1999년도에 영농기인 5월부터 12월까지 매월 초에 농업용수로 사용하고 있는 서호에서 수질의 화학성분변화와 농업용수로서의 수질 적합성을 평가하기 위해 본 연구를 수행하였다. $COD_{Cr}$의 경우 평균 47.82mg/L로 나타났으나, 5월과 7월에는 83.07mg/L, 80.64mg/L로 나타났다. 5월의 경우 강우량 감소로 인한 수질의 악화를 7월에는 조류의 번식에 따른 수질악화로 판단된다. $NH_3-N$의 평균농도는 2.84mg/L로 나타났으며, 5월이 5.72mg/L로 조사기간중 가장 높았다. 암모니아 농도의 연변화는 $COD_{Cr}$와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 호소내 수질의 오염도는 정체부에서 다른 조사지점들의 농도보다 높았으나, 전반적으로 서호의 수질의 연평균농도는 농작물피해의 기준농도보다 낮았다. 서호 등의 농업용수원으로 사용되는 호소의 지속적으로 양호한 농업용수 수질을 확보하기 위해서는 보다 적극적인 연구 및 관리대책이 필요하다.
The application of the membrane filtration process has been increased for the drinking water treatment system because of excellent quality of treated water compared with the sand filtration process. The selection of suitable pre-treatment processes and optimum flux according to the characteristics of raw water are important factors for the design of membrane processes. In this study, the most efficient pre-treatment processes for drinking water was selected by investigating the effects of pre-treatment processes on the operational stability of the membrane filtration process. Both lab-scale and pilot-scale experiments were conducted. In the lab-scale test, the effect of pre-treatment processes on the stability of the membrane filtration process was investigated indirectly by comparing the performance of membrane flux for raw water, pre-treated water, and membrane permeated water. In the pilot-scale test, the usefulness of prefiltration processes was assessed by comparing the performance of single membrane process and hybrid coagulation-membrane process. The results indicated that the coagulation process contributed to the stabilization of trans-membrane pressure (TMP) by removing contaminants on membranes, though the pre-filtration process had little effect on the TMP.
본 연구에서는 기존 CSOs (Combined Sewer Overflows) 모니터링에 비해 비용효과적이며 유지관리가 용이한 모니터링 시스템 구축의 적용성 검토를 위해 10.2 ha 규모의 배수면적이 포함된 우수토실에서 2회의 강우이벤트에 대해 전기전도도 데이터 및 토연모델을 이용하여 CSOs 유량 및 수질을 예측하였다. 강우이벤트별 전기전도도 희석률에 의한 유량예측결과 실측값과의 결정계수($R^2$)는 모두 0.86 이상으로 나타났으며, 다양한 강우이벤트에 적용이 가능한 예측식 산정을 위해 선행건기일수 및 강우지속기간 2가지를 추가 매개변수로 고려하여 회귀식을 보정한 후 적용한 결과 전기전도도 희석률만을 고려한 결과에 비해 $R^2$는 0.50에서 0.80, 오차범위 40% 이내에 포함된 상대오차 누적빈도는 54.1%에서 68.5%로 예측값의 정확도가 개선되었다. CSOs 수질은 별도의 입력자료 없이 매개변수의 보정만으로 예측값 산정이 가능한 토연모델을 적용한 결과 강우 이벤트별 실측값과의 $R^2$는 BOD 0.64~0.97, SS 0.70~0.95의 범위를 나타내었다.
공주대학교 내의 3개 시추공을 대상으로 열원 공급 방식의 유속 측정기를 이용하여 자연 유속 및 양수 유발 유속을 측정하였으며, 자료 분석을 통하여 수리전도도의 수직적인 분포를 추정하였다. 자연 상태에서 시추공을 통하여 유입 또는 유출되는 지하수의 양은 1~2m$^3$/day로 균열 암반의 경우 시추공에 발달된 투수성 단열들을 통하여 많은 양의 지하수가 유동되고 있음을 관측하였다. 유속 측정으로부터 계산된 구간별 수리전도도는 동일 시추공에서 실시한 수압시험으로부터 구한 값과 유사한 경향을 보였다. 시추공 영상촬영 자료 분석 결과 투수성 단열이 발달된 구간은 유속 변화가 큰 구간과 일치하였다. 수질 검층 결과 일부 구간에서 상이한 수질 특성을 갖는 지하수의 유입에 의해 불연속적인 수질 변화가 나타났으나, 유속 측정 결과와 비교할 때 투수성 단열의 위치를 파악할 수 있는 능력은 현저하게 떨어지는 것으로 분석되었다.
