• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.37 no.10
• /
• pp.857-868
• /
• 2004

Since the self-purification capacity of rivers in Korea is significantly controlled by environmental maintenance flow supplied by upstream reservoirs during drought season, it is obviously important to operate the river and reservoir systems considering not only water quantity aspect but also conservation of downstream water quality and ecosystem. In this study, an unsteady river water quality model KORIVl- WIN was developed as a tool for evaluating the impact. of reservoir operations on the downstream water quality. The model parameters were calibrated and verified using field data obtained in Geum River on September and October of 2002, respectively. Intensive data sampling was performed on November 22, 2003 to investigate the effect of a short-term flushing discharge of Daecheong Reservoir, which increased outflow from 30 $m^3$/s to 200 $m^3$/s for 6 hours, on downstream water quality. The model performance was evaluated by comparing simulated results with observed data including hydraulics, biochemical oxygen demand(BOD$_{5}$), nitrogen and phosphorus species during the flushing event. It showed very good performance in predicting the travel time of flushing flow and water quality variations of dissolved forms of nitrogen and phosphorus species, while revealed large deviations for BOD$_{5}$ possibly due to missing the effect of organic matters resuspension from river bottom sediment during the wave front passage.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2006.05a
• /
• pp.247-253
• /
• 2006

본고는 주요 댐호수의 휴양가치를 댐호수의 특성별로 도출하고자 실제로 댐호수를 선택한 행위를 분석하고, 아울러 선택실험을 통해 가상적으로 설정된 특성을 가진 댐을 방문할지를 선택하도록 하여 그 결과를 분석하기도 하였다. 또한 현시선호된 선택과 진술선호선택을 모두 결합하여 분석하는 기법도 사용하였다. 분석결과 진술선호자료와 현시선호자료간의 이질성이 상당한 것으로 나타났으나 두 자료를 결합함으로써 모든 특성변수들이 만족도에 미치는 영향이 직관과 부합되도록 도출되었다. 댐호수의 수량과 수질 모두가 레크리에이션 가치에 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 특히 수질개선의 편익 증가효과가 매우 크다는 것이 확인되었다. 그 외에도 홍보관, 주변 숙박시설 및 음식점, 인근 휴양지와의 연계성 등도 휴양가치 증가에 영향을 미치는 주요 변수로 파악되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.245-245
• /
• 2018

최근 도시화 및 산업화의 발달로 불투수면적이 증가함에 따라 건기 시 토지 표면에 축적된 오염물질이 강우유출수와 함께 하천으로 유출되는 등 수질오염의 가중과 불특정 지역에서 발생하는 비점오염원의 집중관리가 필요한 실정이다. 우리나라는 환경기초시설 등의 건설로 점오염원 관리는 강화되었지만, 비점오염원의 부하량은 점차 증가되고 있는 추세이며, 환경부 및 관계부처에서는 비점오염관리를 위한 여러 정책을 추진 중에 있다. 국내에서 사용하고 있는 비점오염저감장치는 자연형 시설과 장치형 시설로 구분되는데, 이 중 장치형 시설은 필터를 사용하여 비점오염저감의 효율성을 증가시키지만, 필터를 사용함으로써 유지관리 및 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 본 연구에서는 필터가 없는 장치형 시설을 고안하여 자연 순환기능을 최대한 유지하고, 오염물질을 최적으로 제거할 수 있는 방안을 마련하고자 수리실험을 통해 비점오염원의 제거효율을 분석하였다. 수리학적 상사법칙에 따라 원형대비 1/3축소모형과 2가지의 원형모형에 대해 총 3가지 모형에 대해 환경부에서 고시한 비점오염저감장치 기준을 뛰어넘는 유역면적, 강우강도 및 부유물질의 양으로 실험을 진행하였다. 실험결과는 유입수 농도에 대한 유출수의 농도로 계산하였으며, 장치에서 유출 직후 5분 간격으로 채취한 후, 수질공정시험법을 참고하여 부유물질에 대한 실험 중 하나인 유리섬유여과방법을 이용해 실험 결과를 도출하였다. 실험 결과, 본 연구에서 고안한 장치형 시설은 필터를 사용하지 않음에도 불구하고 환경부 기준인 부유물질 제거효율 80%이상을 만족한 것으로 나타나 현재 사용하고 있는 장치형 시설보다 유지관리 및 경제성 등이 우수할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.482-486
• /
• 2005

