• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.629-640
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• 2014

본 연구에서는 동적모델의 수질오염총량제 적용성을 검토하였으며, 동적모델을 이용한 목표수질 설정 및 할당부하량 산정 방법을 제시하고 그 결과를 분석하였다. 동적모델 중 HSPF 유역모형을 미호천 유역에 대하여 구축하였으며, 보정 결과 구축된 모형은 2009년~2010년에 대하여 일유량 변화와 BOD 농도 변화를 잘 재현하는 것으로 판단되었다. 동적모델을 이용한 수질오염총량제 적용 방안은 3가지 case; (1)저수기 조건을 고려한 수질관리 방법(Case I), (2)연중 전 기간을 고려한 수질관리 방법(Case II), (3)연중 최악의 수질조건을 고려한 수질관리 방법(Case III)으로 나누어 제시하였다. 미호천 유역 말단에서 각 조건에 따른 BOD 목표수질을 산정한 결과는 Case II(4.2 mg/L) < Case I(5.0 mg/L) < Case III(7.8 mg/L) 순으로 연중 전 기간을 고려한 경우에서 가장 낮고 최악조건을 고려한 경우에서 가장 높았다. 할당부하량은 Case II > Case I > Case III 순으로 높게 나타났으며 최악조건을 고려한 경우에서 가장 엄격한 할당부하량이 산정되었다. 기준 강우 선정 및 비점오염원의 모델 적용방식 등에 대한 추가연구가 필요하며, 이들이 반영된다면 수질오염총량제에 동적모델을 적용함으로 인해 좀 더 합리적이고 과학적인 수질관리가 이루어질 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.185-196
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• 2015

본 연구에서는 황룡강 유역에 유역모델 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran)를 적용하여 기후변화에 따른 오염부하 유출 변화량을 분석하였다. 황룡강 유역을 7개 소유역으로 분할하고 2011년에 관측된 유량, SS, BOD, TN, TP 농도자료를 이용하여 모델 보정 및 검정을 실시하였다. 기후변화에 따른 황룡강 유역의 환경변화를 예측하기 위해 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 이용하였으며, 과거 기간 동안의 강우와 기온에 대한 모의치와 관측치간 월별 평균을 비교하여 미래 기상 자료에 대한 편의 보정을 수행하였다. 기후변화 시나리오의 기상 자료 분석 결과, 21세기 전반기와 비교하여 중, 후반기에 상대적으로 많은 연강수량과 연평균기온을 보이는 것으로 분석되었다. 기후변화에 따른 황룡강 유역에서의 오염물질 유출량 분석 결과, RCP 4.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2080년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 47%, 24%, 21%, 27% 증가율을 보여 21세기 후반기로 갈수록 연간 오염부하 유출량이 전반적으로 증가하는 것으로 분석되었다. RCP 8.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2050년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 34%, 20%, 20%, 21% 증가율을 보이며 21세기 중반기에 연간 오염부하 유출량이 상대적으로 가장 많이 증가할 것으로 분석되었다. 이는 연강수량 변화와 동일한 패턴의 변화로서 기후변화에 따른 강우량 변화가 오염물질 유출량에 그대로 반영된 결과를 보여준다. 한편, 월별 오염물질 유출량은 RCP 4.5에서는 9월에, RCP 8.5에서는 2월에 상대적으로 크게 증가할 것으로 분석되었다.

• 환경영향평가
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• 제27권1호
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• pp.73-82
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• 2018

본 연구는 무심천 유역을 대상으로 도시화에 따른 불투수 지역의 증가가 오염물질의 유출에 미치는 영향에 대하여 HSPF 모델을 이용하여 평가하였다. 모델의 보정은 2015년도 관측치, 검증은 2014년도 관측치를 기준으로 하였고, 모의항목은 유량, BOD, TP를 대상으로 하였으며, 모형의 보정 및 검증 결과는 모든 모의항목이 성공적으로 수행되었다. 무심천 유역의 2015년도 토지이용 현황을 반영하여 모형에 사용한 토지피복도를 수정한 후 개발지역의 계획 위치와 면적을 적용하여 수질을 모의하였다. 모의 결과 불투수면이 증가하면 일별 오염부하량은 강우 시에는 개발사업 전보다 증가하고, 비강우 시에는 감소하였다. 연간 오염부하량은 강우 시 증가량이 비강우 시 감소량보다 월등히 많아 BOD와 TP의 부하량은 증가하였다. 또한 비점오염부하량은 개발 전의 점오염원이 동일하고, 불투수면만 증가한다는 전제에서 모의한 결과 개발 후의 비점오염부하량이 개발 전의 총오염부하량보다 크게 산정되어 불투수면이 급증하는 유역은 계획 단계에서부터 비점오염원의 관리대책이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.73-83
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• 2014

