• Title/Summary/Keyword: 수질 예측

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The Estimation of Environmental Capacity in the Southern Coastal Area of Cheju Island using an Ecosystem Model (생태계 모델을 이용한 제주도 남부연안해역의 환경용량 산정)

  • Kim Gwang-Su;Choi Young-Chan
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.3 no.1
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    • pp.52-61
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    • 2000
  • The field surveys and the seawater analyses were conducted over the southern waters of Cheju island every month from July 1997 to June 1988. The distributions of dissolved inorganic nitrogen(DIN), dissolved inorganic phosphorus(DIP), chemical oxygen demand(COD) and dissolved oxygen(DO) in the southern water area of Cheju island were simulated and reproduced by an ecosystem model. In order to estimate the environmental capacity of the southern coastal area of Cheju island, the simulations for predicting the situation of unfavorable environment in which marine water quality might not be satisfied with Korean standards were performed with an ecosystem model by controlling quantitatively the pollution loads of discharge sources including streams flowing into the sea. The more the loads of 4 major pollution sources flowing into model region increase, the more evident appear the increases of COD, DIN and DIP concentrations around the water areas adjacent to pollution sources. In case the pollution loads of all 4 discharge sources including streams become 3 times as high as the present loads, the concentration of DIN at near-shore waters appears to be increased to about 14.5mmol/m³(=0.20mg/ℓ) which is the third class criterion of Korean standards for marine water quality. In case of 10 times as high as the present loads, COD at near-shore waters appears to be increased to about 1.0mg/ℓ which is the first class criterion of Korean standards. In case of 20 times as high as the present loads, DIP at near-shore waters appears to be increased to about 0.50mmol/m³(=0.015mg/ℓ) which is the second class criterion of Korean standards.

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Analysis of Topography and Water Quality Change in Lower Hapcheon Weir Using HadGEM3-RA Climate Change Scenarios (HadGEM3-RA 기후시나리오를 적용한 합천보 하류에서의 지형과 수질변화 분석)

  • Lee, Jong Mun;Jung, Woo Suk;Ahn, Jungkyu;Kim, Young Do;Kang, Boosik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.32-32
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    • 2017
  • 기후변화에 따른 이상가뭄과 홍수의 영향으로 하천의 수문과 수리적 요소가 변화되고 그로인해 발생하는 지형변화와 그에 따른 수질변화 분석이 필요하다. 낙동강의 효율적인 수질관리를 위해서는 수질과 더불어 유역관리도 함께 이루어져야 한다. 기후변화로 인한 가뭄이나 홍수 등 극한 사상이 보 같은 인공구조물이 설치되어 정체성 수역이 된 낙동강 수계에 어떠한 수질변화가 일어나는지에 대한 연구가 필요하며 이를 고려한 체계적이고 통합적인 수질관리대책이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 합천창녕보와 창녕함안보 구간에서 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5를 적용하여 미래기후시나리오를 예측하여 수문분석을 수행하였다. 수문분석 결과인 유출량을 하상변동모형의 입력자료로 적용하여 상?하류 구간의 지형변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 마지막으로 지형변화가 수질에 미치는 영향을 분석하고자 QUAL-MEV 수질모형을 적용하여 지형변화에 따른 수질분석의 상대적 비교를 통해 기후변화와 지형변화의 영향을 분석하고자 하였다. 연구결과, 기후시나리오의 경우 HadGEM3-RA RCP 4.5 보다 8.5에서 강수가 6% 증가하는 결과를 나타내고 그에 따라 유출량도 증가하고 있다. 하상변동 분석결과, 유량이 많은 풍수년에 침식과 퇴적양상이 크게 나타나고 RCP 8.5에서 변동 폭이 크게 나타났다. 하천지형변화를 고려한 수질분석결과, 유량의 증가에 따라 수질도 개선되는 결과를 나타내고 있다.

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A Study on Physical Characteristics and Mixing Behavior of Turbid Water from Imha Reservoir (임하호 탁수의 물리적 특성 및 혼합거동 연구)

