• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.971-971
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• 2012

4대강 살리기 사업으로 인하여 4대강에 대한 전면적인 투자와 공사가 이루어지고 있다. 4대강 사업이 마치게 되면 전국에 많은 수의 대규모 보가 설치되고 설치되어진 보는 각각의 강의 관리에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 그러므로 이 4대강 사업으로 조성되는 13억 톤 수자원을 융 복합기술을 이용하여 감시 및 관리를 해야 할 것이다. 이를 위해서 실시간 수질 감시 및 모니터링 시스템의 개발과 그에 따른 센서들의 개발을 통하여 4대강 보 운영관리를 위한 통합관리 시스템개발(Ubiquitous River Management)이 이루어 져야 할 것이다. 그동안 계산 시간의 제약을 받아 오던 3 차원 수리동역학의 모의가 컴퓨터관련 기술의 발달에 따라 계산에 소요되는 시간이 계속 단축되고 있으며 이를 수질예측에 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그에 따라 실시간으로 얻은 데이터를 이용하여 모델링 기법을 통해 예측을 해봄으로써 보 내부에 존재하는 여러 취수원 관리에 적용을 할 수 있을 것이다. 본 연구에는 3차원 수리동역학 모델과 수질모델을 결합한 시스템이 저수지 내의 수리특성, 유사이동 및 탁수 현상을 모의하는데 사용이 가능한지를 알아보는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 팔당댐 모의에서는 취수구에 따른 수질변화를 모의하기 위해 3차원모델의 사용이 필요하다. 따라서 본 모의에서는 미국 환경부에서 WASP에 이용하기 위해 수정한 EFDC1(2009, USEPA에서 입수)을 사용하였다. 본 연구에서는 팔당호의 2009년의 수위, 수온, 유량 및 농도의 실측자료를 이용하여 3차원 수리 모델링을 실시하고, 수위, 유사이동 및 탁도 예측 모델링을 실시하였다. 3차원 수리동역학 모델과 취수원의 적용에 적절한 모델을 구축하기 위하여 적당한 평면격자의 개수를 선택하여 선택되어진 평면격자에서 수직격자의 층수를 조절하여 매 층마다 DYE TEST를 하였다. 이는 각각의 유입 하천에서 오염물질이라 가정하고 농도가 유입되었을 때 수리특성에 의해서 연구지역에서의 농도 변화를 파악하여 미리 예측을 하여서 그에 따라 취수원에서의 취수 관리를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서 평면격자에 따라서 수직 층의 개수를 5층부터 40층까지 모의를 하여서 시간 및 이동변화에 따라 알맞은 모델을 구축하였다. 또한 층수마다 Sediment 모의를 통하여 호 내의 SS의 이동을 모의하였다. 이 역시 취수원의 관리를 가능하게 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.983-983
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• 2012

EFDC의 수질모형인 HEM3D는 국내 해양수질모델링에는 적용된 사례가 많지만 담수에 적용된 사례는 거의 없으며, 우리나라 환경부 수질측정항목과 수질 INPUT 자료가 달라서 모델의 적용이 힘들었다. 그러나 HEM3D는 EFDC 수리모델을 연계하는 WASP에 비해 자체 3차원 수리동역학 모델이 있어 셀 개수의 제한이 없고 계산속도 또한 WASP 보다 2~3배 빠른 것으로 알려져 있다. 그러나 현재 우리나라의 수질측정항목은 HEM3D의 수질모의항목과 다소 차이가 있다. 특히 Carbon계열에서 실측수질항목은 BOD, COD인 반면 HEM3D의 모의가능항목은 RPOC, LPOC, DOC, COD로 바로 적용을 하기는 어렵다고 판단하였다. 따라서 환경부 수질자료를 HEM3D에 적용하기위해 문헌자료를 참고한 수질항목간의 분율을 사용하여 필요한 자료를 산출하였고, 환경부 수질자료의 HEM3D적용 결과를 알아보고 현재 자료 사용 시의 문제점과 향후 개선방안을 알아보고자 하였다. HEM3D의 모의 결과 TN, TP 보정에는 큰 문제가 없었으나 $BOD_5$와 세부수질항목의 영향을 많이 받는 조류 등의 항목 보정결과는 성공적이지 못했다. 이것은 분율을 적용해 각 유입지천의 세부항목별 수질 자료를 산출할 때 낙동강 전체 평균을 사용했기 때문에 조류성장에 직접적으로 영향을 받는 세부 항목별 영양염에 대한 실제 값과 산출된 농도 값 사이의 오차가 가장 큰 원인으로 판단된다. 한편 전체 대상지역중 일부구간에 대하여 동일한 수질입력자료를 이용하여 HEM3D와 WASP을 동시 적용하였다. 자료의 변환과정에서의 오차와 입력형태 및 각 모델 변수형태의 차이 등의 한계로 결과값에 차이가 있는 것으로 나타났으며, 본 연구결과 현재 확보된 수질측정망의 수질자료를 이용하여 HEM3D를 구축하는 것은 Carbon 계열과 조류(부영양화)모의에서 문제가 발생할 것으로 판단되며 추가 자료 확보가 필요할 것으로 보인다. 또한 필요한 입력자료가 충분히 확보가 된다면 추가연구결과에서 볼 수 있듯이 미국공변단과 미국 환경부수질모델 모두 동시적용이 가능하다고 판단되며 목적과 편의에 따라 선택적 모의가 가능하다고 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.26 no.1
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• pp.41-50
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• 2008

