KR20210088133A - analyzing method for integrated environmental pollution - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통합 환경오염분석방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 수집된 오염물질의 배출원 별 정보와 기상 및 지리 정보를 통해 각 배출원 별 분석과 함께 상호작용을 함께 고려하여 분석하도록 구성되는 통합 환경오염분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated environmental pollution analysis method, and more particularly, an integrated environmental pollution analysis configured to analyze the collected pollutant emission source information and meteorological and geographic information by considering the interaction together with the analysis for each emission source. it's about how
산업화에 따른 환경오염물질의 배출이 증가하면서 환경에 관한 관심이 높아지고 있다. 산업화 초기에는 이러한 환경오염에 관한 인식이 낮아 폐수나 매연 등을 함부로 외부로 배출시켜 주변의 환경이 오염되고 이에 따라 상 기 오염물질이 인체에 축적되어 수많은 질병이 나타나게 되면서 대책마련을 요구하는 목소리가 높아졌다.As the emission of environmental pollutants increases due to industrialization, interest in the environment is increasing. In the early days of industrialization, awareness of such environmental pollution was low, so the surrounding environment was polluted by discharging wastewater or soot to the outside. As a result, the pollutants accumulate in the human body, causing numerous diseases. has risen
이러한 환경오염물질은 배출원에서 배출된 후 서서히 확산되어 주변에 영향을 미치게 되므로 배출원에서 배출된 오염물질의 확산 정도와 확산에 의해 주변에 미치는 영향을 파악하여 이에 대한 대책을 마련해야할 필요성이 높 아지고 있다. 그런데 종래에는 이러한 환경오염물질을 분석하기 위해서 수질, 대기, 토양 오염의 분석이 별도 로 이루어져 정확한 오염물질의 확산을 파악하기 곤란하다는 문제점이 있었다.Since these environmental pollutants are discharged from the source and then spread slowly and affect the surroundings, it is necessary to identify the degree of diffusion of the pollutants discharged from the source and the effect on the surrounding area by diffusion and prepare countermeasures against them. have. However, in the prior art, in order to analyze these environmental pollutants, there was a problem in that it was difficult to accurately determine the spread of the pollutants because the analysis of water quality, air, and soil contamination was separately performed.
따라서 종래의 수질오염에 대한 분석의 경우 공장에서 배출되는 폐수가 방류되어 흘러가는 경로를 따라 오염물 질이 확산되는 것으로 판단하여 하수구나 하천 등의 수질을 측정하고 이에 따른 대책을 마련하는 수준이었다. 그러나 폐수가 지상에서 흘러가는 동안 지하로 스며들어 지하수를 오염시키기도 하고 증발하여 악취와 함께 대 기를 오염시키기도 하며 하천 주위의 토양에도 스며들어 토양오염을 야기하는 등 단순히 폐수라고 해서 수질오 염만을 고려해서는 정확한 오염물질의 확산을 파악할 수 없다.Therefore, in the case of the conventional analysis of water pollution, it was judged that the wastewater discharged from the factory spreads the pollutants along the flow path, so it was at the level of measuring the water quality of sewers or rivers and preparing countermeasures accordingly. However, while wastewater flows from the ground, it seeps into the ground and pollutes the groundwater, evaporates and contaminates the air with odors, and also seeps into the soil around rivers, causing soil contamination. It is not possible to determine the exact spread of the contaminant.
오염물질의 배출원 간의 상호작용을 반영한 것으로는 서울대학교에서 국립환경연구원의 지원하에 개발한 EDCSeoul라는 모델이 있다. 이 모델은 서울지역의 대상공간을 크게 대기, 수체, 퇴적물, 토양, 식생의 5개 주 매 체 과 각 각 의 부 매 체 로 구 분 하 고 5개 의 주 매 체 에 는 서 울 지 역 의 환 경 특 성 을 고 려 하 여 매 체 별 면 적 및 용 적 등 의 공간환경에 대한 자료가 입력되어 있으며, 강우량, 대기 중 분진농도 등의 기상 및 기후조건은 계절적 변동 성을 고려하여 조사된 월별 통계치가 입력되어 있다. 매체 내 기작과 매체 간 기작을 포함하는 물질 수지 식을 세워 매체별 오염물질의 시간적 농도 변화를 예측할 수 있도록 한 것이다.There is a model called EDCSeoul developed at Seoul National University with the support of the National Institute of Environment that reflects the interaction between pollutant emission sources. This model divides the target space in the Seoul area into five main media of atmosphere, water body, sediment, soil, and vegetation, and each sub-media, and the five main media are those of the Seoul area. In consideration of environmental characteristics, data on spatial environment such as area and volume for each medium are inputted, and meteorological and climatic conditions such as rainfall and atmospheric dust concentration are surveyed considering seasonal variability. Monthly statistics are entered. A mass balance equation including the intra-media and inter-media mechanisms was established to predict the temporal change in the concentration of pollutants for each medium.
