• Water Engineering Research
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• 제4권3호
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• pp.141-154
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• 2003

Nonpoint source pollutants from agriculture are identified as one of the main causes of water quality degradation in the United States. The Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF) was used to simulate runoff, nitrogen, and sediment loads from an urbanizing watershed; the Polecat Creek watershed located in Virginia. Model parameters related to hydrology and water quality were calibrated and validated using observed hydrologic and water quality data collected at the watershed outlet and at several sub-watershed outlets. A comparison of measured and simulated monthly runoff at the outlet of the watershed resulted in a correlation coefficient of 0.94 for the calibration period and 0.74 for the validation period. The annual observed and simulated sediment loads for the calibration period were 220.9 kg/ha and 201.5 kg/ha, respectively. The differences for annual nitrate nitrogen ($NO_3$) loads between the observed and simulated values at the outlet of the watershed were 5.1% and 42.1% for the calibration and validation periods, respectively. The corresponding values for total Kjeldahl nitrogen (TKN) were 60.9% and 40.7%, respectively. Based on the simulation results, the calibrated HSPF input parameters were considered to adequately represent the Polecat Creek watershed.

• 한국관개배수논문집
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• 제18권2호
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• pp.54-65
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• 2011

This study was performed to analyze the influence of pollutant loads characteristics on the point and non-point sources in Saemangeum watershed area using Hydrological Simulation Program, Fortran (HSPF). The simulation items were flow, BOD, T-N, and T-P(2007~2010). The pollutant loads trend reflects the precipitation. Specifically, the point source loads were almost constant, but the non-point source loads were influenced in the precipitation. It was found that the effect of non-point source is larger than point source. The water quality had a clear trend by the season. However, pollutant loads did not show distinct seasonal changes. The reason is that the pollutant concentration is diluted by the increased flow at summer season. Therefore, it is important to control the non-point source in order to manage water quality in the region. For the management of Saemangeum lake, it is need to control of supplied pollutant loads from Saemangeum watershed.

• 한국물환경학회지
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• 제26권2호
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• pp.268-278
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• 2010

This study derived the effectiveness analysis results of construction of wastewater treatment plant under climate change scenarios. Canadian Global Coupled Model (CGCM3) was used and A1B and A2 of Special Report on Emission Scenario (SRES) were selected. Regional climate change data for this application were downscaled by using Statistical Downscaling Model (SDSM) and the flow and BOD concentration durations were obtained by using Hydrological Simulation Program - Fortran (HSPF). The criteria for low flow and water quality were chosen as $Q_{99}$, $Q_{95}$, $Q_{90}$ and $C_{30}$, $C_{10}$, $C_1$. The numbers of days to satisfy the instreamflow requirements and target BOD concentration were also added to the criteria for comparison. As a results, small wastewater treatment plant improved the water cycle due to the increase of low flow and the decrease of BOD concentration. But climate change affected the reduction of effectiveness significantly. Especially in case of construction of small waste water treatment plant in the upstream region, it is necessary to take climate change impact into consideration since it is usually related to the low flow and the water quality of the stream.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.231-248
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• 2011

본 연구에서는 기후변화 요소를 반영하여 홍수취약성지표 (Flood Vulnerability Index, FVI)를 개발하였고 이를 북한강 유역의 6개 중권역에 적용하였다. 기후변화 요소를 고려하기 위해 IPCC의 CGCM3 모형의 A1B와 A2 시나리오를 이용하였고 일단위로 축소화하기 위해 SDSM (Statistical Downscaling Model) 모형을 이용하였다. 홍수취약성 인자를 선정하기 위해 지속가능성 평가모형인 추진력-압력-상태-영향-반응 (Driver-Pressure-State-Impact-Response, DPSIR) 모형을 이용하였고 기후변화로 인한 홍수유출의 특성분석은 연속유출모의모형인 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran)를 이용하였다. 본 연구에서 개발된 홍수취약성지수는 유역의 현상태 및 기후변화의 영향으로 인한 잠재적 취약성을 정량적인 하나의 지수로 간결하게 표현할 수 있어서 장기 수자원 및 유역관리 정책수립에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.760-767
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• 2008