불투수지역의 증가에 따른 도시지역의 비점오염원 해석 및 예측은 수자원 관리측면에서 중요성이 증가하고 있다. 그러나, 실측자료의 부족, 오염물질 발생경로의 불명확, 간헐성, 강우 및 유역특성에 따라 오염부하량 및 첨두농도 등의 변화가 심하므로 인하여 연구에 어려움이 많은 실정이다. 이를 극복하기 위해서는 장기적인 자료수집과 국내실정에 맞는 모형개발이 이루어져야 할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 초기강우에 의한 수질항목별 오염부하량 및 농도계산이 가능한 ILLUDAS-NPS 모형을 개발하였다. 본 모형은 국내의 도시지역 유출해석에 주로 사용되는 ILLUDAS 모형에 건기 및 우기시의 수질해석 과정들을 추가하여 해석되어 진다. 건기시의 경우 유량 및 수질 계산은 계수지정법을 사용하였으며, 우기시의 경우 유량계산은 기존 ILLUDAS 모형의 알고리즘을 이용하였고, 수질 계산은 일일 오염물 축적법과 쓸림방정식을 적용하여 계산시간별 오염물질 부하량 및 농도 등을 계산하였다. 모형의 검정을 위하여 홍제천 시험유역의 총 3가지 강우사상을 대상으로 검토한 결과 총부하량, 첨두농도, 첨두농도 발생시간 등에서 전반적으로 실측치와 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, ILLUDAS-NPS 모형과 SWMM, STORM 등의 기존 도시유출$\cdot$수질 모형들에 의한 결과들의 비교에서 SWMM 모형과 다소의 차이는 있으나 대부분 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 추후, 합리적이고 보다 정확한 비점오염 해석을 위하여 도시지역의 건거시 오염물질의 축적율 및 초기강우에 의한 오염물질 쓸림량 등에 관한 실험 및 현장자료 축적이 필요하다.월이 긴 것으로 나타났다. 이러한 현상은 유입수가 저수지로 유입되면서 초기수위가 높은 경우에 운동량이 상대적으로 많이 소멸되기 때문으로 판단된다. 또한 탁수층의 두께도 8월 성층의 경우가 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 이는 중층의 8월 수온분포 또는 밀도분포가 상대적으로 균일하기 때문에 연직방향 이송$\cdot$확산이 많이 이루어졌기 때문으로 판단된다.이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.45-45
• /
• 2022

산업화에 따른 화학물질 사용량의 증가는 담수로의 유해화학물질 유출사고의 위험을 증가시키며, 이러한 사고는 하천수 수질과 수환경 생태계에 심각한 위해와 손상을 야기한다. 이러한 수질사고 발생시 신속 대응을 위해, 하천에 유입된 물질의 거동을 신속하게 예측하는 것이 필요하며 이 경우 1차원 추적모형이 주로 사용된다. 1차원 물질혼합 모형은 하천을 하나의 유선으로 보며, 복잡한 하천흐름의 시스템을 현상학적으로 해석하고, 오염물질의 이송 및 혼합 메카니즘을 모델 매개변수에 반영하여 모형화한다. 이러한 매개변수들은 직접적으로 측정하기 어려우며, 이론에 기반한 매개변수 산정 기법이 구축되지 않은 실정이다. 따라서 대부분의 연구에서는 추적자 실험을 실시하여 유한한 하천구간에서 추적자의 시간-농도곡선(Breakthrough curve, BTC)을 취득하고, 이를 통하여 대상 구간의 매개변수를 역산하는 최적화 기법에 의존하고 있다. 하지만, 모든 하천구간에 대하여 추적자 실험을 수행하여 데이터를 확보하는 것이 어렵기 때문에 최적화 기법의 적용성에 한계가 있다. 본 연구는 흐름정보가 제공되지 않은 미계측 하천구간에서 BTC를 신속하게 예측할 수 있는 회귀모형을 구축하는 것을 목표로 한다. 국내 하천에서 수행한 4회의 추적자 실험으로부터 취득한 28개 구간 케이스의 데이터에 대하여 농도곡선 전처리를 수행하고 14개의 통계적 특징을 추출하였으며, 계측된 흐름특성과의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 대상 구간에서의 BTC의 변화가 추적자의 유하거리에 매우 높은 상관관계를 보였으며, 이를 이용하여 회귀모형을 제시하였다. 제안된 회귀모형을 적용하여 하류의 지점에서의 BTC를 예측하였으며, 1차원 이송-분산 방정식과 하천저장대모형을 활용한 예측결과와 비교하여 검증하였다. 그 결과, BTC의 변화특성을 활용한 회귀적 예측이 하천 지형 및 흐름의 변동성이 작은 구간에서 1차원 혼합모형들을 이용한 예측보다 더 높은 정확도를 보였으며, 이러한 장점은 장거리 예측에서 더 분명하게 나타났다.

• Environmental and Resource Economics Review
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.521-545
• /
• 2013

This study applied choice experiment(CE) method(which is included in the stated preference method) to estimate values of some important attributes(i.e. type of estuary, water quality of river in estuary, water quality of sea in estuary, biodiversity level of estuary) of 4 major river(Hangang, Guemgang, Yeongsangang, Nakdonggang) estuaries in Korea. Although the multinomial logit model(MNL) is generally applied to analyse the CE data, testing for IIA assumption with the Hausman and McFadden test in MNL model shows that the IIA assumption in our data is rejected. Therefore, the heteroscedastic extreme value model(HEV) and the multinomial probit model(MNP) which are not based on the IIA assumption are used to analyse our CE data. As results, the coefficients and the elicited economic values of MNL model are seriously distorted if the IIA assumption is not satisfied in MNL model. The estimation results of MNP model show that the economic values are elicited as 352.3 billion won(95% C.I. 261.1 - 477.8 billion won) for natural estuary, 411.5 billion won(95% C.I. 338.5 - 525.5 billion won) for one grade improvement of river water quality in estuary, 358.9 billion won(95% C.I. 292.5 - 457.0 billion won) for one grade improvement of sea water quality in estuary, and 151.9 billion won(95% C.I. 99.0 - 218.6 billion won) for one grade improvement of biodiversity level of estuary. Therefore, the value of estuary is reached to 2,197.0 billion won(95% C.I. 1,721.0 - 2,879.9 billion won) if any natural estuary in 4 major rivers has good water quality of river in estuary(i.e. 2nd grade), good water quality of sea in estuary(i.e. 1st grade), and good biodiversity level of estuary.

