CE-QUAL-W2를 利用한 龍潭湖의 成層特性 및 將來水質豫測에 관한 硏究

鄭宣九 충남대학교 2000 국내석사

Currently, most widely used water quality model for lakes is WASP5 developed by USEPA. However, since this model does not have hydrodynamics module for lakes, it is not feasible to use the model for this study. Therefore, CE-QUAL-W2 model was applied to predict hydraulic characteristics and water quality dynamics of the future Yongdam Lake that is under construction. Due to the limited knowledge of future status of the Yongdam Lake, existing data from the Daechung lake were used to calibrate the model. After successful calibration was confirmed, parameters and constants were applied for the Yongdam Lake. Intensive data collections were performed to estimate incoming pollutants and future loading from the watershed of Yongdam lake in dry and wet season. By using these information, future conditions of the Yongdam lake water quality were predicted. Also required amount of pollutant removal from the watershed were estimated. It is recommend to verify the model results using long term monitoring in the lake and in the inflows.

Application of two-dimensional hydrodynamic and water quality model (CE-QUAL-W2) in Andong Reservoir

Prasid Ram Bhattarai 강원대학교 산업대학원 2008 국내석사

A longitudinal/vertical hydrodynamic and water quality model, CE-QUAL-W2, is applied to simulate the thermal dynamics, density transport and metalimnetic dissolved oxygen minima, chlorophyll a dynamics, and total phosphorus dynamics in Andong Reservoir. The model calibration was done for the 2003 and the model verification was done with the continuous run from 2000 through 2004, a 5-year period. Observed data used for model forcing and calibration include: water level gauges, water temperature, dissolved oxygen, chlorophyll a, suspended solids and total phosphorus. Without major adjustment, the model accurately simulated water levels. The model also performed well in simulating descending thermocline, simulating timing of turnover, onset of stratification, and duration of stratification. The temperature field and distinct thermocline are simulated to within 2℃ of observed. During the Asian summer monsoon season, the turbid storm runoff formed an interflow with thickness of 15-20m thickness, which was distinct from the clearer epilimnion and hypolimnion. This common phenomenon of most of the deep reservoirs in the Asian summer monsoon region was also tracked well by the model. Dissolved oxygen profiles are well modeled including the metalimnetic dissolved minima phenomenon, a commonly occurring phenomenon in deep reservoirs of temperate regions. The RMSE values for surface water elevation, temperature and DO were 0.0095m, 1.82℃, and 1.13mg/l, respectively. The model achieved a good accuracy throughout the calibration period for Total Phosphorus and chlorophyll a concentrations except for the month of October where the model showed the partial dispersion of the highly concentration of phosphorus interflow plume to the epilimnion and also the Chlorophyll a concentration was under predicted for the same month. The RMSE value for calibrated total phosphorus and chlorophyll a concentration was 1.82mg/l, and 2.5mg/l, respectively. Three different hypothetical discharge scenarios: a) discharge from epilimnion, b) hypolimnion, and c) direct withdrawal from the near dam layers with high phosphorus concentrations; were analyzed to understand the response of total phosphorus interflow plume on the basis of differential discharge gate location. The hypothetical scenario of discharge from hypolimnetic layers of 103-113m was found to be the most effective reservoir structural control method in discharging the high concentration total phosphorus plume from the Andong Reservoir. The successful application of CE-QUAL-W2 model in Andong Reservoir helps to gauge the future changes and also helps water quality managers to make decisions to effectively control the water quality. 2차원, 횡방향 평균, 수리 및 수질 모델 [CE-QUAL-W2]을 적용해서 안동댐의 열역학, 밀도 이동, 증충 용존산소 부족, Chl a, 및 총인의 역학을 모의하였다. 모델의 보정기간은 2003년이고, 모델 검토기간은 연속적으로 2000년 부터 2005년까지, 5년동안 모델링을 실시하였다. 모델링 하기 위하여 수위, 수문, 용존산소, Chl a, 부유물질 및 총인 농도 등의 자료를 사용하였다. 수위 모의는 크게 조절할 필요가 없었다. 수온 약층의 변화, 수체의 혼합시기, 성층의 생성 및 기간은 잘 모의되었다. 온도 분포 및 수온약층은 실측치의 2°C 이내로 모의 되었다. 아시아 몬순시기에 태풍에 의해 발생한 탁수가 중층15-20m사이로 유입되었다. 일반적으로 아시아 몬순지역에 위치한 대형 인공댐은 이러한 중층 탁수층이 우기 이후에 종종 형성된다. 본 모델은 안동댐의 중층 용존산소 부족현상 및 용존산소 수직분포를 잘 모의해였다. 일반적으로 온대지역에 위치한 대형댐의 경우 중층 용존산소부족 현상이 우기 이후에 자주 발생한다. 수위, 수온, 및 용존산소 농도의 RMSE 값은 각각 0.0095m, 1.82℃, 및 1.13mg/l 이다. 본 모델은 총인 과 Chl. a 농도도 잘 모의하였다. 그러나, 10월에는 총인 농도가 실측보다 높게 표층에서 모의 되었다. 이는 중층으로 유입되었던 탁수내의 미세 입자들이 수온약층 하강에 따라 표층으로 분산되면서 나타난 것으로 판단된다. 그리고 같은 시기에 Chl. a 농도는 실측치 보다 낮게 예측되었으나 이는 상류지역의 조류발생지역으로 부터 이동에 따른 실측치의 높은 농도 때문으로 생각된다. 또한 모델내에서는 댐앞지점의 초기 Chl. a 노도만 입력되기 때문에 모델 실행과정에서 상류로부터 이동되어온 조류에 대해서는 반영을 못하는 것으로 판단된다. 총인 과 Chl. a 농도의 RMSE 값은 각각 1.82mg/l 과 2.5mg/l 이다. 본 연구에서는 댐내의 총인농도의 영향을 파악하기 위하여 3가지 형태의 방류방식(표층방류, 심층방류, 및 높은 농도의 탁수를 댐앞 도달 이전에 방류)을 가정하여 모의 하였다. 심층방류 (해발 103-113m)를 가정하여 방류한 경우 호수내의 높은 총인농도를 가장 효과적으로 방류시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 CE-QUAL-W2 모델이 안동댐에서 수문 및 수질을 비교적 잘 모의 하였으며, 향후 이를 활용할 경우 안동댐의 수질관리에 크게 도움이 될 것으로 사료된다.

