• 한국환경과학회지
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• 제21권8호
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• pp.965-975
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• 2012

Loading of NPS pollutant was valued through simulation by using BASINS/HSPF model which can simulate runoff volume in rainfall by time. For the verification of the model, it was analyzed the scatter diagram of the simulation value and measure value of water quality and runoff volume in Dongcheon estuary. Using the built model, a study on the time-variant characteristics of runoff and water quality was simulated by being classified into four cases. The result showed the simulation value was nearly same as that of the measured runoff. In the result of fit level test for measured value and simulated value, correlation of runoff volume was computed high by average 0.86 and in the water quality items, fit level of simulation and measurements was high by BOD 0.82, T-N 0.85 and T-P 0.79.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.973-984
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• 2007

This study developed and calculated alternative evaluation index (AEI) from the effectiveness analyses of alternatives for rehabilitation of distorted hydrologic cycle. The feasible alternatives for the poor-conditioned region in the Anyangcheon watershed were proposed and quantitatively analyzed using continuous water quantity/quality simulation model, Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF). The effectiveness analyses include 355th flow and 275th flow of flow duration curve and number of increased days to satisfy the target monthly flow for water quantity and BOD average concentration, total daily loads and number of increased days to satisfy the target concentration and total daily loads. The feasible alternatives are restoration of covered stream, prevention of streamflow loss through sewers, redevelopment of existing reservoir, reuse of treated wastewater, use of groundwater collected by subway stations and construction of small wastewater treatment plant. Therefore, alternative priority ranking was derived from AEIs. It will be effective to make an integrated watershed management for sustainable development.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.129-137
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• 2014

This research presents an streamflow modeling approach in a data-scarce estuary reservoir watershed which has been suffered from high salinity irrigation water problem after completion of land reclamation project in South Korea. Since limited hydrology data was available on the Iwon estuary reservoir watershed, water balance relation of the reservoir was used to estimate runoff from upstream of the reservoir. Water balance components in the reservoir consists precipitation, inflow from upstream, discharge through sluice, and evaporation. Estimated daily inflow data, which is stream discharge from upstream, shows a good consistency with the observed water level data in the reservoir in terms of EI (0.93) and $R^2$ (0.94), and were used as observed flow data for the streamflow modeling. HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) was used to simulate hydrologic response of upstream of the reservoir. The model was calibrated and validated for the periods of 2006 to 2007 and 2008 to 2009, respectively, showing that values of EI and $R^2$ were 0.89 and 0.91 for calibration period, 0.71 and 0.84 for validation period.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.328-328
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• 2018

오염총량관리제도에서 목표수질을 설정하고, 허용부하량을 산정하기 위해서는 단위유역별 오염부하량 할당의 기준이 되는 유량인 기준유량 산정이 필수적이며, 현재 BOD는 과거 10년 유황곡선의 평균저수량, T-P는 과거 10년 유황곡선의 평균저수량 또는 평균평수량을 이용하고 있다. 한편, 미국 EPA에서는 TMDL 수립 시 하천에서 발생할 수 있는 다양한 유황을 반영할 수 있도록 전 기간의 유량자료를 활용하여 유황곡선을 작성하여 기준유량을 산정하도록 제안하고 있으며, 이와 같은 유황곡선 작성방법의 차이로 인해 기준유량이 다르게 나타날 수 있다. 또한, 기후변화로 인해 강우패턴이 변하고, 하천의 유황도 변하므로 이를 고려한 기준유량 도출이 필요하다. 본 연구에서는 유황곡선 작성방법에 따른 기준유량 변화를 분석하고, 기후변화가 하천의 기준유량 변화에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 유량자료는 HSPF 모형을 이용하여 모의하였으며, 모형의 입력자료 및 보 검정에 필요한 유량자료는 물환경정보시스템의 자료를 바탕으로 구축하였다. 수문 모의기간은 모형의 안정화 기간을 포함하여 2004년부터 2015년까지로 설정하였으며, 최근 5년(2011-2015년)은 보정기간, 과거 5년(2006-2010년)은 검정기간으로 설정하여 보정 및 검정을 수행하였다. 미래 강수량 자료는 기상청에서 제공하는 RCP 시나리오를 적용한 기후변화 시나리오를 사용하여 구축하였으며, 본 연구에서는 RCP4.5를 사용하여 자료를 구축하였다. 본 연구의 결과는 향후 기준유량을 도출하는데 있어 참고자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.75-83
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• 2016