• Journal of Environmental Impact Assessment
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.281-287
• /
• 2002

자연친화적 하천사업에 있어서 못은 하천환경을 구성하는데 기본단위이나 수환경상의 기능에 대한 평가는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 못의 수환경을 평가하기 위하여 측정 자료를 토대로 한 일중 수질모형을 개발하여 적용하였다. 못의 하천환경에 대하여 물리적, 생태학적 관점에서 그 효과를 분석하였다. 못에 있어서 일중 수질은 혼합의 정도에 따라 영향을 크게 받으며 이러한 모의실험 결과는 향후 못의 조성에 따른 자료수집이나 일차 생산력을 이해하는데 유효하게 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.15-27
• /
• 2013

In order to plan out the Daegu G membrane filtration water treatment plant, water quantity, water quality and process stability were evaluated using the field pilot-scale tests, during the six months of continuous operation, including low water temperature period. The field model experiments, which were carried out according to the Installation Criteria of Ministry of Environment, consisted of two series : series 1 - water quality verification, and series 2 - membrane process evaluation. The process water quality met all drinking water standards with less than 0.03 NTU. Moreover, process operation showed a stable membrane pressure with 99% of recovery ratio. This shows that the tests were properly designed in terms of the influence of water loading and temperature. In conclusion, the purpose of this study is to establish core technology for advanced drinking water treatment, through on-going accumulation of engineering and construction know-how.

• Environmental and Resource Economics Review
• /
• v.16 no.3
• /
• pp.427-449
• /
• 2007

This study estimates the recreation benefits of rafting on the Hantan River. A choice experiment is conducted and the economic values of controlling water stream and water quality are estimated. Both the conditional logit and the multinomial pro bit models are estimated. This study rejects the IIA assumption of the conditional log it model and supports using a more flexible model such as the multinomial probit model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.45-45
• /
• 2018

오염물의 혼합거동을 해석하기 위해 물리기반 모델을 이용하는 경우 모델을 구축하고 운용하는데 많은 시간과 재정이 소요되며 현장검증을 통한 검증이 반드시 필요하다. 하지만 데이터 기반 모델의 경우 축적된 데이터만으로도 예측을 수행할 수 있으며 물리기반모델에 비해 결정해야할 입력인자가 적어 모델운용이 용이하다는 장점이 있다. 다양한 데이터 모델 중 인공신경망(ANN) 모델은 데이터가 가지는 불확실성 및 비정상성, 복잡한 상호관련성에 효과적으로 대응할 수 있는 모델로 수자원 및 환경 분야에서 자주 사용되고 있다. 본 연구에서는 인공신경망 모델을 이용하여 지천유입이 있는 대하천의 수질인자 (pH, 전기전도도, DO, chl-a)를 예측하였다. 다른 데이터기반 모델과 같이 인공신경망 모델 또한 수집된 데이터 질에 크게 영향을 받으며, 내부 입력인자의 선택이 모델의 예측 결과에 큰 영향을 미친다. 이러한 인공신경망 모델의 특성을 바탕으로 예측모형의 정확도를 향상하기 위해서는 크게 데이터 처리부분과 모델구축 부분에서의 접근이 필요하다. 본 연구에서는 데이터 처리 과정에서 연구대상지점의 각각의 수질인자가 가지는 분포 특성을 유지하기 위해 층화표츨추출법을 이용하여 데이터를 구성하였다. 모델의 구축 과정에서는 초기가중치 값의 영향을 줄이기 위해 앙상블기법을 사용하였으며, 좀 더 견고하고 정확한 결과를 예측하기 위해 탄력적 역전파알고리즘을 추가하였다. 추가적으로 합류 후 본류의 미 계측지역 수질 예측 정확도 향상을 위해 본류의 수질인자뿐만 아니라 지류의 수질인자를 입력자료로 사용하여 모의를 수행하였다. 또한 동일 구간에서 수행한 현장추적자실험 자료를 이용하여 수질인자의 분포특성을 비교, 검증하였다. 개발된 모델을 이용하여 낙동강과 금호강 합류부 하류의 수질인자를 예측한 결과 지류의 수질인자를 입력자료로 추가한 경우 예측의 정확도가 증가하였으며, 현장실험 자료를 통해 밝혀진 오염물의 거동현상을 인공신경망 모델로도 동일하게 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 인공신경모델을 이용한다면 물리기반 수치모델을 대체하여 지천으로 유입된 오염물의 거동을 정확하고 효율적으로 파악할 수 있을 것이다.