• 한국습지학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.375-382
• /
• 2017

본 연구에서는 방사형 흐름을 가지는 지표 유출수에 대한 오염물질의 초기세척현상 모의를 통하여 주차장과 같은 소규모 불투수 배수구역에서 발생하는 수렴형 강우유출수의 동적 유출특성에 대한 일반적 특성을 고찰하고, 이를 토대로 비점오염저감시설의 초기우수처리 효과를 극대화 시킬 수 있는 집수시설 배치 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 1차원 확산파 방정식(diffusion wave equation)과 오염물질 운송방정식을 이용하여 이상적인 방사형 불투수 배수구역에 대한 초기세척현상을 모의 하고, 이 결과를 이용하여 배수구역의 크기에 따른 오염물질의 초기세척강도를 산정 비교하였다. 초기세척 모의결과, 생화학적 산소요구량의 경우 평균경사도 0.02에서 배수구역의 길이 30-50m 범위일 때 초기세척강도가 가장 높았다. 이러한 결과는 주차장과 같은 소규모 불투수 구역에서는 강우유출수 집수시설의 위치와 갯수를 조정함으로써 배수구역의 길이 변경이 가능하며 이를 통하여 초기세척 강도와 첨두부하를 인위적으로 조절 가능함을 시사한다. 특히 초기우수수 처리에 중점을 둘 경우 집수시설의 위치와 갯수를 적절히 조절하여 초기세척 강도를 상승시킴으로써 동일한 용량의 비점오염저감시설로 보다 많은 오염물질 부하저감을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권5호
• /
• pp.601-610
• /
• 2023

하천의 수위변화 특성에 대한 이해는 여러 수방활동 및 하천환경의 관리를 위하여 필수적이다. 본 연구는 각종 수방활동에서 종사하는 현장 엔지니어가 특정 지점의 홍수시 수위상승 특성을 간편하게 확인하고 활용할 수 있는 방법론을 제시하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 한강수계의 홍수취약지구에 홍수정보를 제공하고 있는 45개 관측소의 2010년부터 2022년까지의 10분 단위 수위자료를 이용하여 홍수 사상에서 발생하는 시간적인 상승량을 단위시간을 통하여 정량화하고 분위화한 수위상승거동곡선(WRBC) 개념을 제시하였으며, 그 적용성을 검토하였다. 분석결과, 홍수시의 수위상승 거동은 평균적으로 초반 6.2시간 이내에 전체 수위상승량의 80% 이상이 상승하며 그 이후에는 점진적으로 상승하는 것으로 분석되었으며, 수위상승 이후에 일정한 평형상태에 도달하는 시간은 상류유역의 면적과 유출 특성에 따라 다른 것으로 나타났다. 이러한 WRBC는 홍수유출로 인하여 발생하는 수위상승의 평균적인 경향에 대해 통계적이고 직관적인 검토에 장점이 있으며, 하천변에 위치한 친수공간, 수리시설 등의 수방활동에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제57권3호
• /
• pp.41-54
• /
• 2015

시간-면적 기법을 이용해 유역의 수문과정을 묘사하는 분산형 (distributed) 연속 (continuous) 강우유출모형인 HYSTAR의 거동특성과 주요 매개변수에 대한 민감도를 분석하였다. 유역의 수문조건에 따른 모형거동의 변화를 분석하기 위해 연속되는 4개의 개별 강우사상에 대한 민감도를 조사하고 비교하였다. 또한, 매개변수의 상호작용이 민감도 분석결과에 미치는 영향을 파악하기 위해 두 가지 서로 다른 기법 (one-factor-at-a-time 과 all-factor-at-a-time 방법)을 이용하여 산정된 민감도를 비교하였다. 분석결과, 모형의 직접유출량, 첨두유량 및 도달시간 모의결과는 유출곡선번호 (curve number)에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 토양의 깊이, van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수에 큰 영향을 받았다. 한편, 모의된 기저유출량은 토양의 깊이를 비롯하여 van Genuchten 식의 매개변수, 작물계수 (crop coefficient), 이방성계수 (anisotropic coefficient), 유출곡선번호의 변화에 민감하였다. 매개변수에 대한 민감도는 분석에 이용된 강우사상에 따라 다르게 나타났으며, 유역의 토양수분조건에 따라 다르게 거동하는 모형의 중요한 특성을 잘 반영하였다. 두 가지 서로 다른 기법을 이용한 민감도 분석결과는 모의된 직접유출량 및 기저유출량의 변화가 매개변수의 상호작용에 의해 제한될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구는 HYSTAR 모형의 매개변수에 대한 민감도 분석을 통해서 해당 모형의 거동을 정량적으로 보여주었고, 이를 통해 모형의 건전성 (soundness)을 입증할 수 있는 하나의 근거를 제시하였다. 본 연구결과는 향후 HYSTAR 모형을 이용한 수문분석 시 보정을 위한 매개변수 선정에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구결과에서 나타난 민감도의 수문조건 (또는 선정된 강우사상)에 대한 의존성은 연속유출 모형의 민감도 분석을 위한 강우 사상 선정 및 민감도 분석결과의 해석에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 물과 미래
• /
• 제18권2호
• /
• pp.153-161
• /
• 1985

