• 한국농공학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.39-48
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• 2010

Sediment yields from Imha watershed were simulated during 1993-2008 using Hydrologic Simulation Program-Fortran (HSPF). Using observed daily stream flow for 2004-2008 and hourly suspended solid concentration for three events during 2006, HSPF was calibrated and validated at the sites of Imha and Youngyang for stream flow and Dongchun and Jangpachun for sediment yield. The calibration and validation results represented high model efficiency for simulating daily stream flow and hourly suspended solid. The determination coefficients of calibration and validation were 0.90 and 0.81 for daily stream flow, and 0.91 and 0.86 for monthly stream flow, respectively. Based on model tolerances for calibration and validation of stream flow, HSPF performance for simulating stream flow represented 'very good'. The determination coefficients of calibration and validation were 0.94-0.96 and 0.95 for hourly sediment yields, respectively. The average yearly sediment yield during 1993-2008 was 122,290 ton/year and most of sediment yield (77 % of total yield) were generated from June to August. The calibrated HSPF simulated well the movement of water and eroded soil within Imha watershed.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권4호
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• pp.34-44
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• 2006

환경모델링 기법은 비선형 오염유출현상을 구조화하여 배출특성 규명 및 정책대안의 영향예측 도구로서 활용도가 증가하고 있다. 반면 복잡한 입력 매개변수의 구성은 모형운영에 있어 비정량적 수치의 적용가능성을 내포하고 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위해 최근 들어 GIS와 정보기술의 연계를 통한 자료관리 및 모형 매개변수 산출을 위한 연구들이 활발히 진행 중에 있다. 이에 본 연구의 목적은 NGIS사업을 통해 축척된 지형공간 자료와 GIS의 공간분석기능을 연계하여 유역 오염유출모형인 HSPF의 운영정보 생성을 지원하는 정보시스템을 개발하는데 있다. 주 연구내용은 시스템 분석 및 설계, 기초 데이터 수집과 DB 구축, 지형 매개변수 산정을 위한 GIS-HSPF의 통합 인터페이스 구축이다. 개발된 KBASIN-HSPF는 EPA에 의해 개발된 BASIN의 유역분할, 하천망생성, 지형특성계수 산정 기능과 함께 우리나라의 지형 오염원 기상정보의 저장구조를 고려한 데이터 모델링, Thiessen망에 준한 강우자료 보정 그리고 HSPF 모형운영정보 생성 및 전환기능을 포함하고 있다. KBASIN-HSPF는 기존의 오염유출모델링을 위해 자료준비부터 정보연계, 모형운영까지 분산된 환경에서 수행되었던 것을 통합환경하에서 진행함으로써 정보의 질적보장과 정보전환의 표준화방안을 제시하는 정보분석시스템이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.328-332
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• 2006

환경모델링 기법은 비선형 오염유출현상을 구조화하여 배출특성 규명 및 정책대안의 영향예측 도구로서 활용도가 증가하고 있다. 반면 복잡한 입력 파라미터의 구성은 모형운영에 있어 비정량적 수치를 적용할 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위해 최근 들어 GIS와 정보기술의 연계를 통한 자료관리 및 모형 매개변수 산출을 위한 연구들이 활발히 진행 중에 있다. GIS-모델링 분야의 기술적 성장에도 불구하고 정보구축의 시점, 주기, 구축 형태 등의 통일화가 이루어지지 않았다. 따라서 BASINS과 같은 기 구축된 정보 분석체계를 사용하고자 할 때 단위사업별로 구축된 공간정보의 구조해석을 다시 수행해야 하는 문제를 지니고 있다. 이는 구축된 정보를 사용하여 해석하고자 하는 주체가 분명하지 않고, 분석모델에서 요구하는 입력 자료의 구조를 명확하게 해석할 수 있는 정보기술과 분석기술의 연계부족으로 발생한 문제이다. 이에 본 연구의 목적은 NGIS사업을 통해 축척된 지형공간 데이터베이스와 GIS의 공간분석기능을 연계하여 유역 오염원 기상 공간정보의 관리, 유역 오염유출모형인 HSPF(Hydrologic Simulation Program-Fortran)의 운영정보 생성을 지원하는 지능형 정보관리시스템을 개발하는데 있다. 주 연구내용은 시스템 분석 및 설계, 기초 데이터 수집과 DB 구축, 지형 매개변수 산정을 위한 GIS-HSPF의 통합 인터페이스 구축이다. 개발된 KBASIN-HSPF는 EPA에 의해 개발된 BASIN의 유역분할, 하천망생성, 지형특성계수 산정 기능과 함께 우리나라의 지형.오염원.기상정보의 저장구조를 고려한 데이터 모델링, Tissen망에 준한 강우자료 생성 그리고 HSPF 모형운영정보 산정 및 전환기능을 포함하고 있다. KBASIN-HSPF는 유역기반 점.비점오염원 정보를 통합 관리하고자 하는 오염총량관리제의 기술적 정보관리 환경으로 활용가능하며, 기존의 오염유출모델링을 위해 자료준비부터 정보연계, 모형운영까지 분산된 환경에서 수행되었던 것을 통합환경하에서 진행함으로써 정보의 질적보장과 정보전환의 표준화방안을 제시하는 정보분석시스템이다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.951-960
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• 2007

