DOI QR코드

DOI QR Code

Water Quality Modelling of the Keum River - Effect of Yongdam Dam

용담댐의 영향분석을 위한 금강의 수질모델링

  • Published : 2002.10.01

Abstract

Effects of Yongdam Dam discharge conditions on water quality of the Keum River and Daechung Lake inflow were analyzed for various scenarios using WASP5 water quality model. Three different groups of scenarios were tested: 1) Two different weather conditions; the lowest flow year and the highest flow year since the beginning of Daechung Dam operation in 1981, 2) Fine discharge flow rates; 5.4, 8.9, 12.4, 16.4 ㎥/s and field observed flow during the study period, 3) Three conditions of discharge water quality; first grade, second grade by Korean water quality standard and field observed water quality. Effect of changes in Yongdam Dam discharges was greater for dry year. The increase of discharge from the Yongdam Dam will improve water quality of downstream areas only when the water quality of the discharge is equal or better than that of downstream areas. Field observed water qualify data show that BOD concentrations are lower than first grade level but TN and TP concentrations are exceeding 5th and 3rd grade level in Korean standard, respectively. Considering that nutrient control methods in watershed areas of Yongdam dam are limited, it is expected that nutrient concentrations from Yongdam Dam discharge will be higher than 2nd grade water quality standard level. Therefore, it would be important to develop practical management strategies in the watershed area of Yongdam Dam based on field conditions for conservation of water quality in downstream areas.

용담댐의 건설에 따른 방류조건의 변화가 대청호의 유입수질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 WASP5 모델을 이용하여 BOD, 총인 그리고 총질소 농도를 예측하였다. 수질 예측 시나리오는 크게 다음과 같이 세 가지로 구분하였다; 첫째, 금강의 유량이 대청댐의 운영이 시작된 이래 최대 갈수년(1994)과 최대 풍수년(1987)과 같다고 보는 두 가지 조건, 둘째 용담댐에서 방류되는 유량을 연구기간 중(1998년) 실측된 유량과 같다고 보는 경우와 용담댐 방류 계획안에 따라 각각 5.4, 8.9, 12.4, 16.4 ㎥/s로 방류되는 경우 등 다섯 가지 유량조건, 셋째, 용담호에서 방류되는 수질이 1998년에 실측된 수준을 유지하는 경우와 우리 나라 수질기준으로 1급수와 2급수에 해당되는 경우 등 세 가지 수질 조건. 수질 예측 결과 용담댐으로부터의 방류량의 변화는 금강의 수질과 밀접한 관계를 나타내었으며 금강의 수량이 적은 경우 용담호의 영향은 더욱 뚜렷하게 나타났다. 특히 총질소와 총인 농도의 경우는 각 조건에 대하여 용담댐으로부터의 방류량이 증가됨에 따라 점차로 수질이 개선되는 경향을 나타내었다. 그러나 BOD 농도의 경우는 실측 수질(98년 환경부 측정자료)이 1급수(1 mg/ι) 보다 양호한 수질을 나타내므로 1급수(1 mg/ι)와 2급수(3 mg/ι)의 수질로 방류되는 것을 가정하는 경우에는 방류량의 증가에 따라 용담호 하류의 수질은 오히려 악화되는 결과를 나타내는 것으로 예측되었다. 용담호 부근의 현재 수질은 총질소의 경우는 5급수의 기준(1.5 mg/ι)을 상회하며, 총인의 농도는 3급수 (0.03∼0.06 mg/ι) 정도의 수질을 나타낸다. 유역에서 영양염류의 오염부하를 관리하는 것이 기술적, 경제적으로 한계가 있는 것을 감안할 때, 용담호 방류수내의 영양염류 농도는 크게 개선되지 못할 것으로 예상된다. 따라서 용담호의 방류량 변화가 대청호의 수질에 미치는 영향은 용담호와 용담호 하류부의 수질 및 유량조건에 따라 각각 다르며, 합리적인 수자원의 관리를 위해서는 현실적인 자료 및 여건을 충분히 고려하여 분석하고 판단하는 것이 바람직하다.

