• 한국물환경학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.609-616
• /
• 2005

A high ammonia nitrogen ($NH_3-N$) concentration has been recursively observed every winter season in Geum River, which hindered chemical treatment processes at a water treatment plant. A flushing discharge from Daecheong Dam was often considered to dilute $NH_3-N$, but information on the quantitative effect of flushing on the downstream water quality was limited. In this study, the impact of a short-term reservoir flushing on the downstream water quality was investigated through field experiments and unsteady water quality modeling. On November 22, 2003, the reservoir discharge was increased from $30m^3/sec$ to $200m^3/sec$ within 6 hours for the purpose of the experiment. The results showed that flushing flow tends to reduce downstream $NH_3-N$ concentrations considerably, but the effectiveness was limited by flushing amount and time. An unsteady river water quality model was applied to simulate the changes of nitrogen concentrations in response to reservoir flushing. The model showed very good performance in predicting the travel time of flushing flow and the effect of flushing discharge on the reduction of downstream $NH_3-N$ concentrations at Maepo and Geumnam site, but a significant discrepancy was observed at Gongju site.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권2호
• /
• pp.149-162
• /
• 2008

미국농무성에서 토양과 토지이용 특성을 고려한 대규모 유역의 유출해석과 토양침식량 및 비점오염원 부하를 해석하기 위해 개발한 SWAT 모델을 대청댐 유역에 적용하여 토지이용 특성별 토양침식량을 산정하였다. 연구결과는 저수지관리자와 정책입안자들에게 저수지 탁수문제를 완화하기 위한 유역관리 대안의 효율성을 평가하는데 중요한 정보를 제공한다. 유출과 토양 유실량 산정에 영향을 미치는 주요한 매개변수들을 보정한 후, 모델은 실측 연간 유출성분과 월별 유황변화를 비교적 잘 예측하였다. 모의결과, 토지 이용별 단위면적당 토양침식량은 밭이 33.1 ton/ha/yr로 가장 많았으며, 임야는 수목의 종류에 따라 $2.3{\sim}5.4ton/ha/yr$, 도시지역 1.0 ton/ha/yr, 논 0.1 ton/ha/yr의 순으로 나타났다. 토지이용면적 가중 연간 토양침식량 산정결과, 밭은 유역전체 면적에서 차지하는 비율이 단지 10% 정도에 해당하지만 연간 총 토양침식량의 55.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 비록 본 연구에서 적용한 토양침식량 산정 방법에 농작물의 종류와 경작형태에 대한 구체적인 정보를 포함하지 못하는 불확실성이 내재되어 있으나, 연구결과는 최소한 저수지의 탁수문제를 완화하기 위해서는 상류 유역의 토양침식 조절대책이 필요함을 시사하며, 유역의 점유율에 비해 토양침식에 기여도가 가장 큰 밭농사 지역에 대한 토양침식 억제 대책을 우선 실시하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권1호
• /
• pp.79-88
• /
• 2006

강우시 저수지로 유입하는 탁수의 시공간분포를 실시간으로 예측하기 위해서는 하천 유입수 수온의 정확한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 강우시 하천 수온의 변동특성을 조사하기 위해 2004년 홍수기 동안 대청호 상류 하천에서 한 시간 단위의 연속측정을 실시하였다. 강우사상 동안 하천수온은 강우 전 보다 최대 $5\sim10^{\circ}C$ 정도 하강하는 것으로 나타났으며, 이것은 저수지로 유입하는 하천수의 밀도를 $1.2\sim2.6$ tcg/$m^3$ ($0.12\sim0.26\%$) 상승시켜 중층 밀도류를 형성하는 원인으로 작용했다. 실측자료를 이용하여 두 가지 종류의 통계형 수온 예측모형인 로지스적모형(DLG)과 다중회귀모형(DMR-1, DMR-2, DMR-3)을 개발하였다. 모든 모형들이 강우-유출 사상에 따른 하천 수온의 급격한 강하 현상을 비교적 잘 묘사하는 것으로 나타났으나, 일 평균기온, 이슬점 온도 그리고 하천 유량을 모형의 독립변수로 사용한 회귀형모형이 대기 기온과 하천 수온의 로지스틱 함수관계를 가정한 DLG모형보다 수온예측 성능이 보다 우수한 것으로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.309-314
• /
• 2009