최근 정부에서는 영산강 하구역 수질환경의 현재 상황 파악 및 미래 상황 예측을 위하여 모니터링 및 모델 연구를 진행 중에 있다. 그러나 모니터링 및 모델 자료는 대부분 수치 및 문자 형태로 이루어져 있어 사용자들의 이해도가 떨어지는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하구역 수질환경의 현재 상황 파악 및 미래 상황 예측을 지원할 수 있는 GIS기반 통합정보시스템을 개발하였다. 시스템 개발을 지원하기 위하여 모니터링 및 모델 DB 수집, 모델 연계 방안 마련, 시스템 GUI 및 개발환경 정의, 시스템 구성 등을 수행하였다. 모니터링 자료는 2010 ~ 2012년 영산강 하구역을 대상으로 실시된 관측값을 사용하였으며, 모델 자료는 유역 지역을 모의하기 위한 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델과 하천 및 하구 지역을 모의하기 위한 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델 자료를 사용하였다. 최종적으로 모니터링 및 모델 자료를 시스템에 적용하여 관리 및 표출 방안에 대하여 제시하였다. 본 연구를 통해 개발된 시스템은 영산강 하구역 수질환경을 정량적으로 파악 및 예측하는데 지원할 수 있으며, 지도 기반 환경에 모니터링 및 모델 자료를 표출함으로써 사용자의 공간적 이해도를 높였다. 향후에는 영산강 하구역 수질환경 문제점에 대처 가능한 의사결정지원시스템으로 고도화하여 환경 평가 및 정책 수립에 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.877-886
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• 2022

본 연구는 상사호(주암조절지)의 유량과 수질이 향후 기후변화에 따라 어떻게 변화하며 어떠한 대책이 필요한지에 대한 분석과 관리 대책을 수립하는 것을 지원하고자 수행되었다. 유역의 변화를 예측하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 와 호 내의 수질 예측하기 위해 AEM3D (Aquatic Ecosystem Model)를 연계하여 사용하였다. 기후변화 조건은 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에 따른 AR5(5th Assessment Report)의 RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였다. 기후변화 시나리오는 기상청에 의해 상사호 유역에 대한 상세화된 자료를 사용하였고, 2012년~2021년의 10년간의 기간에 대해 보정 및 검증 하고, 미래 상황의 예측을 위해 현재, 2025년~2036년, 2045년~2056년 그리고 2075년~2086년의 기간으로 구분하고 또한 연도별로 6월부터 8월까지의 여름철과 12월부터 2월까지의 겨울철에 대해 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대한 상사호 유역의 유량은 산술 평균으로는 RCP 4.5보다 RCP 8.5 가 큰 것으로 나타났으며 TN, TP 또한 RCP 4.5에서 높은 경향을 나타내었다. 그러나 RCP 8.5에서 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 여름철에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었으며 이에 따른 대책이 필요할 것으로 분석된다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권6호
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• pp.520-538
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• 2019

In this study, it was proposed that a method of setting the target water quality for TOC using the watershed model and the load duration curves to manage non-biodegradable organics in the total water load management system. To simulate runoff and water quality of the watershed, the HSPF model is used which is appropriate for urban and rural areas. Additionally, the load duration curve is used to reflect the variable water quality correlated with various river flow rates in preparing the TMDL plans in the U.S. First, the model was constructed by inputting the loads calculated from the pollutant sources in 2015. After the calibration and verification process, the water quality by flow conditions was analyzed from the BOD and TOC simulation results. When the BOD achieved the target water quality by inputting the target year loads for 2020, the median and average values of TOC were proposed for the target water quality. The provisional method of TOC target water quality for the management of non-biodegradable organics, which is one of the challenges of the total water load management system, was considered. In the future, it is expected to be used as basic data for the conversion of BOD into TOC in the total water load management system.