Keywords

References

  1. 김선미 (1995). QUAL2E모델을 이용한 금강 하류의 수질 변화에 관한 연구, 충남대학교 환경공학과 석사학위 논문
  2. 대전광역시 (2000). 대청호 상수원 수질보전연구 대전광역시 보고서
  3. 서 동일 (1995). 저수시 수질측정 및 오염부하량 산정 한국건설기술연구원 보고서
  4. 서 동일 (1998a). 댐유역 오염물질 이동특성에 관한 연구, 연구보고서, 한국수자원공사 보고서
  5. 서동일 (1998b). '대청호의 성층현상에 의한 부영양화 특성과 수질관리 방안에 관한 연구', 대한환경공학회지, 20(9), 1219-1234
  6. 서동일, 최재훈, 이은형, 이혜근 (2001). 'EUTRO5를 이용한 시화호 수질모델 보정 및 검증', 대한환경공학회지, Vol. 23, NO. 1, pp. 131-139
  7. 송교욱, 안욱성, 박청길 (1993). '낙동간 수계 수질관리를 위한 모델링(II)', J. of KSWQ, Vol. 9, No. 1, pp. 54-66
  8. 신재기, 임창수 (2000). '금강중류부에서의 수질모의에 관한 연구', 한국수자원학회논문집, 제33권, 제2호, pp. 145-157
  9. 안상진, 김종섭 (1991). '금강유역의 하천유지유량 산정', 한국수문학회지, Vol. 24, No. 1, pp. 83-92
  10. 전경수, 이길성 (1993). 'QUAL2E 모형의 한강수계 적용', 상하수도학회지, Vol. 3, pp. 43-56
  11. 조홍연, 이길설, 한광석 (1993). 'WASP4 모형에 의한 팔당호 수질모델링', 수공학연구발표회논문집, pp. 519-526
  12. 한건연, 송재우, 김상호, 백경원 (1995). '한강 하류부에서의 총질소와 총인에 대한 수질모의', 한국수자원학회지, Vol. 28, No. 4, pp. 137-146
  13. 한국수자원공사 (1992). 전국하천 조사서
  14. 한국수자원공사 (1994-2000). 다목적댐 수질 환경 연감
  15. 한국수자원공사 (1996). 대하천 오염물질 이송.확산 예측 및 저감대책에 관한 연구보고서, 수자원연구소 WRRI-WS-95-3
  16. 한국수자원공사 (2000). 용담다목적댐 건설사업 수질보전 대책수립 보고서
  17. 한국수자원공사 홈페이지 http://www.kowaco.or.kr
  18. 허인량, 이건호, 최지용, 정의호, 이용석 (1999).' 한강상류 유역 수질보전에 관한 연구(II)', 한국물환경학회지, 제15권 제3호 pp. 305-314
  19. Ambrose, R. B., Wool, T. A. and Martin, J. L. (1993). The water quality analysis simulation program, WASP5 Guidance Manual, USEPA
  20. Benaman, Jennifer and Neal E. Armstrong (1996). Modeling of dissolved oxygen in the Houston Ship Channel using WASP5 and geographic information systems, Center for Research in Water Resources, Univ. of Texas Austin
  21. Bowie, G. L.et al (1985). Rates, constant and kinetics formulaions in surface water quality modeling(2nd), USEPA, EPA/600/3-85/040
  22. Cho, Jae-Heon (2001) 'The impact of hydroelectric power plant discharge on the water quality of the Namde River', Environmental Engineering Research, KSEE, Vol. 6, No. 3, pp. 123-130
  23. Hajda, P. and V. Novotny (1996). 'Modeling impact of urban and upstream nonpoint sources on eutrophication of the Milwaukee river', Wat. Sci. Tech. 44, pp. 153-158 https://doi.org/10.1016/0273-1223(96)00225-9
  24. Lee, Youngsoo (1998). 'Application of QUAL2E model for simulation of dissolved oxygen concentration in Pawtuxet river', J. of Environmental Engineering Research, Vol. 3, No. 3, pp. 157-165
  25. Lung, W. and C. E. Larson (1995)., 'Water Quality Modeling of Upper Mississippi River and Lake Pepin', Vol. 121, No. 10, pp. 691-699 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1995)121:10(691)
  26. Ward, G.H. and J. Benaman (1999). Models for TMDL application in Texas watercourses, Online report CRWR-99-7, Center for Research in water Resources, Univ. of Texas at Austin
  27. Warwick, J. J., Cockrum, D. and Horvath, M. (1997). 'Estimation non-point-Source loads and associated water quality impacts', J. Water Res. Planning and Mgmt., 123(Sept./Oct.). pp. 302-310 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1997)123:5(302)
  28. Wurbs, Ralph A. (1995). Water Management Models-A Guide to Software, Prentice Hall PTR

Cited by

  1. Study on Establishing Algal Bloom Forecasting Models Using the Artificial Neural Network vol.46, pp.7, 2013, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2013.46.7.697
  2. Analysis of quality improvement effects by construction of sewer systems in Nam River Basin vol.9, pp.3, 2008, https://doi.org/10.5762/KAIS.2008.9.3.771
  3. Water Quality Modeling of the Ara Canal, Using EFDC-WASP Model in Series vol.35, pp.2, 2013, https://doi.org/10.4491/KSEE.2013.35.2.101