본 연구에서는 HSPF(Hydrological Simulation Program - Fortran)를 임하댐 유역을 대상으로 적용하여 유출량 및 부유물질 농도 변화를 모의할 수 있는 유역모델을 구축하였다. 먼저, 임하댐 전체 유역에 대하여 총 33개 소유역으로 구분하여 모델을 구성하였으며 현장에서 실측된 7년간의 유출량 및 부유물질 농도 자료로 모델의 보정 및 검증을 수행하였다. 모델의 유출량 재현성 평가를 위하여 그래프 비교를 통한 정성적인 분석과 R$_{eff}$, R$^2$의 통계항목을 이용한 정량적인 분석을 수행하였다. 다음으로, 부유 물질 농도 보정은 2006년 7월 탁수가 집중적으로 발생하는 시기의 3개 강우사상에 대하여 수행하였으며, 모델의 검증은 2007년도 8$\sim$9월에 발생한 2개 강우사상을 대상으로 수행하였다. 모델이 실측된 유출량 및 부유물질 농도를 비교적 잘 모의하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 구축한 HSPF 유역모델을 이용하여 임하호 유입하천의 유출량 및 부유물질 농도를 모의함으로써 저수지로 유입되는 탁수 발생량을 예측할 수 있으며 유역별 탁수 관리방안 수립 및 저수지 모형과 연계를 통한 저수지의 탁수 관리에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.358-363
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• 2009

유역관리 계획이 하천 수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델을 경안천에 적용하였다. BASINS 3.1 GIS 프로그램에 DEM (Digital Elevation Model), 토지이용도, 하천도, 환경기초시설 등을 입력하여 경안천 유역을 총 57개 소유역으로 구분하고 모델 입력 자료를 산출하였다. 먼저 관측된 기상 및 하천 수량 자료를 이용하여 수문 모델의 타당성을 확인한 후 수질 모델을 보정하고 검증하였다. 적용한 수질은 수온, DO, BOD, $NO_3-N$, $NH_3-N$, Org-N, TN 그리고 TP이며, 대부분의 경우 측정치와 예측치가 적절히 일치하였다. 보정 및 검증 완료된 모델을 활용하여 소유역의 수질관리 방안에 따른 경안천 본류의 수질개선 효과를 분석하였다. 적용한 시나리오는 세 가지로, 첫째, 유역관리 활동을 통한 지천 수질개선, 둘째, 환경기초시설의 확충과 처리수질 향상, 그리고 셋째, 이 두 가지를 동시에 적용하는 것이다. 예측결과에 따르면 환경기초시설 확충과 처리수질 향상이 유역관리를 통한 지천 수질개선보다 효과적인 것으로 나타났다. 경안천이 만족할 만한 수질로 개선되기 위해서는 두 가지 방안이 모두 적용되어야 하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1840-1844
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• 2006

현재 안양천 유역에서는 하천 유지유량 확보 및 건천화 방지를 위해 지하철 용출수, 하수처리장 방류수 및 재이용수가 활용되고 있다. 본 연구에서는 광범위한 유역에 적용이 가능하고, 점오염원 및 비점오염원 분석과 처리 대안의 효과 분석을 실시할 수 있는 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) 모형에 대해 민감도 분석을 실시한 후 안양천 중상류 유역에서 현재 활용되고 있는 유지유량 확보 방안에 대한 효과 분석을 수행하였다. 총유출량과 첨두유량에 대한 매개변수 민감도 분석 결과 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC, INTFW, LZETP 순으로 민감하게 반응하였으며, 이 중 유출에 1% 이상 변화를 주는 매개변수 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC를 모형의 보정 및 검증에 사용하였다. HSPF 모형을 이용하여 2004년 안양천 유역을 모의한 결과 갈수량 기준 시 안양천 중류 유량의 82%가 안양하수처리장에서 방류되는 방류수에 의한 것으로 나타났으며, 하수처리 재이용수와 지하철 용출수는 각각 4.6%와 1.3%의 영향을 보였다. 따라서 안양천 유역과 같은 건천화가 진행되고 있는 도시하천의 경우 지하철 용출수 및 하수처리수 등의 하천 유지유량 확보 방안은 물순환 건전화의 중요한 대안이 될 수 있을 것이다.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권1호
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• pp.9-20
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• 2019

The primary objective of this study was to analyze the delivery ratio using Hydrological Simulation Program - Fortran (HSPF) in Okdong-cheon watershed. Model parameters related to hydrology and water quality were calibrated and validated by comparing model predictions with the 8-day interval filed data collected for ten years from the Korea Ministry of Environment. The results indicated that hydrology and water quality parameters appeared to be reasonably comparable to the field data. The pollutant delivery loads of the watershed in 2015 were simulated using the HSPF model. The delivery ratios of each subwatershed were also estimated by the simple ratio calculation of pollutant discharge load and pollutant delivery load. Coefficients of the regression equation between the delivery ratio and specific discharge were also computed using the delivery ratio. Based on the results, multiple regression analysis was performed using the discharge and the physical characteristics of the subwatershed such as the area. The equation of delivery ratio derived in this study is only for the Okdong-cheon watershed, so the larger studies are needed to apply the findings to other watersheds.

• 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.

• 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.