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Waste Load Allocation Method for Total Maximum Daily Load Program of a Polluted River

조재현
한국환경영향평가학회 (Korean Society Of Environmental Impact Assessment)|2013.04|환경영향평가 (Journal of Environmental Impact Assessment)|제22권 제2호|pp. 157-170

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genetic algorithmTMDLQUAL2Kwwaste load allocationauto-calibration
주제분류환경공학

초록

수질오염총량관리제 시행 하천에 대해서는 객관적이고 과학적 방법으로 유역내 각 지역의 오염 부하량을 할당할 필요가 있다. 본 연구에서는 대도시에서 배출되는 오염부하의 영향을 크게 받는 영산강수계의 중상류부를 대상으로 오염부하량 할당 방법에 대해 검토하였다. 오염부하량 할당을 위한 수질모델링은, 수질관리에 흔히 적용되어온 QUAL2E의 최근 판인, QUAL2Kw를 이용해서 수행하였다. 모델 적용 대상 지역의 각 reach의 수질매개변수는 QUAL2Kw의 자동보정 기능을 이용해서 추정하였다. 오염부하량 할당의 최적화는 유전알고리즘(genetic algorithm)을 이용하였고, 최소부하량 삭감법(least waste load removal allocation), 일정 부하량 이상 최소부하량 삭감법(least waste load removal over a certain value), 동일삭감률 할당법(equal removal rate)의 세가지 방법을 적용하고 비교 검토하였다. 동일삭감률 할당법은 다른 방법보다 유역 전체 부하량 삭감량이 훨씬 크기 때문에 효과적이지 않았고, 이 방법을 쓰기 위해서는 부하량 삭감대상인 각 소유역과 하수처리장을 그 규모와 특성에 따라 세분화할 필요가 있다. 동일삭감률 할당법의 적용시 세가지 범주로 나누어서 삭감률을 적용하였다. 오염부하량 삭감의 효율성을 감안할 때 최소부하량 삭감법보다 일정 부하량 이상 최소부하량 삭감법이 더 적절한 것으로 검토되었다.

참고문헌 (29)

  1. Arbabi, M., "A General Linear Approach to Stream Water Quality Modelling", Water Resources Research, 11, pp.191~196 (1975)
  2. Bishop, A. B., "Coupled optimization-simulation water quality model", Journal of the Environmental Engineering Division, ASCE, 102, pp.1071~1086 (1976)
  3. The Enhanced Stream Water Quality Models Qual2e and Qual2e-Uncas: Documentation and User Manual, "Brown, L.C.", US Environmental Protection Agency, ~, pp.EPA (1987), 600[DOI]
  4. Burn, D. H., "Water-quality management through combined simulation - optimization approach", Journal of Environmental Engineering, ASCE, 115, pp.1011~1024 (1989)
  5. Burn, D. H., "Waste-load allocation using genetic algorithms", Journal of Water Resources planning and Management, ASCE, 127, pp.121~129 (2001)
  6. A user’s guide to PIKAIA 1.0, NCAR Technical Note 418+IA, "Charbonneau, P.", National Center for Atmospheric Research, ~ (1995)
  7. Chapra, S. C., "QUAL2K: a modeling framework for simulating river and stream water quality, version 2.07. Documentation and Users Manual", Civil and Environmental Engineering Dept.,Tufts University, ~ (2007)
  8. Cho, J. H., "Waste Load Allocation for Water Quality Management of Heavily Polluted River using Linear Programming", Water Science & Technology, 48, pp.185~190 (2003)
  9. Cho, J. H., "A river water quality management model for regional wastewater treatment cost using a genetic algorithm", Journal of Environmental Management, 73, pp.229~242 (2004)
  10. Cho, J. H., "Parameter optimization of the QUAL2K model for a multiple-reach river using an influence coefficient algorithm", Science of Total Environment, 408, pp.1985~1991 (2010)
  11. Downey Brill, E. Jr., "A branch and bound method for use in planning regional wastewater treatment system", Water Resources Research, 14, pp.109~118 (1978)
  12. Gen, M., "Genetic Algorithms and Engineering Design" (1997), John Wiley & Sons
  13. Goldberg, D.E., "Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning" (1989), Addison-Wesley
  14. Fujiwara, O., "Preliminary optimal design model for wastewater treatment plant", Journal of Environmental Engineering, ASCE, 116, pp.206~210 (1990)
  15. Second phase total water pollution load management plan for Yeongsan River (Gwangju Metropolitan City), "Gwangju Metropolitan City", Republic of Korea, 1-1~1-2 (2010)
  16. Second phase total water pollution load management plan for Yeongsan River (The province of Jeollanam-do), "Jeollanam-do", Republic of Korea, 1-3~1-4 (2010)
  17. Kannel, P.R, "Application of automated QUAL2Kw for water quality modeling and management in the Bagmati River, Nepal", Ecological Modelling, 202, pp.185~190 (2007)
  18. Kerachian, R., "A stochastic conflict resolution model for water quality management in reservoir -river systems", Advances in Waterresources, 30, pp.866~882 (2007)
  19. Kim, B.S., "A study on load allocation for total water pollution load managemnet system", KSWW 2006 Spring Conference, pp.A-18~ (2006)
  20. Klemetson, S. L., "Dynamic optimization of regional wastewater treatment systems", Journal of Water Pollution Control Federation, 57, pp.128~134 (1985)
  21. Liebman, J. C., "Optimal allocation of stream dissolved oxygen", Water Resources Research, 2, pp.581~591 (1966)
  22. McNamara, J. R., "Optimization Model for Regional Water Quality Management", Water Resources Research, 12, pp.125~134 (1976)
  23. Metcalf and Eddy, Inc., "Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse" (1991), McGraw-Hill
  24. Total water pollution load management technical guidelines, "National Institute of Environmental Research", Republic of Korea, 84~89 (2008)
  25. Novotny, V., "Water quality: diffuse pollution and watershed management" (2003), John Wiley & Sons, Inc
  26. "QUAL2Kw theory and documentation (version5.1): A modeling framework for simulating river and stream water quality" (2008)[URL]
  27. Pelletier, G. J., "QUAL2Kw_ a framework for modeling water quality in streams and rivers using a genetic algorithm for calibration", Environmental Modelling & Software, 21, pp.419~425 (2006)
  28. Phillips, K. J., "Optimization of areawide wastewater management", Journal of Water Pollution Control Federation, 54, pp.87~93 (1982)
  29. Revelle, C. S., "Linear Programming Applied to Water Quality Management", Water Resources Research, 4, pp.1~9 (1968)

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