• 대한환경공학회지
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• 제34권3호
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• pp.177-188
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• 2012

본 연구는 국내 TMDL 지원을 위하여 삭감시나리오 작성 및 수질모의가 가능한 GIS 기반의 삭감시나리오 작성 지원시스템을 개발하는 것을 주요 목적으로 하였다. 연구대상지역은 금강수계 내 삽교천 상류 31 km 구간이며, QUAL2E 모델이 시스템에 적용되었다. 점 및 비점오염원 속성과 다양한 지도 자료를 수집하여 공간 DB를 구축하였다. 각 단위유역의 BOD, T-N, T-P 배출부하량을 산정하였고, 삭감시나리오 작성 과정에서 이들의 수치만을 간단히 조작하여 수질모의가 가능하도록 시스템을 개발하였다. 세 가지 삭감시나리오가 적용되었으며, GIS 기반의 결과 비교를 통해 효율적인 삭감시나리오 선정이 가능하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 시스템은 향후 최적 의사결정지원에 기여할 것으로 기대된다. 아울러 새로운 삭감시나리오 작성 방법 및 알고리즘 개발에도 활용될 것으로 판단된다. 향후 시스템 고도화를 위해서는 오염원별 관리에 따른 삭감시나리오의 작성 지원, 대상지역의 확대 적용 등의 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.223-230
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• 2004

The QUAL2E and Box-Jenkins time series model were applied to the Miho river, a main tributary of the Geum river, to predict water quality. The models are widely used to predict water quality in rivers and watersheds because of its accuracy. As results of the study, we concluded as follows: Pollutant loadings in upper stream of Miho river were determined to 57,811 kgBOD/d, 19,350 kgTN/d, and 5,013 kgTP/d. The loading of TN in Mushim river was 19,450 kgTN/d, respectively. As the mass loadings were compared with pollutant sources, it concluded that the farming livestock contributed highly to mass emissions of BOD and TP and the population contributed to TN mass loading. The observed water quality values were applied to the models to verify and the models were used to predict the water quality. The QUAL2E Model predicted the concentrations of DO, BOD, TN and TP with high accuracy, but not for E-Coli. The Box-Jenkins time series model also showed high prediction for DO, BOD and TN. However, the concentrations of TP and E-Coli were poorly predicted. The result shows that the QUAL2E model is more applicable in Miho basin for prediction of water quality compared to Box-Jenkins time series model.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.719-727
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• 2004

수질모델은 수계내 오염물질의 총량관리를 위한 오염물질관리 목표량 및 허용총량 파악, 그리고 삭감계획의 효과분석 등에 효율적으로 사용할 수 있다. 그러나 선정 또는 개발된 모델의 재현성 제고를 위하여 매개변수의 최적화작업이 필요하다. 본 연구에서는 하천수질관리에 가장 광범위하게 사용되고 있는 미국 EPA에서 개발한 QUAL2E 모델의 반응계수 보정을 위하여 최소자승법을 적용하였으며, 계수가 취할 수 있는 범위를 제약조건으로 갖는 최적화모델을 구축하여 해를 구하였다. 최적화모델의 목적함수 해는 Microsoft Excel의 해 찾기 기능을 사용하여 구하였으며 수질항목에 대한 매개변수의 영향정도를 파악하기 위하여 Monte Carlo 모의를 실시하였다. 이 방법을 안양천 유역에 적용하여 본 결과 빠른 시간 안에 주관성이 배제된 매개변수 값을 확정할 수 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권2호
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• pp.200-207
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• 2010

