• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.1698-1702
• /
• 2009

효과적인 저수지 수질관리를 위해서는 신뢰도 높은 수리 및 수질모델이 필요하며, 이러한 모델의 성능은 다양한 수문사상에 대하여 적용함으로써 검증할 수 있다. CE-QUAL-W2 모델(이후 W2)은 횡방향 평균 2차원 수리 수질 해석 모델로써 수체의 길이에 비해 폭이 상대적으로 좁고 수심이 깊은 우리나라 대부분의 저수지 지형에 적합한 모델이다. 본 연구의 목적은 기존 연구에서 가뭄년인 2001년과 평수년인 2004년 수문사상에 대하여 보정한 대청호 W2 부영양화모델을 최근 평수년인 2006년과 가뭄년인 2008년을 대상으로 검증하는데 있다. 모델의 검증은 물수지, 수온성층 구조 변화, 부영양화 해석에 중점을 두었으며, 실측자료와 모의결과의 적합성 비교 평가는 결정계수값$(R^2)$, AME(absolute mean error)와 RMSE(root mean square error)를 이용하였다. 저수지 물수지의 적합성을 검증하기 위하여 모의수위와 실측수위를 비교한 결과, $R^2$값이 2006년과 2008년에 각각 0.9945, 0.9972로 나타나 신뢰도가 높은 것으로 확인되었다. 계절별 성층구조 변화 모의 성능을 검증하기 위해 회남수역과 댐 앞 지점에서 수심별 수온의 모의값과 실측값을 비교하였다. 2006년의 경우 모델은 홍수기 동안 안정적으로 수온 성층현상을 모의하였으나, 댐 앞 지점에서 수온 약층이 형성된 구간에서 실측값과 다소 편차를 보였으며, 오차크기는 AME가 $0.561\sim2.088^{\circ}C$, RMSE는 $0.797\sim2.762^{\circ}C$범위였다. 반면, 가뭄년인 2008년에는 전 기간에 걸쳐 모두 안정적으로 저수지 수온 성층현상을 모의하였으며, 오차크기는 AME $0.413\sim1.162^{\circ}C$, RMSE $0.546\sim1.415^{\circ}C$ 범위였다. 조류의 생산성이 높은 표층에서 T-N, T-P 및 Chl-a 농도 모의결과를 장계교, 대정리, 회남대교, 댐 앞, 추동취수탑 및 문의취수탑에서 시계열로 실측값과 비교 검증한 결과, T-N과 T-P는 2006년과 2008년 모두 모든 비교 지점에서 모의값과 실측값의 시계열 변동이 매우 잘 일치하였으며, 홍수기 이외 기간에는 큰 변동 폭을 보이지 않았다. 그러나 기존 연구에서 확인된 바와 같이 7월 이후부터 T-P 모의값이 실측값을 과대 산정하는 경향을 보였는데, 그 원인은 산소 결핍상태에서 저니층에서 용출되는 철(Fe) 또는 망간(Mn)과 같은 이온 성분이 인과 흡착하여 침전되는 기작이 모의과정에 적절히 반영되지 않은 것이 원인으로 판단된다. 조류(Chl-a)농도의 경우, 2006년과 2008년에 모든 지점에서 모델은 조류의 발생과 시계열 변화를 적절히 모의하였으나, 2008년 1월부터 8월까지 댐 앞과 추동 및 문의취수탑에서는 모의값이 실측값을 과대 산정하는 경향을 보였다. 이는 해마다 그리고 계절별로 우점하는 조류 종이 상이한 반면, 모델에서는 이에 대한 매개변수를 적절히 고려하지 못한 것이 원인으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.258-271
• /
• 2010

방조제 완공 후 반폐쇄형 하구호 특성을 가지는 새만금호의 동수역학 및 수질변화를 이해하기 위하여 EFDC 모형에 상세격자를 적용한 수치모의를 실시하였다. 본 연구에서는 선행연구의 제한사항을 개선하고 배수갑문의 운영을 고려하였으며 수체-저질/대기간의 3상 모의가 수행되었다. Lagrangian 입자추적모의를 통해 새만금호 내부의 혼합이 갑문운영에 따른 영향보다는 만경·동진강의 하천유량에 지배되고 있음을 확인하였다. 방조제 완공 후 해수소통이 저하되면서 동진 유입부에서는 표층과 저층간 DO 농도 차이가 유발되며, 정체된 인공호 특성상 SOD도 호내빈산소 현상을 유발시켜 수질을 저해시키는 요인으로 작용하는 것이 확인되었다. 부영양화 상태를 나타내는 TSI 평가에 따르면 만경수로에서는 끝물막이 전·후에 상관없이 부영양화 가능성이 높게 나타나며, 동진수로에서는 방조제 완공 이후에 부영양화 발생 가능성이 높게 평가되었다. 배수갑문 운영과 연계된 수치모의 결과에 따르면 무작위적인 갑문운영이 내부 수질에 영향을 미치는 유의할만한 차이를 확인 할 수 있었다. 따라서 내부 개발 방안에 따른 최적의 수질확보에는 적절한 갑문운영이 수질관리에 중요한 인자로 작용한다.

