This study analyzed the characteristics of stormwater runoff by rainfall type in orchard areas for two years. Effluents were monitored to calculate the EMCs and runoff loads of each pollutant. The runoff characteristics for nonpoint sources from vineyards were also inspected based on independent variables that affect runoff such as rainfall and rainfall intensity. The average runoff loads of each pollutant from vineyard_A and vineyard_B were found as follows: BOD 39.13 ㎎/㎡, COD 112.13 ㎎/㎡, TOC 54.98 ㎎/㎡, SS 1,681.8 ㎎/㎡, TN 18.29 ㎎/㎡, and TP 4.06 ㎎/㎡, which indicates that the COD's runoff load was especially high. The average EMCs from vineyard_A and vineyard_B, which represents the quality of rainfall effluent, were also analyzed: BOD 3.5 ㎎/L, COD 11.5 ㎎/L, TOC 5.2 ㎎/L, SS 211.7 ㎎/L, TN 1.774 ㎎/L, and TP 0.324 ㎎ /L. This suggested that the COD, as an indicator of organic pollutants, is high in terms of EMCs as well. As rainfall increased, the EMCs of BOD, COD, TOC and SS kept turning upward. At a point, however, the high rainfall brought about dilution effects and began to push down the EMCs. Higher rainfall intensities led to the increase in the EMCs that displays the convergence of rainfall. Low rainfall intensities also raised pollutant concentrations, although the concentrations themselves were slightly different among pollutants.
유류유출사고는 치명적인 해양 생태계파괴를 가져올 뿐만 아니라, 막대한 방제 및 피해보상비용이 발생하므로 일종의 재난으로 받아들여지고 있으며, 초기 방제대책으로써 유출유의 확산범위를 정확히 예측하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 허베이 스피리트호 유출사고에 대하여 외력요소를 고려하여 유출유 확산모형을 구축한 후, 확산분포에 대한 수치계산을 수행하여 만리포 및 신두리 일대 해안에 유류가 유입되었던 유출사고 13시간 후인 2007년 12월 7일 오후 8시와 인공위성 사진이 존재하는 2007년 12월 11일 오전 11시의 확산분포를 관측상황과 비교하여 검증하였다.
강우로 인한 토양침식은 자연현상의 일부로 지형발달과정의 일부이다. 오늘날 증가하고 있는 인간의 개발 활동은 지표의 토양침식을 더욱 가속하고 유역의 토사유출재해를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 특히 건설공사 중에는 대부분의 지표면이 나지로 변하기 때문에 강우에 의한 토양침식이 공사 전에 비하여 크게 증가한다.
따라서, 본 연구에서는 건설공사로 발생하는 나지사면의 토사유출량 조사를 위해 공사현장의 토양다짐 유무와 사면경사를 고려한 강우모의발생 토양침식 실험을 실시하고 토양침식에 대한 강우량, 사면경사, 토양다짐의 관계를 분석하였다. 사면경사와 강우량이 증가할수록 토사유출량은 증가하였다. 급경사 나지에서는 사면토양을 다지면 토사유출량이 감소하는 비율은 경사와 강우량이 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과 건설공사가 진행하는 중에 적절한 사면관리를 통한 토사유출량 저감이 필요하며, 적절한 건설공사 지역에서 토사유출량을 줄이기 위한 사면관리에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 신흥천 하류에 위치한 구재교 지점의 홍수기 유출특성을 HEC-HMS 모형을 이용하여 분석하였다. 분석을 위한 수문기초 자료인 물리적 인자들은 지형정보시스템을 이용하여 추출하였다. 홍수기 유출분석을 위해 사용한 모형은 HEC-HMS이며, 초기 매개변수의 적용은 추출된 지형인자를 기반으로 추정하여 사용하였다. 관측유량과 초기 매개변수를 적용해서 추정된 모의유량을 비교하여 HEC-HMS 모형의 보정을 실시하였다. 최적화기법에 의해 결정된 매개변수를 사용하여 산정된 모의유출량과 관측유량을 비교 분석한 결과 2개의 호우사상에 대한 평균상대오차가 14% 미만으로 나타났다. 이러한 기초 분석 자료를 기반으로 향후 수자원 개발과 보전에 기여하고자 한다.
