• Economic and Environmental Geology
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• v.55 no.1
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• pp.29-43
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• 2022

The groundwater quality in Boseong area was characterized and their background concentrations were estimated based on the chemical data obtained from 200 groundwater samples collected during July 2019. Groundwater data were classified into two groups: Group 1 with NO₃^- < 44.3 mg/L and Group 2 with NO₃^- ≥ 44.3 mg/L. Results of t-tests indicate that groundwaters in Group 2 are significantly higher in water temperature and Ca concentration and significantly lower in F, As, Pb and Zn concentrations. It was also revealed that groundwaters Group 2 are closely linked to low pH, alkalinity, NH₄, NO₂, F, As, Fe, Mn, Pb and Zn levels, and high EC and water temperature. Background concentrations were estimated using the the BRIDGE method. The results depicted the higher levels in NO₃, NH₄, PO₄, As, Fe, Mn than the ones estimated by MOE and KECO (2018; 2019), which were prepared for the three catchment units in Boseong. The results of this study are believed to have more reliability because more data were used.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.266-266
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• 2019

금강의 주요 지류인 미호천과 갑천은 대전광역시와 청주시가 위치하고 있으며, 두 도시지역에서 유입되는 오염물질로 인하여 금강 본류에 높은 오염부하를 제공하고 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 수리동역학 모델인 EFDC 모델을 사용하여 미호천과 갑천의 수질개선이 금강의 수질에 미치는 효과를 분석하였다. 대상유역은 대청댐부터 백제보 까지 70km 구간이며, 모델의 격자는 Curvilinear-Orthogonal Coordinate를 사용하였으며 횡단방향 8개로 분할하여 총 6,698개의 격자로 구성하였다. 경계조건구성 및 모델의 보정은 국가정보 포털인 수자원관리종합정보시스템(WAMIS), 물환경정보시스템(WEIS), 국가기후데이터센터(data,kma,go,kr) 등에서 제공하는 유량, 수질, 기상 등 데이터를 활용하였으며, 모의 기간은 2017년이다. 수질의 보정은 대상유역 내 6곳의 수질 측정 지점에서 수행되었으며, 적합성 평가를 위해 R-square와 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency) 두 가지의 통계 지표를 활용하였다. 수질의 경우 TN, TP, TOC, Chl-a 순으로 평균 R-square값은 0.75, 0.51, 0.36, 0.57이고 평균 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)값은 0.59, -0.18, -1.10, 0.27으로 모의 값과 실측값 사이의 상관관계는 TN에서 가장 높았으며 반대로 TOC는 가장 낮았다. 모의결과가 실측값을 정확히 반영하지는 못했지만, 수질의 평균적인 현상은 반영한 것으로 판단된다. 두 주요 지류의 수질이 동시에 15% 또는 30% 개선되었을 경우를 모의하여 금강 본류의 수질변화를 6곳의 수질 측정 지점에서의 실측값과 비교하여 분석하였다. 두 지류가 동시에 15%의 수질 개선 시에는 금강 본류 수질은 TN, TP, TOC, Chl-a 순으로 평균 11.80%, 7.90%, 8.63%, 7.04%의 개선되었으며, 30% 수질 개선 시에는 평균 23.66%, 15.92%, 17.36%, 14.26%의 개선되었다. 각 지점에서 고른 개선이 확인되었으며, 개선 효과는 TN이 가장 컸고, 반대로 Chl-a가 가장 적었다. 갑천과 미호천의 수질이 별개로 개선되었을 경우를 모의한 결과, 미호천의 개선이 갑천에 비해 금강의 수질 개선에 영향이 컸다. 이는 두 지류의 수질 농도는 비슷하나 갑천에 비해 유량이 많은 미호천의 오염 부하량이 높은 것으로 분석된다. 연구 결과 금강의 수질을 개선하기 위해서는 두 지류의 수질 개선이 필수적인 것으로 판단된다. 금강의 TN 농도는 두 지류의 영향이 가장 컸으며, 개선 효과는 Chl-a에서 가장 적었다. 또한 갑천에 비해 미호천이 금강 수질에 영향이 큼을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.181-181
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• 2022

상수도 관망은 비정상상황에서도 안전한 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 따라서 상수도 관망의 최적 설계는 수리학적 제약조건 (i.e., 절점의 압력, 관의 유속)을 만족하는 설계안을 제시한다. 하지만 점차 커지는 도시 규모에 따라 수질적으로 안전한 물을 공급하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 상수도시스템의 형식 (i.e., 수지상식, 혼합식, 순환식)에 따라 용수의 체류 시간, 절점의 압력 등이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 도시 규모 및 형식과 잔류염소 농도를 고려한 상수도시스템 최적 설계를 진행하였다. 절점의 개수에 따라 도시의 규모를 분류하였으며, BI(BI; Branch Index) 지수를 통해 상수도시스템의 형식을 분류하였다. 또한, 수리학적 제약조건(i.e., 절점의 압력)과 수질적 제약조건 (i.e., 잔류염소 농도)을 설정하여 수리-수질을 동시에 만족하는 최적 설계안을 도출하였다. 비상시에도 물을 안정하게 공급하기 위하여 시스템의 탄력성과 설계비용을 목적함수로 설정하여 다목적 최적 설계를 진행하였다. 이러한 연구는 압력만을 고려한 기존 설계단계에서 수질적 측면을 동시에 고려하여 수질 측면의 안전성을 향상할 수 있다. 또한, 시스템의 탄력성을 고려하여 비정상상황에서도 물을 공급하여 사용성을 향상하는 설계안을 도출하여 수리학적 안정성을 만족하며, 경제적 측면도 향상할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.971-975
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• 2007