RUSLE과 CE-QUAL-W2 모형을 이용한 탁수예측 시스템 연구

이석희 서울과학기술대학교 2011 국내석사

지난 2002년과 2003년에 발생한 태풍「루사」와「매미」로 인해 엄청난 양의 토사가 하천과 호수로 유입되어 피해를 입혔으며, 2006년 7월 북한강상류에 태풍「에위니아」의 영향으로 집중강우와 함께 대규모의 토사가 유입됨으로서 소양댐을 비롯한 하류부 댐과 하천에 장기간에 걸쳐 고탁수를 유지한 바 있었다. 이러한 탁수는 팔당호까지 영향을 주어 팔당상수원에 의존하는 수도권 2천만 시민들의 건강을 위협했을 뿐 아니라, 수 환경 생태계에도 막대한 피해를 주었다. 한강수계에서 자주 발생하고 있는 탁수는 상류지역에 위치한 고랭지 경작지로부터 토사유출이 가장 큰 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 탁수의 주 요인이 되는 토사 발생량을 산정하기 위하여 강우시와 비강우시로 구분하여, RUSLE 모형을 이용하여 소유역 단위로 구분하여 강우 티센망 구성 및 식생을 중분류로 분석하여, 토사 발생량 산정 및 부유사량을 산정하며, CE-QUAL-W2 모형과의 연동성 및 탁수의 거동과 체류시간을 분석하였다. RUSLE에서는, 강우침식인자(R-Factor)를 구성하기 위해 소양강 유역의 우량관측소 31개소 중 유효한 23개소의 관측소를 기준으로 티센망을 구성하였다. 현재, 소양호유역에 포함된 지역 중 DMZ를 포함하는 유역이 있어 1:25,000도엽이 없는 부분을 1:250,000도엽과 Matching하여 DEM(Digital Elevation Map)을 완성시켰다. 토지피복도는 환경부 지리정보서비스에서 2006~2007년 SPOT5 영상을 이용하여 구축된 중분류 토지 피복도를 이용하였으며, 분류 체계는 농업 지역으로 구분되었던 것이 논과 밭 그리고 하우스재배지, 과수원, 기타 재배지 등의 정보를 이용하여 중분류로 Data를 재구축하였다. CE-QUAL-W2에서는, 격자구조를 위해 소양강댐 퇴사량 보고서와 소양강 수심측량도 실측자료를 이용하여, 흐름방향으로 300m~1,500m 간격으로 80개의 Segment와 수직방향으로 격자 간격 2m로 62개의 Layer로 구성하였으며, 초기조건 및 경계조건은 한국수자원공사와 국가수자원관리종합 정보시스템에서 제공하는 소양강댐 운영 자료를 사용하였다. 기상자료는 2009년 기상청 자료를 이용하였다. 산정된 부유사량을 이용해 소양호 수체를 재현하기 위해 CE-QUAL-W2모형을 적용하여, 집중강우 기간을 Event 1, 2, 3로 분류하여 소양호 내의 부유사량의 농도분포를 파악하였다. 유역내 부유사량의 기여도에 대해 분석한 결과, 북천, 한계천, 인북천, 내린천, 자운천 등의 순으로 나타났다. Event 1, 2, 3의 강우발생 후에 약 7~10일 정도 후에 호소내의 부유사량의 농도가 미미하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 유역 내 탁수 발생 원인의 주된 발생원 및 탁수에 영향을 미치는 소유역의 특성을 규명하였으며, 이를 통해 침식 원인, 규모 및 범위의 예측이 가능 할 때보다 효율적인 토사유출 방지기법 대책수립이 가능하다. 