• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.23 no.2
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• pp.88-100
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• 2014

This study analyzed runoff characteristics of non-point sources pollutant and evaluated removal of pollution by BMP(Best Management Practice) using BASINS/WinHSPF model. Hourly meterological data including input data was provided from 2010 to 2011 year to run HSPF model in Miho stream watershed. As the results of calibration and validation of the model, the model could be successfully performed to simulate the flow and water quality parameters. The apprehensive area of non-point source pollution was chosen by non-point source pollution per area of a tributary to the Miho stream and applied constructed wetland in area chosen. Three scenarios were based on installation area of an constructed wetland and HSPF model would be applied to estimate the pollutant removals through the constructed wetland. The removal rates of pollutants through the constructed wetland were estimated with the runoff and water quality parameters by the comparisons of before and after the constructed wetland application.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.113-113
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• 2019

하천 오염 부하의 양적 증가를 해결하기 위해 환경부는 유역 내 목표 수질을 설정하고 목표 수질한도 내에서 오염물질 배출 총량을 할당하는 수질오염총량제를 도입하였다. 수질오염총량제 시행에 있어 시계열로 발생하는 유출특성을 반영하기 위해 장기유출모형의 적용이 가능한 Hydrologic Simulation Program-Fortran(HSPF)을 수질관리 및 평가 모델로 사용하고 있다. 그러나 HSPF 모델은 실제 다양한 특성을 가진 토양층을 Upper zone과 Lower zone 내에 통합적인 매개변수를 이용하여 유량을 모의하는 문제점이 있다. 이는 토양 내부에서의 유출에 대한 정확한 모의가 이루어지지 않는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 토양층에 따른 Available Water Capacity(AWC)에 대한 자료를 구축하고 기존보다 세분화된 토양 관련 매개변수 범위를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 토양 관련 매개변수 범위를 반영할 경우 수질오염총량제 시행에 있어 HSPF 모델 모의 시 유역 내의 토양도를 고려하여 보다 정확한 중간유출과 기저유출분석이 가능할 것이라 사료된다.

• Water for future
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• v.45 no.12
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• pp.103-110
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• 2012

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.62 no.1
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• pp.39-50
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• 2020

The objective of this study was to assess the livestock nonpoint source pollutant impact on water quality in Namgang dam watershed using the HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) model. The input data for the HSPF model was established using the landcover, digital elevation, and watershed and river maps. In order to apply the pollutant load to the HSPF model, the delivery load of the livestock nonpoint source in the Namgang dam watershed was calculated and used as a point pollutant input data for the HSPF model. The hydrologic and water quality parameters of HSPF model were calibrated and validated using the observed runoff data from 2007 to 2015 at Sancheong station. The R² (Determination Coefficient), RMSE (Root Mean Square Error), NSE (Nash-Sutcliffe efficiency coefficient), and RMAE (Relative Mean Absolute Error) were used to evaluate the model performance. The simulation results for annual mean runoff showed that R² ranged 0.79~0.81, RMSE 1.91~2.73 mm/day, NSE 0.7~0.71 and RMAE 0.37~0.49 mm/day for daily runoff. The simulation results for annual mean BOD for RMSE ranged 0.99~1.13 mg/L and RMAE 0.49~0.55 mg/L, annual mean TN for RMSE ranged 1.65~1.72 mg/L and RMAE 0.55 mg/L, and annual mean TP for RMSE ranged 0.043~0.055 mg/L and RMAE 0.552~0.570 mg/L. As a result of livestock nonpoint pollutant loading simulation for each sub-watersehd using the HSPF model, the BOD ranged 16.6~163 kg/day, TN ranged 27.5~337 kg/day, TP ranged 1.22~14.1 kg/day.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.321-321
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• 2020

도시화로 인해 유역의 불투수면적이 증가함에 따라 수문학적 요소와 수질에 큰 변화를 가져왔다. 불투수면적의 증가는 강우시 지표유출의 증가, 토양층 침투 차단으로 인한 지하수 재충전 감소 및 지하수위 감소를 초래하여 결과적으로 기저유출을 감소시킨다. 이러한 증가된 불투수면적이 강우유출수의 수문 및 수질에 미치는 영향을 완화하기 위해 최근 저영향개발 (Low Impact Development; LID) 기법이 개발되어 적용되고 있다. LID 기법은 개발 이전의 수문순환 상태에 최대한 근사하도록 개발하는 기법으로 우수 유출 속도 감소, 유역에서의 저류, 침투 및 증발산 과정 촉진, 하류로의 오염물질을 저감시킨다. 효과적인 저영향개발 기법 적용을 위해서는 시설 설치 전 모형을 이용한 저영향개발 기법의 적용 효과를 파악해야 한다. 이에 따라 많은 저영향개발 기법 모형들이 개발되었으며, 그 중 SWMM (Storm Water Management Model) 모형이 LID 효과분석을 위해 많이 이용되고 있다. 그러나 SWMM 모형의 경우, 저영향개발 기법으로 모의되는 침투 후 토양 물 흐름이 토양의 수분 조건을 고려하지 않고 모의가 되고 있다. 본 연구에서는 HSPF(Hydrological Simulation Program: FORTRAN) 모형을 이용하여 LID 시설 내에서의 저류현상을 구현하고 수문요소에 대한 영향을 분석하고자 한다. HSPF 모형의 입력자료를 구축하여 모형을 구축하고 LID 모형 적용 전에 모형의 보정 및 검정을 수행하였으며, LID 시설을 적용하여 유역내 수문요소들의 변화를 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후 LID 효과 분석을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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• 2001.10a
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• pp.403-407
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• 2001

