The optimum volume of sediment settling pond is determined by the maximum rainfall and surface peak rate runoff from crop field. Based on analysis of measured rainfall and runoff data, it was found that rainfall intensity of 2 mm/min would result in peak rate runoff from the agricultural field of study area. Optimum pond volume under various slope scenarios were determined using the WEPP model calibrated with measured flow and sediment data for the study watershed. For the agricultural field with the slope of 7 % and area of $2,600\;m^2$ at the study area, at least $6.4\;m^3$ of sediment settling pond is needed as shown in this study. The results presented in this study could be used as a guide in designing appropriate volume of sediment settling pond at highland agricultural areas because both very detailed field measurement and calibrated WEPP model results are used in the analysis.
본 연구는 경사지 밭 토양에서의 양분유실로 인한 지표수와 지하수 오염의 주요 요인인 인산과 질소에 대하여 평가하였다. 유실된 토양 중에서 흡착된 인산은 용해되어 천천히 조류들의 영양원으로 이용되고, 물에 용해된 질소와 인산은 부영양화의 주요 요인으로 조류들에 의하여 즉시 영양원으로 이용된다. 질소의 유실은 유실된 총량의 약 90%가 유출수와 침투수에 의하여 유실되고, 인산의 유실은 유실된 총량의 약 60% - 67%가 유실된 토양 입자에 흡착되어 유실되었다. 대체적으로 환경적으로 합리적인 토양 및 물 관리에 의한 적절한 토지이용, 시비관리 및 토양 보전농법은 토양 및 양분유실을 감소시킬 수 있고, 지표수와 지하수의 수질을 개선할 수 있다.
To evaluate the change for water quality after the water gate operation in Shiwha lake, in situ survey were conducted on september in 2000 and January, march, jane in 2001. Chemical characteristics and eutrophication level was estimated from the survey data. The water quality of the Shihwa lake was greatly affected by pollutant load from rainfall, and formation of stratification in summer and winter was increased to effect on nutrient release from sediment. Especially, high concentration of chlorophyll-a was occurred in autumn, due to increased nutrient, high water temperature and low salinity after rainfall runoff. The mean concentration of DIN, DIP were 0.346mg/L, 0.0217mg/L in surface water and 0.826mg/L, 0.0415mg/L in bottom water, respectively, which were over III grade of seawater standard. Also high percentage of ammonia nitrogen to DIN in bottom water for autumn and winter was affected by released nutrient from sediment. Correlation analysis of chlorophyll-a versus TSS was shown that organic matter was affected by autochthonous organic matter stem from the algae, these factor showed reverse correlation about salinity. Closely correlations among to the water quality constituent in continuity survey was appeared. The results of eutrophication index estimation showed the high potentiality of red tide occurrence in Shiwha lake, particularity in summer or fall. Overall water quality was greatly improve to compared with measuring data during 1997~1998 at the beginning water gate operation, which reported by KORDI. Therefore, to improve of water quality in Shiwha lake, we need to establish of management plan about nutrient release from sediment, rainfall runoff, maximum of seawater exchange.
Ren, Liliang;Vu, Van Nghi;Yuan, Fei;Li, Chunhong;Wang, Jixin
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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pp.15-21
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2007
Due to a decreasing tendency of river runoff in the Laohahe River basin in North China, quantitative analysis was made with the aid of the conceptual Xinanjiang model under the background of nature climate variability as well as human-induced climate change according to the long-term observational hydrometeorological data. In the past, the human effect on surface water resources was estimated by investigating the impact of human activities on each item in the equation of water balance, so as to calculate water quantity of each item in the original natural status. It seems to be clear conceptually. It is appropriate just for the case of direct impact, such as water transfer from one basin to another, water storage by various scales of hydraulic projects, besides a huge amount of investigation and indeterminate statistics data when applied in practice. It is difficult for us to compute directly water consumption due to the implementation of measures for soil conservation, the improvement of farming techniques in agriculture, the growth of population in towns and villages, and the change of socioeconomic structure. In view of such situation, the Xinanjiang model was used to separate human impact from the climatic impact on water resources. Quantitatively human activity made river runoff decrease by 1.02, 50.67, 58.06 mm in 1960's, 1970's, 1980's, respectively, while by 97.2 mm in 1990's in the sense of annual average in the Laohahe River basin.
댐에 의한 환경의 변화는 생태계의 변화나 댐 주변의 안개일수 증가와 같은 국지기상의 변화도 있으나 본 연구에서는 수문환경의 변화에 초점을 맞추어 댐 건설이후 어떤 수문환경의 변화가 발생하며, 이러한 수문환경의 변화가 유역의 유출특성에 어떤 식으로 영향을 주는지에 대해 정량적으로 살펴보았다. 수분환경의 변화를 살펴보기 위해서 대청댐 건설 전후의 댐 상류에서의 토지이용과 식생의 변화를 비교하였으며, 물수지 방정식을 이용하여 증발산량, 유출량 및 토양 함수비 등을 산정하고 댐 건설에 따른 변화 양상을 분석하였다. 댐의 건설로 인해 댐 상류에서는 삼림의 증사와 초지의 감소로 알베도가 감소하였고 잠재증발산량과 토양수분량이 증가하였으며, 이로인해 실제증발산량이 증가하였다. 또한 댐 건설 후의 유출율이 약간 증가하였다. 이상의 분석을 통해 댐 건설에 따른 수문환경의 변화를 정량적으로 파악할 수 있었다.
