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호소 수질모델링 기술 현황과 적용사례
The State of the Art of Lake Water Quality Modeling and Applications 원문보기

전원과 자원 = Rural resource, v.54 no.1, 2012년, pp.56 - 69  

정세웅 (충북대학교 환경공학과)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 글에서는 호소 수질모델링 기술에 대해 개괄적으로 소개하고, 국내 담수호에서 자주 발생하고 있는 탁수, 녹조, 유사 문제와 관련한 모델의 적용사례를 몇 가지 소개하였다. 댐 저수지와 하구담수호는 국내 수자원 공급원으로써 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 하류 하천과 연안의 수질과 생태계에 직접적인 영향을 미침에도 불구하고 그 동안 호소 수질문제를 해결하기 위한 조사와 연구에 대한 투자는 매우 제한적이었다.
  • 본 글의 목적은 호소 수질관리를 위해 적용되고 있는 대표적 수질모델의 특성을 살펴보고, 이들 모델의 국내 적용사례를 소개하는데 있다. 이 글에서 언급하는 호소는 자연 호소, 인공적 댐 저수지, 하구 담수호를 모두 포함하는 통칭으로 사용되었으며, 소개되는 모델의 적용 사례는 필자의 경험을 토대로 작성되었다.
  • 일반적으로 호소는 평균수심이 7 m를 넘고 연간 평균 체류시간이 20일을 넘는 경우 성층화가 발생 할 수 있다(Martin and McCutcheon, 1999). 호소의 수온성층 현상은 수체에 포함된 에너지와 물질들의 이송과 확산에 영향을 미치게 되며, 그 결과로써 호소에서 식물성플랑크톤 성장의 제한인자인 수온, 광량, 영양염류 농도의 공간적인 편차를 나타나게 하는 원인을 제공한다.

가설 설정

  • ELCOM의 지배 방정식에는 운동량 방정식, 연속방정식, 자유수면 방정식, 물질 이류-확산방정식이 포함된다. 운동량 방정식은 Reynolds-averaged NavierStokes (RANS) 방정식을 사용하며, 기본적으로 유체의 특성에 대해서는 Boussinesq 가정과 수직방향의 운동량 방정식은 정수압(Hydrostatic pressure) 이론을 가정한다. 그러나 비정수압(Non-hydrostatic)이 중요한 경우(예, 수면경사에 따른 동수압 작용, 내부파 영향 등)에는 ELCOM의 비정수압 코드 옵션을 사용하여 수직방향의 운동량 방정식을 포함할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수질모델링 기술이 적용되는 곳은? 수질모델은 기본적으로 수체 시스템에 작용하는 외적 부하(load)에 대한 수체 내부의 반응(response)을 해석하는 도구로써 수식 또는 소프트웨어의 형태를 가진다. 이미 수질모델링 기술은 실험적 방법의 적용이 어려운 환경영향평가, 하천-호소-하구연안 등의 수질관리 대안 수립, 수질오염 총량관리와 같은 수질정책 의사결정 과정 등에 광범위하게 적용되고 있으며, 기술의 경제적 파급효과는 매우 크다고 할 수 있다. 사람의 몸이 아플때 병의 원인을 알아야 정확한 치료가 가능하듯이, 호소의 수질오염 문제를 해결하기 위해서는 과학적인 원인 분석이 우선 되어야한다.
다양한 규모의 댐을 하천에 설치함으로 인해 일어난 영향은? 우리나라는 시·공간적으로 열악한 수자원 부존여건을 극복하기 위해 다양한 규모의 댐을 하천에 설치하였으며, 연간 용수 이용량(약 337억㎥)의 50%이상 되는 수자원을 이들 댐 호소로부터 확보하고 있다. 그러나, 하천을 횡방향으로 가로지르는 이들 댐 구조물은 자연 상태의 물 흐름특성에 변화를 가져왔으며, 결과적으로 하천의 지형과 생태계의 변화뿐만 아니라 부영양화에 따른 식물 플랑크톤의 과잉성장과 탁수의 장기화와 같은 수체의 이화학적인 특성에도 적지 않은 영향을 미치고 있다(김범철 등, 2001; 정세웅 등, 2005; Tharme, 2003).
수질모델이란? 수질모델은 기본적으로 수체 시스템에 작용하는 외적 부하(load)에 대한 수체 내부의 반응(response)을 해석하는 도구로써 수식 또는 소프트웨어의 형태를 가진다. 이미 수질모델링 기술은 실험적 방법의 적용이 어려운 환경영향평가, 하천-호소-하구연안 등의 수질관리 대안 수립, 수질오염 총량관리와 같은 수질정책 의사결정 과정 등에 광범위하게 적용되고 있으며, 기술의 경제적 파급효과는 매우 크다고 할 수 있다.
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참고문헌 (33)

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