그러나 상기 모델은 정보를 지자체에서 수집한 통계자료를 사용하도록 구성되어 있어 넓은 지역의 전체적인 분 석은 가능하나 좁은 지역에서의 세밀한 분석이 곤란하다는 문제점이 있다. 즉 서울대의 모델로 부산지역을 분 석하는 경우 부산 전체를 도1에 도시된 것과 같이 약 10개의 구역으로 분리하고 각 구역에 대한 통계적인 정보 를 입력받아 처리하게 되므로 상기 구역단위로 분석결과가 나오게 되며 각 구역내의 세부공간에 대한 분석이 불 가능하여 정확한 대책 마련이 곤란하다는 문제점이 있다.However, since the above model is configured to use statistical data collected from local governments, it is possible to perform an overall analysis of a large area, but there is a problem in that detailed analysis in a narrow area is difficult. In other words, when analyzing the Busan area with the Seoul National University model, the whole of Busan is divided into about 10 areas as shown in FIG. 1, and statistical information for each area is input and processed, so the analysis results are obtained in the area unit. There is a problem in that it is difficult to prepare an accurate countermeasure because it is impossible to analyze the detailed space within each zone.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 수집된 오염물질의 배출원 별 정보를 입력받은 후 각 배출원들의 상호작용을 고려하여 분석하여 보다 정확한 환경오염 상태를 분석할 수 있는 통합 환경오염 분석방 법을 제공하는 것을 주 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the above problems, and after receiving information for each source of collected pollutants, it is analyzed in consideration of the interaction of each source, and an integrated environmental pollution analysis method that can analyze the state of environmental pollution more accurately Its main purpose is to provide law.
상술한 바와 같이 본 발명의 통합환경오염분석방법에 의하면 배출원 별 오염물질 배출량과 배출원간의 상호작용 을 함께 고려하여 분석이 이루어지므로 보다 정확한 예측이나 상황판단이 이루어지므로 환경오염에 대해 보다 원할한 대처가 가능하다는 효과가 있다.As described above, according to the integrated environmental pollution analysis method of the present invention, the analysis is carried out in consideration of the pollutant emission by emission source and the interaction between the emission sources, so that a more accurate prediction or situational judgment is made, so that a smoother response to environmental pollution is possible. It has the effect that it is possible.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 각 오염물질의 배출원에 설치된 센서 또는 측정자가 측정한 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료와 각 지역의 기상정보를 전달받은 후 상기 자료의 무결성을 검사하고 결측자료 는 수집된 자료로부터 사용하여 추정치를 구하게 되며 각 오염물질 배출원 별 단위시간당 오염물질배출량을 추 출하여 데이터베이스에 저장하게 되는 초기화 단계와; 기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료 로부터 대기오염물질의 이동량을 계산하게 되며 상기 대기오염물질이 지표수로 이동되는 이동량을 계산하게 되 는 대기오염계산단계와; 기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 지표수오염물질의 이동 량을 계산하게 되며 상기 지표수에서 증발하는 증발량과 토양으로 이동하는 이동량을 계산하는 지표수오염계산 단계와; 기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 지하수로 투입되는 오염물질의 양과 흐 름에 따른 이동량을 계산하게 되며 상기 지하수에서 해양으로 전달되는 오염물질의 량을 계산하는 지하수오염계 산단계와; 기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 대기오염물질과 지하수오염물질의 이 동량에 따라 토양오염물질의 이동량을 계산하는 토양오염계산단계와; 상기 대기오염계산단계와, 지표수오염계산 단계와, 지하수오염계산단계와, 토양오염계산단계에서 계산된 각 배출원별 이동량 정보를 통해 입력된 대기, 수 질, 토양 오염에 관한 정보를 보정하는 보정단계와; 계산된 결과를 출력하는 출력단계;를 포함하여 구성되어 상 기 보정단계에서 보정된 정보로 상기 대기오염계산단계와, 지표수오염계산단계와, 지하수오염계산단계와, 토양 오염계산단계를 반복하여 수행하여 환경오염의 확산을 평가하는 것을 특징으로 하는 통합 환경오염 분석방법을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention inspects the integrity of the data after receiving data on air pollution, water pollution, and soil pollution measured by a sensor or a measurer installed at each pollutant emission source and meteorological information for each region an initialization step of obtaining an estimate by using the missing data from the collected data, extracting the amount of pollutant emission per unit time for each pollutant emission source and storing it in a database; an air pollution calculation step of calculating a movement amount of air pollutants from data on meteorological, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution and calculating the amount of movement of the air pollutants moving to surface water; a surface water pollution calculation step of calculating a movement amount of surface water pollutants from data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution, and calculating an evaporation amount evaporating from the surface