• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.288-288
• /
• 2016

유역단위 오염부하량 산정에는 SWAT, HSPF 등의 물리적 매개변수 기반 분포형 모형이 주로 사용되고 있으나, 공간분포형 입력자료로 인한 많은 매개변수는 모의 과정을 복잡하게 하며, 보정 과정에 있어 많은 시간과 노력을 요구하는 단점이 있다. 이로 인해 실무에서는 원단위법이나 유량-부하량 관계식과 같은 통계적 분석에 의한 회귀식이 주로 사용되고 있다. 그 중 LOADEST는 회귀식 기반 프로그램으로, 다양한 연구자들에 의해 연구되고 있으나, 수질 모형과의 모의능력을 비교하는 연구는 부족하다. 본 연구에서는 청미천 상류유역을 대상으로 유역특성에 따른 LOADEST 기반 회귀식의 매개변수를 추정하여 오염부하량을 모의하고, SWAT 모형에 의한 오염부하량 모의결과와 비교 평가하고자 한다. 모형의 구동 및 회귀식 매개변수 추정에 필요한 입력 자료는 용인시 백암면 일대에서 2013년부터 2015년까지 모니터링한 수질, 유량 및 기상자료와 지형자료 (토지이용도, 토양도, 수치표고자료)를 이용하여 구축하였다. LOADEST 기반 회귀식의 매개 변수 추정은 김계웅 (2015)이 개발한 방법을 사용하였으며, 유역면적, 토지이용비율 등은 지형자료를 이용하여 산정하였다. SWAT 모형의 보정은 2013년부터 2014년까지의 자료를 이용하였으며, 2015년 자료를 이용하여 검정하였다. 본 연구의 결과는 비점오염원 모델에 대한 이해를 넓히고, 오염부하량 모의를 위한 모형 선정에 있어 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.91-91
• /
• 2021

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우 증가로 인한 돌발홍수와 강수일수는 감소하고 강수량의 계절적·지역적 편중현상이 심화하여 가뭄의 발생빈도 및 기간이 증가하고 있다. 특히 가뭄에 따른 환경학적 피해로 하천유량의 감소와 더불어 영양물질의 부화로 인해 하천의 수질악화를 야기할 수 있다. 또한 집중호우로 인한 비점오염원 유입이 취약한 유역인 경우 장기적으로 부영양화를 초래하고 지속적인 오염원 축적을 통한 수질오염 특성을 나타낼 수 있다. 따라서 유역별 유량조건에 따른 수질오염원 특성을 파악하고 맞춤형 수질관리를 위한 유역평가방안이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 낙동강수계 22개 중권역을 대상으로 요인분석을 실시하여 중권역별 맞춤형 수질관리를 위한 유역진단을 실시하였다. 유역유출모형인 HSPF을 통해 산정된 기준유량을 기준으로 저유량, 고유량 시기를 구분하여 분석하였다. 요인분석 결과값인 각 요인별 수질변동특성을 요인분석 네트워크 그래프를 활용해서 수질변동특성을 분석하고, 유황별 수질환경적 오염원 영향인자들을 파악하였다. 그리고 중권역별 하천 유량조건에 따라 어떠한 오염원에 기인하는지 분류하고 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.48-48
• /
• 2022

본 연구에서는 상수원 수질개선을 위한 물환경관리 종합대책의 일환으로 장치형과 자연형 물환경관리시설을 복합 구성하여 강우 및 비강우 시 비점오염물질을 집중 저감 할 수 있는 맞춤형 비점관리 모듈화 시설을 제안하고, 그 적용성을 평가하고자 하였다. 이는 습지, 생태수로, 저류지 등으로 정형화된 기존의 수질개선 대책에서 탈피하여 대규모 댐유역에서 구조적 대책의 실효성과 효과성을 도모하기 위한 목적성을 지니고 있다. 이를 위해, 영천댐 유역을 대상으로 수질모형(HSPF, AEM3D)을 구축하고 목표수질 설정에 따른 수질개선 대책을 마련하였다. 여기서 수질개선 대책은 호내와 유역으로 공간적 범위를 구분하여 효과분석을 위한 단일 및 복합 모의 시나리오를 작성했으며, 평년 강우량과 가장 유사한 최근(2017년)의 영천호 수질과 비교하여 개선 효과를 평가하였다. 맞춤형 비점관리 모듈화 시설은 영천호 유입부에 기 조성된 인공습지(평시)와 연계하여 강우 시에는 모듈형(다기능 저류조, 스크린, 고효율여과) 장치를 통해 침강지로 최종 방류하는 것으로 구성하였다. 모듈화 시설의 연중 삭감량 추정 결과는 T-P 유달부하량을 기준으로 평시 32%, 강우 시 11%로 분석되었다. 자세한 모듈화 시설의 구성과 저감효율, 수질개선 대책 시나리오 적용에 따른 영천호 수질변화 분석 결과 등은 발표를 통해 제시될 예정이다.

