• 대한토목학회논문집
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• 제26권3B호
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• pp.291-300
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• 2006

본 연구에서는 통계를 이용한 경안천유역의 최적 수질 측정망 구성이 제안된다. 분석을 위해서 필요한 수질 데이터는 QUAL2E 모형을 이용하여 모의하였으며, 경안천 유역의 2000년도 3월부터 11월까지의 월 평균자료를 이용하였다. QUAL2E 모형을 구축하는데 필요한 수리 매개변수는HEC-RAS모형을 이용하여 추정하였다. 수질매개변수의 경우 월평균 실측자료를 바탕으로 1차 신뢰성 분석(FORA)를 이용하여 민감도 분석을 실시하여 수질항목별로 민감하지 않은 매개변수를 제외한 후 보정이 이루어진다. QUAL2E 모형의 모의 결과를 바탕으로 크리깅 기법과 Branch and Boundary Method를 이용하여 평수량 일때와 갈수량 일때로 구분하여 관측지점의 개수와 위치가 결정된다. 또한 선정된 지점을 기준으로 proportional sampling method(비례표본추출법)를 이용하여 각각의 지점별 측정 빈도가 제시된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.505-515
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• 2005

본 논문에서는 두 가지 대표적인 하천수질모형을 비교${\cdot}$분석하였다. 정상상태 모형으로는 QUAL2E, 비정상상태 모형으로는 CE-QUAL-RIV1을 선택하여 동일한 반응계수 및 경계조건 하에서 두 모형의 계산결과를 서로 비교해 보았다. 각 모형에 대하여 수질변동을 계산하기 위해 적용된 방정식을 서로 비교하였으며, 두 가지 수질모형을 이용하여 대청댐 이하 금강본류의 수질을 모의하였다. 두 모형은 기본 알고리듬이 매우 유사하므로, 모형구축에 필요한 입력자료도 매우 비슷하였다. 정상상태로 모의한 경우에 대하여 두 모형의 결과값은 BOD와 DO, 및 $NH_3-N$의 경우에 대하여서는 매우 일치도가 높았다. 그러나 용존인과 같은 특정한 수질인자 항목은 상당한 차이가 있음을 확인하였다. 이러한 모의결과를 바탕으로 두 모형의 민감도 분석을 실시하였으며, 각 수질항목에 대해 지배적으로 작용하는 매개변수를 도표화하여 정리하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1343-1347
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• 2005

본 연구에서는 영산강 유역을 대상유역으로 영산강을 양질의 수자원으로 보전함으로서 수생태계 회복 및 영산호 수자원의 다목적 이용을 도모하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이를 위해 영산강 유역을 11개 소유역으로 구분하고, 각 소유역별로 조사$\cdot$분석된 자료를 QUAL2E모형에 입력하여 장래수질예측을 실시하였다. 수질예측 결과를 토대로 각 하도구간에 설정된 목표수질을 만족하도록 오염부하량을 삭감하여 소유역별 최대허용오염부하량(Total Maximum Daily Load)을 제시하였다.

• 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.

• 환경영향평가
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• 제18권2호
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• pp.99-109
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• 2009

In general, manual calibration is commonly used for the stream water quality modelling. Because the manual calibration depends upon the subjectivity and experience of the researcher, it has a problem with the objectivity of the modelling. Thus, the interest about the automatic calibration by the optimization technique is deeply increased. In this study, Influence coefficient algorithm and Genetic algorithm are introduced to develop an automatic calibration model for the QUAL2K that are the latest version of the QUAL2E. Genetic algorithm, used in this study, is very simple and easy to understand but also applicable to any complicated mathematical problem, and it can find out the global optimum solution effectively. The developed automatic calibration model is applied to the Gangneung Namdaecheon. The calibration results about the 11 water quality variables show the good correspondence between the calculated and observed water quality values.

• 환경위생공학
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• 제15권3호
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• pp.101-119
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• 2000

In order to establish water quality management planning in some watershed, water quality of the future of the watershed should be predicted first. The Yongsan river various pollutant sources ; sewage, industry, livestock, farming and so on. And pollutants from these sources are likely to increase even though a number of publicly owned treatment works(POTWs) are founded. Therefore, it is estimated that water quality if the river would be even worse than now in near future. In this study, water quality of the future(2001, 2006) on the Yongsan river was simulated with QUAL2E model. Concentration of three water quality parameters(BOD, T-N, T-P) was predicted according to dry season, low flow season, average flow season of the river with and without POTWs. The results of this study showed the significant contrast in concentration between with and without POTWs, specially in terms of T-N and T-P. Therefore, POTWs must be founded around the Yongsan river and more advanced treatment should be considered. And because these parameters are mostly affected by polluants from upper watershed, including Kwangiudcheon, water quality management planning on the Yongsan river might be focused on this area.

