To identify the spatial distribution pattern of water quality in Masan Bay, Pearson's correlation as a common statistic method and Moran's I as a spatial autocorrelation statistics were applied to the hydrological data seasonally collected from Masan Bay for two years ($2004{\sim}2005$). Spatial distribution of salinity, DO and silicate among the hydrological parameters clustered strongly while chlorophyll a distribution displayed a weak clustering. When the similarity matrix of Moran's I was compared with correlation matrix of Pearson's r, only the relationships of temperature vs. salinity, temperature vs. silicate and silicate vs. total inorganic nitrogen showed significant correlation and similarity of spatial clustered pattern. Considering Pearson's correlation and the spatial autocorrelation results, water quality distribution patterns of Masan Bay were conceptually simplified into four types. Based on the simplified types, Moran's I and Pearson's r were compared respectively with spatial distribution maps on salinity and silicate with a strong clustered pattern, and with chlorophyll a having no clustered pattern. According to these test results, spatial distribution of the water quality in Masan Bay could be summed up in four patterns. This summation should be developed as spatial index to be linked with pollutant and ecological indicators for coastal health assessment.
This study is undertaken to find the optimal method to make the decision on the degree of water pollution by comparison of K-WQI, KOE-WQI that is made for index with the water quality index and water quality environment standard of the Frame Act on Environment Policy as the result of survey for water quality reality on the major point of the Yeongsan river from 2002 to 2004. The water quality of major rivers has some differences depending on seasons. however, under the water quality standard by the $BOD_5$ density, most of rivers displayed the water quality level of $II{\sim}III$ grading, and on K-WQI that is classified by indexing for 10 categories of pH, DO, $BOD_5,\;COD,\;SS,\;T-N,\;NH_3-N,\;NO_{3^-}$ N, T-P, and E-Coli and classified into 5 groups from 100 points to 40 points, they displayed the score distribution of the first grade in water quality for $85{\sim}100$ points to the second grade in water quality for $70{\sim}84$ points. On KOE-WQI that is classified by indexing for 5 categories of pH, DO, $BOD_5$, COD and T-coli and classified into 5 groups from 90 points or above for outstanding and 29 points or below for very bad, and the water quality distribution is made ranged from the first grade in water quality for 90 points or more to the third grade in water quality for $69{\sim}50$ points. In addition, for the contribution of the water quality decline, the Environmental standard has significant dependency on the $BOD_5$ density, with K-WQI contributing in various water quality decline depending on the environment around the river area of $BOD_5,\;T-N,\;NH_3-N,\;NO_3-N,\;T-P$, and E-Coli, and KOE-WQI acting os the factor contributing to lower the water quality decline by $BOD_5$, COD, and T-coli. As such, the current water quality environment standard has high dependency on $BOD_5$ and KOE-WQI excludes some nitrogen and phosphorus that considers the river environment that the grade in water quality is set by some category, and K-WQI reflected well of the ecology environment of rivers with the diversity of the assessment factor as well as to have the low dependency of specific factor to be objective.
The variation of streamflow is regarded as one of the most influential factors on the fluctuation of water quality in the stream. The characteristics of the variation should be taken into account in the plans for the management of Total Maximum Daily Loads (TMDLs). This study analysed and characterized spatial distribution and temporal variation of streamflow at each unit watershed in Guem-river basin. For the analysis of the distribution of streamflow, the type and the extent of the distribution were investigated for the unit watershed. For the analysis of the variation, short and long term changes of streamflow were examined. The result showed that most of the distributions were not log-normalized and the extent of variation tends to be greater at the unit watershed placed on the tributaries in the basin. A kind of margin could be granted to the unit watershed involving high variations so as to establish the water quality goal and load allotment more reasonably and effectively in view of whole waterbody.
