Kim, Ji-Hoon;Song, Chang-Geun;Kim, Young-Do;Seo, Il-Won
Journal of Korea Water Resources Association
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v.45
no.3
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pp.331-347
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2012
The downstream of the Nam River Dam is crucial region for long-term water resource planning for Busan and Gyeongnam Province. Thus, the analysis of flow behavior and water quality is necessary for the sustainable surface water management and the control of pollutant source. In this study, the flow field and BOD transport at the downstream of Nam River Dam were analyzed by incorporating 2-D water quality model, RAM4 and 3-D water quality model, WASP with the hydrodynamic model, RAM2 and EFDC, respectively. The application of 2-D flow analysis model, RAM2 showed that velocity distributions at the five transverse sections of the meandering part closely followed the measured values by ADCP, and the flow field and overflow characteristic at the submerged weir showed satisfactory performance compared with the result of 3-D EFDC model. In addition, the BOD concentration field obtained by RAM2-RAM4 coupled modeling was in good agreement with the result by EFDC-WASP model throughout the computational domain. The hydrodynamic characteristic and water quality at the downstream reach of Nam River Dam are mainly influenced by the Dam discharge, and the water quantity is closely related to the water quality control and fishery environment at the lower part of Nakdong River. Therefore, when further quantitative analysis is necessary regarding these issues, 2-D semi-coupled modeling is recommended in terms of computational effectiveness and model application aspect.
The influences on water quality of each river by effluents from environmental facilities $located^{*}$ in 14 unit watersheds of North- and South-Han River, and Gyungan-cheon were analyzed. Also, the water quality modeling for study area was carried out to analyze the improvement effect of water quality by the strengthening of T-P effluent standard of environmental facilities. For the calibration and verification of model, water quality data and effluent loading calculated for 2006 were used. Data of low water period were used for calibration, and normal water period for verification. The results of calibration and verification were well matched with the real water quality dataset of revers. Also, the validity of the results were estimated using RI (Reliability Index) method. When the T-P effluent standards for environmental facilities were strengthened, T-P concentrations were predicted to improve from $0.025mg/{\ell}$ to $0.023mg/{\ell}$ in the outlet location of North-Han River, from $0.056mg/{\ell}$ to $0.040mg/{\ell}$ for South-Han River,and from $0.233mg/{\ell}$ to $0.146mg/{\ell}$ for Gyungan-cheon. Also, the T-P concentrations of tributaries including Jojong-cheon, Dal-cheong, Sumgang, Chungmi-cheon, Bokha-cheon, Heuk-cheon, and Wonju-cheon were predicted to improve from $0.063mg/{\ell}$ to $0.010mg/{\ell}$, from $0.091mg/{\ell}$ to $0.053mg/{\ell}$, from $0.199mg/{\ell}$ to $0.100mg/{\ell}$, from $0.168mg/{\ell}$ to $0.148mg/{\ell}$, from $0.186mg/{\ell}$ to $0.105mg/{\ell}$, from $0.019mg/{\ell}$ to $0.013mg/{\ell}$, and from $0.822mg/{\ell}$ to $0.236mg/{\ell}$, respectively.
Choi, In Uk;Shin, Dong Seok;Kim, Hong Tae;Park, Jae Hong;Ahn, Ki Hong;Kim, Yong Seok
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.31
no.3
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pp.295-303
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2015
In Korea, Total Maximum Daily Loads(TMDLs) has been enforced to restore and manage water quality in the watersheds. However, some assesment of implementation plan of TMDLs showed that the achievement of the target water quality is not related to the proper allocation loads because difference of flow duration interval. In the United States, the discharge loads are determined by water quality modeling considering standard flow conditions according to purpose. Therefore, this study tried to develop the allocation method considering economical efficiency using water quality model. For this purpose, several allocation methods being used in the management of TMDLs is investigated and develope an allocation criteria considering regional equality and uniformity. Since WARMF(Watershed Analysis Risk Management Framework) model can simulate the time varying behavior of a system and the various water quality variables, it was selected for a decision support system in this study. This model showed fairly good performance by adequately simulating observed discharge and water quality in Miho watershed. Furthermore, the scenario simulation results showed that the effect of annual average water quality improvement to remove 1kg BOD is more than 25 times, even if point pollutants treatment facility is six times more expensive to operate than non-point pollutants treatment facility.
This study was carried out to forecast the flow rate and water quality at the inlet of the Saemangeum bay in Korea using the SWMM(Storm Water Management Model) and the WASP(Water Analysis Simulation Program), and to analyze the impacts of pollutant loading from non-point source on the water quality of the bay. The calibration and validation of flow rate and water quality were performed using those from two monitoring points in the Mankyeong river administrated by Korean Ministry of Environment as part of the national water quality monitoring network. When the river flow rate was calibrated and validated using the rainfall intensities during 2011-2012, $R^2$ (i.e., coefficient of determination) was ranged from 0.91 to 0.96. For water qualities, it was shown that $R^2$ of BOD(Biochemical Oxygen Demand) was ranged from 0.56 to 0.86, and $R^2$ of T-N(Total Nitrogen) was from 0.64 to 0.75, and $R^2$ of T-P(Total Phosphorus) was from 0.67 to 0.89. The integrated modeling system showed significant advances in the accuracy to estimate the water quality. Finally, further simulations showed that annual average flow of the river running into the bay was estimated to be $1.439{\times}10^9m^3/year$. The discharged load of BOD, T-N, and T-P into the bay were anticipated to be 618.7 ton/year, 331.5 ton/year, and 40.4 ton/year, respectively.
