• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.9 no.1
• /
• pp.24-35
• /
• 2022

For water quality management, it is necessary to continuously improve the forecasting by analyzing the past water quality, and a Data-driven model is emerging as an alternative. Because the Data-driven model is built based on a wide range of data, it is essential to apply the correlation analysis method for the combination of input variables to obtain more reliable results. In this study, the Gamma Test was applied as a preceding step to build a faster and more accurate data-driven water quality prediction model. First, a physical-based model (HSPF, EFDC) was operated to produce daily water quality reflecting the complexity of the watershed according to various hydrological conditions for Paldang Dam. The Gamma Test was performed on the water quality at the water quality prediction site (Paldangdam2) and major rivers flowing into the Paldang Dam, and the method of selecting the optimal input data combination was presented through the analysis results (Gamma, Gradient, Standar Error, V-Ratio). As a result of the study, the selection criteria for a more efficient combination of input data that can save time by omitting trial and error when building a data-driven model are presented.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.487-487
• /
• 2021

탁수는 유기물 또는 무기물이 유입되면서 빛의 투과성이 낮아진 수체를 의미한다. 탁수가 발생하게 되면 어류의 폐사, 정수처리 비용의 증가 및 경관의 변화로 인한 피해가 발생하게 된다. 국내에서는 홍수기 또는 태풍 시 유역의 토사가 저수지 상류에서 유입하여 호내의 탁수를 발생시키는 경우가 있는데, 특히 낙동강 유역의 임하호에서 빈번하게 고탁수가 발생하여 왔다. 본 연구에서는 임하호에서 탁수 발생 시 신속 배제를 위한 수치적인 예측 시스템을 소개하고자 한다. 저수지 탁수관리의 기본개념은 용수공급능력을 고려한 고탁수의 신속한 배제이다. 이는 선제적 의사결정을 요구하므로, 지류에서 탁수가 발생한 즉시 향후 상황에 대한 예측이 필요하다. 이러한 예측을 위해 유역관리처는 3단계의 수치해석을 수행한다. 첫 번째는 유역 상류에서 탁수가 감지되었을 때, 호 내 탁수의 분포를 예측하는 것이다. 수심 및 수평방향의 탁수 분포에 대한 상세한 결과가 도출되어야 하기에, 3차원 수치해석 프로그램인 AEM3D를 이용한다. 이때, 과거 고탁수 유입에 대한 자료를 기반으로 산정된 매개변수가 적용된다. 두 번째는 예측된 호내 분포를 초기조건으로 댐 방류량 및 취수탑 위치(선택배제)에 따른 탁수 배제 수치해석을 수행하게 된다. 다양하고 많은 case에 대한 신속한 모의 및 3달 이상의 장기간 예측을 요구하므로, 2차원 수치모델인 CE-QUAL-W2를 활용한다. 이 단계에서 수자원의 안정적 공급이 가능한 범위 내에서 효과적인 탁수 배제 방류 방법 등이 결정되며, 방류 탁도가 예측된다. 세 번째 단계는 방류탁도를 경계조건으로 하여 하류 하천(반변천~내성천 합류 전)의 탁도를 예측하는 것이다. 하천의 탁도 예측은 국내뿐만 아니라 국외에서도 그 사례를 찾아보기가 쉽지 않은데, 이는 중소형의 지류에 대한 입력자료가 충분하지 않고 불확실성이 높기 때문이다. 이에 과거 10여 년의 data를 이용한 회귀분석을 통해 탁수 발생물질(SS)-부유사-유량과의 관계를 도출하고, 2차원 하천모델(EFDC)을 이용하여 수심 평균 탁도를 예측하게 된다. 이러한 세 단계의 예측은 탁수가 호내로 유입됨에 따라 반복되고, 점차 예측 정확도가 향상되게 된다. 세 단계의 과정을 통한 임하호 탁수의 조기 배제는 현재 적지 않은 효과를 거두고 있다고 판단된다. 그러나 탁수를 발생시키는 현탁물질의 종류는 매번 일정하지 않기 때문에, 이러한 예측 시스템에 정확도에 영향을 줄 수 있으므로, 여러 상황을 고려한 딥러닝을 도입하여 탁수 물질에 대한 정보를 예측한다면 보다 합리적인 의사결정 지원 도구가 될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.562-575
• /
• 2023

In an effort to improve water quality, the South Korean government has implemented measures to increase seawater circulation in Saemangeum Lake. We analyzed the effect of increasing the frequency of seawater circulation based on salinity levels and bottom water exchange in the lake, using an environmental fluid dynamics code model. When the sluice gate opening and shutting frequency increased from once to twice per day, the internal water level of Saemangeum Lake increased by up to ~0.7 m. The salinity increased by 2.12 psu near the western breakwater and decreased by 1.18 psu near the freshwater inlet. We analyzed the extent of bottom water exchange using a particle tracing method and observed that the residual rate of particles shallower than 5 m in water depth decreased by 2.52% in Case 2 (opening and shutting twice per day) compared to Case 1 (opening and shutting once per day). This indicates that increasing the frequency of sluice gate opening and shutting would promote enhanced bottom water exchange. Consequently, the increased salinity and bottom water exchange associated with increased seawater circulation are expected to improve water quality in Saemangeum Lake.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.25 no.2
• /
• pp.63-75
• /
• 2013

The Inner Port Phase 2 area of the Pyeongtaek-Dangjin Port is enclosed by a total of three permeable sea-walls, and the disposal site to the east of the Inner Port Phase 2 is also enclosed by two permeable sea-walls. The maximum tidal range measured in the Inner Port Phase 2 and in the disposal site in May 2010 is 4.70 and 2.32 m, respectively. It reaches up to 54 and 27%, respectively of 8.74 m measured simultaneously in the exterior. Regression formulas between the difference of hydraulic head and the rate of interior water volume change, are induced. A three-dimensional numerical hydrodynamic model for the Asan Bay is constructed incorporating a module to compute water discharge through the permeable sea-walls at each computation time step by employing the formulas. Hydrodynamics for the period from 13th to 27th May, 2010 is simulated by driving forces of real-time reconstructed tide with major five constituents($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$ and $N_2$) and freshwater discharges from Asan, Sapkyo, Namyang and Seokmoon Sea dikes. The skill scores of modeled mean high waters, mean sea levels and mean low waters are excellent to be 96 to 100% in the interior of permeable sea-walls. Compared with the results of simulation to obstruct the flow through the permeable sea-walls, the maximum current speed increases by 0.05 to 0.10 m/s along the main channel and by 0.1 to 0.2 m/s locally in the exterior of the Outer Sea-wall of Inner Port. The maximum bottom shear stress is also intensified by 0.1 to 0.4 $N/m^2$ in the main channel and by more than 0.4 $N/m^2$ locally around the arched Outer Sea-wall. The module developed to compute the flow through impermeable seawalls can be practically applied to simulate and predict the advection and dispersion of materials, the erosion or deposion of sediments, and the local scouring around coastal structures where large-scale permeable sea-walls are maintained.