지난 2002년과 2003년에 발생한 태풍「루사」와「매미」로 인해 엄청난 양의 토사가 하천과 호수로 유입되어 피해를 입혔으며, 2006년 7월 북한강상류에 태풍「에위니아」의 영향으로 집중강우와 함께 대규모의 토사가 유입됨으로서 소양댐을 비롯한 하류부 댐과 하천에 장기간에 걸쳐 고탁수를 유지한 바 있었다. 이러한 탁수는 팔당호까지 영향을 주어 팔당상수원에 의존하는 수도권 2천만 시민들의 건강을 위협했을 뿐 아니라, 수 환경 생태계에도 막대한 피해를 주었다. 한강수계에서 자주 발생하고 있는 탁수는 상류지역에 위치한 고랭지 경작지로부터 토사유출이 가장 큰 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 탁수의 주 요인이 되는 토사 발생량을 산정하기 위하여 강우시와 비강우시로 구분하여, RUSLE 모형을 이용하여 소유역 단위로 구분하여 강우 티센망 구성 및 식생을 중분류로 분석하여, 토사 발생량 산정 및 부유사량을 산정하며, CE-QUAL-W2 모형과의 연동성 및 탁수의 거동과 체류시간을 분석하였다. RUSLE에서는, 강우침식인자(R-Factor)를 구성하기 위해 소양강 유역의 우량관측소 31개소 중 유효한 23개소의 관측소를 기준으로 티센망을 구성하였다. 현재, 소양호유역에 포함된 지역 중 DMZ를 포함하는 유역이 있어 1:25,000도엽이 없는 부분을 1:250,000도엽과 Matching하여 DEM(Digital Elevation Map)을 완성시켰다. 토지피복도는 환경부 지리정보서비스에서 2006~2007년 SPOT5 영상을 이용하여 구축된 중분류 토지 피복도를 이용하였으며, 분류 체계는 농업 지역으로 구분되었던 것이 논과 밭 그리고 하우스재배지, 과수원, 기타 재배지 등의 정보를 이용하여 중분류로 Data를 재구축하였다. CE-QUAL-W2에서는, 격자구조를 위해 소양강댐 퇴사량 보고서와 소양강 수심측량도 실측자료를 이용하여, 흐름방향으로 300m~1,500m 간격으로 80개의 Segment와 수직방향으로 격자 간격 2m로 62개의 Layer로 구성하였으며, 초기조건 및 경계조건은 한국수자원공사와 국가수자원관리종합 정보시스템에서 제공하는 소양강댐 운영 자료를 사용하였다. 기상자료는 2009년 기상청 자료를 이용하였다. 산정된 부유사량을 이용해 소양호 수체를 재현하기 위해 CE-QUAL-W2모형을 적용하여, 집중강우 기간을 Event 1, 2, 3로 분류하여 소양호 내의 부유사량의 농도분포를 파악하였다. 유역내 부유사량의 기여도에 대해 분석한 결과, 북천, 한계천, 인북천, 내린천, 자운천 등의 순으로 나타났다. Event 1, 2, 3의 강우발생 후에 약 7~10일 정도 후에 호소내의 부유사량의 농도가 미미하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 유역 내 탁수 발생 원인의 주된 발생원 및 탁수에 영향을 미치는 소유역의 특성을 규명하였으며, 이를 통해 침식 원인, 규모 및 범위의 예측이 가능 할 때보다 효율적인 토사유출 방지기법 대책수립이 가능하다.