Streamflow is composed of baseflow and direct runoff. However, most of streamflow during dry seasons depends on baseflow. Thus, baseflow analysis is very important to simulate streamflow of dry seasons. Generally, baseflow analysis is conducted using watershed-scale runoff models due to diffilculty of measuring baseflow. However, it is needed to understand and review how the model simulates baseflow because each model uses inherent baseflow analysis techniques. In this study, SWAT, HSPF, PRMS-IV were reviewed focusing on baseflow and soil water. HSPF and PRMS-IV calculate baseflow using the variables which depends on user, so the baseflow analysis results of HSPF and PRMS-IV are not consistent. Moreover, soil structures which were assumed from HSPF and PRMS-IV, since these two models assume soil structure as two soil zones and three conceptual reservoirs, were not enough to describe real soil structure. On the other hand, baseflow in SWAT is calculated using baseflow recession constant which can consider the characteristics of aquifer and also, soil structure in SWAT is similar to real soil structures. Thus, baseflow analysis result from SWAT was concluded as the most suitable and reliable model because SWAT can reflect the characteristics and soil structure which is close to reality.

• 한국물환경학회지
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• 제34권3호
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• pp.328-338
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• 2018

The objective of this study was to evaluate the applicability of a HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) model for runoff estimation in the Namgang dam watershed. Spatial data, such as watershed, stream, land use, and a digital elevation map, were used as input for the HSPF model, which was calibrated and validated using observed runoff data from 2004 to 2015 for three stations (Sancheong, Shinan, Changchon) in the study watershed. Parameters for runoff calibration were selected based on the user's manual and references, and parameter calibration was done by trial and error. The $R^2$ (determination coefficient), RMSE (root-mean-square error), NSE (Nash-Sutcliffe efficiency coefficient), and RMAE (relative mean absolute error) were used to evaluate the model's performance. Calibration and validation results showed that annual mean runoff was within a ${\pm}5%$ error in Sancheong and Shinan, whereas there was a14% error in Changchon. The model performance criteria for calibration and validation showed that $R^2$ ranged from 0.80 to 0.92, RMSE was 2.33 to 2.39 mm/day, NSE was 0.71 to 0.85, and RMAE was 0.37 to 0.57 mm/day for daily runoff. Visual inspection showed that the simulated daily flow, monthly flow, and flow exceedance graph agreed well with observations for the Sancheong and Shinan stations, whereas the simulated flow was higher than observed at the Changchon station.

• 환경영향평가
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• 제20권4호
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• pp.509-521
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• 2011

The purpose of this study is to estimate overall reliability and applicability of the watershed modeling for systematic management of point and non-point sources via water quality analysis and prediction of runoff discharge within watershed. Recently, runoff characteristics and pollutant characteristics have been changing in watershed by anomaly climate and urbanization. In this study, the effects of watershed scale were analyzed in runoff and water quality modeling using HSPF. In case of correlation coefficient, its range was from 0.936 to 0.984 in case A(divided - 2 small watersheds). On the other hand, its range was form 0.840 to 0.899 in case B(united - 1 watershed). In case of Nash-Sutcliffe coefficient, its range was from 0.718 to 0.966 in case A. On the other hand, its range was from 0.441 to 0.683 in case B. As a result, it was judged that case A was more accurate than case B. Therefore, runoff and water quality modeling in minimum watershed scale that was provided data for calibration and verification was judged to be favorable in accuracy. If optimal watershed dividing and parameter optimization using PEST in HSPF with more reliable measured data are carried out, more accurate runoff and water quality modeling will be performed.