본 연구에서는 국내외에서 대표적으로 이용되는 HEC-1 단일강우사상 모형과 연동할 수 있는 Bayesian Markov Chain Monte Carlo(MCMC) 기반의 Bayesian HEC-1(BHEC-1) 통합 모델을 개발하였다. 본 연구를 통해 제안된 BHEC-1 모형을 대상으로 대청댐 유역에 실측 강우-유출 사상에 대해서 모형의 적합성을 평가하였으며, 7개 유역의 21개의 매개변수를 동시에 추정한 결과 해의 발산 없이 안정된 매개변수 추정이 가능하였다. 또한 Bayesian 모형을 근간으로 하기 때문에 최종결과로서 매개변수들의 사후분포(posterior)의 추정이 가능하여 강우-유출 모형 매개변수의 불확실성을 정량화 할 수 있었으며 이를 통해 모형과 입력 자료가 가지는 불확실성을 효과적으로 파악할 수 있었다.
본 연구에서는 유역내 비점오염원의 영향으로 하천으로 유입되는 유량분석 및 수질특성을 알고자 함이다. 강우에 의한 유출, 유사 거동 등을 해석 가능한 분포형 모형인 SWAT 모형으로 선정하고, 남강댐 유역에 대해 비점오염원 특성 분석을 실시하였다. 유역에 대한 모형을 구축하고 보정 및 검정을 한 후 오염부하량을 산정하였다. 남강댐 유역중 3개의 대표권역을 선정하여 유출모의와 계절별 오염부하량을 산정하였다. 유출량은 강우에 의해 큰 변화를 보이며, 오염농도 및 부하량은 유출량에 의해 변화를 보였다. 강우가 비교적 작은 봄, 가을, 겨울에 비해 여름에 오염 부하량이 높에 나타 났으며, 부영양화, 조류 현상을 발생시키는 오염요소인 총 질소량과 총 인량 도 여름철에 가장 높게 나타났다. 3권역중 덕천강 권역에서는 유사량의 유출이 크게 나타났다. 그 결과 유사에 대한 관리방안의 수립 및 저감시설의 구축이 필요하며, 유역의 최종 출구지점인 남강댐에 비점오염원의 영향을 검토 할 수 있었다.
Physically-based resampling scheme for roughness coefficient of surface runoff considering the spatial landuse distribution was suggested for the purpose of effective operational application of recent grid-based distributed rainfall runoff model. Generally grid scale(mother scale) of hydrologic modeling can be greater than the scale (child scale) of original GIS thematic digital map when the objective basin is wide or topographically simple, so the modeler uses large grid scale.
The resampled roughness coefficient was estimated and compared using 3 different schemes of Predominant, Composite and Mosaic approaches and total runoff volume and peak streamflow were computed through distributed rainfall-runoff model. For quantitative assessment of biases between computational simulation and observation, runoff responses for the roughness estimated using the 3 different schemes were evaluated using MAPE(Mean Areal Percentage Error), RMSE(Root-Mean Squared Error), and COE(Coefficient of Efficiency). As a result, in the case of 500m scale Mosaic resampling for the natural and urban basin, the distribution of surface runoff roughness coefficient shows biggest difference from that of original scale but surface runoff simulation shows smallest, especially in peakflow rather than total runoff volume.