water and movement amount to the soil; The amount of pollutants injected into the groundwater and the amount of movement according to the flow are calculated from the data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution, and the amount of pollutants transferred from the groundwater to the sea is calculated. acid step; a soil pollution calculation step of calculating a movement amount of soil pollutants according to the movement amount of air pollutants and groundwater pollutants from data on meteorological, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution; A correction step of correcting the information on air, water quality, and soil pollution input through the air pollution calculation step, the surface water pollution calculation step, the groundwater pollution calculation step, and the movement amount information for each emission source calculated in the soil pollution calculation step Wow; An output step of outputting the calculated result; and repeating the air pollution calculation step, the surface water pollution calculation step, the groundwater pollution calculation step, and the soil pollution calculation step with the information corrected in the calibration step. Therefore, an integrated environmental pollution analysis method, which is characterized by evaluating the spread of environmental pollution, is taken as a technical gist.
바람직한 실시예에 의하면 상기 초기화 단계는, 외부에서 수집된 자료를 전달받은 후 상기 자료의 무결성을 검 사하고 결측자료는 수집된 자료로부터 사용하여 추정치를 구하게 되며 각 오염물질 배출원 별 단위시간당 오염 물질배출량을 추출하여 데이터베이스에 저장하게 되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, in the initialization step, after receiving the data collected from the outside, the integrity of the data is checked, the missing data is used from the collected data to obtain an estimate, and the pollutant emission amount per unit time for each pollutant source is extracted and stored in a database.
바람직한 실시예에 의하면 상기 대기오염자료는, 일정지역을 통과하는 차량의 차종과 연식과 속도를 파악하고 이에 따라 차량에서 배출되는 오염물질의 양을 포함하게 되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the air pollution data is characterized in that the vehicle model, year, and speed of a vehicle passing through a certain area are identified, and the amount of pollutants discharged from the vehicle is included accordingly.
바람직한 실시예에 의하면 상기 대기오염자료는, 분석지역의 굴뚝에 설치된 센서에 의해 확인되는 오염물질의 배출량을 포함하게 되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the air pollution data is characterized in that it includes the emission of pollutants identified by a sensor installed in a chimney in the analysis area.
바람직한 실시예에 의하면 초기화단계는 쓰레기 매립지 또는 공장에서 배출되는 오염물질에 관한 정보를 대기, 수질, 토양오염자료로 사용되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the initialization step is characterized in that information on pollutants discharged from a landfill or factory is used as air, water quality, and soil pollution data.
바람직한 실시예에 의하면 상기 출력단계는, 시간별로 이동하는 오염물질을 3차원 모델링하여 표시하게 되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the outputting step is characterized in that the three-dimensional modeling of the pollutants moving by time is displayed.
바람직한 실시예에 의하면 상기 출력단계는, 시간별로 이동하는 오염물질을 3차원으로 분석한 후 고도에 따른 다수개의 층으로 분류하여 각 층의 오염물질 이동을 표시하게 되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment, the output step is characterized in that the pollutants moving by time are analyzed in three dimensions and then classified into a plurality of layers according to the altitude to display the movement of the pollutants in each layer.
도2는 본 발명의 통합 환경오염분석방법에 따른 모델의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a model according to the integrated environmental pollution analysis method of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 통합 환경오염분석방법은 크게 초기화단계와, 대기오염계산단계와 지표수오염계산단 계와 지하수오염계산단계와 토양오염계산단계와 보정단계와 출력단계로 나눌 수 있다.The integrated environmental pollution analysis method according to an embodiment of the present invention can be largely divided into an initialization step, an air pollution calculation step, a surface water pollution calculation step, a groundwater pollution calculation step, a soil pollution calculation step, a correction step, and an output step.