A accurate reservoir inflow is very important as providing information for decision making about the water balance and the flood control, as well as for dam safety. The methods to calculate the inflow were divided by the directed method to measure streamflow from upstream reservoirs and the indirected method to estimate using the correlation of reservoir water level and release. Currently, the inflow of multi-purpose dam is being calculated by the indirect method and the reservoir water level to calculate the storage capacity is being used by centimeters(cm) units. Corresponding to the storage volume of 1cm according to scale and water level of multi-purpose dam comes up to from several 10 thousand tons to several million tons. If it converts to inflow during 1 hour, and it comes to several hundred $m^3/sec$(CMS). Therefore, the inflow calculated on the hourly is largely deviated along the water level changes and is occurred minus value as the case. In this research, the water level gage has been developed so that it can measure a accurate water level for the improvement for the error and derivation of inflow, even though there might be various hydrology and meteorologic considerations to analyse the water balance of reservoir. Also, it is confirmed that the error and the standard derivation of data observed by the new gage is decreased by 89,6% and 1/3 & 87% and 2/3 compared to that observed by the existing gage of Daecheong and Juam multi-purpose dam.

• 생태와환경
• /
• 제38권2호통권112호
• /
• pp.137-145
• /
• 2005

전통적인 스크린 방법으로는 자연계에 존재하는 99% 이상의 미생물 자원을 확보하지 못했다. 자연생태계의 핵산을 직접 클로닝하는 전략은 배양 가능한 미생물의 유전적인 정보보다 더 광범위한 유전적인 정보를 전체의 미생물 메타지놈에서 확보하기 위한 계획을 세웠다. 그 결과 유용한 유전자를 탐색하는 한 방법으로 다양한 환경에서 메타지놈 DNA 라이브러리를 구축하는 방법이었다. 본 연구는 국내 중부권에 위치한 대청호로부터 시료를 수집하였고, T-RFLP 방법을 사용하여 미생물 군집의 다양성을 분석하였다. 핵산의 추출은 SDS를 사용한 freeing-thawing 방법을 사용하였으며, 추출한 핵산은 $UltraClean^{TM}kit$ (MoBio, USA)을 사용하여 정제하였다. 메타지놈 라이브러리는 제작은 정제한DNA와 pBACe3.6 vector를 EcoRI, BamHI, 그리고 SacII 등의 제한효소로 partial digestion하였고, 이들을 ligation한 다음 Escherichia coli DH10B에 형질전화 시켜 제작하였다. 메타지놈 라이브러는 14 Mb 정도 확보하였는데, 평균 insert size는 약 13 ${\sim}$ 15 kb이었다. Colony hybridization으로 메타지놈 라이브러리로부터 1, 2-dichloroethane (1, 2-DCE) hydrolytic dehalogenation의 분해에 관련된 유전자를 확인하였다. 1, 2-DCE dehalogenas효소는 기질에 대한 높은 활성을 나타내었다. 1, 2-dichloroethane dehalogenase 유전자의 클론을 만들었고, 염기서열을 분석하였다. 이들 결과로 보아 대청호로부터 제작한 메타지놈에서 dhlA 유전자를 확인한 균주는 1, 2-DCE 분해에 탁월한 능력을 나타내었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권7호
• /
• pp.697-706
• /
• 2013

최근 한국은 기후변화로 인한 기온 및 수온 상승, 빈번한 집중호우와 친수공간 조성에 따른 적극적인 하천의 활용 등으로 인하여 하천 및 저수지 내 수질관리에 있어 해결해야 하는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 효율적인 수질관리를 위하여 인공신경망을 이용한 단기조류예측모형 구축에 관한 연구이다. 대상지역으로 조류가 번식하기 좋은 조건을 지니고 있는 금강유역 내 대청호를 선정하였고 설치되어 있는 수질 자동측정망의 일 단위자료를 이용하였다. 다층전방향신경망의 역전파 알고리즘을 이용하여 단기(1일, 3일, 7일) 조류를 예측할 수 있는 모형을 구축하였다. 본 모형에서는 대청호 내 수문 및 수질성분을 교차상관분석을 기초하여 단기조류예측모형의 입력 성분을 선정한 후 다양한 조류예측 신경망 모형을 구축하여 결과에 대한 검증을 실시하였다. 구축된 단기조류예측모형은 자연발생적인 기작과 유사한 현상을 재현할 수 있는 다양한 수질인자를 고려하여 단기조류예측모형을 구축한 경우 예측의 정확도가 높게 도출되었다. 본 연구는 신경망모형의 최대 장점인 비선형성 및 간편성 등을 고려하였을 때 우리나라의 수질예측에 적합한 신경망 모형을 구축할 수 있으며 이를 통한 하천 및 호수 내 효율적인 수질관리 방안을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.359-366
• /
• 2012