본 연구는 치수면에서 중요한 홍수 예경보 시스템을 좀 더 효율적으로 운영하고 그 시스템을 자동화하기 위한 하천 유출의수문학적인 예측방법의 개발에 관한 것으로 제어공학에서 상태공간개념으로부터 유도된 Kalman Filter 이론의 알고리즘을 파악하여 강우-유출계의 동적거동을 나타낼 수 있도록 예측 모형을 구성하고 Kalman Filter 의 적용 알고리즘을 도임하므로서 홍수시 하천유출의 on-line, 실시간 예측의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과로 얻어진 전자계산 프로그램은 실제 하천유역의 실측자료로서 수정 보완하므로서 홍수 예경보 시스템의 자동화는 물로 그 시스템의 효율적인 운영방법 개선에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제47권7호
• /
• pp.57-66
• /
• 2005

The Hydrological Simulation Program - FORTRAN (HSPF) was modified to simulate nonpoint pollutant loadings from paddy fields using a field experimental data collected during 2001-2002. The concept of a 'dike height' was added in a modified HSPF code, named HSPF-Paddy, to consider the function of retaining water by a weir at the field outlet. The effect of fertilization on the variances of nutrients on the soil surface and shallow soil layer was described mathematically with a Dirac delta function (or first-order kinetics). As confirmed through model verification, the HSPF-Paddy modifications were shown to represent the function of retaining water, varied ponded water, and surface runoff by forced drain during both rainy and non-rainy seasons and reasonably predicted the water balance and nutrients behavior in paddy fields. It is a distributed watershed model which, with the paddy modifications, can now simulate nonpoint pollutant loadings where paddy fields are dominant, and it can be used to evaluate the effects of paddy fields on the water quality at a basin scale, and assess the impacts of proposed BMPs applied to paddy fields.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제56권6호
• /
• pp.45-53
• /
• 2014

This study presents a system dynamics modeling approach to simulate daily streamflow in a watershed including wastewater treatment plant which contributes to irrigation water supply. The conceptual system dynamics model considering the complex and dynamic hydrological processes in the watershed was developed. The model was calibrated and validated each for two years based on observed flow data. Model performances in terms of $E_{NS}$, RSR, PBIAS, and $R^2$ were 0.64, 0.60, -3.6 %, and 0.64 for calibration period, and 0.66, 0.58, -2.6 %, and 0.66 for validation period, respectively, showing an applicability on generating the daily streamflow. System dynamics modeling approach could help better understand the hydrological behavior of the watershed being reused wastewater for agriculture, by providing graphical dynamics of the hydrological processes as well as conventional rainfall-runoff model results.

• 한국농공학회:학술대회논문집
• /
• 한국농공학회 2000년도 학술발표회 발표논문집
• /
• pp.536-542
• /
• 2000

The purpose of this study is to evaluate the effect of stream quality by the farmer＇s livestock wastes management in a typical small agricultural watershed. AGNPS model has the capability to adjust the level of pollutant load from farmstead and the fertilization level of upland field. A small agricultural watershed(4.12 $\textrm{km}^2$) which has as livestock farmhouses located in Gosan-myun, Ansung-gun was selected. AGNPS data were prepared by using Arc/info and Idrisi. 4 storm events in 1999 was used for runoff calibration, and 2 storm event which is measured in hourly-base at 4 locations along the stream were used for water quality(TN, TP) calibration. Model＇s behavior to stream quality for 3 cases was investigated. First, the variation of pollution produced from the cattle shed affected little to the stream quality because the cattle sheds were roofed. Second, the good management of ground in farmstead affected to stream quality with 11% and 17% decrease in TN and TP, respectively. Third, the reduction of fertilization level to upland field affected to stream quality with 27.2% and 38.5% decrease in TN and TP, respectively.