• 환경영향평가
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• 제19권3호
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• pp.247-257
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• 2010

Watershed runoff and turbid water dynamics were simulated in the Youngju Dam, being constructed. The runoff flow and suspended solids were simulated and then thermal stratification and turbid water current in the reservoir were predicted by HSPF and CE-QUAL-W2 model, respectively. Considering selective withdrawal, we hypothesized 3 withdrawal types from the dam, i.e. surface layer, middle layer and the lowest layer. The maximum concentration of SS was 400mg/L in reservoir and it was decreased by the withdrawal. The inflowed turbid water fell to 30 NTU after 12 days regardless of the withdrawal types, but the surface layer withdrawal was a better type at turbid water discharge than the others. In current environmental impact assessment(EIA), we concluded that runoff and reservoir water quality predicted by HSPF and CE-QUAL-W2 was desirable, and appropriate parameters were selected by continous monitoring after EIA.

• 한국물환경학회지
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• 제25권3호
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• pp.432-440
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• 2009

The effect of selecting hydrologic item for calculating objective function on calibration of stream flow was evaluated by Hydrologic Simulation Porgram-Fortran (HSPF) linked with Model Independent Parameter Optimizer (PEST). Daily and monthly stream flow and flow duration were used to calculate objective function. Automated calibration focused on monthly stream was proper to analyze seasonal or yearly water budget but not proper to predict daily stream flow or percent chance flow exceeded. Calibration result focused on flow duration is proper to predict precent chance flow exceeded but not proper to analyze water budget or predict peak flow. These results indicate that hydrologic item calculated for objective function on calibration procedure could influence calibration results and watershed modeler should select carefully hydrologic item for the purpose of model application. Current, the criteria of stream flow of Korean TMDL is generated based on percent chance flow exceeded, so flow duration should be included to calculate objective function on calibration procedure for the estimation of criteria of stream flow using hydrologic model.

• 한국물환경학회지
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• 제28권6호
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• pp.819-832
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• 2012

HSPF model based on BASINS was applied for the Hwaseong Reservoir watershed (HRW) to evaluate the feasibility of water quality management. The watershed was divided into 45 sub-basins considering various watershed environment. Streamflow was calibrated based on the measured meteorological data, discharge data of treatment plants and observed streamflow data for 2010 year. Then the model was calibrated against the field measurements of water qualities, including BOD, T-N and T-P. In most cases, there were reasonable agreements between observed and predicted data. The validated model was used to analyze the characterization of pollutant load from study area. As a result, Non-point source pollutant loads during the rainy season was about 66~78% of total loads. In rainy-season, water quality parameters depended on precipitation and pollutant loads patterns, but their concentration were not necessarily high during the rainy season, and showed a decreasing trend with increasing water flow. As another result of evaluation for load duration curves, in order to improve water qualities to the satisfactory level, the watershed managements considering both time-variant and pollution sources must be required in the HRW. Overall, it was found that the model could be used conveniently to assess watershed characteristics and pollutant loads in watershed scale.

• 한국물환경학회지
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• 제25권6호
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• pp.972-978
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• 2009

This study modifies the present total maximum daily load (TMDL) system of Ministry of Environment and applies to the Anyangcheon watershed. Hydrologic Simulation Program-FORTRAN (HSPF) model is used to simulate both runoff and non-point source pollution, simultaneously, instead of QUAL2E. The drought flow (355th daily flow) is proposed for the target water quantity since it is easier to satisfy low flow (275th daily flow) for the target water quality than drought flow. The increase of discharge is more than the increase of pollutant load except for the period under low flow. The measured unit loads for non-point source are used to consider the regional runoff characteristics. The measured water quantity and quality data are used since the ministry of environment supports only water quality. This analysis results show some reasons for the improvement of the present TMDL system of Korea.