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SWAT 및 CE-QUAL-W2 모델을 연계 활용한 기후변화 시나리오에 따른 용담댐 유입수 및 호내 수질 변화 예측
Water quality prediction of inflow of the Yongdam Dam basin and its reservoir using SWAT and CE-QUAL-W2 models in series to climate change scenarios 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.50 no.10, 2017년, pp.703 - 714  

박종태 (충남대학교 환경공학과) ,  장유진 (충남대학교 환경공학과) ,  서동일 (충남대학교 환경공학과)

초록
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본 연구에서는 IPCC가 발간한 AR5 의 시나리오 중 임의로 선택된 RCP 4.5와 RCP 8.5 기후변화 시나리오가 용담댐 유역과 호내의 유량과 수질변화에 미치는 영향을 분석 및 그 방법론을 수립하기 위해서 SWAT 모델CE-QUAL-W2 모델을 차례로 사용하였다. 기후변화 시나리오는 용담댐 유역에 대해 상세화 된 자료를 사용하였으며 2016~2095년의 기간을 2016~2035년, 2036~2065년 그리고 2066~2095년의 세 가지의 기간으로 구분하고 또한 각 연도별로 5월과 10월 사이의 우기(Wet Season)와 11월과 4월 사이의 건기(Dry Season)로 또한 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대해 산술평균한 용담댐 유역의 유량과 TSS 및 TP는 RCP 4.5가 RCP 8.5 보다 큰 것으로 나타나고 TN의 경우 다른 경향을 나타내었다. 반면, 모델의 예측결과를 기간별 또는 연중 강우특성별로 구별하여 분석한 경우에는 각 경우마다 서로 다른 결과를 나타내고 있다. 기후변화 시나리오가 진행됨에 따라 전반적으로 강우일수는 감소하고 강우강도는 증가하여 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 홍수기에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었다. 상기와 동일한 기간에 대해 SWAT 모델에서 생성된 유역의 자료를 CE-QUAL-W2 모델의 경계조건으로 사용하여 용담댐의 수질변화특성을 모의하였다. TSS와 TP농도는 하절기 강우량의 증가에 따라 특히, 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었으나, 고형물질에 잘 흡착되지 않는 TN은 다른 경향이 나타났다. 따라서 기후변화에 의한 장래의 유량 및 수질 변화는 전반적인 경향과 더불어 지역적, 시기적 특성을 또한 반영하여 분석하는 것이 바람직하다고 판단되며 이에 따라 갈수 및 홍수에 의한 시기별, 지역별 유량 및 수질 관리 대책이 별도로 필요할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper analyzes the impact of two climate change scenarios on flow rate and water quality of the Yongdam Dam and its basin using CE-QUAL-W2 and SWAT, respectively. Under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios by IPCC, simulations were performed for 2016~2095, and the results were rearranged into three se...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 AR5의 기후변화 시나리오 네 가지 중 RCP 4.5와 RCP 8.5시나리오 두 가지를 임의로 선택하여 금강 수계의 용담댐 유역에 대해서는 SWAT 모델을 용담댐의 수체에 대하여는 CE-QUAL-W2 모델을 각각 적용하고 용담댐 방류구 부근의 유량과 수질에 미치는 영향을 분석하고 유역 및 지표수를 연계하여 장래의 수질을 조금 더 정확하게 예측할 수 있는 방법론을 또한 제시하기 위하여 수행되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SWAT 모델의 특징은 무엇인가? SWAT 모델은 미국 농무성(United States Department of Agriculture, USDA)과 농업연구소(Agricultural Research Service, ARS)에서 개발한 준분포형 유역 모델로서 도시 유역 및 농업 유역 등 단순 또는 복잡한 유역에 대하여 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 유역내의 유출과 유사 및 농업화학물질의 영향을 예측하는데 사용된다(Arnold et al., 1998).
CE-QUAL-W2 모델을 적용한 사례는 어떤 것이 있는가? , 2015) 적용된 바 있으며, 우리나라에서도 다수 사용된 바 있다. Chung et al. (2007)은 대청호의 부영양화에 대해 저수지내 수리학적 거동 및 오염부하특성과 조류 발생의 인과관계를 분석하였고, Lee et al. (2010)은 성층화된 대청호에 강우에 의한 밀도류가 유입되는 경우 용존성 유기물 농도의 변화 특성에 대해 분석하였다.
강수량이 증가하는 현상과 함께 강우일수는 감소하고 강우강도가 증가하는 것은 어떤 의미를 내포하는 것인가? 5°C/10년의 변화율을 보이면서 최근에 기온의 상승률이 더 높아진 것으로 평가된다. 또한, 전반적으로 강수량이 증가하는 현상과 함께 강우일수는 감소하고 강우강도가 증가하는 특징을 나타내고 있으며(Korean Climate Change Assessment Report, 2014), 이는 가뭄과 홍수의 정도가 더욱 심해질 것이라는 의미를 내포하고 있음에 따라 향후의 물 관리가 더욱 어려워질 것으로 전망된다.
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