In this study, long-term measurement data were applied to the LOADEST model and used as an analysis tool to identify and interpret trends in pollution load. The LOADEST model is a regression equation-based pollution load estimation program developed by the United States Geological Survey (USGS) to estimate the change in the pollution load of rivers according to flow rate and time and provides 11 regression equations for pollution load evaluation. As a result of simulating the Gwangjuchen2, Pungyeongjeongchen, and Pyeongdongchen in the Yeongbon B unit basin in the middle and upper reaches of the Yeongsan River with the LOADEST model using water quality and flow measurement data, lower values were observed for the Gwangjuchen2 and Pyeongdongchen, whereas the Pungyeongjeongchen had higher values. This was judged to be due to the characteristics of the LOADEST model related to data continuity. According to the parameters estimated by the LOADEST model, pollutant trends were affected by increases in the flow. In addition, variability increased with time, and BOD and T-P were affected by the season. Thus, the LOADEST model can contribute to water quality management as an analytical tool for long-term data monitoring.
Kim, Min-Young;Kim, Min-Kyeong;Lee, Sang-Bong;Jeon, Jong-Gil
Environmental Engineering Research
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제15권2호
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pp.123-126
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2010
Modeling non-point pollution across multiple scales has become an important environmental issue. As a more representative and practical approach in quantifying and qualifying surface water, a modular neural network (MNN) was implemented in this study. Two different site-scales ($1.5\;{\times}\;10^5$ and $1.62\;{\times}\;10^6\;m^2$) with the same plants, soils, and paddy field management practices, were selected. Hydrologic data (rainfall, irrigation and surface discharge) and water quality data (time-series nutrient loadings) were continuously monitored and then used for the verification of MNN performance. Correlation coefficients (R) for the results predicted from the networks versus measured values were within the range of 0.41 to 0.95. The small block could be extrapolated to the large field for the rainfall-surface drainage process. Nutrient prediction produced less favorable results due to the complex phenomena of nutrients in the drainage water. However, the feasibility of using MNN to generate improved prediction accuracy was demonstrated if more hydrologic and environmental data are provided. The study findings confirmed the estimation accuracy of the upscaling from a small-segment block to large-scale paddy field, thereby contributing to the establishment of water quality management for sustainable agriculture.
In this study, the reduction rates of nutrients were suggested to prevent eutrophication on the Hwaong reservoir in the year of 2008 and 2012. With EPA's WASP6 model, future water quality were simulated. In 2008, T-N would be 1.36mg/L and T-P 0.100mg/L on average. ; In 2012, T-N 2.66mg/L and T-P 0.128mg/L. With all the water quality management plans that the government authorities are carrying out, these results indicate that the reservoir would be reach the eutrophic or hypertrophic state according to the Vollenweider's trophic states. Therefore, the Hwaong reservoir requires additional plans for nutrients management. Here, the target water quality to prevent eutrophication of the reservoir sets into mesotrophic state ; T-N 0.475mg/L and T-P 0.02mg/L.(median of Vollenweider index for mesotropphic state) The reduction rates of nutrients on Namyang and Eoeun streams were estimated with uniform treatment method to meet the goal. The results showed that nutrients from two streams should be reduced up to 78% in 2008, and 84% in 2012. Since the ratio of T-N/T-P would be higher than 16 at target years, T-N was not considered as the limiting factor and was not reduced.
