• 한국수자원학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.161-171
• /
• 2002

일반적으로 2차원 수질모형들은 배경이론이 복잡하고 그에 따라 입력자료나 매개변수가 복잡해지며 매개변수들간의 상호영향을 인식하는 것이 매우 어렵게 되어 초보자의 경우 적절한 매개변수론 선택하기가 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수질모형내의 여러 매개변수들간의 관련성을 평가하는 민감도 분석을 기반으로한 추론기관개발과 ArcView/Avenue를 활용하여 전문가 시스템을 구축함으로써 모형의 수질매개변수를 추정하고 모의를 실시하여 정확한 해석결과를 얻을 수 있는 기법을 제시하였다. 모형의 적용 대상지역은 팔당댐 직 하류부터 한강 인도교지점에 이르는 한강구간(35.3km)을 선택하였으며, 모형수행을 위한 기본자료는 주요지류의 유입량과 오염자료를 이용하여 시스템의 적용성을 검토하였다. 그 결과 추정된 주요 매개변수는 횡확산계수 0.367, 0.074, 0.162 등으로 추정되었으며, 추정된 매개변수에 의해 계산된 수질변수는 관측치와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이와 같은 GIS에 근거한 매개변수 추정을 위한 전문가 시스템은 과학적인 수질관리에 많은 도움이 되는 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.354-364
• /
• 2019

스리랑카는 지리적으로 섬으로 형성된 국가로 기후변화에 민감한 나라이다. Kurunegala시는 2009년부터 2019년까지 약 11년 동안 도심지 내 연평균 기온이 0.69±0.37℃로 꾸준하게 증가하였으며, 강우패턴도 변화하고 있다. 그러나 도시 개발 계획시 기후변화 및 기후재난에 대한 규정이 미흡하여 인적 및 물적 피해가 우려되고 있다. 따라서 본 연구는 스리랑카 Kurunegala시의 인문학적 및 자연적 특성을 조사분석하고 기후변화 적응에 대한 방안을 수립하기 위하여 수행되었다. Kurunegala시의 기후변화 적응방안은 기후변화에 대한 정성적 위험 평가를 수행하여 개발하였다. 정성적 위험평가 결과 Kurunegala시의 주요 문제점은 음용수, 수자원 및 건강 관련 인프라로 분석되었다. 물부족 및 도시 내 온도를 완화하기 위한 방안으로는 기존 사회인프라에 비점오염저감, 도시 열섬현상 저감 및 건전한 물순환 체계 구축 등 다양한 효과를 유도하는 저영향개발기술(Low Impact Development, LID)의 적용이 효과적인 것으로 나타났다. 본 자료는 Kurunegala시와 같이 기후변화에 따른 물문제를 안고 있는 도시의 물문제 해결에 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.1253-1257
• /
• 2010

강원도 홍천군 내면에 위치한 비점오염 관리지역의 강우시 유출 특성을 파악하고, 비교하기위해 연구를 수행하였다. 2009년 6월부터 2009년 11월까지의 연구기간 중 강우량이 비교적 많은 7회의 강우사상에 대하여 단위면적당 유출량, 유량가중평균농도, 단위면적당 오염부하를 비교하며, 분석하였다. 강우사상별 단위면적당 총 유출량은 저감시설의 설치 유 무에 따라 명확한 경향이 나타나지 않았다. 자운천 유역의 SS, TP의 유량 가중평균농도는 각각 4.0~1440.4 mg/L와 0.024~0.267 mg/L의 범위로 나타났으며, 덕두원 유역의 SS, TP의 유량가중평균농도는 각각 6.2~1001.1 mg/L, 0.039~0.226 mg/L의 범위로 나타났다. 지령골 유역의 SS, TP의 유량가중평균농도는 각각 3.4~1050.6 mg/L, 0.08~0.342 mg/L의 범위로 조사되었다. 10차, 11차, 12차, 26차의 SS 항목에서는 비점오염 저감시설이 설치된 자운천과 덕두원 유역에 비해 다소 높은 것으로 나타났으며, TP는 대부분의 강우사상에서 지령골의 유량가중평균농도가 높았다. 자운천의 강우사상에 따른 SS의 단위면적당 오염부하는 0.24~1,397.85 kg/ha의 범위로 나타났으며, 덕두원과 지령골에서 산정된 SS의 단위면적당 오염부하는 각각 0.06~1,236.78 kg/ha와 0.29~894.81 kg/ha로서 8차와 9차 강우사상을 제외한 나머지 강우사상에서는 비점오염 저감시설이 설치되지 않은 지령골에서 더 많은 양이 발생하였다. TP의 경우 자운천과 덕두원 유역의 단위면적당 TP 오염부하는 각각 0.0006~0.33 kg/ha와 0.0005~0.21 kg/ha의 범위로 나타났으며, 지령골 유역의 강우사상에 따른 단위면적당 오염부하는 0.003~0.29 kg/ha의 범위로서 저감시설이 설치된 자운천과 덕두원 유역보다 높게 나타났다. 단위면적당 오염부하에 기초할 때, 비점오염 저감시설이 설치된 소유역에서 SS와 TP 항목에 대한 저감효과가 나타났다. 하지만 짧은 모니터링 기간과 자료의 부족으로 인해 비교 및 분석의 한계가 있다고 판단된다. 본 연구는 지속적인 모니터링으로 더 많은 자료가 확보될 때 비점오염 저감사업의 효과를 극대화시킬 수 있는 방안을 제시 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.193-202
• /
• 2009