The sewage treatment plants to be built to improve the water quality of the Mankyung River will total 11, of which combined capacity will reach $39,850m^3/day$, and saying in detail, 5 at Gunsan city, 2 at Iksan city, 1 at Kimje city and 3 at Wanju gun, The scenario for water quality improvement was developed, considering the conditions of plant operation ratio and the accomplishment of the water quality target (BOD 4.4 mg/L, T-P 0.356 mg/L) at the end of the watershed of Mankyung B was predicted, making use of QUAL2E model. As a result of prediction using QUAL2E model based on scenarios with 70% and 100% of operation ratio, respectively, at 11 plants in 2010, the water quality at the watershed of Mankyung B was estimated at 4.322 mg/L which was lower than the target of BOD 4.4 mg/L, indicating the target water quality was achieved, when it comes to 70% of operation ratio, But in case of T-P, it was estimated at 0.565 mg/L, which was higher than the target. When it comes to 100% of operation ratio, T-P also was 0.563 mg/L which exceeded the target, 0.356 mg/L. As indicated above, the effect of water quality improvement appeared very insignificant, which was attributable to the limit of small scale sewage treatment plant in total reduction capacity. Hence, the measures for additional reduction in a bid to achieve the target water quality of T-P at the designated location need to be taken, and the measures to build the Sewage treatment facilities at the place where the pollution is significantly caused by T-P appeared to be required as well.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.187-191
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• 2011

현재 국내 하천은 급격한 산업화 도시화 및 하천의 난개발로 인해 하천 고유의 자연성이 훼손되어 수질오염이 심각한 경우가 많으며, 특히 저 갈수기에는 하천 수량이 부족하여 하천수질이 더욱 악화되는 실정이다. 이러한 원인은 우리나의 개발 우선주의에 의한 하천의 난개발 및 인식 부족이 주 원인으로 이를 개선하기 위한 노력이 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 섬진강 본류구간을 연구대상 구간으로 선정하여 목표수질 달성 및 생태건강성 확보를 위한 하천유지유량 산정을 위해 Qual2K 모형을 적용하였다. 섬진강은 국내의 타하천에 비해 생태 건강성이 뛰어난 편이며, 수질 또한 양호한 상태로 섬진강의 자연성 보전 및 유지가 반드시 필요한 실정이다. Qual2K는 미국환경청(US-EPA)에서 개발한 모형으로 Qual2E 모형의 단점을 보완한 것으로 사용자가 하천의 지형 특성을 충분히 반영할 수 있으며, 정확한 오염원의 유출입 지점을 특정할 수 있으며, 수질 반응을 개선한 모델이다. QUAL2K 모델에 이용된 오염원 및 부하량은 제2단계 섬진강 수질오염총량제의 값을 이용하였으며, 섬진강의 생태건강성 유지를 위한 하천유지유량의 산정은 수질오염총량제에서 제시한 목표수질보다 강화된 목표수질을 만족할 경우의 유량을 하천유지유량으로 설정하여 추정하였다. 수질모의는 섬본E, 섬본D의 BOD 목표수질이 1.2mg/L일 경우에 대해 모의를 실시하였으며, 그 결과 BOD 농도 1.0mg/L의 청정수는 섬진강댐에서 $0.5m^3/s$, 주암댐에서 $1.0m^3/s$의 유지수를 도입할 경우 섬본E, 섬본D지점에서 BOD 1.2mg/L를 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.129-141
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• 2008

본 연구는 도심지 유역인 경기도 부천 여월동 단지 내 도시하천의 수질 특성을 분석하고 평가하고자 한다. 해당 유역의 하천은 차집관로에 의한 생활하수와 평시 흐름의 차단으로 인하여 매우 적은 유량만이 흐르고 있고, 각종 하수와 오염원의 유입으로 수질 오염 및 악취 발생 등의 문제를 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 수질 현황을 파악하고 수질 개선책을 제시하기 위하여 수질 모니터링을 시행하였으며, 해당 유역의 특성과 조사 결과를 이용하여 QUAL2E 모형을 통한 수질 모델링을 구축하고, 이를 이용해 수질특성과 향후 미래 수질을 검토하였다. 검토 결과 주거지역내 소하천의 경우 오염원의 유입에 따라서 수질이 크게 변화하며 비점오염원에 대해서도 불안요소를 포함하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구 대상지역의 경우 유지유량 공급과 오염원의 차단이 중요할 것으로 판단된다.