Accurate predictions about the water quality of a river have great importance in identifying in-stream flow and water supply requirements and solving relevant environmental problems. In this study, the effect of water release from upstream dam on the downstream water quality has been investigated by applying a hydological model combined with QUAL2E to Geum River basin. The ESP (Ensemble Stream Prediction) method, which has been validated and verified by lots of researchers, was used to predict reservoir and tributary inflow. The input parameters for a combined model to predict both hydrological characteristics and water quality were identified and optimized. In order to verify the model performance, the simulated result at Gongju station, located at the downstream from Daecheong Dam, has been compared with measured data in 2008. As a result, it was found that the proposed model simulates well the values of BOD, T-N, and T-P with an acceptable reliability.

• 한국물환경학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.48-57
• /
• 2009

A two-dimensional (2D), laterally-averaged hydrodynamic and water quality model, CE-QUAL-W2 was applied to evaluate the performance on simulating the effect of flushing from Daecheong Reservoir on the downstream water quality variations during the flushing events held on November, 2003 and March, 2008. The hydraulic and water quality simulation results were compared with field measurement data, as well as a one-dimensional (1D), unsteady model (KORIV1) that revealed limited capability in the previous study due to missing the resuspension process of river bottom sediments. The results showed that although the 2D model made satisfactory performance in reproducing the temporal variations of dissolved matters including phosphate, ammonia and nitrate, it revealed poor performance in simulating the increase of biological oxygen demand and suspended sediment (SS) concentrations during the passage of the flushing flow. The reason of the error was that the resuspension process of the 2D model is only the function of shear stress induced by wind. In reality, however, as shown by significant correlation between bottom shear stress ($\tau$) and observed SS concentration, the resuspension process can be significantly influenced by current velocity in the riverine system, especially during flushing event. The results indicate that the resuspension of river bottom materials should be incorporated into the water quality modeling processes if $\tau$ is greater than a critical shear stress (${\tau}_c$) for better simulation of flushing effect.

• 한국물환경학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.360-367
• /
• 2005

We have performed to analyze the trophic state resulting of Lake Yongdam as a result of water quality and nutrient concentration. Lake Yongdam is artifitial multi-purpose Dam resulting from the floods of 2001. The water quality of Lake Yongdam may affect the status of the Geum river basin including the Daecheong reservoir. It is necessary to understand the trophic state to assess water quality until stability after flooding. Water quality was surveyed using depth and hydraulic condition analysis. Further density flow was estimated for stratification and trophic state of Lake Yongdam by chlorophyll ${\alpha}$ concentration (2001~2004). And Environmental factors on chlorophyll ${\alpha}$ concentration were analyzed statistically. Trophic state was evaluated as the oligotrophic state at the main stream of the reservoir and eutrophic state at the upper stream in 2001, but evaluated as eutrophic state in 2002 and 2003 by TSI of Aizaki. From the results of multiple regression analysis using stepwise method, chlorophyll ${\alpha}$ concentration was shown to be very significant when nutrient concentration is high upon initial filling of the Dam. Chlorophyll ${\alpha}$ concentration varied according to sample site, season and year. Concentration were high in the upper stream of Lake Yongdam 4, algae bloom in these watershed were affected by location and high nutrient levels in the summer season which have in turn increased phytoplankton bloom into the reservoir.

• 한국농공학회:학술대회논문집
• /
• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
• /
• pp.515-518
• /
• 2003

Mathematical models can be used to evaluate the effects of operational alternatives of dam on the downstream aquatic environment. An unsteady, one-dimensional water quality model, CE-QUAL-RIVI was calibrated and validated in Geum river as a sub model for the realtime water management system in the basin. The main usage of the model within the system is to predict the effects of flow regulation by Daecheong Dam on the downstream water quality. The validated model was then used to simulate dynamic water quality changes at several key stations responding to different scenarios of reservoir releases under a hypothetical spill condition. The model showed fairly good performance in the simulation of hydrodynamic and mass transport processes under highly unsteady conditions.