본 연구대상 구간인 극락교 지점은 월별로 BOD 기준 $6{\sim}13mg/L$의 농도를 유지하고 있어 등급외의 수질을 나타내고 있다. 이러한 수질의 현황으로 인하여 극락교 상 하류구간에서의 생태계의 훼손은 과히 짐작할 수 있을 것이다. 더 나아가 영산강 상 하류간에 대해 비구조적 생태단절이 진행되고 있는 상황으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 영산강의 상 하류구간의 수생태계의 연결통로를 확보하고 생태계 훼손의 진행을 차단하여 다양한 수생태의 확보를 위하여 현재 집중식으로 방류되고 있는 광주 제1하수처리장의 방류방식을 개선한 분산방류 방식을 도입하고, 본 연구에서 제안한 시나리오별 조건들을 수질모형에 적용하여 방류수역 부근의 수질개선효과를 분석한다. 적용결과, CaseIII-TypeI의 시나리오가 가장 적정한 것으로 판단되며, CaseIII-Type I의 시나리오를 적용하여 수질을 예측한 결과 하류부인 영본B지점은 집중방류의 경우보다 BOD 농도0.07mg/L 미미하게 증가하는 것으로 예측되나 수질악화구간에서는 $0.24{\sim}2.87mg/L$ 정도의 수질개선 효과가 있는 것으로 예측되었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.4
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• pp.263-267
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• 2013

Long-term (from 1995 to 2012) data of phytoplankton biomass (chlorophyll-a, Chl-a) and water quality were analyzed to investigate trends of eutrophication in downstream of Nakdong River (Mulgum). Long-term annual average concentration of water quality parameters and phytoplankton biomass at Mulgum showed an decreasing trends for 18 years. Phytoplankton biomass was high from annually December to March. Trophic state was evaluated as the eutrophic state annually from 1995 to 2012 by TSI (trophic state index) by Aizaki. From the results of simple regression analysis, correlation coefficient between Chl-a concentration and BOD concentration was high ($r^2$ = 0.82).

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.9 s.158
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• pp.791-800
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• 2005

An ILLUDAS-NPS model was developed which is able to compute pollutant loadings and the concentrations of water quality constituents. This model is based on the existing ILLUDAS model, and added for use in the water quality analysis process during dry and rainy periods. For dry period, the specifications of coefficients for discharge and water quality were used. During rainfall, we used the daily pollutant accumulation method and the washoff equation for computing water quality each time. According to the results of verification, the ILLUDAS-NPS model provides generally similar outputs with the measured data on total loadings, peak concentration and time of peak concentration for three rainfall events in the Hong-je Basin. In comparison with the SWMM and STORM models, it was shown that there is little difference between ILLUDAS-NPS and SWMM.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.9
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• pp.643-656
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• 2021

Recently, water supply management technology is highly developed, and a computer simulation model plays a critical role for estimating hydraulics and water quality in water distribution networks (WDNs). However, a simulation of complex large water networks is computationally intensive, especially for the water quality simulations, which require a short simulation time step and a long simulation time period. Thus, it is often prohibitive to analyze the water quality in real-scale water networks. In this study, in order to improve the computational efficiency of water quality simulations in complex water networks, a hierarchical water-quality-simulation technique was proposed. The water network is hierarchically divided into two sub-networks for improvement of computing efficiency while preserving water quality simulation accuracy. The proposed approach was applied to a large-scale real-life water network that is currently operating in South Korea, and demonstrated a spatiotemporal distribution of chlorine concentration under diverse chlorine injection scenarios.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.497-497
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• 2016