상기 초기화단계는 외부에서 수집된 기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료를 입력받아 처리하 는 단계이다.The initialization step is a step of receiving and processing data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution collected from the outside.
대기오염에 대한 자료는 먼저 일정지역을 통과하는 자동차의 수와 차종과 속도와 대기의 온도 등을 파악하여 자 동차에서 배출되는 오염물질의 배출량을 수집하게 된다. 또한 공장의 경우 굴뚝으로 배출되는 오염물질을 파악 하기 위해 굴뚝에 센서를 부착하고 상기 센서가 검출한 정보는 서버로 전달하여 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 정보를 수집하게 된다. 상기와 같은 자동차나 공장 등의 산업현장 외에도 쓰레기 매립지, 선박 등에서 발생하 는 대기오염물질도 수집하게 된다.For data on air pollution, first, the number of vehicles passing through a certain area, vehicle type, speed, and atmospheric temperature are identified, and the amount of pollutants emitted from vehicles is collected. In addition, in the case of a factory, a sensor is attached to the chimney in order to identify pollutants discharged to the chimney, and information detected by the sensor is transmitted to a server to collect information on pollutants discharged from the chimney. In addition to the above industrial sites such as automobiles and factories, air pollutants generated from landfills and ships are also collected.
상기와 같은 공장의 굴뚝에서 배출되는 대기오염물질에 대한 자료 수집은 도3에 도시된 것과 같은 순서로 이루 어진다. 먼저 각 굴뚝의 좌표, 굴뚝높이, 직경, 토출온도, 토출속도등의 자료가 있는가 검사한 후 자료가 있으 면 이를 통해 각 좌표별 굴뚝 배출량을 계산하게 된다.Data collection on air pollutants discharged from the chimneys of the factory as described above is performed in the same order as shown in FIG. 3 . First, it is checked whether there are data such as coordinates of each chimney, chimney height, diameter, discharge temperature, and discharge speed.
센서가 설치되어 있는 경우에는 상기 센서로부터 얻어지는 값을 사용하게 되나 아직 센서가 설치되지 않은 지역 의 경우에는 이러한 값을 얻을 수 없으므로 다음 단계로 진행하게 된다. 다음단계에서는 일정지역의 평균 굴뚝 높이, 직경, 토출온도, 토출속도 등의 자료가 있는가 확인한 후 이 값이 있을 경우에는 해당 지역의 평균자료를 이용하여 좌표별 굴뚝 배출량을 추정하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 이를 위해 전국을 234개 시, 군, 구 지차체로 나누어 처리하게 된다.When a sensor is installed, the value obtained from the sensor is used, but in the case of an area where a sensor is not installed, these values cannot be obtained, so the next step is performed. In the next step, it is checked whether there are data such as average chimney height, diameter, discharge temperature, and discharge speed in a certain area. In the embodiment of the present invention, for this purpose, the whole country is divided into 234 cities, counties, and districts for processing.
상기와 같은 지자체의 정보도 없는 경우에는 광역시 단위로 계산을 하게 되며 이러한 값도 없는 경우에는 전국 의 평균 굴뚝높이, 직경, 토출온도, 토출속도 등의 자료를 사용하게 된다.If there is no local government information as described above, the calculation is made on a metropolitan city basis. In the absence of these values, data such as the national average chimney height, diameter, discharge temperature, and discharge speed are used.
도로의 경우에도 상기와 같이 각 도로의 정보가 있는 경우에는 이를 이용하게 되며 정보가 없는 경우에는 보다 광역의 정보를 사용하여 추정값을 획득하게 된다.In the case of roads, as described above, if there is information on each road, it is used, and when there is no information, an estimated value is obtained using information from a wider area.
수질오염의 경우에는 쓰레기 매립지, 폐기물 처리시설, 소각장 등에서 배출되는 오염물질의 종류와 양을 파악하 고 이를 서버에 저장하게 된다. 상기 수질오염물질의 측정도 대기오염과 유사하게 각종 센서를 배출구에 설치 하거나 측정자가 수집하여 입력하게 되며 상기와 같은 자료를 얻을 수 없는 경우(센서가 설치되지 않은 경우)에 는 광역의 정보를 사용하여 각 오염원별 오염물질의 배출량을 계산하게 된다.In the case of water pollution, the types and amounts of pollutants emitted from landfills, waste treatment facilities, and incinerators are identified and stored in the server. The measurement of water pollutants is similar to air pollution, either by installing various sensors at the outlet or by collecting and inputting the data by the measurer. If the above data cannot be obtained (when no sensor is installed), wide-area information is used. Thus, the emission of pollutants for each pollutant source is calculated.
