• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.24 no.3
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• pp.41-57
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• 2021

This study evaluated the application of water quality management measures using the SWAT model and the effectiveness of the measures using the load duration curve targeting the Seohwacheon watershed located upstream of Daecheongho. As water quality management measures, artificial wetlands, reduction of neglected livestock, reduction of runoff from greenhouses, restoration of ecological rivers, application of LID technology, and management of point sources were applied. The applied technology evaluated the efficiency of water quality improvement measures by using the target water quality excess rate and the degree of load reduction for each sulfur through the load duration curve. The load duration curve was created by creating a long-term flow duration curve using SWAT and multiplying it by the target water quality. For the target water quality, the value corresponding to the 60th percentile was set as the target water quality using the 10-year data from the Okcheoncheon water quality observation point located in the downstream of Seohwacheon. Through this study, it was possible to confirm the applicability of various water quality measures through the SWAT model, and to examine the applicability of each period according to the sulfur through the load retention curve.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.27 no.6
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• pp.704-716
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• 2018

The aim of this study is to examine the characteristics analysis of the discharge and water quality based on TPLMS (Total Pollution Load Management System) in the Jinwi River unit basin, and to propose a management plan by selecting the point that needs improvement of water quality in order to achieve the target water quality. We evaluated the discharge and water quality characteristics, statistical analysis, daily delivery load and daily delivery density, grade classification, for 14 total pollution load site's from 2014 to 2016 year in Jinwi river unit basin. The average discharge of Jinwi river unit basin is $22.411m^3/s$ and discharge of Hwangguji River is 32.8% and the water quality characteristics along the tributary river were clarified spatially. As the result, it was analyzed that Seongeun River is an indirect indicator of organic pollutants, Gwanri River is a seasonal factor, Osan River and Hwangguji River both affect water quality. Estimation of delivered pollutant loads at the HG-3 site was 6,470.4 BOD kg/day, 6,846.7 TN kg/day and delivered pollutant loads density increased to $220.9BOD\;kg/day/km^2$, $22.4TP\;kg/day/km^2$ at the HG-4 site. This result demonstrates that the total pollution load site needed to improve water quality of the Jinwi River unit basin was HG-3 site.

• Journal of Environmental Science International
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• v.16 no.5
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• pp.571-581
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• 2007

The mechanism of water pollution in Lake Shihwa, one of highly eutrophicated artificial lakes in Korea, has been studied using a numerical 3D physical-biochemical coupled model. In this study, the model was applied to estimate the contribution of land-based pollutant load to water quality of heavily polluted Lake Shihwa. The chemical oxygen demand(COD) was adopted as an index of the lake water quality, and the spatial distribution of an average COD concentration during the summer from 1999 to 2000 was simulated by the model. The simulated COD showed a good agreement with the observed data. According to reproducibility of COD, the high-est levels between 8 and 9 mg/L were shown at the inner site of the lake with inflow of many rivers and ditches, while the lowest was found to be about 5 mg/L at the southwestern site near to dike gate. In the pre-diction of water quality of Lake Shihwa, COD showed still higher levels than 3 mg/L in case of reduction of 95% for land-based pollutant load. This suggests that the curtailment of land-based pollutant load is not only sufficient but the improvement of sediment quality or the increase of seawater exchange should be considered together to improve a water quality in Lake Shihwa.

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

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.966-970
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• 2010

