과학적 수질관리를 위한 수질예측시스템 고도화 = Enhancement of Water Quality Prediction System for Scientific Management of Water Quality
저자
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
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발행연도
2019
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-주제어
자료형태
학술저널
수록면
220-220(1쪽)
제공처
현대사회는 데이터의 시대이다. 수많은 데이터들이 측정되고 있으며 데이터베이스화 되어 저장, 관리되고 있다. 이러한 데이터를 효과적으로 활용하기 위하여 수질관리 분야에서도 수질예측모형을 개발하여 적용하고 있다. 수질예측모형은 기상, 유량, 수질, 지형자료 등 다양한 형태의 데이터를 입력 자료로 사용하고 있으며, 기술의 발전으로 계산 시간의 단축과 다양한 수리·수질항목 모의, 편리한 후처리 기능, 모형간 연계 등의 방법이 개발되어져 왔다.
K-water에서는 수질모형에 입력 자료로 활용되는 데이터를 자동으로 수집하고 구축하여 분석할 수 있는 통합수질예측시스템(SURIAN)을 개발하였으며, 현재 4대강 유역과 13개 댐 저수지, 5개 하천에 적용하여 수질을 예측하는데 활용 중이다.
SURIAN 시스템은 K-PPM(단기기상예보), HSPF(유역), CE-QUAL-W2(하천), ELCOM-CAEDYM(저수지) 모형을 연계하여 구축하였으며, 입력자료의 구성, 모형의 구동, 결과의 후처리, Web표출의 단계를 자동화하여 수질관리를 위한 예측, 예보 데이터를 생산하고 있다. 2013년 개발된 SURIAN시스템은 본 연구를 통해 3차원 수리수질예측모형의 개발, 시스템 SW의 개선, HW의 증설을 통해 아래와 같이 시스템을 고도화 하였다.
첫 번째는 3차원 수리수질예측모형의 개발에서는 기존에 시스템에 적용되고 있는 ELCOM-CAEDYM모형을 기반으로 보다 개선된 모형인 AEM3D모형을 적용하였다. AEM3D 모형은 호주 Hydronumerics사에서 개발한 모형으로 녹조문제를 보다 정밀하게 계산하기 위해 모의 가능한 조류종수를 확대 적용하였으며, 조류경보제 항목인 남조류세포수 계산 기능을 추가하였다. 또한 수상태양광설비 등 구조물 설치로 인한 차광효과, 모델간 연계, 조류차단막을 분석 기능을 추가하여 보다 정밀한 수리·수질예측이 가능하도록 하였다.
두 번째는 SURIAN 시스템의 소프트웨어를 업그레이드 하였다. 이번 업그레이드를 통하여 환경부 물환경측정망 데이터 모형연계, 위성녹조분석, 실시간 녹조감시 CCTV 등 새로운 기술을 적용하여 모니터링 정보를 통합제공하고, 신규 개발된 3차원 수리수질예측모형의 적용, 시스템 플랫폼 교체, 후처리 기능 강화, 수질예측 지점의 확대 등의 사용자 편의를 높이기 위한 업그레이드를 하였다.
세 번째는 하드웨어를 증설이다. 기존 SURIAN시스템은 총 192 core의 HPC(High-porformance computing)를 활용하여 일일 수질예측 및 다양한 시나리오 분석을 수행하였으나, 지속적인 지점 증가로 인한 CPU, 저장장치 등의 부족으로 272 core를 추가 도입, 총 464 core를 활용하고 있다.
본 연구에서는 유역, 하천, 저수지의 과학적인 수질관리를 위하여 개발·운영되고 있는 통합수질예측시스템에 대한 시스템 업그레이드를 하였으며, 이를 통해 보다 빠른 시간에 정확한 수질예측정보 제공 할 수 있을 것으로 판단된다.
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