Abstract
Seasonal occurrence of high ammonia nitrogen(NH3-N) concentrations has hampered chemical treatment processes of a water plant that intakes water at Buyeo site of Geum river. Thus it is often needed to quantify the effect of Daecheong Dam ouflow on the mitigation of $NH_3$-N contamination. In this study, multiple regression models were developed for forecasting daily $NH_3$-N concentrations using 8 years of water quality and dam outflow data, and verified with another 2 years of data set. During model development, the coefficients of determination($R^2$) and model efficiency($E_{m}$) were greater than 0.95. The verification results were also satisfactory although those statistical indices were slightly reduced to 0.84∼0.94 and 0.77∼0.93, respectively. The validated model was applied to assess the effect of different amounts of dam outflow on the reduction of $NH_3$-N concentrations in 2002. The NH3-N concentrations dropped by 0.332∼0.583 mg/L on average during January∼March as outflow increases from 5 to 50cms, and was most significant on February. The results of this research show that the multiple regression approach has potential for efficient cause and effect analysis between dam outflow and downstream water quality.
겨울철에 금강하류에서는 암모니아성 질소(NH3-N) 농도가 주기적으로 높게 검출되어, 부여지점에서 취수하는 정수장의 수처리 공정에 큰 장애가 되고 있다. 질소농도 저하와 소독부산물 생성 억제를 위해 종종 대청댐의 추가 방류가 검토되고 있으나, 방류량과 직소농도 관계의 정량적 분석에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 8년간의 일별 수질자료와 댐 방류량 자료를 이용하여 겨울철(12월∼3월) 동안 일별 NH3-N 농도를 예측할 수 있는 다중회귀모형을 개발하고, 최근 2년간의 자료를 이용하여 모형을 검증하였다. 모형 개발과정에서 모의값은 실측값과의 결정계수와 모형효율이 모두 0.95 이상으로 높게 나타났다. 검증과정에서는 각각 0.84∼0.94와 0.77∼0.93으로써 신뢰도가 약간 떨어졌지만, 방류량과 하류의 NH3-N 농도 관계를 분석하는데 충분히 활용가능 한 것으로 평가되었다. 모형은 갈수기 동안 댐 방류량이 NH3-N 농도 저감에 미친 효과를 분석하는데 사용되었다. 1∼3월 동안 방류량을 5 에서 50cms까지 증가시켜 파며 모의한 결과, NH3-N 농도는 평균 0.332∼0.583 mg/L 감소하였으며 2월에 가장 큰 저감효과가 나타났다. 개발된 다중회귀 수질모의기법은 충분한 실측자료가 확보된 경우에 수치모형이 요구하는 광범위한 경계조건 자료 없이도 댐 방류량과 하천수질의 인과관계를 분석하는데 유용하게 활용가능 할 것으로 기대된다