상수도는 깨끗하고 안전한 물을 수용가에 공급하기 위한 시설로서 수요량의 증가에 따라 신규 및 확장사업이 계속되고 있으나, 계획의 일관성이 부족한 상태에서 건설된 관로시설은 노후화의 진행에 따라 통수능 저하, 정체구역 발생, 누수 및 관로의 파손으로 인한 급수중단, 지역적 시간적 수압불량 및 수량부족, 녹물을 비롯한 수질의 악화 등 구조적 기능적 문제를 사회 곳곳에서 야기하고 있다. 이러한 상수관로의 송수 및 급배수과정에 대한 정확한 성능평가와 진단을 위하여 우리나라 실정에 적합한 합리적이고 과학적인 평가지표를 개발하고 소프트웨어화 하였다. 이는 관망의 성능평가에 필요한 데이터베이스, 수리학적 적정성, 수질 안전성, 관로시설 노후도 등을 추정할 수 있는 모델군과 측정자료 등을 근거로 의사결정을 지원하는 것으로 구성되었다. 또한 CAD 및 GIS를 기반으로 하여 누구나 손쉽게 관망해석에 필요한 관망도를 작성하고 수량 및 수질예측 시뮬레이션 모델을 통하여 지하 상수관망의 흐름을 예측할 수 있고 노후 수도관 평가 및 잔존수명 추정모델을 포함하고 있다. 이를 활용하여 관망의 성능평가 및 진단을 실시하여 대상관망이 가지고 있는 문제점을 파악하고 이를 근거로 시설의 개량이나 운영의 개선방안을 도출하고자 하였다.
상수도관망은 대표적인 사회기반시설로 수원에서 수용가에게 물을 공급하는 과정에서 병원성 미생물을 소독하기 위해 염소를 주입한다. 안전한 물의 공급을 위해 잔류염소 농도 기준(0.1-4.0 mg/L)을 유지하도록 규정하고 있으나, 사용자의 사용 패턴, 수령, 상수도관망의 형식 및 특징은 수리학적(i.e., 절점의 압력, 관로의 유속) 및 수질적(i.e., 잔류염소 농도) 특징에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 Multi-objective Harmony Search (MOHS)를 사용하여 수질-수리 인자를 고려한 상수도관망 최적 설계 기법을 개발하였다. 설계인자로는 설계비용과 시스템 탄력성을 고려하였으며, 절점의 압력과 잔류염소 농도를 제약조건으로 적용하였다. 도출된 최적설계안은 상수도관망의 형식 및 특징에 따라 분석하였다. 이러한 최적설계안은 경제적인 측면과 수질 측면의 안전성을 충족할 수 있으며, 사용자의 사용성을 증가시킬 수 있다.
The R-134a flow distribution is experimentally studied for a heat exchanger composed of round headers and 10 flat tubes. The effects of tube protrusion depth as well as mass flux, and quality are investigated, and the results are compared with the previous air-water results. The flow at the header inlet is stratified. For the downward flow configuration, the liquid distribution improves as the protrusion depth or the mass flux increases, or the quality decreases. For the upward configuration, the liquid distribution improves as the mass flux or quality decreases. The protrusion depth has minimal effect. For the downward configuration. the effect of quality on liquid distribution is significantly affected by the flow regime at the header inlet. For the stratified inlet flow, the liquid is forced to rear part of the header as the quality decreases. However, for the annular inlet flow, the liquid was forced to the frontal part of the header as the quality decreased. For the upward flow, the effect of the mass flux or quality on liquid distribution of the stratified inlet flow is opposite to that of the annular inlet flow. The high gas velocity of the annular flow may be responsible for the trend. Generally, the liquid distribution of the stratified inlet flow is better than that of the annular inlet flow. Possible explanation is provided from the flow visualization results.
