GIS와 WASP5 수질모델의 유기적 통합에 관한 연구

A Study on the Systematic Integration of WASP5 Water Quality Model with a GIS

오늘날 환경공학분야에서는 지표상의 유체와 오염물질 흐름에 대한 화학적·생물학적 프로세스를 보다 정확하고 효과적으로 파악하기 위하여 GIS 기법을 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 공간적으로 표현되는 지표오염부하와 호수·하천 프로세스 간의 연계는 상대적으로 미흡한 실정이다. 이러한 연속성의 부재로 인하여 공간적인 오염원 특성과 수질모델의 연계 방안이 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 GIS 소프트웨어인 Arcview와 USEPA의 수질 모델인 WASP5를 양방향으로 연계하여 오염부하와 수질모델의 입·출력 관계를 구현하는 것이다. 연구의 범위는 연구 동향 및 사례 분석, GIS를 이용한 점오염부하 및 비점오염부하 산출, WASP5 모델링, GIS와 모델의 연계 등을 포함한다. 본 연구는 GIS를 이용한 전처리(수질모델 입력 자료 생성), WASP5 수질 모델링, GIS를 이용한 후처리(수질 모델링 결과 출력)의 절차로 수행되었다. 전처리 단계에서는 소유역별 오염부하량을 산정한 후, 격자 분석 등을 통하여 모델링의 기본 단위가되는 세그먼트를 분할하고 각 세그먼트로 유입되는 경계농도를 산출하였다. 그리고 WASP5 수질 모델링 단계에서는 실측치를 이용하여 모델을 보정하고 모델링 결과를 분석하였다. 마지막으로 후처리 단계에서는 모델 결과를 GIS 형태의 자료로 변환하고, 이를 그래프나 주제도 형태로 표현하였다. 본 연구에서 구현된 인터페이스는 수질 관리를 위한 기본적인 환경을 제공하기 때문에 수질 정책 수립이나 의사 결정에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

In today's environmental engineering practice, many technologies such as GIS have been adopted to analyze chemical and biological process in water bodies and pollutants movements on the land surface. However, the linkage between spatially represented land surface pollutants and the in-stream processes has been relatively weak. This lack of continuity needs to develop a method in order to link the spatially-based pollutant source characterization with the water quality modeling. The objective of this thesis was to develop a two-way(forward and backward) link between ArcView GIS software and the USEPA water quality model, WASP5. This thesis includes a literature review, the determination of the point source and non-point source loadings from WASP5 modeling, and the linkage of a GIS with WASP5 model. The GIS and model linkage includes pre-processing of the input data within a GIS to provide necessary information for running a model in the forms of external input files. The model results has been post-processed and stored in the GIS database to be reviewed in a user defined form such as a chart, or a table. The interface developed from this study would provide efficient environment to support the easier decision making form water quality management.