• 수도
• /
• 제24권4호통권85호
• /
• pp.30-38
• /
• 1997

County는 비용과 부지소요는 최소화하면서도 증가하는 지역적 물수요에 부합되는 높은 유량에서 정수장의 성능을 최대화해야하는 필요성에 직면해있다. 개선사항을 찾아내기 위하여 시설물에 대한 상세한 성능평가가 행해졌다. 성능평가는 여과와 소독공정이 운전방식의 조정과 함께 추가시설의 건설에 의하여 개선될 수 있음을 나타내었다. Pilot test는 실험된 여러 가지 대안들 중에서 혼화, 응집, 이중 여과방식이 입자의 제거와 정수 수질에 가장 좋은 것임을 보여주었다. 소독에 대한 분석 결과는 소독방법을 교정하고 추가적인 염소접촉시간을 주는 것이 소독의 안전성을 확보함과 동시에 정수의 소독부산물 농도를 최소한으로 하고 강화되는 규제치와 부합할 수 있는 최선의 방법이 될 것이라는 것을 보이고 있다. Pilot test는 저수두 자동역세척여과지가 1차여과지(roughing filter)로서 효과적이라는 것을 보여주었다. 실험결과는 이중여과가 최종유출수의 탁도를 평균 0.1NTU이하로 감소시키며 입자의 제거율을 3 log로 증가시킴을 나타내고 있다. 정수공정 전반에서의 입자의 제거는 여러 개의 공정의 개별적 성과의 합이 아니므로 시설물들을 건설하기 전에 정수장 전체적으로 예상되는 개선정도를 수량화하기 위하여 Pilot 실험이 필요하였다. Pilot test중에 탁도보다는 입자측정이 유량, 응집제의 주입량, 및 여타 운전조건의 변화에 훨씬 민감함을 보여주었다. 이러한 점이 입자측정이 특히 저탁도 원수에서 처리공정의 성능을 나타내 주는 적절한 추가적 수질인자라는 결론을 보강하여 주었다. 물수요에 부합하기 위하여 Freedom District 정수장을 성공적으로 개선하는 데는 원수의 수질, 단위공정의 성능, 활용가능한 수리학적 수두, 현시설의 배치, 운전양태 등과 같은 기술적 사항에 대한 고려가 필요하였다. 비록 모든 사항들이 각각 일정정도의 영향을 가지고 있으나, 상기의 모든 것들이 수질에 영향을 미쳤으며 수질의 성공적인 개선은 정수장 운전의 모든 부분을 파악할 수 있는 상세한 성능평가를 통하여 가장 잘 달성될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권3B호
• /
• pp.291-300
• /
• 2006

본 연구에서는 통계를 이용한 경안천유역의 최적 수질 측정망 구성이 제안된다. 분석을 위해서 필요한 수질 데이터는 QUAL2E 모형을 이용하여 모의하였으며, 경안천 유역의 2000년도 3월부터 11월까지의 월 평균자료를 이용하였다. QUAL2E 모형을 구축하는데 필요한 수리 매개변수는HEC-RAS모형을 이용하여 추정하였다. 수질매개변수의 경우 월평균 실측자료를 바탕으로 1차 신뢰성 분석(FORA)를 이용하여 민감도 분석을 실시하여 수질항목별로 민감하지 않은 매개변수를 제외한 후 보정이 이루어진다. QUAL2E 모형의 모의 결과를 바탕으로 크리깅 기법과 Branch and Boundary Method를 이용하여 평수량 일때와 갈수량 일때로 구분하여 관측지점의 개수와 위치가 결정된다. 또한 선정된 지점을 기준으로 proportional sampling method(비례표본추출법)를 이용하여 각각의 지점별 측정 빈도가 제시된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
• /
• pp.223-226
• /
• 2007

수질모의를 위해 WASP7 수질모델 프로그램을 사용하였으며, 연구대상지역인 임하호의 일부분을 선정하여 수리${\cdot}$수문 조건적용 및 segment 를 구분하였다. 선정된 연구대상지역의 매개변수를 추정한 후 민감도 분석을 임의로 -50%, -25%, 0%, +25%, +50% 로 조정, 적용하여 민감도를 분석한 결과를 이용하여 장래 연구대상 지역의 수질모의 분석에 적용할 수 있으리라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제37권10호
• /
• pp.857-868
• /
• 2004