In this study, chlorine dose at water storage tank was predicted to meet the recommended guideline for free chlorine residual in drinking water distribution system, using EPANET which is a computer program that performs extended Period simulation of hydraulic and water quality behavior within pressurized pipe networks. The results may be summarized as follows. The decay of chlorine residual by season varied considerably in the following order; in summer ($25^{\circ}C$) > spring and fall (15$^{\circ}C$) > winter (5$^{\circ}C$). For re-chlorination at water storage tank by season, season-varying chlorine dose was required at its maximum of 1.00 mg/l in summer and minimum of 0.40 mg/l in winter as free chlorine residual. The decay of chlorine residual through out the networks increased with water age spent by a parcel of water in the network except for some points with low water demand. In conclusion, the season-varying chlorine dose as well as the monitoring of water quality parameters at the some points which showed high decay of chlorine residual may be necessary to deliver the safe drinking water.
This study investigates the distribution characteristics and relationship of water quality, and analyzes the spatial and temporal variation and distribution of the pollutant loads at Yeong-il Bay. The results of these analysis, the concentrations of nutrient loads (T-N and T-P), both appeared to be at the maximum value in November, while most small values were taken in May for the T-N, and in August for the T-P. For COD, the maximum concentration was in August, which has much precipitation during the same season, T-N was at the mean, and T-P was at the minimum value. Using the cluster analysis to develop the division of the sea basin by the dendrogram, before and after construction of Pohang New-port, the variation characteristics of water quality of Yeong-il Bay were discussed. The in flowing pollutant loads were transported to the landward by the high-density salinity water volume of the bottom layer therefore, it formed nutrient trap or coastal trapping areas of the pollutant load. By this mechanism, it is clear that the water volume with high-density nutrient exists on both sides of the Pohang New-port. Thus, the sea basins increasing concentration of the pollutant load at Yeong-il Bay are most prevalent at Hyeong-san estuary, the Pohang Old, and New-port. To improve water quality of this sea basin, the reduction of these nutrients loads should be the highest priority.
This study was to provide basic data for aquatic ecosystem research using fishes. Field sampling was carried out at five selected sites of Gap Stream, and fish samples, especially for a selection of sentinel species were collected three times in June, September, and October 2007. We analyzed total length distribution of Zacco platypus in relation with the season and the sampling sites, and then compared with total body weight, condition factor (K), and age distribution of the fish. The fish population data were compared with physico-chemical water quality, obtained from the Ministry of Environment, Korea. Water quality analysis showed a significant nutrient enrichment, based on total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP), and organic matter pollution, based on biological oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) in the Site 5, which is directly influenced by wastewater disposal plant (WDP). Population analysis of the sentinel species showed that the total number of individuals, age distribution, and the population size-structure were influenced by the effluents from the WDP, and that reproductive failure of young-age population were evident in Site 5. According to the relation analysis of total weight to K, the disturbed population was mainly attributed to combined effects of habitat modifications and chemical degradations. Regression analysis of K values against water quality parameters showed significant (p<0.05) positive relations with nutrient and organic matter contents. Our data suggest that the population structure using a sentinel fish species reflected the ambient water quality in the stream and that diagnosis of aquatic ecosystem health using Z. platypus population may be practical for water resource and ecosystem conservations.
In this study, we analyze statistical characteristics of influent water quality in Daejeon waste water treatment plant and apply a stochastic model for data generation. In the analysis, the influent water quality data from year 2003 to 2008, except for year 2006, are used. Among water quality variables, we find strong correlations between BOD and T-N; T-N and T-P; BOD and T-P; $COD_{Mn}$ and T-P; and BOD and $COD_{Mn}$. We also find that different water quality variables follow different theoretical probability distribution functions, which also depends on whether the seasonal cycle is removed. Finally, we generate the influent water quality data using the multi-season 1st Markov model (Thomas-Fiering model). With model parameters calibrated for the period 2003~2005, the generated data for 2007~2008 are well compared with observed data showing good agreement in general. BOD and T-N are underestimated by the stochastic model. This is mainly due to the statistical difference in observed data itself between two periods of 2003~2005 and 2007~2008. Therefore, we expect the stochastic model can be applied with more confidence in the case that the data follows stationary pattern.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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