Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.66
no.1
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pp.1-13
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2024
This study assessed the efficacy of improving the accuracy of reservoir water level prediction models by employing automated machine learning models and efficient cross-validation methods for time-series data. Considering the inherent complexity and non-linearity of time-series data related to reservoir water levels, we proposed an optimized approach for model selection and training. The performance of twelve models was evaluated for the Obong Reservoir in Gangneung, Gangwon Province, using the TPOT (Tree-based Pipeline Optimization Tool) and four cross-validation methods, which led to the determination of the optimal pipeline model. The pipeline model consisting of Extra Tree, Stacking Ridge Regression, and Simple Ridge Regression showed outstanding predictive performance for both training and test data, with an R2 (Coefficient of determination) and NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency) exceeding 0.93. On the other hand, for predictions of water levels 12 hours later, the pipeline model selected through time-series split cross-validation accurately captured the change pattern of time-series water level data during the test period, with an NSE exceeding 0.99. The methodology proposed in this study is expected to greatly contribute to the efficient generation of reservoir water level predictions in regions with high rainfall variability.
Seasonal and vertical distribution of water quality were investigated from May 2001 to June 2002 in Kumoh reservoir located nearby Kumi City, Kyungpook. Kumoh reservoir that lost the role of agricultural irrigation is currently of rapid eutrophication. The vertical distribution of DO was observed clinograde with hypolimnetic anoxic zone. T-P concentrations at the surface ranged from 0.008 to 0.152 mgP/L and T-N concentrations ranged from 1.4 to 3.0 mgN/L. The vertical and seasonal variation of T-N was smaller than T-P. DOC concentrations, indicator of organic matter pollution, ranged from 2.8 to 5.4 mgC/L. Apportionment of Total-DOC (T-DOC) indicated that 14% of T-DOC was attributed to Labile-DOC(L-DOC) and the rest was due to Refractory-DOC(R-DOC). The values of TSI(Trophic State Index) ranged between 44 and 52 indicating that Kumoh reservoir is under mesotrophic condition. The results of this study indicate that Kumoh reservoir is likely to be under influence of eutrophication and thus water quality will be aggravated. Therefore, the Kumoh reservoir requires further treatment to improve water quality and a plan of the reusing water resource should be developed.
Chung, Se Woong;Park, Jae Ho;Kim, Yukyung;Yoon, Sung wan
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.23
no.1
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pp.52-63
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2007
The objectives of this study were to setup a laterally-averaged two-dimensional eutrophication model in Daecheong Reservoir, and to validate the model under two different hydrological conditions; drought year (2001) and wet year (2004). The suggested modeling approach was found to be very effective to simulate the dynamic variations of water temperature, nutrients, dissolved oxygen, and algae in the reservoir. The model satisfactorily replicated the algal bloom that happened between Janggae (Sta.4) and Haenam (Sta.5) during summer of 2001, although the peak concentration was slightly underestimated due to the laterally averaged assumption. The allochthonous phosphorus and algae induced from upstream and So-oak stream during several rainfall events were found to be most significant sources of algal bloom in 2001. In contrast to draught year, the flood events happened during summer months of 2004 tended to remove the hypolimnetic anaerobic conditions and dilute the dissolved phosphorus in the upper reach of the reservoir, and in turn mitigated algal bloom. It implies that the impact of hydrological and hydrodynamic conditions on the reservoir water quality is highly significant, and a drought year may be more vulnerable to algal bloom in the reservoir.
Jung, In Kyun;Park, Jong Yoon;Kim, Seong Joon;Jang, Cheol Hee
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.56
no.6
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pp.103-111
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2014
This study was to develop the flood analysis module (FAM) for implementation of a web-based real-time agricultural flood management system. The FAM was developed to apply for an individual watershed, including agricultural reservoir. This module calculates the flood inflow hydrograph to the reservoir using effective rainfall by NRCS-CN method and unit hydrograph calculated by Clark, SCS, and Nakayasu synthetic unit hydrograph methods, and then perform the reservoir routing by modified Puls method. It was programmed to consider the automatic reservoir operation method (AutoROM) based on flood control water level of reservoir. For a $15.7km^2$ Gyeryong watershed including $472{\times}10^4m^3$ agricultural reservoir, rainfall loss, rainfall excess, peak inflow, total inflow, maximum discharge, and maximum water level for each duration time were compared between the FAM and HEC-HMS (applied SCS and Clark unit hydrograph methods). The FAM results showed entirely consistent for all components with simulated results by HEC-HMS. It means that the applied methods to the FAM were implemented properly.