• 한국산림과학회지
• /
• 제95권5호
• /
• pp.569-579
• /
• 2006

This study focuses on the application of multi-criteria performance measures based on the concept of equifinality to the calibration of the rainfall-runoff model TOPMODEL in a small deciduous forest catchment. The performance of each parameter set was evaluated by six performance measures, individually, and each set was identified as a behavioral or non-behavioral parameter set by a given behavioral acceptance threshold. Many behavioral parameter sets were scattered throughout the parameter space, and the range of model behavior and the sensitivity for each parameter varied considerably between the different performance measures. Sensitivity was very high in some parameters, and varied depending on the kind of performance measure as well. Compatibilities of behavioral parameter sets between different performance measures also varied, and very few parameter sets were selected to be used in making god predictions for all performance measures. Since different behavioral parameter sets with different likelihood weights were obtained for each performance measure, the decision on which performance measure to be used may be very important to achieve the goal of study. Therefore, one or more suitable performance measures should be selected depending on the environment and the goal of a study, and this may lead to decrease model uncertainty.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제37권4호
• /
• pp.385-390
• /
• 2005

The effect of the Wolsong Tritium Removal Facility on the change of tritium concentration in the soil water was assessed by introducing a dynamic compartment model. For the mathematical modeling, the tritium in the environment was thought to come from two different sources. Three global tritium cycling models were compared with the natural background concentration. The dynamic compartment model was used to model the behavior of the tritium from the nuclear power plants at the Wolsong site. The source term for the dynamic compartment model was calculated with the dry and wet deposition rates. The area around the Wolsong nuclear power plants was represented by the compartments. The mechanisms considered in deriving the transfer coefficients between the compartments were evaporation, runoff, infiltration, hydrodynamic dispersion, and groundwater flow. We predicted what the change of the tritium concentration around the Wolsong nuclear power plants would be after future operation of the tritium removal facility to show the applicability of the model. The results showed that the operation of the tritium removal facility would reduce the tritium concentration in topsoil water quickly.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.137-148
• /
• 2008

최근 홍수조절, 광산 침출수, 농업 유출수 등의 처리에 습지를 활용하는 사례가 증가하고 있다. 하지만 장기 모니터링의 어려움으로 인해 습지에 대한 장기간의 자료들이 부족하여 습지의 올바른 이용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구 에서는 장기간의 자료 생성과 생성된 자료를 바탕으로 습지의 수문학적 거동 분석을 목적으로 한 수문분석의 일환으로 장기유출 수문모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 토평천 유역의 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌에 대한 저류량을 분석하였다. 또한 토평천 유역에 천변저류지를 조성하는 가상 시나리오를 적용하여 시나리오 적용에 따른 유역 출구의 유출량 변화를 분석하였으며 우포늪의 저류량도 분석하였다. 분석결과 유역 출구의 유출량은 우기(7-8월)에는 유출량이 감소하였으며 건기(12-2월)에는 증가하는 것을 알 수 있었다. 그리고 우포늪의 저류량을 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 우포늪도 어느 정도의 영향을 받을 수 있음이 파악되었다. 또한 조성된 천변저류지의 습지로서의 지속 가능성을 평가하기 위하여 천변저류지의 유황을 분석하였다. 분석결과 천변저류지의 유황이 기존 습지보다 적게 모의 되었으며 일부 천변저류지의 유황은 풍수기일 때에도 현저하게 적게 모의됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 조성된 천변저류지가 습지로 활용되기 위해서는 천변저류지에 대한 수문학적 관리가 필요함을 알 수 있었다. 그리고 천변저류지 조성에 따른 부하량(TN, TP)변화를 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 부하량이 감소됨이 파악되었다. 또한 수변구역 조성에 따른 부하량 변화를 분석하여 천변저류지 조성과 수변구역 조성에 따른 부하량 감소를 비교하였다. 마지막으로 SWAT 모형의 수리학적 모호성을 극복하고자 수변관리 모형인 REMM 모형을 이용해 보았으며 그 결과를 SWAT 모형의 결과와 비교하였다.