The current industrial development and the increase of population in Daecheong Reservoir basin have produced a rapid increase of wastewater discharge. This has resulted in problem of water quality control and management. Although many efforts have been carried out, reservoir water quality has not significantly improved. In this sense, the development of water quality management system is required to improve reservoir water quality. The goal of this study is to design a GIS-based water quality management system for the scientific water quality control and management in the Daecheong Reservoir. For general water quality analysis, WASP5 model was applied to the Daecheong Reservoir. A sensitivity analysis was made to determine significant parameters and an optimization was made to estimate optimal values. The calibration and verification were performed by using observed water quality data for Daecheong Reservoir. A water quality management system for Daecheong Reservoir was made by connecting the WASP5 model to ArcView. It allows a Windows-based Graphic User Interface(GUI) to implement all operation with regard to water quality analysis. The proposed water quality management system has capability for the on-line data process including water quality simulation, and has a post processor far the reasonable visualization for various output. The modeling system in this study will be an efficient NGIS(National Geographic Information System) far planning of reservoir water quality management.
Generally CSOs (Combined Sewer Overflows) are regarded as one of the most serious nonpoint pollution source in the urban watershed, Particularly, the water quality of the Oncheon stream is seriously affected by CSOs because the capacity of interception sewer system connected to the Suyoung wastewater treatment plant is too small to intercept most storm water discharges. The objective of this study is to evaluate the effect of nonpoint source on an urban stream with regards to combined sewer system and separate sewer system using GIS (Geographic Information System) and SWMM (Storm Water Management Model), and to provide an insight for the management of urban stream water quality. In order to consider the effect of CSOs on the receiving water quality, the flow divider element in SWMM was applied. The model calibration and verification were performed by the measured data of quantity and quality on the Oncheon stream. The quantity data acquired from the Suyoung wastewater treatment plant were also used for this procedure. In case of separate sewer system, the modeling results showed the increased tendency in streamflow compared with the combined system in dry weather, In addition, the water quality is remarkably improved in rainfall events at the separate condition. The results imply that the construction of separate sewer system should be taken into first consideration to restore the quality and quantity of water in urban streams.
This study was designed to provide basic information for an effective wetland design by analyzing the correlation between wetland size and water quality improvement effect in regard to an artificial wetland inside the Biopark Basin by means of applying the modelling technique. It is expected that this study will contribute to a rational design, operation and management of the artificial wetland in the basin. The following conclusions are obtained through the results and discussion of this study. The results of respective design scenarios that expanded the size of the artificial wetlands in the range of 0-100 % showed that when the wetland is 'expanded 75 % compared with the existing size', water quality improved best compared with the design criteria of 'the current operation of the existing size'. The improved data are: 66.7 % in BOD5, 69.9 % in TSS, 64.7 % in T-N, 85.5 % in T-P and 51.8 % in Chl-a. In particular, with the exception of Chl-a, water quality improvement stood out in the quality items in summer among the four seasons. And that there in no direct relationship between facility scale and water quality improvement.
For reliable water quality simulation by semi distributed model, accurate daily runoff simulation should have preceded. In this study, newly developed channel routing method which is nonlinear storage method is combination of Muskingum routing method and variable storage routing method and temporally weighted average curve number method were applied for effect analysis of water quality simulation. Developed modules, which are added in SWAT models and simulation, were conducted for the Chungju dam watershed. The simulation result by each module applied effect. As a result of analysis contribute water quality modeling, nonlinear storage method is more effective than temporally weighted average curve number method. Nutrient loading discharge was affected by development of runoff delaying from improvement of channel routing, because of characteristics of nonpoint source pollution.
This study estimated response of water duality and pollutant behavior according to the discharge and reuse of treated wastewater by three-dimensional eco-hydrodynamic model, and suggest plan that water quality management and environmental restoration in the coastal area including urban stream of Yeosu, Korea. Dispersions of low-saline water and COD by treated wastewater loads (design facility capacity, about $110,000m^3/d$) were very limited in near of effluent site. Nutrients, however, increase compared to the other water quality factors, especially total nitrogen was very sensitive to input loads. When reuse some of treated wastewater to Yeondeung stream, nitrogen was big influence on estuarine water quality. Although current characteristics of treated wastewater such as discharge and water quality were negligible to the change of marine environment, effluent concentration of COD, TN and TP, especially 40% of TN, are reduced within the allowable pollutant loads for satisfy environmental capacity and recommended water duality criteria. Also, controls of input point/non-point sources to Yeondeung stream and base concentration of pollutants in coastal sea itself are very necessary.
Lee, Heung Soo;Chung, Se Woong;Choi, Jung Kyu;Oh, Dong Geun;Heo, Tae Young
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.27
no.5
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pp.699-709
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2011
The uses of multi-dimensional hydrodynamic and water quality models are increasing to support a sustainable management of large dam reservoirs in Korea. Any modeling study requires selection of a proper spatial dimension of the model based on the characteristics of spatial variability of concerned simulation variables. For example, a laterally averaged two-dimensional (2D) model, which has been widely used in many large dam reservoirs in Korea, assumes that the lateral variations of hydrodynamic and water quality variables are negligible. However, there has been limited studies to give a justification of the assumption. The objectives of this study were to present the characteristics of spatial variations of water quality variables through intensive field monitoring in Daechung Reservoir, and provide information on a proper spatial dimension for different water quality parameters. The monitoring results showed that the lateral variations of water temperature are marginal, but those of DO, pH, and conductivity could be significant depending on the hydrological conditions and local algal biomass. In particular, the phytoplankton (Chl-a) and nutrient concentrations showed a significant lateral variation at R2 (Daejeongri) during low flow periods in 2008 possibly because of slow lateral mixing of tributary inflow from So-oak Stream and wind driven patchiness.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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