For the water quality management of stream and lake, it is important to estimate and control nonpoint source loading to meet the water quality standard. So, integrated watershed management is required. BASINS is a multipurpose environmental analysis system for use by regional, state, and local agencies in performing watershed and water quality based studies. BASINS was developed by the USEPA to facilitate examination of environmental information, to support analysis of environmental systems and to provide a framework for examining management alternatives. BASINS contains HSPF which is one of the watershed runoff model. By using HSPF, nonpoint source loading from upper stream watershed was estimated. As a result, the simulated runoff was in a good agreement with the observed data and indicated reasonable applicability for whole watershed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.469-469
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• 2022

하구담수호는 하천의 종점에서 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설해 담수를 유도하여 형성되는 인공호수이다. 유역 말단에 위치하기 때문에 유역에서 유출되는 모든 수자원을 확보할 수 있는 장점이 있지만, 유역에서 발생하는 오염물질이 모두 유입되고 인공적인 담수의 특성 때문에 수질이 악화되기 쉬운 조건을 지니고 있다. 담수호의 수질관리는 유입되는 오염물질의 양이 많고 담수된 수자원량도 많으므로 부분적인 방법으로는 개선이 어려우며, 유역과 호소를 포함한 종합적인 대책이 필요하다. 담수호의 수질관리대책 수립은 크게 상류 유역에 대한 대책과 호소에 대한 대책으로 구분된다. 대표적인 대책으로는 상류 유역의 하수처리장, 축사, 농경지 관리를 통한 배출부하량 감소와 호소 내 수질개선을 위한 습지, 저류지 건설 및 준설을 통한 내부부하 감소 등이 있다. 이처럼 담수호의 수질관리를 위해서는 상류 유역에서 호소까지 종합적으로 고려해야 한다. 본 연구에서는 유역모형과 호소모형의 연계를 통해 간월호 유역을 모의하였다. 유역모형은 HSPF(Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 사용하였으며, 유역 내 3개의 하수처리장과 1개의 분뇨처리장을 고려하였으며, 4개 지점에 대하여 보정 및 검정을 시행하였다. 호소모형은 EFDC-WASP 연계모형을 이용하였으며, HSPF에서 모의 된 유입량과 호내 설치된 4개의 양수장, 배수갑문 운영일지를 고려하여 모의하였다. 호소 내 수질 측정지점에 대하여 T-N, T-P에 대하여 보정 및 검정을 수행하였다. 본 연구는 담수호 수질관리를 위한 분석시스템 구축으로 추후 대책에 따른 효과분석에 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.28 no.6
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• pp.833-842
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• 2012

In this study Window interface to Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF) developed by the United States Environmental Protection Agency (EPA) was applied to the upstream of Namgang watershed to estimate its applicability for estimating Delivery Ratio (DR) of water pollutants for Total Maximum Daily Load (TMDL). BASINS/HSPF which is selected in this study, is found to be appropriate for simulation of daily flow and water quality in target basins. DR was estimated utilizing discharge loads of unobserved sub-basin and delivery load of unobserved locations obtained not by actual evaluation but by simulation through validation and verification. Annual average DR of BOD, TN and TP were 0.97 ~ 1.50, 2.23 ~ 3.21, and 0.81 ~ 1.09 respectively. Net DR of dependent basins excluding influence of upstream basin was 1.50 ~ 1.70, 0.55 ~ 0.69, and 0.24 ~ 0.31, all of which are lower than those of independent basins area. Utilizing the model selected by this research, DR and Net DR of unobserved basins will be estimated, which will help determine priorities in management of basin areas.

• KCID journal
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• v.18 no.1
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• pp.58-67
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• 2011

The HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) model was applied to Mangyeong river watershed to examine its applicability through calibration using monitoring data. For the model application, digital maps were constructed for watershed boundary, land-use, Digital Elevation Model of Mangyeong river watershed using BASINS (Better Assessment Science for Intergrating point and Nonpoint Sources) program. The observed runoff was 1976.4mm while the simulated runoff was 1913.4mm from 2007 to 2008. The model results showed that the simulated runoff was in a good agreement with the observed data and indicated reasonable applicability of the model. In terms of water quality, trends of the observed value were in a good agreement with simulated value despite its model performance lower than expected. However, its reliability and performance were with the expectation considering complexity of the watershed, pollutant sources and land use intermixed in the watershed. Overall, we identified application of HSPF model as reliable evidence by model performance.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.61 no.1
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• pp.9-20
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• 2019

The primary objective of this study was to analyze the delivery ratio using Hydrological Simulation Program - Fortran (HSPF) in Okdong-cheon watershed. Model parameters related to hydrology and water quality were calibrated and validated by comparing model predictions with the 8-day interval filed data collected for ten years from the Korea Ministry of Environment. The results indicated that hydrology and water quality parameters appeared to be reasonably comparable to the field data. The pollutant delivery loads of the watershed in 2015 were simulated using the HSPF model. The delivery ratios of each subwatershed were also estimated by the simple ratio calculation of pollutant discharge load and pollutant delivery load. Coefficients of the regression equation between the delivery ratio and specific discharge were also computed using the delivery ratio. Based on the results, multiple regression analysis was performed using the discharge and the physical characteristics of the subwatershed such as the area. The equation of delivery ratio derived in this study is only for the Okdong-cheon watershed, so the larger studies are needed to apply the findings to other watersheds.