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농촌유역 하천의 수질예측을 위한 SWAT모형과 WASP모형의 연계운영

Conjunctive Use of SWAT and WASP Models for the Water Quality Prediction in a Rural Watershed

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주제분류농학

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농촌유역 하천의 수질예측을 위해 농업비점원모형인 SWAT 모형과 하천수질예측모형인 WASP 모형의 연계운영을 실시하여 적용성을 검토하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1. SWAT 모형과 WASP 모형의 연계운영을 위하여 SWAT 모형의 소유역 출구점에서의 유출량과 영양염류 유출에 관한 출력자료를 이용하여 WASP모형의 입력자료를 생성할 수 있도록 인터페이스를 구축하였다. 이렇게 구축된 인터페이스를 통하여 생성된 입력자료를 바탕으로 WASP 모형을 구동하여 대상유역에 대한 일별 수질예측을 실시하도록 하였다. 2. 모형의 보정을 통하여 유출량은 일별 유출량에 대한 상관계수 0.70 ~ 0.82 수준이었으며, SWAT모형에 대한 보정 결과 영양염류의 결정계수는 0.55 ~ 0.89 수준이었다. WASP 모형의 보정에서는 결정계수가 BOD 0.99, 영양염류 0.73 ~ 0.94 수준이었다.3. 보정과정을 통해서 확립된 자료를 이용하여 유역 전체에 대하여 SWAT 모형과 WASP 모형을 연계 운영하여 적용한 결과 비교적 타당한 결과를 도출해내었다는 것을 알 수 있었다. 오염부하량의 경우 연계운영의 적용결과 비교대상기간에 BOD의 경우 결정계수(R2)는 0.97로 실측치에 매우 근접하게 나타났다. NO3-N의 경우는 0.62로 어느 정도 일치하고 있었고, T-N은 모의치와 실측치간의 차이가 크지 않았으며 결정계수가 0.73으로 NO3- N보다 실측치에 더 근접하게 나타났다. PO4-P의 경우에는 시기별 변화폭이 크게 나타났지만 발생량 자체가 매우 적으며 결정계수가 0.87로 실측치와 매우 근접하여 나타났다. 마지막으로 T-P의 경우는 결정계수 0.74로 나타나 실측치와 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다. 4. SWAT 모형을 통하여 기상과 작물생장, 토양 및 토지이용 등과 관련을 맺고 있는 비점원 오염부하량을 적정하게 추정하고, WASP 모형을 통하여 점오염원에 의한 오염과 하천 본류에서의 오염물질의 거동을 예측할 수 있었던 바, 강우유출 및 유사유출과 관련된 변수에 대하여 추가적인 보정연구가 뒷받침된다면 두 모형의 연계운영을 통해서 농촌지역에서 적정한 수준으로 하천수질예측이 가능하다고 판단된다.

Abstract

Predictions of stream water quality require both estimation of pollutant loading from different sources and simulation of water quality processes in the stream. Nonpoint source pollution models are often employed for estimating pollutant loading in rural watersheds. In this study, a conjunctive application of SWAT model and WASP model was made and evaluated for its applicability based on the simulation results. Runoff and nutrient loading obtained from the SWAT model were used for generating input data for WASP model. The results showed that the simulated runoff was in good agreement with the observed data and indicated reasonable applicability. Loading for the water quality parameters predicted by WASP model also showed a reasonable agreement with the observed data. It is expected that stream water quality could be predicted by the coupled application of the two models, SWAT and WASP, in rural watersheds.

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