• 환경영향평가
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• 제27권1호
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• pp.73-82
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• 2018

본 연구는 무심천 유역을 대상으로 도시화에 따른 불투수 지역의 증가가 오염물질의 유출에 미치는 영향에 대하여 HSPF 모델을 이용하여 평가하였다. 모델의 보정은 2015년도 관측치, 검증은 2014년도 관측치를 기준으로 하였고, 모의항목은 유량, BOD, TP를 대상으로 하였으며, 모형의 보정 및 검증 결과는 모든 모의항목이 성공적으로 수행되었다. 무심천 유역의 2015년도 토지이용 현황을 반영하여 모형에 사용한 토지피복도를 수정한 후 개발지역의 계획 위치와 면적을 적용하여 수질을 모의하였다. 모의 결과 불투수면이 증가하면 일별 오염부하량은 강우 시에는 개발사업 전보다 증가하고, 비강우 시에는 감소하였다. 연간 오염부하량은 강우 시 증가량이 비강우 시 감소량보다 월등히 많아 BOD와 TP의 부하량은 증가하였다. 또한 비점오염부하량은 개발 전의 점오염원이 동일하고, 불투수면만 증가한다는 전제에서 모의한 결과 개발 후의 비점오염부하량이 개발 전의 총오염부하량보다 크게 산정되어 불투수면이 급증하는 유역은 계획 단계에서부터 비점오염원의 관리대책이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.360-360
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• 2019

도시화 및 산업화로 인해 불투수면이 지속적으로 증가하고 있으며, 불투수면 증가로 인해 유역의 물순환 구조가 왜곡되고, 비점오염 배출량이 증가하는 등의 문제가 야기되고 있다. 왜곡된 물순환 체계 회복 및 비점오염 배출 저감 등을 위해 중장기 물순환 개선 목표 수립과 관련된 조항이 물환경보전법 상에 추가되어 2020년 시행예정이며, 광주, 대전, 울산, 안동, 김해시 등은 물순환 선도도시로 선정되어 관리되고 있는 등 물순환 개선을 위한 노력이 높아지고 있다. 본 연구에서는 경안천 중권역을 대상으로 HSPF (Hydrological Simulation Program - FORTRAN) 모형을 이용하여 유출량을 모의하여, 소권역별로 물순환요소를 도출하고, 물순환율을 산정 하고자 한다. 모형의 구동을 위한 기상자료는 기상청으로부터 취득하였으며, 지형자료는 환경부의 소권역도, 국토지리정보원의 수치지형도를 활용하였고, 토지피복도는 국가공간정보포털에서 취득한 연속지적도를 토지피복 분류에 따라 재분류하여 구축하였다. 모형의 보정을 위한 유량자료는 환경부 유량측정망과 수위관측소의 유량자료를 활용하였으며, 2013~2017년은 보정, 2008~2012년은 검정기간으로 활용하였다. 도출된 수문모의 결과를 활용하여 2008년부터 2017년까지 소권역별로 매년 물순환율을 산정하고 비교하였다. 본 연구의 결과는 추후 물순환 현황파악을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.629-640
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• 2014

본 연구에서는 동적모델의 수질오염총량제 적용성을 검토하였으며, 동적모델을 이용한 목표수질 설정 및 할당부하량 산정 방법을 제시하고 그 결과를 분석하였다. 동적모델 중 HSPF 유역모형을 미호천 유역에 대하여 구축하였으며, 보정 결과 구축된 모형은 2009년~2010년에 대하여 일유량 변화와 BOD 농도 변화를 잘 재현하는 것으로 판단되었다. 동적모델을 이용한 수질오염총량제 적용 방안은 3가지 case; (1)저수기 조건을 고려한 수질관리 방법(Case I), (2)연중 전 기간을 고려한 수질관리 방법(Case II), (3)연중 최악의 수질조건을 고려한 수질관리 방법(Case III)으로 나누어 제시하였다. 미호천 유역 말단에서 각 조건에 따른 BOD 목표수질을 산정한 결과는 Case II(4.2 mg/L) < Case I(5.0 mg/L) < Case III(7.8 mg/L) 순으로 연중 전 기간을 고려한 경우에서 가장 낮고 최악조건을 고려한 경우에서 가장 높았다. 할당부하량은 Case II > Case I > Case III 순으로 높게 나타났으며 최악조건을 고려한 경우에서 가장 엄격한 할당부하량이 산정되었다. 기준 강우 선정 및 비점오염원의 모델 적용방식 등에 대한 추가연구가 필요하며, 이들이 반영된다면 수질오염총량제에 동적모델을 적용함으로 인해 좀 더 합리적이고 과학적인 수질관리가 이루어질 것이라 사료된다.