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Statistical Water Quality Monitoring Network Design of Kyung-An Stream

통계적 기법을 이용한 경안천 유역의 수질 측정망 구성

  • 경민수 (인하대학교 환경토목공학부) ;
  • 김상단 (부경대학교 환경시스템공학부) ;
  • 김형수 (인하대학교 환경토목공학부) ;
  • 박석근 (인하대학교 환경토목공학부)
  • Received : 2005.12.19
  • Accepted : 2006.03.13
  • Published : 2006.05.31

Abstract

In this study a statistical water quality monitoring network design of Kyung-An stream is proposed. Water quality data for the design is obtained by QUAL2E model simulation. The observed monthly average water quality data from March to November in Kyung-An stream has been applied to this study. HEC-RAS model is also used for QUAL2E hydrauric parameter estimation. Before QUAL2E water quality parameter estimation, FORA is performed to reduce the number of parameters to be estimated, and then water quality parameters are calibrated with a observed monthly average data. Using these simulated water quality data, the number of gage station and its location are estimated by kriging theory and branch & boundary method. Such a network design is based on two case; average flow and low flow case, respectively. Next, proportional sampling method is applied to estimate the sampling frequency.

본 연구에서는 통계를 이용한 경안천유역의 최적 수질 측정망 구성이 제안된다. 분석을 위해서 필요한 수질 데이터는 QUAL2E 모형을 이용하여 모의하였으며, 경안천 유역의 2000년도 3월부터 11월까지의 월 평균자료를 이용하였다. QUAL2E 모형을 구축하는데 필요한 수리 매개변수는HEC-RAS모형을 이용하여 추정하였다. 수질매개변수의 경우 월평균 실측자료를 바탕으로 1차 신뢰성 분석(FORA)를 이용하여 민감도 분석을 실시하여 수질항목별로 민감하지 않은 매개변수를 제외한 후 보정이 이루어진다. QUAL2E 모형의 모의 결과를 바탕으로 크리깅 기법과 Branch and Boundary Method를 이용하여 평수량 일때와 갈수량 일때로 구분하여 관측지점의 개수와 위치가 결정된다. 또한 선정된 지점을 기준으로 proportional sampling method(비례표본추출법)를 이용하여 각각의 지점별 측정 빈도가 제시된다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2004) 수문관측매뉴얼
  2. 김경섭 등(2004) 최소지승법에 의한 QUAL2E 모델 반응계수 보정, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권 제9호, pp.719-727
  3. 남궁규철(1992) 우리나라 수질오염 측정망의 문제점 및 개선방안에 관한 연구 : 한강수계의 수질오염 측정망을 중심으로, 석사 학위논문, 서울대학교
  4. 손명기 등(1995) 금강하류부의 오염물질 발생현황과 유달율을 고려한 유입부하량 산정, 대한환경공학회 추계학술연구발표대회, 대한환경공학회
  5. 오경두(1997) 하천자동수칠측정망에 대하여, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제30권 제4호, pp. 35-45
  6. 최지용, 박원규, 이상일(1996) 하천 및 호소수 수질관리를 위한 자동측정망의 설계, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제 29권 제2호, pp. 167-178
  7. Brown, L.C. and Barnwell, T.O. (1987) The enhanced stream water quality madels QUAL2E and QUAL2E-UNCAS : Documentation and user manual. Rep. EPA/600/3-87/007, U.S. Envie. Protection, Agency, Athens, Ga
  8. Burges, S.J., and Lettenmaier, D.P. (1975) Probabilistic method in stream quality management, Water Resour. Bull. 11 (1), pp. 115-130 https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1975.tb00664.x
  9. Carrera, J., Usunoff, E. and Szidarovszky, F. (1984) A method fur optimal observation network design for groundwater management. J. Hydrol., 73, pp. 147-163 https://doi.org/10.1016/0022-1694(84)90037-4
  10. Forgo, F. (1974) Nonconvex and Discreat Programming, Kozg. es Jogi Konyvkiado, Budapest (in Hungarian)
  11. Hughes, J.P. and Lettenmaier, D.P. (1981) Data requirement for kriging: Estimation and network design. Water Resource. Res., 17(6), pp. 1641-1650 https://doi.org/10.1029/WR017i006p01641
  12. Journel, A.G. and Huijbregts, Ch. J. (1978) Mining Geostatistics, Academic Press, New York, N.Y., pp. 600
  13. Lo, S.L., Kuo, J.T. and Wang, S.M. (1996) Water quality monitoring network design of keelung river northern taiwn, Wat. Sci. Tech. Vol. 34, No. 12, pp. 49-57
  14. Matheron, G. (1971) The theory of regionalized variable and its application. Cah. Cent. Morphol. Math., Fasc. No.5, Ecole Natl Sup. Mines de paris (E.N.S.M.P.), Paris, pp. 211
  15. Melching, C.S. and Anmangandla, S. (1992) Improved first-order uncertainty method for water-quality modeling, J. Envir. Engrg., ASCE, 118(5), pp. 791-805 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1992)118:5(791)
  16. Nakamura, M. and Riley, J.M. (1981) A multiobjective branch and bound method for network-structured water resource planning problem. Water Resource. Res., 17(5), pp. 1349-1359 https://doi.org/10.1029/WR017i005p01349
  17. Sharp, W.E. (1972) A topologically optimum water sampling plan for the Edisto river, North Carolina, Casebook on hydrological network design practice. World Meteorological Organization, WMO No. 324