본 연구에서는 산림식생에 따른 장기적인 측면에서의 유역 물수지 영향을 살펴보기 위하여 보청천 유역을 대상유역으로 선정하고, 준분포형 매개변수 모형인 SWAT 모형을 적용하여, 침엽수와 활엽수에 따른 증발산, 지표유출, 중간유출, 기저유출, 총 유출의 차이를 검토하였다. 먼저 SWAT 모형내 식생 생장 알고리즘을 수정하여 연중 일정한 엽면적지수를 갖는 국내 침엽수림의 생장 특성을 반영할 수 있도록 하였으며, 대상유역을 하나의 토지피복을 갖는 가상의 유역으로 설정한 후, 수정된 SWAT 모형을 적용하여 각 물수지 요소 변화를 모의한 결과, 침엽수가 활엽수에 비해 증발산 증가 및 유출 감소에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나, 보다 정량적인 규명과 유출모형의 불확실성을 보완하기 위해서는 수종 외에 수령, 식재밀도, 식재위치, 토양특성자료 등 다양한 조건이 충분히 고려되어야 할 것이다.
Pollutants from urban pavement consists various kinds of substances which are originated from dry deposition, a grind out tire, corrosive action of rain to pavement and facilities and raw materials of the road etc.. These are major pollutants of urban NPS (Non-point source) during rainfall period. However there is not enough information to control such pollutants for appropriate management of natural water quality. In this study of transportation areas, three monitoring stations were set up at trunk road, urban highway and national road in Gyeongnam province. Runoff flow rate was measured at every 15minutes by automatic flow meters installed at the end of storm sewer pipe within the road catchment area for water quality analysis. Data was collected every 15 minutes for initial two hours of rainfall. Additional samples were collected 1-4 hours interval till the end of rainfall. The monitoring parameters were $COD_{Mn}$, SS, T-N & T-P and heavy metals. The average EMCs of TSS and $COD_{Mn}$ were 62.0 mg/L and 24.2 mg/L on the city trunk road, which were higher than those of urban highway and national road, indicating higher pollutant loads due to activities in the city downtown area beside the vehicle. On the other hand, the average EMC of T-N and T-P were in the range of 2.67-3.23 mg/L and 0.19-3.21 mg/L for all the sampling sites. Heavy metals from the roads were mainly Fe, Zn, Cu and Mn, showing variable EMCs by the type of road. From the TSS wash-off analysis in terms of FF(first flush) index, first flush phenomenon was clearly observed in the trunk road(FF : 0.89-1.43). However, such mass delivery behavior was not apparently shown in urban highway(FF : 0.90-1.11) and national road(FF : 0.81-1.41).
Empirical erosion models like Universal Soil Loss Equation (USLE) models have been widely used to make spatially distributed soil erosion vulnerability maps. Even if the models detect vulnerable sites relatively well utilizing big data related to climate, geography, geology, land use, etc within study domains, they do not adequately describe the physical process of soil erosion on the ground surface caused by rainfall or overland flow. In other words, such models are still powerful tools to distinguish the erosion-prone areas at large scale, but physics-based models are necessary to better analyze soil erosion and deposition as well as the eroded particle transport. In this study a physics-based soil erosion modeling system was developed to produce both runoff and sediment yield time series at watershed scale and reflect them in the erosion and deposition maps. The developed modeling system consists of 3 sub-systems: rainfall pre-processor, geography pre-processor, and main modeling processor. For modeling system validation, we applied the system for various erosion cases, in particular, rainfall-runoff-sediment yield simulation and estimation of probable maximum sediment (PMS) correlated with probable maximum rainfall (PMP). The system provided acceptable performances of both applications.
본 연구에서는 (1) 운동과 이론에 기초한 강우, 유출 특성을 파악하고, (2) 강우 및 유수에 의해서 발생하는 침식, 퇴적량을 산정하는 모형을 연구하며, (3) 유사량 산정식, 유역의 불할 수 등이 하상변동 예측에 미치는 영향을 분석하고, (4) 평창강 유역에서 하도자료, 강우, 유츨량, 유사량 등을 실측하여 모형의 적용성을 검증하였다. 운동파 방정식을 평창강 유역에 적용하여 유출해석을 실시한 결과, 첨두 유량의 발생시간은 다소 빠르게 계산되었으나 전체적인 수문곡선의 형태 및 크기에 있어서는 비교적 실측치에 접근하고 있었다. 유사량 곡선은 유출수문곡선에 따라 변화되며, 실측치와 계산치는 비교적 일치하고 있어서 모형의 적용성을 확인할 수 있었다. 유역의 분할 소유역 개수를 증가하여 유출량 및 유사량을 계산하는 것이 실측치에 더욱 접근한 결과를 얻을 수 있었다. 6개의 유사량 산정공식 중 지표면에서는 Yalin 식을, 하도에서는 Acker-White 식을 적용하여 계산한 결과치가 실측치에 가장 가까운 결과를 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 기존 도시유역 유출해석을 위해 많이 사용되는 SWMM 모형에 초고층 건물의 영향을 고려하는 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 건물의 규모 및 높이를 고려하여 빗물이 지표면에 도달하는 시간을 추가로 계산하고, 이를 반영하여 유역폭을 수정하는 방법이다. 본 연구에서 제안한 방법은 Isidoro et al. (2012)의 실험결과를 이용하여 검증하였다. 결과적으로 SWMM 모형으로 모의한 유출수문곡선은 실험자료와 전체적으로 잘 일치하여, 본 연구에서 제안한 방법이 유효함을 확인할 수 있었다. 두 수문곡선에서 모두 모두 건물의 밀도 증가에 따른 첨두유량의 감소, 첨두시간의 지체 등 유출 반응의 변화가 동일한 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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