본 연구에서는 대유역의 홍수모의가 가능한 연속형 강우-유출모형을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 가변저류변수와 유출곡선지수를 기반으로 하는 시단위 지표유출량 산정방법을 개발하였으며 수문성분을 토양수분에 대한 연속방정식에 적용하여 연속적인 강우에 대한 토양수분 모의가 가능하도록 모형을 구성하였다. 또한 유출수문성분과 유역 저류함수모형을 연계하여 유역에 대한 연속적인 유출모의가 가능하도록 하였으며 하도 저류함수모형을 이용하여 대유역에 대한 유
The purpose of this research is to understand the change of runoff characteristics by estimated spatial rainfall. Therefore, this paper largely composed of two parts. First, we compared the simulated result according to estimation method, ID(Inverse Distance Method, ID2(Inverse Square Distance Method), and Kr(General Covariance Kriging Method), after letting miss rainfall data to the observed data. Second, we reviewed the runoff characteristics of the distributed runoff model according to the estimated spatial rainfall. On the basis of Yuseong water level station, we select the target basin as Gabchun watershed. We assumed 1 point or 2 point of the 6 rainfall gauge stations in watershed were missed. We applied the spatial rainfall distributed by Kr to Hy-GIS GRM, distributed runoff model. When 1 point rainfall data is missed, Kr is superior to others in point rainfall estimation and runoff estimation of Hy-GIS GRM. However, in case rainfall data of 2 points is missed, all of three methods did not give suitable result for them. In conclusion, Kr showed better applicability than other estimated methods if rainfall’s data less than 2 points is missed.
분포형 수문 모형의 일강우 입력 자료는 불가피하게 불규칙하고 밀도가 낮은 관측망에서 기록된 값을 내삽해 사용하게 되나, 흔히 사용되는 대부분의 내삽법들은 실제 일강우의 다양한 공간적 분포를 잘 재현하지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 널리 사용되는 다섯 가지의 강우 내삽 방법을 두개의 유역에 사용하여 비교하고 실제 공간적 분포를 보다 잘 나타낼 수 있는 2단계 내삽법을 제안하였다. 비교에 사용된 내삽법은 (1) 역가중치 방법(IDW), (2) 다중회
우리나라는 기상학적으로 연중 총강수량의 약 2/3가 6~9월에 편중해서 내리고 있고, 지형적으로 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 경사가급해 수해를 입을 가능성이매우 크다. 또한 산업화 및 도시화로인해 불투수층의 증가로 강수량의 대부분이 직접유출로 기여해 강우초기에 노면상의 오염물질을 급속히 하천으로 이동시켜 오염을 가중시키고 있다. 특히 위락시설지역은 도시화에 따른 인구집중으로 지역민들에게 휴식공간 및 공원기능의 제공으로 비점오염원의 이동능력도 증
모형의 구조, 모델링에 사용되는 자료, 매개변수 등에 포함된 다양한 불확실성 원인들은 수문모의 및 예측결과에 있어 불확실성을 야기한다. 본 연구에서는 강우-유출 및 강우-유사유출 모의가 가능한 분포형 강우-유사-유출 모형을 용담댐 상류유역인 천천유역에 적용하여 수문곡선 및 유사량곡선의 재현성을 평가하고, 다중최적화기법인 MOSCEM을 이용하여 강우-유출 모듈, 강우-유사유출 모듈의 매개변수를 독립적으로 보정한 경우(Case I과 II), 그리고 두 모듈
Growth in population and urbanization has progressively increased the loading of pollutants from nonpoint sources as well as point sources. Especially in case of road regions such as city trunk road, national road and highway are rainfall and pollutants runoff intensive landuses since they are impervious and emit a lot of pollutants from vehicle activity. This research was conducted to investigate the nonpoint sources concentration and quantifying stormwater pollutants which are contained in rainfall runoff water. Three different monitoring sites in Jinju and Changwon city were equipped with an automatic rainfall gauge and flow meter for measuring rainfall and the volume of rainfall runoff. In the case of average EMC value, city trunk road was shown the highest value in target water quality items like as BOD, COD, SS, TN and TP. Or the amount of runoff loads by water quality items showed the highest value in city trunk road. And runoff load in city trunk road was 43.8 times high value compared to highway by value of city trunk road 356.7 ㎎/㎡, highway 8.150 ㎎/㎡, national road 19.99 ㎎/ ㎡ in the case of BOD.
