하절기에 집중되는 강우로 인해 국내의 경우 저수지와 댐 건설이 불가피 하였으며, 이들 구조물에 의한 수체의 거동 및 수질의 분포 또한 일반 하천과는 다른 특성을 지니고 있다. 특히, 흐름 방향보다 수심 방향으로의 특성이 강하게 작용하는 호소에서는 3차원 수리 수질 모델링을 적용함으로써 모의 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 하천의 발원지로서의 댐(저수지)과 하천과 하천사이에 위치한 저수지의 특성이 다르며, 하천 사이에 위치한 저수지의 경우, 하천과 하천을 이어주며 그 흐름특성과 수질의 분포 및 변화의 양상의 바뀐다는 점에서 독립적이며, 연계되는 구조의 특징을 동시에 반영할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 낙동강에 위치한 남강댐(진양호)를 중심으로 연구를 진행하였으며, 안동댐 등처럼 하천의 발원지가 아닌 하천과 하천 사이에 위치한 호소(댐)으로 이와 같은 특징을 반영하여 수질오염총량관리제에서의 목표수질 달성여부와 점 및 비점오염원에서 발생되는 오염부하량의 변화에 따른 저수지 내의 수리 수질 모의를 EFDC-WASP의 연계 모델을 통해 연구하고자 하였다.
하절기에 집중되는 강우로 인해 국내의 경우 저수지와 댐 건설이 불가피 하였으며, 이들 구조물에 의한 수체의 거동 및 수질의 분포 또한 일반 하천과는 다른 특성을 지니고 있다. 특히, 흐름 방향보다 수심 방향으로의 특성이 강하게 작용하는 호소에서는 3차원 수리 수질 모델링을 적용함으로써 모의 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 하천의 발원지로서의 댐(저수지)과 하천과 하천사이에 위치한 저수지의 특성이 다르며, 하천 사이에 위치한 저수지의 경우, 하천과 하천을 이어주며 그 흐름특성과 수질의 분포 및 변화의 양상의 바뀐다는 점에서 독립적이며, 연계되는 구조의 특징을 동시에 반영할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 낙동강에 위치한 남강댐(진양호)를 중심으로 연구를 진행하였으며, 안동댐 등처럼 하천의 발원지가 아닌 하천과 하천 사이에 위치한 호소(댐)으로 이와 같은 특징을 반영하여 수질오염총량관리제에서의 목표수질 달성여부와 점 및 비점오염원에서 발생되는 오염부하량의 변화에 따른 저수지 내의 수리 수질 모의를 EFDC-WASP의 연계 모델을 통해 연구하고자 하였다.
Due to summer rainfall is concentrated in the construction of the reservoir and the dam was inevitable. The character of these structures are different from the common rivers have been characterized. According to this problem, we need to adopt to this area with three dimensional model. Construction ...
Due to summer rainfall is concentrated in the construction of the reservoir and the dam was inevitable. The character of these structures are different from the common rivers have been characterized. According to this problem, we need to adopt to this area with three dimensional model. Construction of dams for preservation of land, utilization of water resources, and exploitation of energy potential, which is a basic element of countries' development, is regarded as indispensable for peoples. In addtion, the development of the Nakdong River nutrient and pathogen Total Maximum Daily Loads (TMDL) required that the full range of pollutants, sources, and flow conditions, typical of heavily urbanized areas, be addressed for a single water body with 1-D simulation model (river) and 3-D simulation model (reservoir). The objective of this study is to simulate the applicability of reservoir with the coupling of 3-D hydrodynamic and water quality models to estimate water balance and pollutant loading in Namgang Dam(Jinyang reservoir).
Due to summer rainfall is concentrated in the construction of the reservoir and the dam was inevitable. The character of these structures are different from the common rivers have been characterized. According to this problem, we need to adopt to this area with three dimensional model. Construction of dams for preservation of land, utilization of water resources, and exploitation of energy potential, which is a basic element of countries' development, is regarded as indispensable for peoples. In addtion, the development of the Nakdong River nutrient and pathogen Total Maximum Daily Loads (TMDL) required that the full range of pollutants, sources, and flow conditions, typical of heavily urbanized areas, be addressed for a single water body with 1-D simulation model (river) and 3-D simulation model (reservoir). The objective of this study is to simulate the applicability of reservoir with the coupling of 3-D hydrodynamic and water quality models to estimate water balance and pollutant loading in Namgang Dam(Jinyang reservoir).
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 낙동강 수계 중 하나인 남강에 위치한 남강댐(진양호)를 중심으로 연구를 진행하였다. 또한 3차원적 수리․수질 변화를 모의하는 모델로써 EFDC의 수리학적 강점과 저수지 모델인 조류 중심의 해석 구조를 지닌 WASP의 장점을 연계하여 하나의 모델로 구축하여 각 모델의 한계성을 극복하고 신빙성 및 정확성을 높이고자 하였다.
제안 방법
그림 5, 6과 같이 모델의 격자 구성은 SMS 를 통해 가변격자로 구성하였으며, Horizontal Grid는 896개, Vertical layer는 3개로 총 2688개의 격자로 구성하였다. WASP과의 연동함에 있어 격자 수에 대한 제한성이 존재하기 때문에 격자의 단순화가 가져오는 즉, 격자의 세분화와 단순화에서 오는 수리학적 오차정도를 알아보기 위해 Horizontal Grid는 2156개, Vertical layer는 5개로 총 10780개의 격자를 추가적으로 구성하여 격자의 구성여부에 따라 모의하였다.