페루의 Rimac강은 수도인 Rima시를 관통하는 강으로 각종 용수공급 등의 기능을 담당하는 중요한 강이지만 광산, 공장 및 도시 등 점?비점오염원으로 인해 오염이 심각해지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Rimac강의 하천복원을 위하여 3단계 수질개선 목표를 설정하고 각 단계별 BOD, TP 및 중금속(Al, As, Cd, Fe) 예측을 수행함으로써 목표달성 가능 평가를 수행하였다. Rimac강 지류인 Rio Santa Eulalia 하천 유입후부터 하구까지 총 57 km를 대상으로 4개의 대구간(Reach), 57개의 소구간(Element)으로 구분하여 QUAL2E 모델을 구축하였다. 2013년을 대상으로 저유량시기(건기)인 12월과 고유량시기(우기)인 1월을 대상으로 BOD, TP, Al, As, Cd, Fe의 모델 재현성을 검토한 결과, Rimac강 하류의 Huaycoloro강 유입이후 BOD, TP가 증가하는 현상을 적절히 재현하는 것으로 나타났다. 중금속은 Romac강 상류와 하류 Huaycoloro강 유입 수질 농도차이가 크지 않아 거리별로 일정한 농도를 나타내는 것으로 모의되었으나 실측정값은 하구로 갈수록 낮아지는 경향이 다소 나타났지만 대체적으로 실측값의 경향을 따르는 것으로 모의되었다. 수질개선 시나리오는 1단계(2016-2018년), 2단계(2019-2021년) 및 최종 3단계(2022-2024년)로 구분하여 저유량시기와 고유량시기의 수질개선 대책에 따른 수질변화를 예측하여 Rimac강 하류의 대표 지점인 La Atargea 취수장 지점에서 목표수질 달성여부를 평가하였다. 저유량시기의 경우, BOD는 1단계 이후 5.9 mg/L에서 목표수질 5.0 mg/L 이하로 농도가 감소되었으며 최종 3단계에 2.2 mg/L로 63.3% 개선하는 것으로 예측되었다. TP는 1단계 25.8% 개선, 3단계는 51.6% 개선되어 목표수질인 0.15 mg/L를 만족하는 것으로 예측되었다. 중금속의 경우 Cd는 당초 수질목표를 만족시키는 상황이었으며 그 외 항목은 Al>As>Fe 순으로 개선효과가 나타났고, 3단계 이후 모두 목표수질을 달성할 것으로 예측되었다. 고유량시기 수질예측 결과, 1단계 BOD, TP는 약 49, 19% 저감효과가 나타났으며 3단계 이후 57, 25%까지 개선되는 것으로 예측되어 목표수질을 만족시키는 것으로 분석되었다. 중금속은 Al이 가장 큰 개선 효과가 나타났으며 3단계에서 77.5%의 개선 효과가 분석되었다. 페루 리막강 유역 수질개선 대책 수립에 따른 수질개선효과 분석 결과, 3단계까지 모든 수질항목의 목표수질 달성이 가능한 것으로 분석되었으나 TP, Al 및 As의 경우에 2단계까지 목표수질 달성이 어려워 더욱 체계적인 관리가 필요할 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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• 2003.04a
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• pp.307-312
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• 2003

해양과 인접해 있는 연안역은 오염물질이 집중적으로 배출되는 곳으로 수질 및 환경오염이 문제시되고 있는 지역이다. 계속적인 연안역 수질악화를 막기 위해서는 광범위한 지역으로부터 배출되는 대량의 오염원 데이터와 환경정보를 효율적으로 관리할 수 있는 GIS기반의 수질정보통합관리시스템이 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 연안역의 점ㆍ비점오염원 자료, 수질측정자료, 생태자료 등을 구축하고, 구축된 오염원 데이터를 바탕으로 원단위를 이용한 오염부하산정시스템을 구축함으로써 연안역 수질정보를 통합관리 할 수 있는 시스템을 개발하였다. 오염부하량 산정은 가지야마 수식모델을 이용하여 유출량을 산정, 원단위를 이용한 발생 및 배출부하 산정, 유달율을 고려한 유달부하량 및 유입농도 산정을 포함한다. 오염부하량 산정시스템은 사용자의 오염원 DB의 갱신에 따라 오염부하산정에 즉시 반영되도록 설계하였다. 나아가 효율적인 결과분석 체계 지원을 위하여 GIS를 이용한 오염부하량을 색의 농도차를 이용 도식하여 전체유역에 대한 임의지점에 발생하는 오염원 규모 및 유출 특성을 한눈에 조회가 가능하도록 함으로써 편리성을 제공할 수 있도록 하였다. 이러한 연안역 수질정보통합관리시스템은 수질관리에 있어 오염원자료의 유출과정의 해석을 통해 유역내 효율적인 오염원자료의 관리방안을 수립할 수 있도록 지원이 가능하며, 연안역으로 유입되는 오염량의 예측을 통하여 친환경 대안 제시를 위한 수질관리방안의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.37 no.5
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• pp.536-550
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• 2002

This paper investigated the spatial variations of nitrogen (N) and phosphorus (P) concentrations for 38 watersheds in Pennsylvania using 7 years of hydroclimatic and water quality data. Watersheds with higher percentage of urban and agricultural land uses exhibited larger variations of nutrient concentrations than forested watersheds. N and P concentrations were strongly associated with agricultural and urban land uses, respectively. The principle component analysis identified three components - land use and topography related, hydroclimate related factors, and size. Results of partial redundancy analysis showed the joint effect of climate, land cover, and topographic variables for explaining 28.1% of the variance of nitrogen concentrations and a pure effect of land cover for explaining 41.8% of total variance of P concentrations. The geographical pattern of statewide nutrient concentrations demonstrated a strong spatial gradient; low concentration in northwestern PA and high concentrations in southeastern PA. This pattern is associated with combined effects of hydroclimate, land use, topography, and water quality at the regional scale.