For an accurate rainfall-runoff simulation in the river basin, it is important to consider not only evaluation of runoff model but also accurate runoff component. In this study long-term runoffs were simulated by means of watershed runoff model and the amounts of runoff components such as upstream inflow, surface runoff, return flow and dam release were evaluated based on the concept of water budget. SSARR model was applied to Daecheong basin, the upstream region of Geum river basin, and in turn the monthly runoff discharges of main control points in the basin were analyzed. In addition, for the purpose of providing the basic quantified water resources data the conceptual runoff amounts were estimated with water budget analysis and the reliability of the observations and the monthly runoff characteristics were investigated in depth. The yearly runoff ratios were also estimated and compared with the observations. From the results of the main control points, Yongdam, Hotan, Okcheon and Daecheong, the yearly runoff ratios of those points are consistent well with data reported previously.
Identification of probability distribution for water quality constituents from specific land use is important to achieve successful implementation of TMDL program. In this 3-year study, distribution of discharge and BOD(Biological Oxygen Demand) concentration from paddy rice fields were monitored. Four probability distributions, normal, log-normal, Gamma and Weibull were fitted and the goodness-of-fit was assessed using probability plots and Kolmogorov-Smirnov test. EMCs of BOD in runoff from paddy field ranged 0.37 to 7.99 mgL -1 , and all four probability distributions were acceptable. But the normal distribution would be preferred for BOD from paddy fields considering nature of straight forward application.
2007년 12월 7일 충남 태안 해상에서 발생한 Hebei Spirit호 유류오염 사고로 원유 12,547 ㎘가 유출되어 서해안의 167 ㎞에 이르는 해안선이 오염됨으로서 이곳에 서식하고 있는 패류, 어류 등 양식생물들과 같은 유용 수산자원은 큰 영향을 받았을 것으로 판단된다. 유류에 노출된 굴, Crassostra gigas은 외부에서 정상적인 먹이 섭취활동이나 에너지 대사 작용을 하지 못하여 생체량의 감소가 나타나 산란량에 크게 영향을 미칠 것으로 예상된다. 본 연구는 유류유출사고 피해지역인 태안군 원북면 신두리 및 소원면 의항리와 유류오염에 노출되지 않은 경기도 안산시 종현동의 참굴 집단을 대상으로 11개의 microsatellite DNA marker를 이용하여 계절적인 차이를 두고 유전적 특성을 비교하고, 유류오염에 대한 참굴 집단의 유전적 다양성 변화에 대해서 조사하고자 msDNA 마커의 유전자형을 분석하였다. 유류 오염지역과 비오염지역 굴에 대하여 11개의 microsatellite DNA marker로 유전자형을 분석한 결과, marker에 따라 대립유전자 수가 19개에서 42개로 매우 다양하였으며, 평균 대립유전자 수는 약 33개, 대립유전자 수 보정치 (Allelic richness)는 약 32개로 모든 집단에서 비슷하게 나타났다. 이형접합체율 관찰값 (Ho)은 경기 9월 집단의 ucdCg-161에서 0.602로 가장 낮았고, 태안 3월 집단의 ucdCg-109에서 0.979로 가장 높게 나타났다. 이형접합체율 기댓값 (He)은 경기 3월과 태안 9월 집단의 ucdCg-130에서 0.886으로 가장 낮았고, 경기 9월의 유전자좌 ucdCg-133에서 0.972로 가장 높았다. 평균 이형접합체율 관찰값 (Ho)과 기댓값 (He)은 각각 0.762~0.798과 0.948~0.952로 계절적, 지리적으로 비슷한 수준을 보였다. 다형성정보지수 (PIC)에서도 경기 3월 집단의 ucdCg-130에서 0.871로 가장 낮았고, 경기 9월 집단의 ucdCg-133에서 0.966으로 가장 높았으며, 각 집단의 평균은 0.940~0.944로 계절적, 지리적인 차이는 없었다. Hardy-Weinberg equilibrium (HWE)에서는 태안 9월 집단의 ucdCg-130에서 유의한 이탈이 나타나 유전적 불균형의 징후가 보였다. 