갈수기 동안 우리나라 하천의 자정능력은 상류 댐으로부터 공급되는 하천유지유량에 큰 영향을 받으므로, 하천과 저수지시스템의 운영은 수량공급측면뿐만 아니라 하천의 수질과 생태계를 동시에 고려해야 한다. 본 연구에서는 수질사고와 악화에 취약한 갈수기 동안 다양한 댐 방류 대안이 하류 수질에 미치는 영향을 평가하기 위한 비정상상태 하천수질모형인 KORIV1-WIN을 개발하고 금강수계에 위치한 대청댐 하류구간을 대상으로 2002년 9월과 10월에 실측한 유량과 수질자료를 이용하여 보정과 검증을 각각 수행하였다. 그리고 대청댐의 단기간 플러싱 방류가 하류하천의 수질변화에 미치는 영향을 조사하기 위해 2003년 11월22일에 댐 방류량을 30 $m^3$/s에서 200 $m^3$/s로 6시간동안 증가시켜 수리와 수질실험을 실시하였으며, 모형의 성능을 검증하기 위해 플러싱 방류 사상 동안 하천의 수리특성과 수질변화를 모의하고 실측자료와 비교하였다 모형은 댐 방류량의 주요지점 도달시간과 수위상승을 잘 모의하였으며, 암모니아성 질소와 용존 인 등 질소와 인계통의 수질변화도 비교적 잘 예측하였다. 그러나 탄소계 유기물질로 인해 발생하는 산소요구량의 모의에서 실측자료와 큰 편차를 보였으며 이것은 댐 방류량이 하천을 통과할 때 하천 저니층으로부터 재부상한 유기물질의 영향을 모형에서 적절히 반영하지 못한 때문으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.2063-2067
• /
• 2009

하천의 효율적 이용에 대한 시민들의 인식 변화로 도시하천의 친수공간에 대한 관심과 이용증가 추세에 따라 도시하천의 수질개선이 필요한 실정이다. 특히 하천유량에 해수가 지배적인 하구가 바다에 접한 감조하천의 경우 해수도수에 의한 하천 수질개선방안들이 강구되고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 도시하천에 해수 유입에 따른 하천에의 영향을 분석하기 위해서 수질모의를 통해 수질개선효과를 분석하였다. 본 연구를 위하여 대상하천으로 도시하천이며 감조하천인 부산광역시 소재 동천으로 하였고, 수질모의모형으로 WASP7(Water Quality Analysis Simulation Program Ver, 7)과 RMA-4를 이용하여 수질분석과 대상물질의 이송과 확산을 분석하였다. 현재 동천의 경우 목표수질을 하천수질기준 중 DO 농도를 기준으로 하고 있어 본 연구에서도 DO 농도를 주 분석대상으로 하여 연구를 진행하였다. 동천의 WASP7 모형과 RMA-4 모형을 구축하고 현재 동천의 수질이 목표수질에 도달할 수 있는 적정 해수도수량을 산정하였다. 그리고 효율적인 수질개선을 위하여 도수한 해수를 분배하여 방류하는 방안을 검토하여 적정 분배지점과 적정 분배유량을 산정하였다. 향후의 연구에서는 염도 등 기타 수질항목의 검토가 필요하고, 본 연구에서 수행한 루틴은 다른 하천에서의 해수도수에 의한 수질개선효과 분석에 이용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1348-1352
• /
• 2005

본 논문에서는 두 가지 대표적인 하천수질모형을 금강유역에 대하여 구축하고 이들을 비교분석하였다. 정상상태 모형은 범용으로 사용되는 QUAL2E, 비정상상태 모형으로는 CE-QUAL-RIV1을 선택하여 동일한 반응계수 및 경계조건 하에서 두 모형의 계산결과를 비교하였다. 두가지 수질모형을 이용하여 대청댐 이하 금강본류의 수질모의를 실시하고 각 모형에 대한 수질변동을 파악하기 위하여 적용된 방정식을 서로 비교하였다. 두 모형을 동일한 정상상태로 구성하였을 때 그 결과값과 변동양상은 매우 비슷하였으며 특히 BOD와 DO, 및 $NH_3-N$의 경우 일치도가 상당히 높았다. 그러나 특정수질인자 즉, 용존인과 같은 항목은 상당한 차이를 보였다. 이러한 모의결과를 바탕으로 각 모형의 민감도 분석을 바탕으로 각 수질항목에 지배적으로 작용하는 매개변수를 정리하고 도표화 하였다.

• 물과 미래
• /
• 제41권10호
• /
• pp.48-51
• /
• 2008

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2003년도 학술발표회논문집(1)
• /
• pp.365-368
• /
• 2003