• 제목/요약/키워드: Water Resources Operation

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ARIMA 모델에 의한 상수도 일일 급수량 추정에 관한 연구 (A Study on the Eltimation of Daily Urban Water Demand by ARIMA Model)

  • 이경훈;문병석;박성천
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.45-54
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    • 1997
  • 수돗물, 송배수펌프의 운전 등 상수도시설을 합리적인 운용을 위해서는 일, 또는 시간 단위의 급수량 사용량의 추정이 필수적이다고 할 수 있다. 급수량의 추정방식은 회귀모형식 및 시계열 분석방법이 있는데, 본 연구에서는 시계열 분석방법인 ARIMA모형을 이용하여 일일 급수량을 추정하였으며 연구대상 지역으로는 광주광역시를 선정하였다. 일일 급수량을 추정하는데 있어서 시계열장을 15, 30. 60, 90일로 나누어 각각의 시계열장에 대해 시행착오법으로 각 모형에 적용하여 최적의 시계열장을 결정하여, 상수도 일일 급수량을 추정할 수 있는 모형을 제안하고 그 유효성을 잔차분석을 통해 검증하였다. 제안된 모형식은 사고 등의 인위적인 조작(단수 등)이 가해지는 시기를 제외하고는 실측치와 모형의 추정치와의 오차율이 최대 약 12%, 평균 3% 이내로 나타나, 모형의 결과는 상수도 일일 급수량의 추정에 필요한 시설에 적용 가능하다고 판단된다.

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저수지 수질관리를 위한 인공폭기 장치의 최적운전방안 (Strategic Operation of the Artificial Aeration System for Water Quality Management of the Reservoir)

  • 임경호;정상만;한영성;박영오
    • 한국물환경학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.261-270
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    • 2002
  • The artificial aeration in the middle and the small scale reservoirs is widely used to destroy the stratified layer and algal boom. This study has been conducted at the Youncho reservoir located in Keoje island since Jan. 2000 to suggest the most suitable control strategy of the artificial aeration and reduce the side effect. The main results obtained from this research are as follows. The starting time of aeration for destratification was adjusted from the end of March to the beginning of April when the natural stratification is started. In order to prevent an anoxic condition the artificial mixing should be started by the middle of April when the DO in hypolimnion is dropped to less than $5mg/{\ell}$. The decrease DO, caused by the increase in water temperature, spreads rapidly from hypolimnion to themocline. Thermal stratification disappeared after the onset of artificial aeration within 7 days in the Yuncho reservoir. The air diffusers decrease water temperature in the layer of epilimnion and thermocline, but rise it in hypolimnion. The continuous operation of air diffuser prevent the stratification and anoxic condition in hypolimnion despite of the rising of water temperature and algal abundance. The algal abundance is not observed in effective zone by aeration. The turbidity rising problem induced from the aeration is avoided by keeping an air diffuser about 1.5m high from the bottom of lake. During the summer season, ceasing the aeration should be decided carefully. And also, it is necessary to operate the system it considering weather and temperature, and depending on the number and the position of aerators.

인공위성 기반 수위와 저수지운영 알고리즘을 이용한 북한 황강댐 운영방식 추정 (Estimation of Hwanggang dam operation rule using satellite-based water level and reservoir operation algorithm)

  • 김진겸;손찬영;강기묵;남기범;최준혁;황의호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.64-64
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    • 2023
  • 황강댐은 임진강 상류 군사분계선으로부터 약 42km떨어진 위치에 존재하며 약 3~4억톤의 규모로 추정된다. 이에 우리나라는 약 7천만톤 규모의 군남홍수조절지를 건설하여 임진강 상류로부터 기인하는 홍수를 방어하고 황강댐의 무단방류에 대비하고 있다. 과거 2009년 9월 6일 임진강 상류 황강댐에서의 대규모 방류로 인해 경기도 연천군 일대에 홍수가 발생하여 이로 인한 인명 및 재산피해가 발생한 바 있으며, 2020년 8월 5일에는 장마전선으로 인한 폭우와 더불어 임진강 필승교 수위관측소의 수위가 급상승하면서 관측 이래 역대 최고수위가 발생하여 홍수경보가 발령되고 인근 주민이 대피하는 사례가 발생하였다. 또한, 2022년 6월 27일부터 발생한 장마전선 및 집중호우로 인해 임진강 필승교 수위관측소의 수위가 급상승하면서 홍수주의보가 발령되고 인근 주민이 대피하는 사례가 발생하였으며, 7월에는 비가 내리지 않는 상황에서 황강댐의 방류로 추정되는 유입량이 필승교 수위관측소와 군남홍수조절지에서 관측되었다. 이에 본 연구에서는 인공위성 영상에서 추출한 황강댐의 수위를 이용하여 수문모형과 저수지 운영 알고리즘을 구축하고 당시 발생한 홍수사례를 분석하여 황강댐의 운영방식을 추정하였다. 분석결과, 2020년 8월 5~7일 사이에 발생한 유입량의 경우 자체 유역 유입량은 전체 유입량대비 약 33%이나 북한 황강댐으로부터 추가로 방류된 양은 약 67%로 군남홍수조절지 유입량의 3/2 가량이 북한 황강댐의 방류량으로부터 발생된 것으로 보이며 2021년 6월에도 유사한 양상을 보였다. 하지만, 북한 황강댐의 운영방식이 용수공급을 위한 고수위 유지 운영방식에서 홍수기에 댐 월류 및 파괴를 방지하기 위한 사전방류를 수행하는 것으로 추정되었다.