This study proposed "Reservoir Park", which added disaster prevention function to urban green spaces such as city parks through domestic and overseas related laws review, case studies, field trips. This is a combination of urban parks and reservoirs as urban planning facilities, which can provide both space for daily use by urban residents and disaster mitigation functions in case of emergency. In order to prevent flooding in urban areas due to climate change, facilities should be installed in the form of parks, etc., as the reservoir facility should be systematically reviewed together with urban planning facilities. However it was found that the reservoir park was not clear as a theme park. In this study, the types of storage facilities in urban areas were reclassified into five types of storage parks reflecting the characteristics of urban green spaces through domestic case studies and field trips. The classification of the reservoir parks is classified into 5 kinds such as ecological type, vegetation cover type, exercise facility type, underground burial type and hybrid type based on groundwater level, human use, and reservoir size. This classification system can be used to determine the types of facilities to be built after designating the location of future storage facilities.
In a deep lake and reservoir, thermal stratification is of great importance for characteristics of hydrodynamic mixing of the waterbody, and thereby influencesvertical distribution of dissolved oxygen, substances, nutrients, and the phytoplankton community. The purpose of this study, was to project the effect of a future climate change scenario on water temperature, stratification strength, and thermal stability in the Soyanggang Reservoir in the Han River basin of South Korea, using a suite of mathematical models; SWAT, HEC-ResSim, and CE-QUAL-W2(W2). W2 was calibrated with historical data observed 2005-2015. Using climate data generated by HadGEM2-AO with the RCP 4.5 scenario, SWAT predicted daily reservoir inflow 2016-2070, and HEC-ResSim simulated changes in reservoir discharge and water level, based on inflow and reservoir operation rules. Then, W2 was applied, to predict long-term continuous changes of water temperature, in the reservoir. As a result, the upper layer (5 m below water surface) and lower layer (5 m above bottom) water temperatures, were projected to rise $0.0191^{\circ}C/year$(p<0.05) and $0.008^{\circ}C/year$(p<0.05), respectively, in response to projected atmospheric temperature rise rate of $0.0279^{\circ}C/year$(p<0.05). Additionally, with increase of future temperature, stratification strength of the reservoir is projected to be stronger, and the number of the days when temperature difference of the upper layer and the lower layer becomes greater than $5^{\circ}C$, also increase. Increase of water temperature on the surface of the reservoir, affected seasonal growth rate of the algae community. In particular, the growth rate of cyanobacteria increased in spring, and early summer.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2006.05a
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pp.1002-1006
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2006
Temperature monitoring techniques per depth have been recognized as important information in the reservoir environmental issues. However, old measurement method by single temperature sensor and cable type has demerits not only for its limited measuring location but for its inconvenience of users. In this study, multi-channel temperature monitoring system was introduced and executed experiment for actual application feasibility evaluation. Both type of new techniques such as multi-channel addressable built-in temperature sensor and fiber optic multi sensor were tested in Daechung and Imha reservoir. As a result, it was proved that these kinds of temperature monitoring skills had very good performance and availability for a output of spatial, simultaneous thermal distribution focused on the user's convenience. And these measuring method and thermal data will be useful for providing basic information in a water resources investigation like reservoir stratification and environmental problems.
The number of all agricultural reservoir is 18,000, but the ratio of reservoir is 53% before 1945, 35% from 1946 to 1971 in Korea. Therefore, it may have been required that new management system and maintenance techniques are introduced. In this study, there are many facilitie(50.0%), that have been over 50 years, and reservoirs that have been over 30 years is 98.3% in study. So, this study may suggest that reservoir must be considered as new concept through the change of usage and the unification. On the other hand, reservoir works must be developed as amenity resources, other circumstances and district values.
The objective of the present study is to develop a new device that the viscous characteristics of fluids are determined by applying the unsteady flow concept to the traditional capillary tube viscometer. The capillary tube viscometer consists of a small cylindrical reservoir, capillary tube, a load celt system oat measures the mass flow rate, interfacers, and computer. Due to the small size of the reservoir the height of liquid in the reservoir decreases as soon as the liquid in the reservoir drains out through the capillary and the mass flow rate in the capillary decreases as the hydrostatic pressure in the reservoir decreases resulting in a decrease of the shear rate in the capillary tube. The instantaneous shear rate and. driving force in the capillary tube are determined by measuring the mass flow rate through the capillary, and the fluid viscosity is determined from the measured flow rate and the driving force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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