• 한국환경농학회지
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• 제14권1호
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• pp.7-14
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• 1995

하천 수질관리 모델인 QUAL2E를 남강에 적용한 결과는 다음과 같다. 1. 모델변수의 민감도 분석 결과는 BOD, DO의 경우 BOD decay rate constant, 영양염류인 경우 Org-N oxidation rate constant, $NH_3-N$ oxidation rate constant, Org-P decay rate constant가 각 수질인자에 중요한 변수로 작용하였다. 2. 모델보정 결과를 보면 실측치와 예측치의 상관성은 DO, BOD의 경우 r=0.93, 0.94로 높은 상관성을 보였으며 영양염류인 경우는 질산성 질소가 r=0.61이었으나, 그 외는 r=0.90 이상으로 나타났다. 3. 모델검증 결과는 보정시보다 상관성이 떨어졌으나 DO, $NO_3-N$의 경우 r=0.68, 0.45로 낮고 그 외는 r=0.75이상으로 높은 편으로 나타났다. 4. 유량과 부하량의 변화에 대하여 하류 40.5 Km 이후의 BOD 농도변화는 적었으나, 하수종말처리장 건설이후 유량과 부하량을 변화시켜 수질농도를 예측한 결과 하류 40.5 Km 이후는 함안천의 영향을 받을 것으로 예측되었다.

• 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.

• 한국환경과학회지
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• 제10권1호
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• pp.21-25
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• 2001

The Keum river has been utilized for drinking water supply of several city including Kunsan city and is deepening pollution state due to numerous municipal and industrial discharges. The concentration BOD in river is affected by the organic loading from a tributary and the algae biomass that largely happen to under eutrophication state. In the eutrophic water mass such as the Keum river, the autochthonous BOD was very important part for making a decision of water quality management, because it was accounted for majority of the total BOD. The predict of water quality has important meaning for management of water quality pollution of the Keum river. The purpose of this study will manage and predict water quality of the Keum river using QUAL-2E model considering the autochthonous BOD. The estimation of autochthonous BOD represented that the relationship between BOD and chlorophyll a. The regression equation was shown to be autochthonous BOD=$\beta$(sub)5$\times$chlorophyll a. The results of this study may be summarized as followed; The QUAL-2E model was calibrated with the data surveyed in the field of the study area in June, 1998. The calculated value by QUAL-2E model are in good agree to measured value within relative error of 7.80~20.33%. Especially, in the case of the considering autochthonous BOD, the calculated value of BOD were fairly good coincided with the observed values within relative error of 15%. But the case of not considering autochthonous BOD, relative error of BOD was shown to be 43.2%. In order to attain II grade of water quality standard in Puyo station which has a intake facility of water supply, we reduced to the pollutants loading of tributaries. In the case of removed 100% BOD of tributaries, the BOD of Puyo station was 4.07mg/$\ell$, belong to III grade of water quality standard. But in the case of removed 88% nutrient of tributaries, it was satisfied to II grade of water quality standard as below 3mg/$\ell$ of BOD. For estimation of autochthonous BOD in Keum river, we are performed simulating in accordance with reduction of nutrient load(50~100%) under conditions removal 90% organic load. Occupancy of autochthonous BOD according to nutrient loading reductions were varied from 25.97~79.51%. Occupancy of autochthonous BOD was shown to be a tendency to increasing in accordance with reduction of nutrient loading. Showing the above results, the nutrient that one of the growing factor of algae was important role in decision of BOD in the Keum river. For the water quality management of the Keum river, therefore, it is necessary to considering autochthonous BOD and to construction of advanced sewage treatment plant for nutrient removal.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구는 충주댐 상류유역의 수질개선대책을 수립하기 위해 실시된 상위 및 관련계획, 수리 수문환경, 환경기초시설 현황 및 계획, 수질현황, 주요 오염원 발생 및 배출현황 등의 자료조사를 통하여 수질오염원을 파악하고 국내에 알려져 있는 수질모델 중 신뢰도가 인정되어 하천수질모의에 널리 적용되고 있는 QUAL2E 모형을 적용하였다. 연구 결과를 토대로 하여 충주댐 상류 유역의 수질개선을 위한 규제와 정책 방안들을 고려한 수질예측이 필요할 것으로 판단되며, 특히 충주댐 상류 유역의 오염원별 수질을 관리하는 방안과 더불어 오염원별 배출부하량이 높은 지역의 대형 환경기초시설에 의한 고도처리시설 도입 및 비점오염 저감시설에 의한 부분을 고려한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.