SWAT과 CE-QUAL-W2 모형을 연계한 충주호의 수질 모의

유영석 건국대학교 대학원 2013 국내석사

본 논문에서는 충주댐 유역(6,585.1km2)을 대상으로 하천과 호수의 수문-수질 영향을 평가하고 그 취약성을 분석하고자 하였다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 사용하여 2000-2010년의 상류 2개 지점과 댐 유입량 자료, 4개 지점의 수질자료를 바탕으로 모형의 보정(2000-2005) 및 검증(2006-2010)을 실시하였다. 최적의 유출 및 유사관련 매개변수를 선정하여 검·보정한 결과, 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.64~0.77, R2는 0.75∼0.82 유사량 및 영양물질 오염 부하량에 대한 R2는 0.10∼0.21, 0.14∼0.42, 0.44∼0.73로 분석되었다. 유역모델의 결과를 이용하여 CE-QUAL-W2 모형에 대한 보정(2010) 및 검증(2008)을 수행하였다. 지형자료가 물수지를 잘 재현하는지 확인하기 위하여 실측저수위와 모의 저수위를 비교하였고, 수온 성층 구조 모의결과 충주댐 인근지점의 수온예측오차는 AME(Absolute Mean Error) 0.343℃∼3.924℃, RMSE(Root Mean Square Error)는 0.371℃∼4.698℃로 나타나 실측값을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 용존산소 모의결과 AME 0.299mg/L∼10.22mg/L, RMSE는 0.337mg/L∼10.43mg/L로 분석되었다. SS(Suspended solid)의 경우 2010년과 2008년 모두 홍수 유입 후 모의값이 실측값보다 과대평가하는 경향을 나타내었다. 영양염류 및 Chl-a 시계열 모의 결과 T-N(Total Nitrogen)은 2010년과 2008년에서 모두 모의값이 실측값의 변동패턴을 잘 반영하는 것으로 나타났으나, T-P(Total Phosphorus)의 경우 2008년 10월∼12월 모의기간에 대해 실측값보다 과대평가하는 경향을 나타내었다. Chl-a은 2010년 2008년의 8월∼9월에 비교적 과대평가하는 경향을 보이고 있으나, 전반적인 성장패턴은 실측값과 유사한 경향을 나타내었다. The purpose of this study was to evaluate the Chungju lake water quality considering the flow and stream water quality conditions from in 6,585.1km2 mountainous watershed. SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model was calibrated for the watershed using 6 years (2000-2005) daily streamflow data and monthly water quality of suspended solid (SS), total nitrogen (T-N), total phosphorus (T-P), and validated using 5 years (2006-2010) data. The Nash-Sutcliffe efficiency of model calibration and validation for streamflow in three stations were 0.64-0.77, and R2 of model calibration and validation for SS, T-N and T-P loads in four water quality stations were 0.10-0.21, 0.14-0.42 and 0.44-0.73 respectively. Using the simulated results from SWAT, the lake water quality model, CE-QUAL-W2 was calibrated and validated for two years data (2010 and 2008). The AME (Absolute Mean Error) of water temperature near dam location was 0.343℃∼3.924℃ and the AME of Dissolved Oxygen was 0.299mg/L∼10.22mg/L. The lake T-N was well simulated with the observed data while the lake T-P was overestimated compared to the observed one. This successively affected the overestimation of Chl-a.

A Study on Climate Change Impact on Hydrodynamics and Water Quality Using SWAT and CE-QUAL-W2 in Imha Dam Reservoir