  • Kim, Young-Do;Lee, Nam-Joo;Heo, Seong-Nam;Shin, Chan-Ki
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.441-446
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    • 2006
  • 유역에서 발생한 고탁수가 저수지내에서 장기화하는 현상에 관한 대책은 장기간이 소요되는 유역관리 대책과 탁수저감일수를 최소화하는 선택취수 개념의 우선 방류기법 등이 있다. 하류하천으로의 탁수 우선배제를 실시하기 위해서는 댐 방류탁수가 하류에 미치는 영향을 정확히 예측할 수 있는 하천탁도 예측 및 관리시스템 구축이 필요하다. 최근 고탁수현상을 경험한 낙동강 수계에서는 본류의 탁도 관리를 위해 임하댐 및 안동댐의 연직 탁도 분포 변화에 따라 댐 방류탁수에 의한 영향을 최소 또는 기준치 이하로 할 수 있는 댐 연계운영에 관한 조건 도출이 필요하다. 선택취수에 관한 수치모의 결과를 이용하여 저수지내 온도 및 탁도 분포 변화와 취수탑의 수문운영에 따른 방류수의 온도 및 탁도를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 결과를 이용하여 안동댐과 임하댐의 방류조건에 대한 하류하천 합류부에서의 2차원 이송 확산 수치모의를 수행하고자 하였다. 이와 같은 연구를 성공적으로 수행하기 위해서는 지속적인 현장조사를 통한 지점별 탁도-SS 상관관계 도출, 비정상 흐름 및 수질모의 검 보정, 탁도예측 결과 검증이 필요하다. 평면 2차원 흐름 및 수질 모의 결과에 의하면, 임하댐 방류 탁도로 인한 반변천의 고탁수는 안동댐 방류 수에 지배를 받는 낙동강 본류와 합류되는 지점에서부터 약 5 km 떨어진 지점에서 횡방향 완전혼합이 이루어지는 것으로 나타났다. 이와 같은 모의결과는 완전혼합을 가정하는 1차원 수질모델링의 초기 입력자료에 사용됨으로써 1차원 탁도 모의결과의 정확성을 높이는 데 사용될 수 있다. 이를 이용하여 낙동강 수계 댐 연계운영에 따른 낙동강 탁도 예측모의를 수행하고, 이 결과를 이용하여 낙동강 탁도 예경보 시스템을 구축해야 할 것이다. 또한 선택취수 등을 통해 저수지 관리를 효과적으로 수행하기 위해서는 저수지 내부의 탁도 거동을 정확히 예측할 수 있어야 한다. 따라서 추후 동수역학 및 열역학에 기초한 3차원 수치모형 연구와 성층흐름에 정밀한 밀도류 실험연구 및 이에 대한 적용이 필요할 것으로 판단된다.

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Mixture Model for Dissolved Oxygen Prediction with Irregular Feeding Events (불규칙성 급이 이벤트에 의한 용존산소량 변화 예측을 위한 혼합 모델 제안)

  • Woo-Jae Kim;Hieyong Jeong
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.358-360
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    • 2023
  • 뱀장어는 내수면 양식어종으로 뱀장어 양식에서 널리 쓰이는 지수식 양식에 있어서 가장 중요하고 가장 어려운 것은 수질관리다. 수질을 구성하는 요소와 공급된 사료량은 서로 상관관계를 가지며, 이 상관관계에 이상 현상이 발생하면 먹이 섭취 불량과 폐사로 이어질 수 있다. 그래서 본 연구에서는 센서로 측정한 양식장 데이터와 인공지능 모델을 이용하여 수조 속 DO 를 예측하는 모델을 새롭게 제안하여, 적절한 사료 공급 시점과 적절한 공급량을 결정하는 방안에 적절히 사용할 수 있다는 것을 검증하였다. 사료 공급과 공급량에 따른 변화를 가미한 3 시간 후의 DO 를 합당한 이벤트 처리를 통해 예측하였다. 이를 활용하면 사료로 인해 떨어지는 DO 수치를 예측하고, DO 수치가 낮아 회복이 필요한 시점에 투입하는 사료량을 조절하여 질식으로 인해 발생하는 폐사로부터 양식어를 지키며 보다 안정적으로 양식을 위해 활용할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

Statistical Analysis of Water Quality in a Land-based Fish Farm (육상 수조식 양식장 수질 환경의 통계적 분석)

  • Kim, Hae-Ran;Ceong, Hee-Taek
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.5 no.6
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    • pp.637-644
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    • 2010
  • The purpose of this study is to analyze characteristics of water quality factor scientifically and develop the multiple regression model predicting dissolved oxygen to save periodic replacement costs for dissolved oxygen sensor. Correlation analysis using the environmental data obtained from 2 different land-based fish farms of the Geogeum-do, Geheung-gun coastal area during the periods from November 2008 to January 2009 shows that water temperature was negatively correlated with dissolved oxygen and pH butpH was positively correlated with salinity and dissolved oxygen. The information of Keumho fish farm in 2009 is presented by the tables which are monthly statistics of water quality factors and seasonable difference by the Duncan's post-test. Also we developed multiple regression model predicting dissolved oxygen, the usefulness of which was verified by the comparison graph between estimates and actual observations. The developed regression model shows that seawater temperature and salinity give negative affect to dissolved oxygen while pH gives positive affect to it. Lastly the seawater temperature has much higher explanatory power than pH factor.