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댐 운영 제약사항을 고려한 섬진강댐 홍수조절방식에 관한 연구 (A study for flood control method of Sumjingang Dam considering dam operation constraints)

  • 이용택;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제57권4호
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    • pp.249-261
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    • 2024
  • 최근 기후변화로 인해 극한홍수가 증가하여 댐 운영에 큰 어려움으로 작용하고 있다. 그간 댐 설계 시 제시되는 홍수조절방식은 하류 상황에 대한 고려 없이 계획홍수량이라는 특정 홍수상황을 가정하여 수립된 것으로, 실제 상황에는 기상예보를 기반으로 저수지 모의운영을 통해 홍수조절을 실시한다. 하지만 기상예보의 불확실성과 댐 관리자마다 달라지는 의사결정 등 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 섬진강댐에 대해 댐 유입량을 기준으로 댐 운영 제약사항을 고려한 단계적 방류량 증량을 실시하는 홍수조절방식을 제시하고, 계획홍수량 및 역대 최대홍수사상을 적용한 저수지 모의운영을 통해 효과를 평가하였다. 본 연구에서 제시한 홍수조절방식은 다양한 댐 운영자가 현실적 댐 운영 여건을 반영하여 일관성 있는 홍수조절 의사결정에 활용 가능할 것으로 판단된다.

DEVELOPMENT OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORK MODELS SUPPORTING RESERVOIR OPERATION FOR THE CONTROL OF DOWNSTREAM WATER QUALITY

  • Chung, Se-Woong;Kim, Ju-Hwan
    • Water Engineering Research
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    • 제3권2호
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    • pp.143-153
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    • 2002
  • As the natural flows in rivers dramatically decrease during drought season in Korea, a deterioration of river water quality is accelerated. Thus, consideration of downstream water quality responding to changes in reservoir release is essential for an integrated watershed management with regards to water quantity and quality. In this study, water quality models based on artificial neural networks (ANNs) method were developed using historical downstream water quality (rm $\NH_3$-N) data obtained from a water treatment plant in Geum river and reservoir release data from Daechung dam. A nonlinear multiple regression model was developed and compared with the ANN models. In the models, the rm NH$_3$-N concentration for next time step is dependent on dam outflow, river water quality data such as pH, alkalinity, temperature, and rm $\NH_3$-N of previous time step. The model parameters were estimated using monthly data from Jan. 1993 to Dec. 1998, then another set of monthly data between Jan. 1999 and Dec. 2000 were used for verification. The predictive performance of the models was evaluated by comparing the statistical characteristics of predicted data with those of observed data. According to the results, the ANN models showed a better performance than the regression model in the applied cases.

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앙상블 유출 예측기법을 적용한 하천 수질 예측 (Water Quality Forecasting of the River Applying Ensemble Streamflow Prediction)

  • 안정민;류경식;류시완;이상진
    • 한국물환경학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.359-366
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    • 2012
  • Accurate predictions about the water quality of a river have great importance in identifying in-stream flow and water supply requirements and solving relevant environmental problems. In this study, the effect of water release from upstream dam on the downstream water quality has been investigated by applying a hydological model combined with QUAL2E to Geum River basin. The ESP (Ensemble Stream Prediction) method, which has been validated and verified by lots of researchers, was used to predict reservoir and tributary inflow. The input parameters for a combined model to predict both hydrological characteristics and water quality were identified and optimized. In order to verify the model performance, the simulated result at Gongju station, located at the downstream from Daecheong Dam, has been compared with measured data in 2008. As a result, it was found that the proposed model simulates well the values of BOD, T-N, and T-P with an acceptable reliability.