구영훈 인제대학교 2013 국내석사

According to an assessment report of IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), climate change would be accelerated up to the end of the 21st century and it would have a widespread impact on the general earth environment. Climate change has a large influence on development and management of sustainable water resources including their quantitative changes, changing several climate factors, which means there is a high correlation between climate change and water resources. Due to the narrow land area and excessive population, Korea uses water resources at a remarkably high level, compared to other countries. Therefore, there is a high possibility of facing water resource problems depending on climate change. In order to prepare for climate change on the future, we need to predict changes which various climate scenarios would bring, and seek plans on that. Also, from the perspective of national water resource management, it is an important matter and a top priority to analyse any change in water quality and ecological environment in dams and reservoirs. The sense that a stable and effective water management requires accurate analyses on any change in water environment in dams and reservoirs due to climate change as well as vulnerability assessments. Accordingly, this study predicts the climate change around the Imha Dam basin in the Nakdong River watershed using climate change scenarios. Imha dam is the one of the five dams which are used as metropolitan water supply systems in the Nakdong River watershed. Imha Dam located in the upper stream of Nakdong River has the largest area at 1,461 square kilometers and the lands around Imha Dam are being used in various ways. In this study, outflow and change in water quality by climate change were predicted after applying the preceding climate change scenarios to a basin model, SWAT. Then, the reservoir model, CE-QUAL-W2, was used to predict the water quality in the dam quality in the reservoir changes as a linked watershed system.

二次元 水理ㆍ水質模型 (CE-QUAL-W2)을 利用한 大靑湖의 成層現象模擬에 關한 硏究

이상욱 忠南大學校 大學院 2002 국내석사

For water quality management of Daechung reservoir, it is necessary to understand transport processes of water and pollutants of watershed and waterbody. For such purposes, water quality model is used. Though there have been a number of studies for Daechung reservoir using water qualify models, verification of the results have not been found in general due to lack of field data. Also due to lack of understanding and experiences for models, many studies of Daechung reservoir could not be applied in real situations. Previous studies have been dealing with reservoir water body only without considering watershed effect. This has been serious limitation in the application of those studies. Daechung reservoir has unique characteristics of distinct thermal stratification and regular algal blooms due to long retention time. This has caused many problems including metalimnion oxygen depletion, drinking water treatment problems. Therefore, it is necessary in the water quality modeling processes to understand comprehensive nature of water quality dynamics in the waterbody including watershed effect and hydrodynamics in the waterbody. This study was conducted for reproducing vertical thermal stratification and for simulating turbidity current of Daechung reservoir from Feb. 2000 to Dec. 2001, to understand pollutant inflow and thermal stratification characteristics. Also, this study can be used fer understanding water quality processes such as algal bloom and for establishing water quality alternatives for Daechung reservoir.

수열 히트펌프 시스템이 환경에 미치는 영향 : 이산화탄소절감 및 수온변화 중심으로

신재우 한밭대학교 대학원 2024 국내석사

현대 사회는 산업혁명 이후로 화석연료 사용량이 급증함에 따라 이산화탄소 배출량이 증가하게 되었다. 그 결과 지구온난화는 가속화 되었으며 지구온난화의 가속화를 막고자 파리협정, 유엔 기구협약 등 우리나라를 포함한 전 세계적으로 이산화탄소 즉 온실가스 방출량 절감에 주목하고 있다. 수열 히트펌프 시스템의 에너지원인 수열에너지는 하천수, 원수, 댐 저장수 등 수열원 으로 저장된 열에너지를 이용하는 에너지원이다. 이러한 수열 히트펌프 시스템의 장점은 수열원 에너지의 특징에서 비롯된다. 수열원 에너지원의 특징은 하절기에는 지표면과 대기의 온도보다 낮은 온도를 유지하며 동절기의 경우에는 높은 온도를 유지하는 특징을 가지고 있다. 때문에 하절기에는 냉방, 동절기에는 난방에 사용할 수 있다. 현재 탄소중립을 위하여 전 세계적으로 친환경 에너지를 이용한 다양한 시스템이 연구 중인 가운데 수열원을 이용한 수열 히트펌프 시스템은 탄소중립을 위한 하나의 방법이다. 본 연구는 에너지 시뮬레이션 프로그램을 바탕으로 모델링을 진행한 기존 냉난방 시스템과 수열 히트펌프 시스템의 주거용 건물, 사무실 건물, 병원, 백화점, 데이터센터 다섯 가지의 건물유형별 에너지 소비량을 바탕으로 미국의 IIR에서 발표한 LCCP 평가를 이용하여 기존 냉난방 시스템에 비하여 수열 히트펌프 시스템의 이산화탄소 배출 절감량을 분석하고자 한다. 또한 수열 히트펌프 시스템을 사용함으로써 취수와 방류를 진행하게 되는데 방류 되는 배출수가 수온에 미치는 영향을 수리모델링 프로그램을 활용하여 분석하고 수온의 회복 거리를 산출하려고 한다. 궁극적으로 수열 히트펌프 시스템이 환경에 미치는 영향을 파악 및 분석하려고 한다. 기존 냉난방 시스템을 수열 히트펌프 시스템으로 대체 하여 한강의 하천수를 수열원 에너지로 사용하였을 때 연간 이산화탄소 배출 절감량은 최소 8.3%에서 최고 18.3%까지 감소하였으며 생애주기 15년 기준 이산화탄소 배출 절감량은 최소 8.1%에서 최고 18.1%까지 절감 하게 된다. 낙동강의 하천수를 수열원 에너지로 사용하였을 때 연간 이산화탄소 배출 절감량은 최소 8%에서 최고 18%까지 감소하였으며 생애주기15년 기준 이산화탄소 배출 절감량은 최소 7.8%에서 최고 17.8%까지 감소하였다. LCCP 평가표를 바탕으로 산출한 이산화탄소 배출량에서 지배적으로 작용하는 요소는 간접배출량인 에너지 소비량에 따른 이산화탄소 배출량이 지배적인 것을 확인 할 수 있다, 수열 히트펌프 시스템은 기존 냉난방 시스템에 비하여 하절기에는 지표면과 대기의 온도보다 낮은 온도를 유지하며 동절기의 경우에는 높은 온도를 유지하는 특징 때문에 효율적으로 에너지를 활용 할 수 있어 에너지 소비량이 감소하기 때문에 이산화탄소 배출량이 절감하는 것을 확인 할 수 있다. 건물의 냉난방 부하 500 RT 기준 취수 및 방류 기준한강 하천수 하절기의 수온 회복거리는 약 150 m 로 산출되며 동절기의 경우 약 1.4 km 로 산출되었다. 낙동강 하천수의 하절기 수온 회복거리는 약 300 m 로 산출되며 동절기의 수온 회복 거리 또한 300 m 로 산출되었다.