• 수도
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• 통권58호
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• pp.63-70
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• 1992

• 한국환경과학회지
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• 제17권4호
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• pp.451-459
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• 2008

This study was carried out forecasting of pollution inflow of the Small Mountainous Catchment, namely; Seolma-cheon experimental catchment. Pollutographs of DO, BOD, T-N, Conductivity, T-p, pH. COD, SS from this catchment were obtained from in-situ data of total ten events using QUAL2E-PULS model. From the analysis results, between up stream(Sabang-bridge) and down stream (Memorial-bridge, outlet) obtained relation formula of water quality component. Determination coefficient of relation formula, Conductivity, COD, BOD, DO, pH, T-N, T-P, and SS showed high relation of $0.87{\sim}0.99$. The increases of DO, BOD, COD, and pH concentration of Memorial-bridge were associated with pollution inflow by road building far 2.25km from Sabang-bridge to down stream. The analysis results of QUAL2E-PULS simulation and up/down stream relation formula, pollution amounts of DO, BOD, COD and pH increased at Memorial-bridge and pollution source site. Therefore, pollution inflow can be forecasted exactly by up/down stream relation formula at pollution source site.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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• pp.612-615
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• 2007

Water quality modelling is an ideal tool of simulating physical, chemical and biological changes occurring in water systems. It has been utilized in a number of GIS-based water quality management and analysis applications. However, there is a need of a decision making process to translate the modelling result into an understandable form thereby implement the modelling results to the real world. This paper outlines a new water quality index called the QUAL2E's water quality index (QWQI) based on the water quality modelling using QUAL2E. The development mainly includes four steps: variable selection, sub-index development, weight assignment and sub-index aggregation. An experiment of applying the index and GIS to the Sapgyo River in Korea was implemented. Different from other water quality indices for general water uses, the index is specifically used for the simulated water quality indicators. The index can provide a simple and easy-to-understand decision support. Furthermore, interfacing with GIS, the decision analysis can be performed within a spatial environment. However, more study needs to be made in the future including the improvement of aggregation function.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.316-316
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• 2012

본 연구에서는 국립환경과학원에서 체계화된 유역 및 하천환경 DB 구축을 통해 국내 모든 하천에 대한 수리 수문학적 기초자료를 표준화기 위해 만들고 있는 한국형 Reach File을 통하여 경안천 유역에 대해 QUAL2E 모형을 이용하여 수질모의 하고자 한다. 수질 모델링의 적용 사례를 살펴본 바에 따르면 하천을 모델링하기 위해서는 현장 특성 자료의 중요성, 특히 하천수리특성에 관련된 기초 자료의 가용성 여부가 모형의 성패에 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 유량, 유속 및 폭과 깊이로 대변되는 하천 지형은 물질 이송에 대한 주요 외력 함수이며, 다른 모든 예측치 들은 이들에 의존적일 수밖에 없다. 따라서 이들의 정확한 표현은 올바른 수질 예측에 있어서 필수적이다. 국립환경과학원에서 구축하는 한국형 Reach File에는 도형 및 속성자료를 설계하였을 뿐만 아니라, 각 수계별 주요하천에 대한 Reach별로 하상단면정보 및 수리계수를 DB화하여 관리하고 있기 때문에 대상 하천의 유량, 유속 및 수심자료를 일괄적으로 제공을 하고 있다. 본 연구에서는 한국형 Reach File을 통하여 경안천유역의 수질을 모의하였다. Reach File에는 경안천 유역의 Reach 별로 수리학적 특성인 하천연장, 하상경사, 조도계수, 수리계수등 QUAL2E 모델의 입력자료등을 제공해 줌으로써 수질모의 과정의 정량화 및 간편화를 가능하게 하였다. 또한 효율성 증대에 기여하는 바가 클 것으로 예상되며 2013년 6월부터 시행되는 한강수계 수질오염총량관리 의무제 시행과 관련하여 보다 과학적이고 정확한 모델링 결과 도출이 가능할 것으로 판단된다.