본 연구는 국내 중소 도시지역에서 강우 시 발생하는 강우유출수의 유출경향을 분석하고 초기강우기준을 산정하기 위하여 수행되었다. 연구지역은 국가산업단지가 소속되어 있는 구미시 원평동의 주거지역으로 선정 되었으며 모니터링 기간은 3개월에 걸쳐 시행되었다. 연구지역의 유역면적은 24.9 ha이고, 토지이용형태는 주거지역으로 대상유역의 80%가 불투수 면적(포장의 형태: 아스팔트)인 것으로 나타났다. 모니터링은 총 6회의 강우사상에 대하여 실시하였으며 모든 수질항목에 대해 EMC (Event Mean Concentration)와 SMC (Site Mean Concentration)를 산정하였다. 또한 강우지속시간에 따른 입경크기분포의 변화와 초기세척 현상을 관찰하였는데, 입경크기분포는 10%입경($D_{0.1}$), 50%입경($D_{0.5}$, 90%입경($D_{0.9}$이 각각 9.82 ${\mu}m$, 38.99 ${\mu}m$, 159.61 ${\mu}m$로 나타났고, 초기세척 현상은 용존성 물질보다 입자성 물질이 더 강하게 나타났다. $MFF_n$ (Mass first flush)을 이용하여 초기강우기준을 검토한 결과 초기우수유출수의 부피 30%에 오염물질부하량의 부피 44.4~58.5%를 포함하고 있는 것으로 나타났다. $MFF_n$과 입경크기분포는 자연형, 장치형 시설과 같은 다양한 비점오염저감시설의 설계 및 운전과 초기강우기준 결정을 위한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.191-198
• /
• 2019

도시지역의 높은 불투수면은 강우시 지표 유출량을 증가시키고 지하침투량을 줄이면서 물순환을 왜곡시킨다. 왜곡된 물순환은 도시침수와 가뭄, 비점오염유출로 인한 수질오염 및 수생태계 훼손 등의 다양한 도시환경 문제 등을 유발시킨다. 기후변화는 도시강우의 계절적 편중현상을 더욱 심화시키고 도시 미기후에 영향을 줌으로써 도시침수와 가뭄의 강도 및 빈도를 증가시킨다. LID(Low Impact Development) 기법은 도시내 자연적 물순환 체계를 회복함으로써 물로 인하여 발생하는 도시환경문제를 줄일 수 있는 기법으로 다양하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 도시지역 내 적용된 다양한 LID 기법의 장기 모니터링 결과를 활용하여 LID 적용 이후 수문특성의 변화와 물순환 회복에 기여도를 평가하기 위하여 수행되었다. LID 시설의 높은 저류량과 침투능력은 강우시 첨두유출 저감과 유출지연에 크게 기여하는 것으로 나타났다. LID 시설에서 강우시 평균 유출저감효과는 60% 이상으로 나타났으며, 유역면적 대비 LID 시설 면적비(Surface area of Catuchment area, SA/CA)와 LID 저류 용량은 첨두유출 저감과 유출지연 효과에 영향을 끼치는 중요한 인자로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.467-467
• /
• 2023