• 환경영향평가
• /
• 제17권1호
• /
• pp.47-56
• /
• 2008

Total Maximum Daily Load(TMDL) is a core basin management system to assign total emissions of pollutants to unit basin and emission source within a limit of the target water quality and to secure sustainability. considering "Environment and development" together. By current technical guidance of TMDL, the water quality in the riverbed of which the target water quality is noticed, must achieve the target; and the water quality standard for evaluating achievement of the target should be prescribed as non-excessive probability quality of water on the basis of the pertinent water quality documents. Therefore, the study calculated the target water quality by each unit basin which the target water quality must be noticed through the analysis of probability for water quality documents in rivers at the time of establishing a plan, and the study evaluated the achievement possibility of the target water quality by analyzing and comparing the target water quality plan with the standard water quality to evaluate the achievement of the target water quality. As the result, applying the proposed method to Mihocheon River system, it is concluded that selected the target water quality (Each BOD 3.3mg/1 and BOD 3.0mg/1) in Miho A and Musim A is available. Of course, it showed that the target water quality: BOD 2.5mg/1 in Miho A and BOD 3.0mg/1 in Musim A, could be achieved if the small reduction in B unit area was implemented.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제3권1호
• /
• pp.54-61
• /
• 2016

미국의 수질교환법의 제정 이후 이 법안의 적용을 위하여 많은 파일럿 프로그램과 프로젝트가 생성되었으나 실제로 수질교환이 이루어 지는 경우는 흔치 않은 현실이다. 수질교환법의 적용이 용이하지 않은 이유로 가장 큰 것은 교환 지역 양측간의 공정성을 확보하기가 쉽지 않기 때문이다. 또한 도시개발로 유발되는 비점오염원의 유출량으로 인한 하천의 환경영향의 불확실성이 정책입안자의 법안 적용을 더욱 어렵게 하고 있다. 본 논문은 수질 모델링 프로그램 중 도시의 불투수면의 유출을 모의하기에 유용한 Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF)을 이용하여 미래의 도시개발 시나리오에 대응하는 점오염과 비점오염원 유출량을 도출하였다. 도시개발의 정도와 강우강도에 따른 부유탁도의 증가분을 계산 함으로써 향후 도시개발이 미치는 수질 영향을 하천 상 하류 간의 수질교환 단위로 전환하여 제시하였다. 제시된 지역 특화된 수질교환단위는 정책입안자와 이해관계자들에게 수질교환법 적용을 위한 정책결정 시스템으로 사용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1939-1943
• /
• 2008

저수지 수질은 유역의 점오염원 배출부하와 강우시 발생하는 비점오염부하 발생에 의한 유역유출수의 저수지 유입과 저수지내 상황 및 기상등에 많은 영향을 받는다. 이와같이 저수지 수질은 저수지 내외의 다양한 요인에 따라 그 특성을 달리함으로 수질관리를 위해서는 기상, 수리 수문, 수질, 지형, 오염원, 처리시설 등 많은 자료를 필요로 하게 된다. 따라서 각종자료의 입력, 수정 및 분석을 하는 자료관리시스템, 수질모의를 수행하는 모델시스템 그리고 분석결과를 표나 그래프로 표현하는 체계를 하나의 시스템으로 통합 구축하여 필요한 분석을 실시함으로서 여러 가지 대안에 대한 평가를 시각적으로 쉽게 할수 있게 되어 관리자는 보다 정확하고 신속하게 의사결정을 할 수 있게 된다. 본 논문에서는 UML(Unified Model Language)기반 하에서 Visual $C^{++}$ 언어를 사용하여 Class diagram, 화면명세, Database명세 등을 생성하는 체계적인 시스템을 구축하였으며, 수질모의를 위해 유역모델로 HSPF 모형을 선정하였고 저수지 모델로는 CE-QUAL-W2를 적용하였다. 구축된 시스템의 활용을 위해 유역관리 시나리오 4개(하폐수처리장 운영에 따른 수질변화모의, 점오염원 제거시 수질모의, 비점오염원 제거시 수질모의, 개발지 관리에 의한 수질모의)와 저수지관리 시나리오 4개(저수지 운영조건 변화에 따른 수질모의, 조류 차단막 설치에 의한 수질모의, 조류제거선 운영에 따른 수질모의, 빈도강우시 탁수관리 모의)를 적용하여 수질변화를 모의하였으며, 다양한 새로운 시나리오를 원활한 적용할수 있도록 설계하였다. 이상의 적용결과로 평가해 볼 때 본 시스템은 저수지 수질관리에 활용할 수 있는 효율적인 시스템으로 평가되었다.