Chemical water quality suitability for species (Ephemera strigata, Ephemera separigata, and Ephemera orientalis-sachalinensis group) of the mayfly genus Ephemera (Order Ephemeroptera) was analyzed with probability distribution models (Exponential, Normal, Lognormal, Logistic, Weibull, Gamma, Beta, Gumbel). Data was collected from 23,957 sampling units of 6,664 sites in Korea from 2010 to 2021. E. orientalis-sachalinensis occurred at the range of BOD5 0.3~11.1 mg/L (the best-fit Lognormal model); T-P 0.007~0.769 mg/L (the Gumbel model); TSS 0.4~142.2 mg/L (the Lognormal model). E. strigata occurred at the range of BOD5 0.4~7.4 mg/L (the Gumbel model); T-P 0.007~0.254 mg/L (the Lognormal model); TSS 0.4~17.1 mg/L (the Lognormal model). E. separigata occurred at the range of BOD5 0.4~2.6 mg/L (the R-Weibull model); T-P 0.007~0.134 mg/L (the Lognormal model); TSS 0.7~10.0 mg/L (the Lognormal model). Habitat suitability range of E. orientalis-sachalinensis was estimated to be 0.4~1.9 mg/L (BOD5), 0.024~0.086 mg/L (T-P), 2.5~22.4 mg/L (TSS); that of E. strigata was 0.4~0.7 mg/L (BOD5), 0.007~0.018 mg/L (T-P), 0.0~1.7 mg/L (TSS); that of E. separigata was 0.0~0.4 mg/L (BOD5), 0.000~0.015 mg/L (T-P), 0.5~3.1 mg/L (TSS). In a relative comparision, E. orientalis-sachalinensis was estimated to be eurysaprobic, and narrowly adapted in high levels of T-P and TSS, E. strigata was estimated to be oligosaprobic and adapted in low levels of T-P and TSS, and E. separigata was estimated to be stenooligosaprobic and widely adapted in low level of T-P and TSS.
대전의 도시 소하천, 관평천 유역을 연구대상지역으로 강우시의 유량 및 수질 변화 특성을 파악하기 위한 원격 제어실시간 자동 모니터링 시스템을 설치하여 자료를 확보하고 이 시스템을 이용하여 확보된 강우시 연속측정 자료를 이용하여 도시유역 모델인 SWMM (Storm Water Management Model) 모델을 보정하는 데 사용하였다. 실시간 자동 모니터링 시스템은 강우량계, 초음파 수위계, 자동수질측정장치, 자동취수장치, 데이터 로거 및 전송장치 등으로 구성되었으며 원격으로 제어할 수 있도록 설계되었다. 강우시 유량은 초음파 수위계와 사각 위어 공식을 이용하여 지속적으로 측정이 가능하도록 설계되었으며 정확도는 수동측정을 병행하여 확인하였다. 수질센서로 측정할 수 없는 항목은 자동채수기에 의해 일정시간 간격으로 시료를 채취한 후 실험실로 이송하여 분석하여 자료를 확보하였다. 위에서 실측된 유량 및 수질 연속 자료를 이용하여 연구대상지역에 대해 SWMM 모델을 구축하였다. SWMM 모델의 보정과 검증 결과 유량은 매우 양호한 수준으로 예측하고 있으나 BOD, COD, SS, TN, TP 등의 예측은 강우 특성에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 SWMM에 나타난 바와 같은 특정 유역에 고정된 형태의 오염물질 축적과 유출현상을 나타내는 경험식이 강우 및 선행강우 특성을 반영하여 수정될 필요가 있다는 것을 시사하고 있다. 본 연구에서 제안된 빗물 자동모니터링 및 모델링 시스템은 향후 강우에 따른 하천 수질관리를 위한 유역단위의 빗물 수량 수질 관리시설의 설계 및 운영에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Korea needs to develop a rational system to separate stormwater utility fee from current sewerage fee. In this study, the scenario for calculating stormwater utility fee of Bupyeong-gu was suggested and the results were considered. For this purpose, the application of stormwater utility fee overseas and current domestic system were analyzed. A three step calculating scenario considering suitable domestic situation and impervious surface area was suggested. Water, sewerage usage, and hydrant data were collected. The total amount of water and sewerage fees for land use were calculated. The sewerage fee of Bupyeong-gu for the year 2014 was 21,685,446,578 won. Assuming that 40% of this amount was the cost associated to stormwater, the result showed that the fees for residential area in third step decreased by 0.77% compared to that of the first step. For commercial area, the stormwater utility fee decreased by 36.87%. For industrial area, although the consumption of water was similar to that of commercial area, the stormwater utility fee increased by 8.35%. For green area, the fee increased by 37.46%. This study demonstrated that the calculation of actual stormwater utility fee using impervious surface map and impervious Surface Ratio Estimation Methodology developed in previous studies is feasible.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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