강우에 의해 발생하는 비점오염물질의 수질 데이터가 충분하지 않아 비점오염원이 문제가 되고 있는 유역의 수질개선을 위한 대책마련이 어려운 실정이다. 기존에 환경부에서 운영하고 있는 자동측정망은 1시간 간격으로 데이터를 축적하고 있으나, 비점오염원이 문제가 되는 유역에 설치되어 있지 않거나 수온, DO, pH 등 현장항목만을 측정하고 있어 하천의 수질오염을 대표할 수 있는 T-P나 SS 등의 수질분석 항목의 부재하다. 이로인해 유역의 수질개선 대책을 수립하기 위한 오염원의 현황을 파악하기 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 비점오염원관리지역 중 골지천 유역을 대상으로 수질항목별 상관성을 분석하고, 실측자료를 기반으로 DT, MLP, SVM, RF, GB, XGB 등의 머신러닝 기법을 통해 수질 예측 가능성을 연구하였다. 상관관계 분석결과 입력변수인 탁도 항목이 예측 수질과 뚜렷한 상관관계를 보이는 것으로 나타났으나, 그 외 항목에서는 약한 상관관계를 보이거나 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 머신러닝 기법을 활용한 수질 예측 분석 결과, 검무교와 태봉2교, 제1여량교는 RF 기법에서 결정계수(R²) 0.57~0.86, RMSE 16.49~175.60으로 예측성이 우수한 것으로 나타났다. 관말교는 SVM 기법에서 R² 0.65, RMSE 57.69로, 송계교는 XGB 기법에서 R² 0.74, RMSE 282.86으로 가장 예측성이 우수한 것으로 나타났다. 분석결과와 같이 머신러닝 기법을 활용한 수질 예측은 가능하나, 예측성이 우수한 머신러닝 기법의 R² 비교 결과, 유역면적이 큰 제1여량교와 작은 관말교에서 0.57과 0.65로 다른 지점에 비해 낮은 것으로 나타났다. RMSE 비교 결과, 상류 산간지역에 발생한 국지성 호우의 영향으로 흙탕물이 가장 자주 발생하는 태봉2교 지점과 우선관리지역이 합류되는 송계교 지점에서 175.60과 282.86으로 예측값과 실측값의 오차가 큰 것으로 나타났다. 연구결과와 같이 하천 수질을 예측하기 위해서는 유역면적 혹은 유역특성과 관련한 기초자료를 추가로 적용하여 머신러닝 기법을 적용 해야할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 예측한 수질 항목 이외에 입력변수를 추가로 확보하여 수질의 예측 가능성을 검토해야 할 것으로 보여진다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.355-358
• /
• 2013

논에서의 비점오염원 관리는 배출수 관리방안이 현실적인 방안으로 판단되어 본 연구에서는 논 배수 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 2012년 5월부터 9월까지 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($1,715m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 양분물질(질소, 인) 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논 배출수 중 수질농도는 SS와 $COD_{Mn}$은 각각 79.3%와 45.6% 저감되었고 T-N과 T-P는 각각 52.2%와 60.5% 저감되었다. 또한 저류지를 이용한 월별 논 배출수의 유출량 및 양분물질 부하는 유출량의 경우 96~100% 저감되었고 T-N과 T-P의 부하량은 각각 16.3~73.0%와 15.4~70.1% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 용수의 취 배수가 용이한 논에서는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 양분물질의 배출이 저감될 것으로 생각되며 특히 농업보호구역 및 농업진흥지역에는 논 배수 저류시설 등의 자연 정화형 비점오염 저감방안을 마련하도록 정책부서의 제도 개선이 필요하다고 생각된다.

• 유기물자원화
• /
• 제22권4호
• /
• pp.21-27
• /
• 2014

양돈분뇨의 처리는 환경문제 해결과 자원으로서 이용 등이 중요한 의미가 있다. 따라서 본 연구는 이 두 가지 문제를 동시에 해결하고자 돈분퇴비가 시용된 논의 배수의 오염부하 저감을 위한 저류지 효과를 구명하고자 수행하였다. 경기도 수원시 권선구 서둔동 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장($17,15m^2$)에서 배수로 말단에 논 저류지($12m^2$)를 조성하였다. 2013년 5월부터 10월까지 영농기간 동안 강우사상시 저류지 유입 전인 논 배출수와 저류지를 통과한 배출수의 토사 및 $COD_{Mn}$, T-N, T-P의 부하량을 평가하여 저류지의 효과를 평가하였다. 영농기간 동안 논 저류지를 이용한 논의 유출량은 67.8% 저감되었고 토사를 포함한 부유물질과 $COD_{Mn}$의 총 부하량은 각각 79.8%와 71.9% 저감되었다. 또한 T-N과 T-P의 총 부하량은 각각 73.6%와 74.9% 저감되었다. 따라서 경지기반 정리되어 가축분뇨 퇴 액비 시용이 용이한 논의 경우에는 외부 수계로 배출되기 전 저류지를 설치하면 영양염류의 배출이 저감될 것으로 생각된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.283-296
• /
• 2014