• 설비공학논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.156-163
• /
• 2013

Ground Source Heat Pump (GSHP) systems utilize geothermal energy as a thermal source or sink, for heating, cooling and domestic hot water. It is well known that GSHP is environmentally friendly, and saves energy dramatically. For this reason, many investigative researches have been conducted on commercial and governmental buildings. However, studies on residential GSHP are few, because of the small capacity and cost. In this study, we experimented with the characteristic performance of heating, cooling and seasonal performance factor for a residential GSHP system, which consisted of two 180 m deep u-tube ground heat exchangers, a heat pump and measurement instruments. The installed capacity of the heat pump was 5RT, and the conditioning area was $62.23m^2$. From the experimental results, the cooling COP of the heat pump was 4.13, and the system COP was 3.51, while the CSPF was 3.32. On the other hand, the heating COP of the heat pump was 3.87, and the system COP was 3.39, while the HSPF was 3.39. Also, in-situ cooling COP and capacity were 93.7% and 96.4% compared with the EWT certification data, respectively, and that of heating were 98.3% and 95.7%, respectively.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제49권4호
• /
• pp.13-22
• /
• 2007

The uncertainty in water quality model predictions is inevitably high due to natural stochasticity, model uncertainty, and parameter uncertainty. An integrated modeling system under uncertainty was described and demonstrated for use in watershed management and receiving-water quality prediction. A watershed model (HSPF), a receiving water quality model (WASP), and a wetland model (NPS-WET) were incorporated into an integrated modeling system (modified-BASINS) and applied to the Hwaseong Reservoir watershed. Reservoir water quality was predicted using the calibrated integrated modeling system, and the deterministic integrated modeling output was useful for estimating mean water quality given future watershed conditions and assessing the spatial distribution of pollutant loads. A Monte Carlo simulation was used to investigate the effect of various uncertainties on output prediction. Without pollution control measures in the watershed, the concentrations of total nitrogen (T-N) and total phosphorous (T-P) in the Hwaseong Reservoir, considering uncertainty, would be less than about 4.8 and 0.26 mg 4.8 and 0.26 mg $L^{-1}$, respectively, with 95% confidence. The effects of two watershed management practices, a wastewater treatment plant (WWTP) and a constructed wetland (WETLAND), were evaluated. The combined scenario (WWTP + WETLAND) was the most effective at improving reservoir water quality, bringing concentrations of T-N and T-P in the Hwaseong Reservoir to less than 3.54 and 0.15 mg ${L^{-1}$, 26.7 and 42.9% improvements, respectively, with 95% confidence. Overall, the Monte Carlo simulation in the integrated modeling system was practical for estimating uncertainty and reliable in water quality prediction. The approach described here may allow decisions to be made based on probability and level of risk, and its application is recommended.

• 설비공학논문집
• /
• 제29권3호
• /
• pp.111-118
• /
• 2017

Performance factors such as the EER(Energy Efficiency Ratio) and the COP (Coefficient of Performance) are being replaced by seasonal energy efficiency factors, like the SEER (Seasonal EER) and the SCOP (Seasonal COP) to evaluate the performance of a heat pump by the time of the year. Seasonal performance factors, such as the CSPF (Cooling Seasonal Performance Factor) and the HSPF (Heating Seasonal Performance Factor) are used to describe the heat pump's performance during the cool and hot seasons. In this study, the optimization of all heat pump's operating parameters was experimentally conducted to enhance the SEER based on the EU standard (EN 14825). Moreover, the SEER was improved by the compressor frequency, as well as indoor and outdoor fan speeds. In addition, the performance characteristics of the heat pump were studied under partial load conditions. As a result, the SEER was enhanced by 17% when the compressor frequency was optimized. An additional 2% improvement was achievable with the optimization of indoor and outdoor fan speeds.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.2011-2015
• /
• 2010

비점오염원에 의한 수질오염은 지표수 오염과 지하수 오염으로 분리될 수 있는데 보통 지하수는 지표수에 비하여 수질이 양호 하다고 여겨지만 오염된 하천 주위의 지하수 오염이 심각할 수 있다. 이러한 지하수에 의한 오염원을 산정하고 분석하기 위해 여러 가지 수문관련 공식이나, HSPF, MODFLOW, SWAT 모형 등이 사용되고 있는데 이 중, SWAT 모형은 다양한 작물 및 재배방법이 지표수 및 지하수 수질에 미치는 영향을 유역단위로 평가가 가능하여 국내 외 에서 널리 활용되고 있다. SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데 소유역내 HRU의 공간적인 정보를 고려하지 않는 준 분포형 모형으로 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석 하는데는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선하여 공간적으로 분석할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였고 강원도 평창군 대관령면 횡계2리 지역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 분석하였다. 적용결과, 횡계2리 유역의 2006년 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량 및 농도를 비교하면 일반적으로 농경지에서의 대수층 유입 $NO_3$-N 부하량이 큰 것으로 나타났고, 대부분 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3$-N의 농도가 산림에 비해서 상당히 높은 것으로 분석되었으며 2007년의 결과도 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구의 결과에서와 같이 같은 밭이라 하더라도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당한 영향이 있을 수 있으며, 또한 재배 작물과 토양 특성에 따라 $NO_3$-N이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 개발된 HRU Mapping Module은 유역에서의 수질 개선시기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는데 매우 유용하게 활용될 수 있으리라 판단된다.