Recent progress in state-of-the-art geospatial information technologies such as digital mapping, LiDAR(Light Detection And Ranging), and high-resolution satellite imagery provides various data sources fer Digital Elevation Model(DEM). DEMs are major source to extract elements of the hydrological terrain property that are necessary for efficient watershed management. Especially, watersheds extracted from DEM are important geospatial database to identify physical boundaries that are utilized in water resource management plan including water environmental survey, pollutant investigation, polluted/wasteload/pollution load allocation estimation, and water quality modeling. Most of the previous studies related with watershed extraction using DEM are mainly focused on the hydrological elements analysis and preprocessing without considering grid size of the DEMs. This study aims to analyze accuracy of the watersheds extracted from DEMs with various grid sizes generated by LiDAR data and digital map, and appropriate preprocessing methods.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.225-225
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• 2011

국내 기후 특성상 하절기에 집중되는 강우로 인해 댐의 건설이 홍수조절, 용수확보 및 전력생산 등의 목적에 있어서 불가피하다. 이와 같은 저수지와 하류하천은 댐 수문 개폐에 따른 흐름변화로 인하여 수체의 거동 및 수질 변화가 발생하며, 일반적인 하천과는 다른 특성을 지니게 된다. 또한 수심이 깊은 저수지의 경우에는 흐름 방향과 더불어 수심 방향의 특성도 중요하며, 수리 및 수질 모형의 연계를 통한 3차원적인 해석을 필요로 한다. 본 연구 대상인 도암댐은 송천유역에 위치하며, 1989년에 유역변경을 통한 발전용 댐으로 건설되었으나 방류수에 영향을 받는 남대천의 수질이 악화되면서 운영이 중단되었고, 이후 댐 방류수는 그대로 송천으로 흘러 보냄으로써 송천 하류부의 수질에 악영향을 미치고 있는 실정이다. 따라서 하천과 하천 사이 호소가 포함된 유역 단위를 통합적으로 관리할 수 있는 시스템 구축이 필요하다. 본 연구에서는 도암댐 유역의 통합탁수관리시스템을 구축하기 위하여 유역모형과 호소모형을 연계하였으며, 호소내 흐름은 수평방향 뿐만 아니라 수심방향을 통합적으로 해석하기 위해 수리모형과 수질모형을 연계하였다. 또한 호소에 적합한 모형을 선정하고, 호소를 포함한 유역의 영향을 파악해보기 위해 소유역 단위의 모의를 하고자 하였다. 크게 상류유역과 호소 구간으로 나누어 상류유역은 유역모형인 SWAT을 이용하고, 이 결과를 호소 부분의 유입 경계조건으로 적용하여 호소의 수리 및 수질모형인 EFDC-WASP의 연계를 통해 통합수질관리시스템을 구축하였고, 현장 조사결과를 이용하여 시스템의 적합성에 대해 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.469-469
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• 2022