자율항법 자동수질측정 무인선박장치 운영시스템 개발 (Development of Operation System for Unmaned Automatic Navigation Vehicle for Water Quality Sampling)

  • 김진택;윤동균;나민철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.442-442
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    • 2012
  • 농업용저수지 수질측정 현황은 17,600여 개소 농업용저수지 중 농업용수 수질측정망 조사시설은 저수지 800개소이며, 농업용 호소로서 환경부 조사 시행 호소수질측정망시설 26개소(저수지 16개소, 담수호 10개소)를 포함한 826개소를 대상으로 농업용수 수질을 분석 평가하고 있다. 저수지 자율항법 자동수질측정을 위하여 개발한 운영시스템은 내용적측정 무인탐사선과의 연계운항 제어모듈 개발 및 저수지 수질측정을 위한 최적항로 운항모듈을 개발하였다. 자율항법 무인탐사선의 자동수질 측정을 위한 운항 제어 알고리즘 설계를 위하여 기존의 자율항법 탐사선의 운항 알고리즘과 수질자동 측정장치 제어 알고리즘을 분석하여 연계 제어모듈을 설계하고 프로그래밍 하였다. 운영과정은 선박운영 프로그램에서 수질모니터링 프로그램으로 Operation Start 명령을 전송하면 수질모니터링 프로그램에서 이 명령을 수신한 이후에 윈치제어 및 수질측정, 각 해당 수심에서 시료채수를 수행한 이후에 Opeartion End 신호를 선박운영 프로그램에 전송하면 다음 지점으로 이동할 수 있도록 하였다. 이를 통하여 효율적인 농업용저수지의 무인자동 수질측정 및 채수기술을 개발 제공하도록 하겠다.

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저류지, 습지여상, 생태호안이 연계된 수처리 시스템 (Continuous Treatment System of Detention Pond, Wetland and Ecological Revetment)

  • 서대석;김봉균;박준석;손승욱;오종민
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.651-651
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    • 2015
  • 최근에는 그동안 추진했던 점오염원 중심의 하천수질관리에서 벗어나 비점오염원도 중요한 오염물질로 고려되어 비점오염원 저감을 위한 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다. 하지만 기존 비점오염원 저감시설의 설치 사례를 살펴보면 각각의 요소 기술들이 조화를 이루지 못하여 하천의 경관성을 훼손시키고 오염원 차단 및 저감 효과를 상쇄시키는 경우가 대부분이기에 이를 해결할 수 있는 통합적 운전 시스템이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존의 비점오염원 저감시설에 대한 연구를 발전시켜 요소기술의 개별 평가가 아닌 요소 기술들의 통합적 운영에 대한 성능 평가를 실시하고자 한다. 선정된 요소기술은 비점오염원 저감 목적으로 주로 사용되는 저류지, 인공습지, 호안을 선정하여 각 요소기술별 개별 운전과 연계처리 운전을 비교 분석하여 수질정화 능력을 검토하였다.

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자유 말단형 침지식 분리막을 이용한 정수장 배출수 처리 연구 - 막오염 발생 원인과 해결 방안 - (A study on the treatment of water discharge from the water treatment plant using end-free submerged membrane - Causes and solution of membrane fouling -)

  • 김준현;장정우;김진호;박광덕
    • 상하수도학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.93-104
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    • 2020
  • As water resources are limited and legal regulations are strengthened, there is a growing need to reuse residuals in WTP(Water Treatment Plant). In this study, membrane filtration system was constructed and its operation method was studied for water quality stabilization and reuse of WTP residuals. The operation parameters were stable for 1 year and 6 months. Membrane fouling was identified as particulate pollution (activated carbon) and inorganic pollution (manganese). The membrane system was operated steadily with raw water of high concentration SS(Suspended solid) containing activated carbon because membrane fouling was reduced by the effect of End-Free type. In the case of inorganic contamination, dissolved manganese eluted by chemicals and acted as a membrane fouling source, and the operating conditions for minimizing membrane fouling. were confirmed by newly developing application methods and types of cleaning chemicals. Based on the results, design parameters for reducing manganese membrane fouling were derived.

NGIS자료와 연계한 수질모의 결과의 자동보정 (Auto Calibration of Water Quality Modeling Using NGIS)

  • 한건연;이창희;김강모
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1400-1403
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    • 2004
  • The current industrial development and the Increase of population along Nakdong River have produced a rapid Increase of wastewater discharge. This has resulted in problem of water quality control and management. Although many efforts have been carried out, water quality has not significantly improved. The goal of this study is to design a NGIS-based water quality management system for the scientific water quality control and management in the Nakdong River. For general water quality analysis, QULA2E model was applied to the Nakdong River. A sensitivity analysis was made to determine significant parameters and an optimization was made to estimate optimal values. The calibration and verification were performed by using observed water quality data for Nakdong River. A water qualify management system for Nakdong River was made by connecting the QUAL2E model to ArcView. It allows a Windows-based Graphic User Interface(GUI) to implement all operation with regard to water quality analysis. The modeling system in this study will be an efficient NGIS for planning of water quality management.

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