경계조건은 EFDC 와 마찬가지로 진양호에 가장 상류인 남강이 유입하는 부분과 우측에서 합류하는 던천 천을 포함한 총 7개의 유입부와 1개의 유출부로 총 8개로 지정하였다. 각 지류는 수질오염총량제에서 할당한 단위유역과 소유역을 참고하여 분할․지정하였다. 그림 5, 6과 같이 모델의 격자 구성은 SMS 를 통해 가변격자로 구성하였으며, Horizontal Grid는 896개, Vertical layer는 3개로 총 2688개의 격자로 구성하였다.
선행과정을 거친 뒤 WASP 상에서 DO(mg/L), BOD (mg/L), T-N(mg/L), T-P(mg/L), 클로로필-a(㎎/㎥) 으로 총 5개 항목을 모의하였다. 경계조건은 EFDC 와 마찬가지로 진양호에 가장 상류인 남강이 유입하는 부분과 우측에서 합류하는 던천 천을 포함한 총 7개의 유입부와 1개의 유출부로 총 8개로 지정하였다. 각 지류는 수질오염총량제에서 할당한 단위유역과 소유역을 참고하여 분할․지정하였다.
실측된 수위와 모의된 수위를 비교하여 보정을 실시하였다. 그리고 WASP(Water quality Analysis Simulation Program) 7.3 version 과의 연계를 위하여 EFDC Hydro version 을 통해 HYD file 생성하였다. 분할된 수체(Segments)에 관한 volume, depth, flow, velocity 등의 수리학적 정보를 포함하고 있는 HYD 를 WASP에 적용하여 WASP 상의 수리학적, 지리학적 부분을 대체하였다.
또한 검·보정 지점으로 물환경정보시스템에서 주기적으로 각 수질항목에 대해 조사되고 있는 지점에 대해 상․하류부로 나누어 모의를 실시하였다.
3 version 과의 연계를 위하여 EFDC Hydro version 을 통해 HYD file 생성하였다. 분할된 수체(Segments)에 관한 volume, depth, flow, velocity 등의 수리학적 정보를 포함하고 있는 HYD 를 WASP에 적용하여 WASP 상의 수리학적, 지리학적 부분을 대체하였다. 선행과정을 거친 뒤 WASP 상에서 DO(mg/L), BOD (mg/L), T-N(mg/L), T-P(mg/L), 클로로필-a(㎎/㎥) 으로 총 5개 항목을 모의하였다.
분할된 수체(Segments)에 관한 volume, depth, flow, velocity 등의 수리학적 정보를 포함하고 있는 HYD 를 WASP에 적용하여 WASP 상의 수리학적, 지리학적 부분을 대체하였다. 선행과정을 거친 뒤 WASP 상에서 DO(mg/L), BOD (mg/L), T-N(mg/L), T-P(mg/L), 클로로필-a(㎎/㎥) 으로 총 5개 항목을 모의하였다. 경계조건은 EFDC 와 마찬가지로 진양호에 가장 상류인 남강이 유입하는 부분과 우측에서 합류하는 던천 천을 포함한 총 7개의 유입부와 1개의 유출부로 총 8개로 지정하였다.
EFDC(Environmental Fluid Dynamic code) full version 을 통해 남강댐(진양호)에 대한 3차원 수리 모의를 실시하였다. 실측된 수위와 모의된 수위를 비교하여 보정을 실시하였다. 그리고 WASP(Water quality Analysis Simulation Program) 7.
대상 데이터
각 지류는 수질오염총량제에서 할당한 단위유역과 소유역을 참고하여 분할․지정하였다. 그림 5, 6과 같이 모델의 격자 구성은 SMS 를 통해 가변격자로 구성하였으며, Horizontal Grid는 896개, Vertical layer는 3개로 총 2688개의 격자로 구성하였다. WASP과의 연동함에 있어 격자 수에 대한 제한성이 존재하기 때문에 격자의 단순화가 가져오는 즉, 격자의 세분화와 단순화에서 오는 수리학적 오차정도를 알아보기 위해 Horizontal Grid는 2156개, Vertical layer는 5개로 총 10780개의 격자를 추가적으로 구성하여 격자의 구성여부에 따라 모의하였다.
특히, 댐의 경우 수문의 개폐여부에 따라 Dynamic한 형태의 흐름 특성을 보인다. 따라서 본 논문에서는 낙동강 수계 중 하나인 남강에 위치한 남강댐(진양호)를 중심으로 연구를 진행하였다. 또한 3차원적 수리․수질 변화를 모의하는 모델로써 EFDC의 수리학적 강점과 저수지 모델인 조류 중심의 해석 구조를 지닌 WASP의 장점을 연계하여 하나의 모델로 구축하여 각 모델의 한계성을 극복하고 신빙성 및 정확성을 높이고자 하였다.
또한 수질의 검보정을 위하여 2008년 자료를 이용하였으며, 그 결과 매개변수에서 조절할 수 있는 한계성과 초기농도 설정으로 인하여 오차를 보였다. 그러나 대부분의 수질항목에 대해 그림 7과 같이 각 수질항목의 변화 양상에 대한 패턴 재현은 가능하였다.
연구의 대상지역은 낙동강 수계 중 하나인 남강에 위치한 남강댐을 선정하였다. 남강댐은 남강을 지류로 둔 C.
이론/모형
EFDC(Environmental Fluid Dynamic code) full version 을 통해 남강댐(진양호)에 대한 3차원 수리 모의를 실시하였다. 실측된 수위와 모의된 수위를 비교하여 보정을 실시하였다.
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