하구담수호는 하천의 종점에서 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설해 담수를 유도하여 형성되는 인공호수이다. 유역 말단에 위치하기 때문에 유역에서 유출되는 모든 수자원을 확보할 수 있는 장점이 있지만, 유역에서 발생하는 오염물질이 모두 유입되고 인공적인 담수의 특성 때문에 수질이 악화되기 쉬운 조건을 지니고 있다. 담수호의 수질관리는 유입되는 오염물질의 양이 많고 담수된 수자원량도 많으므로 부분적인 방법으로는 개선이 어려우며, 유역과 호소를 포함한 종합적인 대책이 필요하다. 담수호의 수질관리대책 수립은 크게 상류 유역에 대한 대책과 호소에 대한 대책으로 구분된다. 대표적인 대책으로는 상류 유역의 하수처리장, 축사, 농경지 관리를 통한 배출부하량 감소와 호소 내 수질개선을 위한 습지, 저류지 건설 및 준설을 통한 내부부하 감소 등이 있다. 이처럼 담수호의 수질관리를 위해서는 상류 유역에서 호소까지 종합적으로 고려해야 한다. 본 연구에서는 유역모형과 호소모형의 연계를 통해 간월호 유역을 모의하였다. 유역모형은 HSPF(Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 사용하였으며, 유역 내 3개의 하수처리장과 1개의 분뇨처리장을 고려하였으며, 4개 지점에 대하여 보정 및 검정을 시행하였다. 호소모형은 EFDC-WASP 연계모형을 이용하였으며, HSPF에서 모의 된 유입량과 호내 설치된 4개의 양수장, 배수갑문 운영일지를 고려하여 모의하였다. 호소 내 수질 측정지점에 대하여 T-N, T-P에 대하여 보정 및 검정을 수행하였다. 본 연구는 담수호 수질관리를 위한 분석시스템 구축으로 추후 대책에 따른 효과분석에 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.28 no.3
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• pp.375-383
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• 2012

Soil erosion has been emphasized as serious environmental problem affecting water quality in the receiving waterbodies. Recently, Best Management Practices (BMPs) have been applied at a field to reduce soil erosion and its effectiveness in soil erosion reduction has been monitored with various methods. Although monitoring at fields/watershed outlets would be accurate way for these ends, it is not possible at some fields/watersheds due to various limitations in direct monitoring. Thus modeling has been suggested as an alternative way to evaluate effects of the BMPs. Most models, which have been used in evaluating hydrology and water quality at a watershed, could not reflect rainfall intensity in runoff generation and soil erosion processes. In addition, source codes of these models are not always public for modification/enhancement. Thus, runoff-sediment evaluation system using hourly rainfall data and vegetated filter strip (VFS) evaluation module at field level were developed using open source MapWindow GIS component in this study. This evaluation system was applied to Bangdongri, Chuncheonsi to evaluate its prediction ability and VFS module in this study. The NSE and $R^2$ values for runoff estimation were 0.86 and 0.91, respectively, and measured and simulated sediment yield were 15.2 kg and 16.5 kg indicating this system, developed in this study, can be used to simulate runoff and sediment yield with acceptable accuracies. Nine VFS scenarios were evaluated for effectiveness of soil erosion reduction. Reduction efficiency of the VFS was high when sediment inflow was small. As shown in this study, this evaluation system can be used for evaluation BMPs with local rainfall intensity and variations considered with ease-of-use GIS interface.

• Journal of Environmental Science International
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• v.4 no.1
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• pp.81-90
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• 1995

In order to provide the basic information for the water quality modeling, the water pollution indicators of Sin stream and Keumho river flowing through Taegu city were measured, and the Periodical variations of these indicators were studied under the condition of stagnating for 19 days. For this experiment, three sampling sites(Sungpook bridge, Mutae bridge and Gangchang bridge) were selected. Sungpook bridge is located most down the Sin stream, Mutae bridge and Gangchang bridge are located on the lower Keumho river. The results were as follows. 1. The values of water pollution indicators measured at Mutae bridge were pH 8.7, TSS 51mg/1, TS 383mg/1, Cl- 60.68mg/1, turbidity 32FTU, DO 8.58mg/1, oxygen deficit 2.02mg/1, COD 16.32mg/1, organic carbon 13.60mg/1. 2. At Gangchang bridge located down more than Mutae bridge, the values of these indicators were pH 8.0, TSS 26mg/1, TS 737mg/1, Cl- 90.59mg/1, turbidity 37FTU,DO 3.49mg/1, oxygen deficit 7.11mg/1, COD 28.02mg/1, organic carbon 14.28mg/1. 3. At Sungpook bridge, the values of these indicators were pH 8.3, TSS 145mg/1, TS 344mg/1, Cl- 32.51mg/1, turbidity 60FTU, DO 6.53mg/1, oxygen deficit 4.07mg/1, COD 43.79mg/1, organic carbon 11.03mg/1. 4. At Mutae bridge and Sungpook bridge of which initial DOs were high, DOs have decreased under the condition of stagnating for 7 days and increased after that time. On the contrary, at Gangchang bridge of which oxygen deficit was very high(7.11mg/l), DO have increased under the condition of stagnating for 13 days and decreased after that time 5. All the samples showed the quick decrease of CODs and organic carbons under the condition of stagnating for 19 days. Nevertheless, at Sungpook bridge ·of which initial COD was yeW high(43.79mg/1), the value of COD measured at the last day of experiment was still high(21.35mg/1) because of a large quantity of reducing inorganic matters. 6. All the samples didn't show the distinct decrease of turbidities because of a large quantity of nonbiodegradable inorganic solids.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.11
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• pp.877-886
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• 2022