Window interface to Hydrological Simulation Program-FORTRAN (WinHSPF) developed by the United States Environmental Protection Agency (EPA) was applied to the upstream of Nam-Han river watershed to examine its applicability for loading estimates in watershed scale and to evaluate non-point source control scenarios using BMPRAC in WinHSPF. The WinHSPF model was calibrated and verified for water flow using Ministry of Construction and Transportation (MOCT, 3 stations, 2003~2005) and water qualities using Ministry of Environment (MOE, 5 station, 2000~2006). Water flow and water quality simulation results were also satisfactory over the total simulation period. But outliers were occurred in the time series data of TN and TP at some regions and periods. Therefore, it required more profit calibration process for more various parameters. As a result, all the study was performed within the expectation considering the complexity of the watershed, pollutant sources and land uses intermixed in the watershed. The estimated pollutant load for annual average about $BOD_5$, T-N and T-P respectively. Nonpoint source loading had a great portion of total pollutant loading, about 86.5~95.2%. In WinHSPF, BMPRAC was applied to evaluate non-point source control scenarios (constructed wetland, wet detention ponds and infiltration basins). All the scenarios showed efficiency of non-point source removal. Overall, the HSPF model is adequate for simulating watersheds characteristics, and its application is recommended for watershed management and evaluation of best management practices.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.385-385
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• 2015

정부는 1998년부터 4대강 물관리종합대책을 세워 하천의 수질보전을 위한 대책을 시행하고 있다. 그 중 대유역 중심의 수질개선대책은 전체적인 큰 목표를 제시하는 것이며, 이러한 대유역의 목표수질을 달성하기 위해서는 먼저 소유역의 수질개선이 이루어져야 한다. 현재 영산강유역에서는 도시하수종말처리장, 산업폐수처리장과 같은 점오염원 관리시설은 대폭 확충되었으나 하천과 호소의 수질은 크게 향상되지 못하고 있다. 이는 중 소유역에 대한 효율적인 수질개선대책이 없기 때문이며, 특히 중 소유역 내 비점오염원 물질이 대량으로 하천 및 호소에 유입되기 때문이다 따라서 효율적인 유역관리를 위해서는 소유역중심의 관리가 필요하며, 소유역 중심의 수질보전 대책을 수립하기 위해서는 대상 소유역에 대한 조사분석이 선행되어야 하는데, 여기에는 관거(우수관, 오수관) 시스템 조사와 하수의 차집조사가 관계되며, 또한 소유역내의 오염원(점오염원과 비점오염원) 및 잠재적인 오염원조사 등과 같은 광범위한 조사 작업이 필요하다. 한편 유역모형 중 HSPF모형은 모형의 적용에 필요한 방대한 자료와 노력을 최소화 되도록 개발되어 왔으며, HSPF는 광범위한 수문 수질과정을 장기 모의가 가능하도록 일련의 구조화된 모듈로 구성되어 있다. 복잡한 모형일수록 자료관리에 많은 노력이 요구되나 HSPF는 자료를 직접적으로 접근할 수 있는 Time Series Management System에 가깝도록 개발되었다. 또한, HSPF 모델은 유역내의 토지이용에 따른 특정 오염물질의 비점오염 부하를 계산하며, 강우에 따른 물의 흐름을 하천의 수질오염모의와 연결시키는데, 광범위한 유역조건에 적용이 가능하고, 각 소유역을 구분하여 비교가 가능하므로 소유역별 관리방안을 비교하는데 가장 적합한 모델이다. 따라서 본 연구는 유역모형(HSPF)을 이용하여 영산강 유역을 대표할 수 있는 중 소유역을 선정하고, 선정된 중 소유역에 대한 기초적인 자료를 조사 분석하여 종합적이고 구체적인 유역 관리계획을 수립해 봄으로써 중 소유역 수질관리에 지침서로서 역할을 하는데 목적이 있다.

