농업용저수지 수질예측모델 개발 및 적용 = Development and application of simple water quality prediction model for agricultural reservoir
저자
함종화 ( Jonghwa Haam ) ; 김동환 ( Dong-hwan Kim ) ; 김형중 ( Hyung-joong Kim ) ; 홍대벽 ( Dae-byuk Hong )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2010
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
165-165(1쪽)
제공처
농업용저수지의 수질을 관리할 목적으로 많은 종류의 저수지 수질모델이 개발 및 이용되고 있으나, 대부분의 저수지 수질모델은 각각 서로 다른 특징을 갖고 있고, 입력변수가 다양하고 많기 때문에 전문적인 지식을 충분히 갖추고 있지 않는 일선 실무자들은 모델 구동에 많은 어려움을 겪고 있다. 이전 연구에서 경험이 적은 일선 실무자들도 저수지 수질관리 방안별 예상되는 개략적인 농도를 예측할 수 있는 간단한 수질모델ARSIM)을 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 농업용저수지 수질모델의 적용성을 분석하고자 한다.
개발된 모델의 적용성을 분석하기위해 수질 농도가 낮은 용덕저수지와 수질 농도가 높은 만수저수지를 선정하여 월1회 비강우시 유입하천 유량 및 수질과 저수지 수질을 실측하였다. 용덕저수지와 만수저수지의 COD, TN, TP의 농도는 각각 4.9mg/L, 1.9mg/L, 0.029mg/L와 17.0mg/L, 1.9mg/L, 0.235mg/L인 것으로 나타났다.
실측한 유입하천 유량 및 수질을 이용해 모델 입력자료 생성 후 모델결과를 실측 저수지 수질과 비교한 결과 수질농도가 낮은 용덕저수지는 실측값과 모의값이 비슷하게 나타난 반면, 수질농도가 높은 만수저수지는 실측값과 모의값이 여름철에 큰 차이를 나타냈다. 이는 비점오염원의 영향이 적은 용덕저수지는 평상시 유입하천의 유량 및 수질만으로도 저수지의 수질이 잘 예측된 반면, 비점오염원의 영향이 큰 만수저수지는 강우시 저수지로 유입되는 유량 및 수질이 반영되지 않은 상태에서 모델의 입력자료가 생성되고 모델이 구동되었기 때문이라 생각된다. 강우 유출수의 영향을 고려하기 위해 저수지 유역에 유역모델을 적용한 후 유역모델의 결과를 개발된 저수지 수질모델의 입력자료로 이용하여 모델을 구동한 결과 만수저수지에서 전체적으로 실측값과 모의값이 잘 일치하였다.
개발된 저수지 수질모델을 동일하게 부족한 자료가 제공되는 조건하에서 대표적인 2차원 저수지 모델인 WASP, CE-QUAL-W2와 비교하였다. 3가지 모델 모두 저수지의 수표면적, 총유효저수량, 저수율변화 및 유역모델을 이용한 유입하천의 유량 및 수질자료만을 이용해 모델을 입력자료를 구성하였다. 하지만, 각 모델의 구획분할에 있어서 WASP은 수평방향으로 3개, CE-QUAL-W2는 수평방향 3개, 수직방향 4개 총 12개로 분할한 반면, 개발된 저수지모델은 저수지전체를 하나의 구획으로만 분할하여 모델을 구동하였다. 그 결과 농도가 낮은 용덕저수지의 경우 대부분 모델에서 실측값과 비슷하게 모의된 반면, 만수저수지는 개발된 모델이 다른 모델들과 비슷하거나 일부 더 잘 실측값과 일치하기도 하였다. 이는 새로 개발된 모델이 뛰어나기 때문이라기보다는 2차원 모델인 WASP 및 CE-QUAL-W2 모델이 필요로 하는 충분한 입력자료가 제공되지 못했기 때문이라 생각되며, WASP과 CE-QUAL-W2에 필요로 하는 충분한 자료가 제공될 경우 개발된 모델보다 훨씬 좋은 모의 결과를 나타낼 것으로 생각된다.
이상에서와 같이 농업용저수지의 수질예측에서 자료가 부족한 경우 복잡한 모델과 간단한 모델 사이의 결과가 크지 않은 것으로 나타났으며, 자료가 부족한 농업용저수지의 수질예측 시 간단한 저수지모델로도 원하는 정도의 충분한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
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