본 연구에서는 연안오염총량관리가 시행되고 있는 시화호 유역에서 비점오염 형태로 유입되는 중금속 유출 특성, 오염도 및 위해성을 평가하기 위하여 반월 스마트 허브(산업단지)에 위치한 강우유출수 내 용존성과 입자성 중금속(Co, Ni, Cu, Zn, Cd 및 Pb)을 조사하였다. 용존성 Co와 Ni은 강우초반에 농도가 높고 이후 감소하는 경향을 보였으나, 나머지 용존성 중금속과 입자성 중금속은 강우량 증가에 따라 농도가 큰 폭으로 증가하는 경향을 보였다. 총 중금속 중 입자성 중금속이 차지하는 상대적인 비율은 Pb이 97.2%로 가장 높고 Cu>Cd>Co>Zn>Ni순이었으며, 입자-용존 분배계수($K_d$) 결과는 강우유출수 내 존재하는 Pb는 다른 중금속에 비해 빠르게 입자형태로 제거되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 1일의 강우 이벤트 동안 2개의 토구를 통해 유출되는 총 중금속의 유출량은 Co 2.21 kg, Ni 30.5 kg, Cu 278.3 kg, Zn 398.3 kg, Cd 0.39 kg 및 Pb 40.0 kg로 나타났다. 연안오염총량관리제도가 시행되고 있는 시화호의 유역면적, 연간 강우량 등을 고려할 때 막대한 양의 중금속이 비점오염의 형태로 시화호로 유입되고 있음을 알 수 있었다. 무엇보다 강우유출수 내 용존성 Ni, Cu 및 Zn의 평균농도는 급성 독성을 나타내는 수질기준(급성 단기기준)를 초과하고 있으며, 입자성 중금속 역시 모든 원소가 배경농도에 비해 농축도(오염도)가 매우 높고, 국내 퇴적물 관리기준(PEL)을 큰 폭으로 초과하고 있어, 주변 해역 환경 및 생태계에 악영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.115-128
• /
• 2008

도시화 및 산업화 등 인간의 다양한 활동은 하천의 주요 오염원으로 평가되어져 왔다. 현재 하천의 수질에 악영향을 미치는 요인으로 토지의 이용 및 축산업에 따른 비점오염원을 관리하기 위한 다양한 연구들이 이루어고 있으며, 이 가운데 서울을 비롯한 경기도의 상수원을 공급하는 주요 수자원으로 이용되고 있는 팔당호의 관리 방안에 대한 초유의 관심이 모아지고 있는 실정이다. 지금까지 팔당호의 수질개선을 위한 노력의 일환으로 경안천 살리기 운동과 같은 지자체의 노력이 이루어지고 있으며, 상당한 액수의 경비를 소요하고 있는 실정이다. 특히, 경안천 하류에 대단위 인공습지 조성사업을 계획 시행하고 있으며, 이와 더불어 하수처리장의 신설 및 증설이 이루어지고 있어 팔당호 수질의 주요인으로 인정되고 있는 경안천의 수질이 상당 부분 개선될 것으로 전망되어지고 있다. 하지만 지금까지의 그러한 수질개선사업은 근본적인 원인 분석 및 적극적 대안 제시가 아닌 아쉬움을 내포하고 있어 보다 세밀하고 과학적인 분석이 우선시되어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 경안천 수질 개선을 위한 수질 및 부하량 분포를 공간적으로 파악함과 동시에 고해상도 위성영상을 통한 대상지의 토지이용행태 분석과 GIS분석을 통한 습지의 입지 가능성을 분석하고, 이들의 종합적인 조건에 부합할 수 있는 인공습지의 위치 및 규모를 산정하고자 하였다. 연구의 진행은 (1) 수질 및 부하량에 대한 공간분석을 통한 최대 오염부하 구역을 선정, (2)고해상도 위성영상을 통한 토지이용 현황 파악, (3) 습지 조성 가능 대상지의 위치 선정, (4) GIS를 이용한 인공습지의 면적 및 체적 산정 등으로 이루어졌다. 기본적으로 인공습지의 규모는 수자원공사에서 제공하고 있는 습지처리효율에 따른 설계기준을 통해 유도되었으며, 그 결과 경안천 일대에 2개 구역(용인하수처리장 부근, 대대천 주북천 일대)에서 인공습지의 조성이 필요하다고 판단되었고, 그 면적은 각각 $127,586m^2$과 $1,647m^2$로 책정되었다.