본 연구의 대상지인 인천광역시, 부천시, 서울특별시, 김포시를 걸쳐서 흐르는 굴포천은 산업화와 도시화로 인한 생활하수 및 공장폐수의 유입, 느린 유속과 하천 복개 등과 같은 유입오염원과 하천 구조적 문제로 인하여 수질이 악화되어 왔다. 특히 하천변의 소규모 영세 공장, 중 상류에 형성된 대규모 공업단지, 지역개발에 따른 인구증가로 인한 생활하수 등은 굴포천의 주 오염원이다. 또한 직강화된 하도와 느린 유속 등 하천의 구조적인 문제점 등은 하천의 자정능력을 저하시키고 있어 현재 굴포천의 수질수준은 전국 최하위에 머물러 있다. 더욱이 입자상 오염물질의 퇴적으로 인하여 굴포천의 하상은 대부분 퇴적오니가 형성되어 있다. 이러한 퇴적오니는 다량의 유기 물질 및 중금속 등을 흡착하고 있고, 재용출에 의한 내부오염 가능성을 내포하고 있기 때문에 오염원이 제거된 후에도 계속적인 수질오염을 일으킬 수 있다(Alloway et al, 1988). 따라서 본 연구에서는 굴포천 본류 전 구간 및 유입지천에 대하여 수질 오염도와 오염부하량을 산정하였으며, 본류 하상 퇴적물의 오염도 및 퇴적물의 용출특성에 관한 조사를 수행하였다. 본 연구는 굴포천 본류 구간을 최상류(GP-1)부터 최하류(GP-7)구간까지 총 7개 구간으로 구분하여 실시하였으며 각 지점별 수질 및 퇴적물 오염도를 조사하였다. 또한 3개의 유입지천에 대하여 수질 오염도 및 오염부하량을 산정하였다. 굴포천 하상의 경우 최상류의 GP-1지점을 제외하고는 전 구간이 대부분 오염된 오니가 퇴적되어 있으며, 이러한 퇴적오니의 퇴적물 오염도를 분석해본 결과 상류부인 GP-1, GP-2와 유속이 비교적 빠른 GP-7지점에 비하여 나머지 지점들의 오염도가 매우 높은 것으로 나타났다. 이러한 하상퇴적물의 영양염류 용출특성을 알아보기 위하여 호기 및 혐기조건에서 용출실험을 실시한 결과 호기와 혐기 조건에서 T-N은 각각 34.84 $mg/m^2/day$, 66.93 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보였고, T-P의 경우 호기 조건 시 5.33 $mg/m^2/day$, 혐기 조건 시 6.84 $mg/m^2/day$의 용출속도를 보임으로서 퇴적물 용출에 의한 내부오염의 가능성이 있음을 보였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.433-437
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• 2007

최근 환경부에서는 낙동강 유역의 오염총량관리제도의 시행에 따라 이제까지의 배출구 수질기준으로부터 총량수질기준을 통한 수질관리를 실시하고 있다. 오염총량관리를 실행하기 위해서는 주요지천 및 폐수처리장에서의 수질개선 및 비점오염원 관리가 선행되어야 하는데 이를 효율적으로 제어하기 위해서 낙동강 유역에 적합한 최적 수질해석 모델의 개발이 요구되는 상황이다. 수질모델의 가장 큰 목적은 유역으로부터 발생한 오염물이 하천으로 유입되었을 때 하천 수질 및 생태계의 수학적 표현을 통해 장래의 수질을 예측하고, 예측된 결과에 따라 합리적인 수질관리대책을 수립하는 것이다. 낙동강은 대표적인 수지상 하천망의 형태로서 댐 방류량 및 지류유입량은 본류 수계에 직접적인 영향을 미치며, 수질해석의 기본이 되는 수리계산에 매우 중요한 변수가 된다. 또한 대구, 구미, 왜관, 김천 등에서의 오염부하가 금호강, 남강 등의 주요 지류를 통하여 본류부로 유입되고 있으며, 하류부 칠서, 원동, 매리, 물금 등에서는 대량의 하천수를 취수하여 부산, 울산, 마산, 창원 지역 등의 생활 및 공업용수의 원수로 사용하고 있다. 다시 말해서 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절, 지류 유입량, 비점원 유입량 등 계산영역 경계에서의 비정상상태의 수리조건과 수질관리 계획에 의해 일률적으로 오염이 부하되는 정상상태의 수질조건이 공존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 적합한 동적 수질모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 갈수저수조건 및 불규칙한 하도단면을 반영하고, 동적 상태의 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절 영향, 지류 유입량 등 다양한 하천조건에서 발생하는 동적 흐름을 안정적으로 해석하여 낙동강 수질해석의 신뢰도를 향상시킴으로서 낙동강에 유입된 오염물질이 수계에 미치는 영향을 정확히 분석하고자 하였다. 동적수질해석에 의한 모의결과는 유량의 경우 상류부분은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 중류 이후 지류의 유입이 많아지면서 지류의 변화를 정확히 입력하지 못해 모의치와 실측치의 차이가 발생한다. BOD의 경우는 수질이 양호한 상류지역은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 오염원의 유입이 많은 중류지역부터는 실측치와 차이를 나타내다가 하류지역에서 다시 비교적 일치함을 알 수 있다. TN의 경우는 전반적으로 실측치보다 높게 모의되었고, TP는 전반적으로 실측치와 비교하여 잘 모의되었다. 본 연구에서 구축한 동적 수리해석모형 및 동적 수질해석모형은 낙동강 유역에 대해 유량 및 수질 등의 실제 하천의 경향에 비교적 잘 반영하므로 오염물총량규제에 따른 합리적인 하천 수질관리대책을 수립하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.16 no.4
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• pp.196-205
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• 2004

