 많이 활용되고 있는 EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하였다. 또한 두 모형을 연계 운영하여 모의의 정확도를 높이기 위한 매개변수 최적화를 수행하였다. 본 연구를 통해 수질 개선대책의 평가 및 추진가능성에 대한 분석을 수행하여, 정량적인 농업용수 수질 기준을 만족하기 위한 담수호 수질 최적관리방안을 도출하였다.