대립유전자 빈도를 바탕으로 계산되는 Linkage disequilibrium (LD)을 기초로 한 유효집단크기 (Ne)에서는 경기 9월 집단이 76,395마리로 가장 높았는데, 이것은 genetic linkage, 재조합률, 돌연변이율, random drift, non-random mating 등을 포함하는 여러 원인과 집단구조에 의해 영향을 받기 때문에 과대평가되는 경향이 있다. 각 집단의 유효집단의 크기는 비오염 지역의 경우 3, 5월 집단이 각각 753마리, 1,494마리로 나타났으나, 오염지역의 경우, 3, 5, 9월 집단이 현재의 다양성을 유지하기 위해서는 각각 450마리, 660마리, 546마리로 매우 낮게 나타나 비오염 지역에 비해 다양성이 현저하게 낮아진 것으로 사료된다. 각 집단에 대한 유전적분화에 의해 야기되는 아집단내의 이형접합체율의 감소정도를 나타내는 FST를 유의차 검정 (P<0.05)에 의한 P값을 반영하여 각 집단 간을 비교한 FST 값에서는 태안 5월 집단이 경기 3월, 5월, 9월 집단 그리고 태안 3월 집단 사이에 유의한 차이가 보였다. 대립유전자 빈도를 근거로 하여 Nei's genetic distance에서는 0.1035~0.1497로 나타났으며, 태안 5월 집단에 비교적 높은 수치가 보였다. UPGMA와 Neighborjoining 방법으로 계통수를 만들어 참굴 집단 간 유연관계를 확인한 결과, 계절적, 지리적인 집단 간의 특별한 차이는 찾을 수 없었다. 계절적, 지리적인 집단 사이의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 유류오염이 산란에 미친 영향 파악을 위해 유전적 특성의 변화를 지속적으로 관찰하는 연구가 요구된다.
지금까지 분포형 모형은 개념적 모형에 비해 운동역학적인 이론에 근거하여 물의 흐름을 수치해석으로 추적해 나가기 때문에 많은 컴퓨터 메모리용량이 요구되고 계산수행시간이 상대적으로 오래 걸리는 단점이 있었다. 그래서 분포형모형의 적용은 주로 소유역에 국한되어 적용되어왔으며, 대유역에 적용하기 위해서는 격자의 해상도를 낮추거나 소유역 적용과 동일한 해상도에서는 계산 시간이 많이 소요되어 실무적용을 어렵게 하는 요인이 되어왔다. 이에 대해 본 연구에서는 MPI
Agriculture nonpoint pollution source is a significant contributor to water quality degradation. To establish effective water quality control policy, environpolitics establishment person must be able to estimate nonpoint source loads to lakes and streams. To meet this need for orchard area, we investigated a real rainfall runoff phenomena about it. We developed nonpoint source runoff estimation models for vineyard area that has lots of fertilizer, compost specially between agricultural areas. Data used in nonpoint source estimation model gained from real measuring runoff loads and it surveyed for two years(2008-2009 year) about vineyard. Nonpoint source runoff loads estimation models were composed of using independent variables(rainfall, storm duration time(SDT), antecedent dry weather period(ADWP), total runoff depth(TRD), average storm intensity(ASI), average runoff intensity(ARI)). Rainfall, total runoff depth and average runoff intensity among six independent variables were specially high related to nonpoint source runoff loads such as BOD, COD, TN, TP, TOC and SS. The best regression model to predict nonpoint source runoff load was Model 6 and regression factor of all water quality items except for was R² =0.85.
This study was conducted to investigate runoff characteristics of non-point pollutants source at the urban area in boeun area, Chungbuk Province. The monitoring site covering the watershed of 2.11 km 2 contains about 40.3 % of total watershed with the urban area. The monitoring was conducted with six events for five months and Event Mean Concentration(EMC) and Site Mean Concentration(SMC) of SS, BOD, CODMn, T-N, T-P were calculated on the result of the water quality parameters. As a result of the comparion between Arithmetic Mean Concentration and Event Mean Concentration, it showed that over all Event Mean Concentration was higher than Arithmetic Mean Concentration. And it showed that SS, BOD, T-P featured the first-flushing effect, showing relatively high concentration in early-stage storm event.