This study was carried out to analyze how the flow and water quality of the Sangsa Lake (juam control basin) change according to future climate change and what countermeasures are needed. Aquatic Ecosystem Model) was used in conjunction. As climate change scenarios, RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and RCP 8.5 scenarios of AR5 (5th Assessment Report) according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) were used. For the climate change scenario, detailed data on the Sangsa Lake basin were used by the Korea Meteorological Administration, and after being evaluated as a correction and verification process for the 10-year period from 2012 to 2021, the present, 2025-2036, 2045- The summer period from June to August and the winter period from December to February were analyzed separately for each year by dividing it into 2056 and 2075-2086. RCP 8.5 was higher than RCP 4.5 as an arithmetic mean for the flow rate of the watershed of the superior lake for the entire simulation period, and TN and TP also showed a tendency to be higher at RCP 4.5. However, in RCP 8.5, the outflow of pollutants decreased during the dry season and the outflow of pollutants increased during the summer, indicating that the annual pollutant outflow was concentrated during the flood season, and it is analyzed that countermeasures are needed.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.39 no.2 s.116
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• pp.187-197
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• 2006

A mathematical modeling program called Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF) developed by the United States Environmental Protection Agency(EPA) was applied to the Yongdam Watershed to examine its applicability for loading estimates in watershed scale. It was run under BASINS (Better Assessment Science for Integrating point and Nonpoint Sources) program, and the model was validated using monitoring data of 2002 ${\sim}$ 2003. The model efficiency of runoff was high in comparison between simulated and observed data, while it was relatively low in the water quality parameters. But its reliability and performance were within the expectation considering complexity of the watershed and pollutant sources and land uses intermixed in the watershed. The estimated pollutant load from Yongdam watershed for BOD, T-N and T-P was 1,290,804 kg $yr{-1}$, 3,753,750 kg $yr{-1}$ and 77,404 kg $yr{-1}$,respectively. Non-point source (NPS) contribution was high showing BOD 57.2%, T-N 92.0% and T-P 60.2% of the total annual loading in the study area. The NPS loading during the monsoon rainy season (June to September) was about 55 ${\sim}$ 72% of total NPS loading, and runoff volume was also in a similar rate (69%). However, water quality was not necessarily high during the rainy season, and showed a decreasing trend with increasing water flow. Overall, the BASINS/HSPF was applied to the Yongdam watershed successfully without difficulty, and it was found that the model could be used conveniently to assess watershed characteristics and to estimate pollutant loading in watershed scale.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.3
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• pp.244-250
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• 2019

Due to the industrial development and population growth, it has recently been shown that there are many problems caused by the rinked treatment water in local goverments and sewage treatment plants. The rinked treatment water has a characteristic of low flow rate and high concentration unlike general sewage. These characteristics increase sewage treatment difficulty and sewage treatment fee of sewage treatment facilities. Among the many influencing factors that increase sewage treatment unit cost, 'linked treatment load/design inflow load (%)' was derived as the most correlated factor. Through the selection and modeling of sewage treatment plants, the excess scope of design discharge water quality was investigated under the conditions of temperature and the conditions of 'linked treatment load/design inflow load (%)' taking into account the effects of the four seasons. The study found that for TN, 'linked treatment load/design inflow load (%)' was 19.7%, 22.6%, 25.1%and 27.7%, respectively, under conditions of $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$. In case of TP, 'rinked treatment load/design inflow load (%)' was 10.7%, 12.2%, 15.6% and 17.5% at $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, and $25^{\circ}C$, respectively, under conditions of $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$.