초록 ▼

기존에 국내외에서 적용되었던 오염부하량 삭감비용을 고려한 수질관리모형은 BOD, DO의 수질항목에 국한되어 있다. 본 연구에서는 BOD,DO 뿐 아니라 N,P등의 수질항목을 고려할 수 있고, 정도가 높은 수학적 수질모형에서 계산된 수질결과를 정확하게 최적화문제에 활용할 수 있도록 유전알고리즘을 이용해서 하천수질관리모형을 개발한다.
수질계산의 정밀도를 유지할 수 있도록 유전 알고리즘을 이용해서 수계내 하수처리비용을 최적화하는 수질관리모형을 개발한다. 확정적 및 확률적 수질관리 모형에 적합한 유전알고리즘을 개발해서 QUAL2E

기존에 국내외에서 적용되었던 오염부하량 삭감비용을 고려한 수질관리모형은 BOD, DO의 수질항목에 국한되어 있다. 본 연구에서는 BOD,DO 뿐 아니라 N,P등의 수질항목을 고려할 수 있고, 정도가 높은 수학적 수질모형에서 계산된 수질결과를 정확하게 최적화문제에 활용할 수 있도록 유전알고리즘을 이용해서 하천수질관리모형을 개발한다.
수질계산의 정밀도를 유지할 수 있도록 유전 알고리즘을 이용해서 수계내 하수처리비용을 최적화하는 수질관리모형을 개발한다. 확정적 및 확률적 수질관리 모형에 적합한 유전알고리즘을 개발해서 QUAL2E 하천수질모형의 source code 와 통합하고, 일체형의 수질관리모형의, software를 개발한다. 개발된 모형을 영산강에 적용해서 모형의 적합성을 검증한다. 수질모형의 보정과 검증을 위해 영산강본류와 지천의 수질과 유량을 실측조사하고, GIS를 이용해서 오염원과 오염부하량 현황을 도시, 분석할 수 있도록 GIS Database 및 GUI를 개발한다.
유역내 전체하수처리비용을 감안해서 비용이 최소화되도록 유역내 각 하수처리자의 처리방식 및 Upgrade 여부를 결정하는 하천수질관리모형을 개발하였다. 기존의 ,streeter-Phelps식을 이용하는 수질관리모형에서는, BOD, DO만의 수질을 고려할 수 밖에 없고, 또 transfer coeffcient로 수학적 수질모형의 계산 결과를 이용하는 관리모형에서는 유입오염부하에 대해서 햐루 수질이 선형의 관계로 반응한다고 보기 때문에 하천수질계산의 정확도가 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 유전자연산을 이용해서 수학적 수질모형의 정확도를 유지하면서 비선형의 최적화 문제를 효율적으로 해석할 수 있는 하천수질관리모형을 개벌하였다. 아울려 GIS를 활용해서 배수구역 분할, 수계도 작성 등의 공간분석을 효율적으로 수행하고, 오염원분포도를 작성하고, 오염부하량을 산정하고 이에 관한 darabase를 만들었다. 한편 확정적 수질관리모형에서는 일정한 기준수량에 대해서 하천수질목표를 100% 달성할 수 있는 방안을 찾지만 실체 하천수질은 년 중 변화를 보이기 때문에 수질목표를 달성할 수 있는 확률을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 유전자연산을 이용한 확률적 하천수질관리모형을 개발하였다. 이와 같은 하천수질관리모형은 중규모 이상의 국내외 하천에 적용되어서 수질 목표도 달성하면서 수질관리비용을 최소화할 수 있다. 일부 peogram의 수정을 통해 하수처리비용 최적화 뿐만 아니라 지역적 형평성을 고려한 유역내 삭감 오염부하량의 최적화문제에도 적용할 수 있다.

Abstract ▼

The objctive of this research is to develope the water quality management model to achieve the water quality goal and the mininization of the waste load abatement cost. Most of existing water quality management model can calculate BOD and DO. Inaddition to those variables, N and P are included in th

The objctive of this research is to develope the water quality management model to achieve the water quality goal and the mininization of the waste load abatement cost. Most of existing water quality management model can calculate BOD and DO. Inaddition to those variables, N and P are included in the managemaent model of this study.
With a genetic algorithm, Exact output from the mathematical water quality model can be used in this management model, and deterministic and stochastic water quality management model can be developed. To verify the management model, water quality and pollution source of the Youngsan River are investigated. GIS database which can show the information about the river Water quality, are developed. GIS GUI is developed to represent the database and model output effectiveiy.
Weter quality management model using Genetic algorithm can be used effectively to achieve both water quality goal and theatment cost optimization And this model can be applicable to the river basins outside the country. The madel also could be applicable for the waste load allocation probiem considering regional equity.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• Ⅱ. 연구내용...5
• 1. 국문 요약문...5
• 2. 영문 요약문...6
• Ⅲ. 연구내용 및 결과...7
• 1.서론...7
• 1.1 연구배경...7
• 2. 연구방법 및 이론...9
• 2.1 연구대상지역...9
• 2.2 환경정보 데이터베이스 작성...9
• 2.3 하천수절조사 및 용출조사...13
• 2.4 하천수질모형의 적용...20
• 2.5 영산강유역의 하수처리장 현황과 처리비용함수...24
• 2.6 영산강 상류부 하수처리장의 upgrade와 신설에 의한 수질관리...34
• 2.7 유전알고리즘을 이용한 수질관리...36
• 3. 결과 및 고찰...41
• 3.1 오염원 및 오염부하량 분석...41
• 3.2 하천수절조사 및 용출조사...47
• 3.3 영산강 상류부 하수처리장의 upgerade와 신설에 의한 수질관리...65
• 3.4 유전알고리즘을 이용한 확정적 하천수질관리모형의 적용...68
• 3.5 유전알고리즘을 이용한 확률적 하천수질관리모형의 적용...75
• 4. 결론...82
• 5. 인용문헌...83