• 환경영향평가
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• 제20권1호
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• pp.71-78
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• 2011

This paper aims to assessing impact of reduction of non-point source pollution in the Bokha Stream watershed. The BASINS/HSPF model was calibrated and verified for water flow and water qualities using Total Maximum Daily Load 8days data from 2006 to 2007. Accuracy of the BASINS/HSPF models in simulating hydrology and water quality was compared and there were somewhat differences of statistical results, but water flow and water quality were simulated in good conditions over the study period. The applicability of models was tested to evaluate non-point source control scenarios to response hydrology and water quality in the Bokha stream using various measures which include BMPs approach and change of landuse. The evaluation of reduction of non-point source pollution was developed using load-duration curve. Despite strong reduction of non-point source, there are not satiated target quality at low flow season.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1721-1725
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• 2007

본 연구에서는 안양천 유역의 물순환 건전화를 위한 계획수립의 첫 번째 단계로 HSPF 모형을 구축하고 중유역별 물순환 현황 및 BOD 부하량을 정량적으로 파악하였다. 모형을 구축하기 위해 HSPF 모형의 수량 및 BOD에 대한 민감도 분석을 수행하였으며 다양한 속성을 갖고 있는 안양천 유역을 토지이용, 경사도 및 사용한 기상자료 등의 특성에 따라 총 4개 지역으로 구분하여 검 보정을 실시하였다. 물순환 모의 결과 하류로 갈수록 도시화 비율이 높으며 이로 인해 기저유출량은 $11.1%{\sim}5.0%$로 줄어들고 직접유출량은 $42.5%\rightarrow56.9%$로, BOD 농도는 $3.3\;mg/L\rightarrow15.0mg/L$로, 단위면적당 원단위는 $55.4\;kg/ha/year\rightarrow354.5kg/ha/year$로 증가하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.15-20
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• 2009

The purpose of this study was to test the applicability of the HSPEXP model performance criteria for calibrating hydrologic parameters of HSPF. Baran watershed, located at Whasung city, was selected as a study watershed in this study. Input data for the HSPF model were obtained from the digital elevation map, landuse map, soil map and others. Water flow data from 1996 to 2000 was used for calibration and from 2002 to 2007 was for validation. Using the HSPEXP decision-support software, hydrology parameters were adjusted based on total volume, then low flows, storm flows, and finally seasonal flows. Suggested criteria for each model performance variables were referenced from the previous research. For the calibration period, all the HSPEXP model performance criteria were satisfied while two criteria were slightly violated for the validation period.

• 환경영향평가
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• 제23권2호
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• pp.88-100
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• 2014

This study analyzed runoff characteristics of non-point sources pollutant and evaluated removal of pollution by BMP(Best Management Practice) using BASINS/WinHSPF model. Hourly meterological data including input data was provided from 2010 to 2011 year to run HSPF model in Miho stream watershed. As the results of calibration and validation of the model, the model could be successfully performed to simulate the flow and water quality parameters. The apprehensive area of non-point source pollution was chosen by non-point source pollution per area of a tributary to the Miho stream and applied constructed wetland in area chosen. Three scenarios were based on installation area of an constructed wetland and HSPF model would be applied to estimate the pollutant removals through the constructed wetland. The removal rates of pollutants through the constructed wetland were estimated with the runoff and water quality parameters by the comparisons of before and after the constructed wetland application.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권7호
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• pp.57-66
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• 2005

The Hydrological Simulation Program - FORTRAN (HSPF) was modified to simulate nonpoint pollutant loadings from paddy fields using a field experimental data collected during 2001-2002. The concept of a 'dike height' was added in a modified HSPF code, named HSPF-Paddy, to consider the function of retaining water by a weir at the field outlet. The effect of fertilization on the variances of nutrients on the soil surface and shallow soil layer was described mathematically with a Dirac delta function (or first-order kinetics). As confirmed through model verification, the HSPF-Paddy modifications were shown to represent the function of retaining water, varied ponded water, and surface runoff by forced drain during both rainy and non-rainy seasons and reasonably predicted the water balance and nutrients behavior in paddy fields. It is a distributed watershed model which, with the paddy modifications, can now simulate nonpoint pollutant loadings where paddy fields are dominant, and it can be used to evaluate the effects of paddy fields on the water quality at a basin scale, and assess the impacts of proposed BMPs applied to paddy fields.