The Study of 3-D Hydrodynamic and Water Quality Modeling for Ubiquitous River Management (URM을 위한 3차원 지표수 모델링 기법의 연구)

  • Lee, Tong-Eun;Seo, Dong-Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.971-971
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    • 2012
  • 4대강 살리기 사업으로 인하여 4대강에 대한 전면적인 투자와 공사가 이루어지고 있다. 4대강 사업이 마치게 되면 전국에 많은 수의 대규모 보가 설치되고 설치되어진 보는 각각의 강의 관리에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 그러므로 이 4대강 사업으로 조성되는 13억 톤 수자원을 융 복합기술을 이용하여 감시 및 관리를 해야 할 것이다. 이를 위해서 실시간 수질 감시 및 모니터링 시스템의 개발과 그에 따른 센서들의 개발을 통하여 4대강 보 운영관리를 위한 통합관리 시스템개발(Ubiquitous River Management)이 이루어 져야 할 것이다. 그동안 계산 시간의 제약을 받아 오던 3 차원 수리동역학의 모의가 컴퓨터관련 기술의 발달에 따라 계산에 소요되는 시간이 계속 단축되고 있으며 이를 수질예측에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따라 실시간으로 얻은 데이터를 이용하여 모델링 기법을 통해 예측을 해봄으로써 보 내부에 존재하는 여러 취수원 관리에 적용을 할 수 있을 것이다. 본 연구에는 3차원 수리동역학 모델과 수질모델을 결합한 시스템이 저수지 내의 수리특성, 유사이동 및 탁수 현상을 모의하는데 사용이 가능한지를 알아보는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 팔당댐 모의에서는 취수구에 따른 수질변화를 모의하기 위해 3차원모델의 사용이 필요하다. 따라서 본 모의에서는 미국 환경부에서 WASP에 이용하기 위해 수정한 EFDC1(2009, USEPA에서 입수)을 사용하였다. 본 연구에서는 팔당호의 2009년의 수위, 수온, 유량 및 농도의 실측자료를 이용하여 3차원 수리 모델링을 실시하고, 수위, 유사이동 및 탁도 예측 모델링을 실시하였다. 3차원 수리동역학 모델과 취수원의 적용에 적절한 모델을 구축하기 위하여 적당한 평면격자의 개수를 선택하여 선택되어진 평면격자에서 수직격자의 층수를 조절하여 매 층마다 DYE TEST를 하였다. 이는 각각의 유입 하천에서 오염물질이라 가정하고 농도가 유입되었을 때 수리특성에 의해서 연구지역에서의 농도 변화를 파악하여 미리 예측을 하여서 그에 따라 취수원에서의 취수 관리를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서 평면격자에 따라서 수직 층의 개수를 5층부터 40층까지 모의를 하여서 시간 및 이동변화에 따라 알맞은 모델을 구축하였다. 또한 층수마다 Sediment 모의를 통하여 호 내의 SS의 이동을 모의하였다. 이 역시 취수원의 관리를 가능하게 할 수 있다.

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Prediction of Water Quality Variation According to Weir Construction Using EFDC Model - Focused on Dalsung Weir - (EFDC 모형에 의한 보 설치에 따른 수질변화 예측 - 달성보를 중심으로 -)

  • Jo, Eun-Hui;Yeo, Kyu-Dong;Kim, Gil-Ho;Kim, Hyun-Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.186-190
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    • 2011
  • 정부는 홍수대응능력 강화, 대체수원확보, 안정적 물 공급 등을 목표로 '4대강 살리기 사업'을 추진 중이며, 이 가운데 수량확보 및 수질개선을 목적으로 권역별 중요지점에 보를 설치 중이다. 아직도 논란이 되고 있는 보설치 효과에 대해 본 연구는 수직 수평적으로 수리 및 수질 모의가 가능한 비정상 상태의 3차원 모형인 EFDC 모형을 이용하여 낙동강 유역 내 건설 중인 달성보의 설치 전후 수질변화를 비교함으로써 사업의 수질목표 달성 가능성을 확인하고자 하였다. 모의결과 연평균 DO는 미비하게 감소하는 경향이 있으나, T-N과 T-P의 경우 연평균 0.138mg/L, 0.069mg/L 가량 감소되는 것으로 나타났다. 또한, COD의 경우 연평균 1.911mg/L 감소하는 것으로 나타나 T-N, T-P, COD 항목을 기준으로 하였을 때 수질개선효과가 나타났다. 시기별로 살펴보면, 갈수기시 보로 인해 유량이 확보되면서 수질이 개선되는 것으로 나타났고, 이에 반해 홍수 기시에는 개선효과가 미비했다. 고정보를 가정한 한계는 있지만, 본 연구로부터 달성보 설치에 따른 수질개선효과를 확인할 수 있었으며 고정보가 아닌 가동보에서의 효율적인 운영시 보다 높은 수질개선 효과가 나타날 것으로 판단된다.

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