臨河댐 放流量-濁水排除量 相關關係 分析

이봉수 충남대학교 대학원 2008 국내석사

The increase of summer rainfall intensity caused by recent climate change brings a multiplicity of serious problem in water resources management. The turbidity caused by soil erosion has become a very important environmental issue in water resources management and utilization. Our country depends on dams for about 40% of current water supply and that demand is continuously increasing because of economic growth and a rise in the standard of living. The dependence on dams increases and more in spite of the demand management and the diversification of water sources. In this situation, a measure of preparation of turbidity management in major multipurpose dams is extremely urgent. Thus, this study is an analysis of the correlation of outflow discharge and turbidity decrement to provide the foundation of the rational turbidity exclusion operation plan which considers the characteristics of dams. Results from the application of CE-QUAL-W2 to Imha reservoir were based on data is measured from automatic measuring equipment of Imha reservoir from July 10-17, 2006, and show tendency and water depth in which occur the highest turbidity, but in the case of density it was evaluated lowly, in the case of density of highest turbidity it was evaluated highly, the comparison result was classified by water depth in dam body and was evaluated lowly, and the simulation results of high density turbidity and the layer of high density turbidity by the result of error analysis which include measure data and simulation data are in agreement. The simulation results from variation of turbidity in Imha reservoir by creating seven scenarios which are classified by discharge size and discharge location. In case of turbidity decrement, the selective exclusion is more effective than the surface exclusion, and the time when it becomes the fixation level of turbidity discharge is when the discharge quantity will be large it was short, but that time the remaining turbidity quantity of reservoir showed the tendency which is inversely proportional. Estimated results show turbidity exclusion quantity of about 1㎥ discharge quantity will be small turbidity exclusion quantity about 1㎥ and discharge quantity will be high in both cases of total turbidity quantity in reservoir and turbidity discharge of 30 NTU, but in case of 50 NTU, 100 NTU doesn't find any special interrelation. It seems that this is the result of inappropriate application about turbidity discharge location classified by scenarios during model application. And hereafter, model tests will lead and it is a portion that must be verified.