Water qualities (WQ) were measured biweekly from April 2nd to October 29th, 2003 in Sillicheon flowing into the entrance of Jumunjin Harbour and daily water quantities (river discharges) were estimated by the TANK model which has been widely used to compute the runoff discharges in the ungauged watersheds. The spatial and temporal change patterns of the measured WQs were analysed in detail and the correlation between rainfall - WQ and river discharge - WQ were also analysed. From this results, it is found that the correlation coefficient between BOD concentration and rainfall is 0.75 and between the SS concentration and 2-days river discharge is 0.36. The correlation between the COD, TN, TP in the station of Silli Lower Bridge and rainfall runoff quantity was analysed as un-correlated items. As a consequence, the estimated BOD and SS pollutants loads are reliable and show good change patterns even though the accuracy of SS pollutants load is slightly low. The estimated COD, TN and TP pollutants loads, however, can be used only as the reference or averaged values. In order to analyse more accurately the temporal change patterns of these items, more-detailed researches considering the artificial effects and landuse patterns are highly required.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1343-1347
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• 2005

본 연구에서는 영산강 유역을 대상유역으로 영산강을 양질의 수자원으로 보전함으로서 수생태계 회복 및 영산호 수자원의 다목적 이용을 도모하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이를 위해 영산강 유역을 11개 소유역으로 구분하고, 각 소유역별로 조사$\cdot$분석된 자료를 QUAL2E모형에 입력하여 장래수질예측을 실시하였다. 수질예측 결과를 토대로 각 하도구간에 설정된 목표수질을 만족하도록 오염부하량을 삭감하여 소유역별 최대허용오염부하량(Total Maximum Daily Load)을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.2068-2072
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• 2009

본 연구에서는 국내에서 널리 사용되는 대표적 유역모형인 SWAT 모형의 한계를 인식하고 유출해석모듈과 하도수질모듈을 개선한 SWAT-K(Korea) 모형이 현재 오염총량관리 대상물질로 지정되어 있는 BOD 모의에 미치는 영향을 분석하기 위하여 충주댐유역을 대상으로 각 개선모듈별 BOD 모의 결과를 분석하였다. 유출해석모듈의 개선결과 하도의 흐름을 따라 이동하는 BOD 항목의 모의 특성 상 유출 구조의 개선에 의하여 BOD 부하량의 지체가 감소되며 첨두 부하량이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 하도수질모듈의 개선결과 저유량 시 매개변수 산정에도 불구하고 증가하지 않던 값들이 모형의 개선에 의하여 정상적인 범위로 상승한 것을 확인할 수 있었다. 전체적인 개선에 의하여 각 모듈별 개선효과와 함께 충주댐 지점의 개선 전 후 일대일 비교를 수행한 결과 결정 계수($R^2$)가 0.54에서 0.88로 상승하며 개선 후 모의값이 실측값에 근사하게 모의되는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.6
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• pp.654-660
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• 2006

This study investigated the discharge characteristics of combined sewer overflows(CSOs) at a small watershed located in the Ojeong-cheon area of the Daejeon-cheon, Daejeon City. The long-term variations of discharges, water quality, and SS loads from 2001 to 2004 were simulated using SWMM. The simulation results indicated that suspended solid(SS) loads during the rainy seasons(July${\sim}$August) were highest throughout the whole year, but not substantially higher than those during the dry seasons. This result is due to the fact that contaminants do not buildup significantly because of frequent rainfall events during the wet seasons. It was estimated that about 9.3% of SS was discharged to the receiving body the during dry seasons while 90.7% during the rainy seasons. Further analysis showed that during the wet seasons SS loads discharged at the site as CSOs and at the wastewater treatment plant without treatment were 38% and 62%, respectively.