홍수시 소양호에서 중층탁류의 이동 및 영향에 관한 연구

김윤희 강원대학교 1998 국내석사

의암호의 수질 분포 및 2차원 수질모델(CE-QUAL-W2)을 이용한 하수 인제거의 영향 분석

김동환 강원대학교 대학원 2010 국내석사

우리나라는 여름에 강우가 집중되어 강우시 부유물질의 유입이 크게 증가하게 되는데, 부유물질은 인을 흡착하고 있어 인 유입량을 증가시킨다(허 등, 1998). 국내의 경우 인이 제한영양소로써 호수로 유입되면 조류에 의한 유기물의 생성량은 증가하게 되고, 이는 곧 호수의 부영양화로 이어진다. 또한 갈수기에 인농도가 높은 하수처리장 방류수가 유입되는 경우 조류증식에 따른 내부생성 유기물량의 증가 가능성은 더욱 커진다(이 등, 2006). 본 연구에서는 의암호를 대상으로 인의 유입․유출부하량을 갈수기와 홍수기로 나누어 산출하여 유입수의 인 기여도를 파악하였다. 또한 수질모델 CE-QUAL-W2를 이용하여 의암호의 수질모델을 구축하고, 하수처리장 방류수에 대한 시나리오 분석을 통해 수질변화를 모의하였다. 본 연구지인 의암호는 최대 저수량이 0.8억톤이며, 상류에 춘천댐과 소양강댐으로부터의 유입량이 커 체류시간은 6일 정도로 매우 짧은 특징을 가지고 있다. 의암호로 유입되는 TP 부하량은 홍수기에 상류댐 방류수으로부터 유입되는 양이 컸으며, 갈수기에는 하수처리장 방류수가 대부분을 차지하였다. 시나리오 분석 결과는 하수처리장 방류수의 TP 배출농도를 낮추거나 하수처리장 방류구를 댐 앞 심층으로 방류할 경우 의암호 내 조류의 증식이 50%정도로 크게 감소되는 것으로 모의되었다. A two-dimensional laterally-averaged hydrodynamic and water quality model was used to simulate temporal and spatial distributions in phosphorus and chlorophyll a concentrations. The model results will be evaluated by comparing with field data. The CE-QUAL-W2 model was useful for predicting the temperature distribution and movement of density current in reservoirs, which shows merit for further use of this model in water quality simulations. The purpose of this study was to construct a model which can help understand water quality issues in Lake Uiam, based on CE-QUAL-W2, a water quality model from the US Army Corps of Engineers. Lake Uiam is located in Chuncheon city, and the lake has a volume of 80 million tons. The hydraulic residence time is very short, about 6 days. The study area included Lake Uiam, Chuncheon sewage treatment plant, and 8 inflowing streams to Lake Uiam. The survey data for Lake Uiam were collected during 2005 to August 2009. The outflow of sewage treatment is considered as a main input source affecting water quality in Lake Uiam. An increase in BOD could be a reason why the effluent from a nearby sewage treatment plant to public waters has not been a key factor in improving the water quality of Lake Uiam. One goal of this study was to calculate phosphorus loading to Lake Uiam and to model further reductions in TP loading from the Chuncheon sewage treatment plant effluent if the increase in organic matter by phytoplankton primary production due to the eutrophication of Lake Uiam is to be controlled. In Lake Uiam, sewage treatment plant outflow was 53.8 percent of total TP during the dry season. Sewage treatment plant outflow was judged to have a large influence on algae growth in Lake Uiam. During the dry season, the TP loadings of effluents out of Chuncheon wastewater treatment plant, Lake Chuncheon, Lake Soyang, and Gongji Stream were about 53.8%, 18.3%, 16.2%, 5.3%, respectively. During the rainy season, the TP loadings of effluents out of Lake Soyang, Lake Chuncheon, Chuncheon wastewater treatment plant, and Gongji Stream acounted for about 35.9%, 34.7%, 11.9%, 9.3% of total loading. The results from the simulation generally agreed well with field observations and successfully replicated many factors related to TP loadings. The first case in the model simulations was a reduction of phosphorus concentration in municipal wastewater. In this case, TP and Chl.a were decreased by 31 and 54 percent. The second case involved moving the outlet of municipal wastewater treatment plant from the present location to the hypolimnion of Lake Uiam. In this case, TP and Chl.a concentrations decreased by 15 percent and 48 percent. Organic matter in Lake Uiam showed a much higher concentration from autochthonous sources relative to the concentration from terrestrial sources. TP loading was dominated by high peak loading during storm runoff from effluent of Chuncheon Dam and Soyang Dam. But nearly all TP loading during the dry season was from the discharge of the sewage treatment plant. Modelling results showed a phytoplankton biomass decrease in Lake Uiam if the outflow of sewage treatment plant is discharged to the hypolimnion of the lake or if TP loading from the sewage treatment plant decreases resulting from initiation of advanced sewage treatment.