그리고 토양오염의 경우에는 실시간으로 측정하는 것이 곤란하므로 측정자가 현장에서 직접 검출하여 이를 서버 에 입력하도록 하게 된다. 그러나 토양오염을 측정할 수 있는 센서를 일정한 지역에 매설한 후 이를 통해 정보 를 전달받도록 구성하는 것도 무방하다.And in the case of soil contamination, it is difficult to measure in real time, so the measurer detects it directly in the field and inputs it to the server. However, it is also okay to install a sensor that can measure soil contamination in a certain area and configure it to receive information through it.
상기와 같이 수집된 데이터에서 완전한 자료를 얻지 못하는 경우에는 오염물질에 따라 도4내지 도8에 도시된 것 과 같은 순서에 따라 계산하여 각 배출원 별 오염물질의 배출량을 계산하게 된다.If complete data cannot be obtained from the data collected as described above, the emission of pollutants for each emission source is calculated by calculating according to the sequence shown in FIGS. 4 to 8 according to the pollutants.
상기와 같은 배출원 별 정보를 획득함과 동시에 기상과 지형 정보도 함께 입력하게 된다. 오염의 확산에 강우 량이나 풍향 풍속등이 영향을 받게 되므로 상기와 같은 기상정보를 보다 정확하게 입력받을 필요가 있다. 이때 상기 기상정보는 지표의 기상뿐만 아니라 고층의 기상도 함께 입력받게 된다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 기상정보를 기상청에서 전달받은 후 이를 수정하여 사용하고 있다.As described above, information for each emission source is acquired and meteorological and topographic information is also input. Since the spread of pollution is affected by rainfall amount, wind direction, and wind speed, it is necessary to receive the above-mentioned meteorological information more accurately. At this time, the meteorological information is received not only the weather on the surface but also the weather on the upper floors. To this end, in the present invention, after receiving the weather information from the Korea Meteorological Administration, it is modified and used.
상기와 같이 수집되는 정보는 후술할 계산단계에서 사용하기 위해 무결성 검사와 보정을 수행하게 된다. 즉 세 부적인 정보가 부족할 경우에는 수집된 정보로 부터 필요한 정보를 유추하여 적용하게 되며 지역 전체의 정보가 부족한 경우에는 유사한 다른 지역의 정보로부터 유추하여 입력하게 된다.The information collected as described above is subjected to integrity check and correction for use in a calculation step to be described later. In other words, if detailed information is insufficient, necessary information is inferred from the collected information and applied, and if the information for the entire region is insufficient, it is input by inferring from information from other similar regions.
도9는 계산단계들의 흐름을 나타낸 순서도이다.9 is a flowchart showing the flow of calculation steps.
대기오염계산단계에서는 입력된 각 지역에서 배출되는 대기오염물질과 기상 및 지리 정보에 의해 일정 시간동안 의 대기오염물질의 이동량을 계산하게 된다. 대기오염물질정보와 기상정보와 지리정보로 부터 대기오염물질의 이동량을 계산하는 것은 당업자에게는 주지관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이때 상기 대기 오염물질이 강우 등에 의해 지면에 낙하하여 지표수로 유입되는 량도 함께 계산하게 된다.In the air pollution calculation step, the amount of movement of air pollutants for a certain period of time is calculated based on the input air pollutants emitted from each region and meteorological and geographic information. Calculating the amount of movement of air pollutants from air pollutant information, meteorological information, and geographic information is a technique well known to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted. At this time, the amount of the air pollutants falling to the ground due to rain or the like and flowing into the surface water is also calculated.
다음으로 지표수오염계산단계에서는 수집된 수질오염정보와 기상 및 지리정보를 통해 지표수를 통해 이동되는 수질오염물질의 이동량을 계산하게 된다. 상기와 같이 수집된 정보로부터 수질오염물질의 이동량을 계산하는 것은 당업자에게 주지관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이때 상기 수질오염물질이 증발하여 대기중으로 배출되는 량과 지하로 흘러가 지하수를 오염시키는 물질의 양을 함께 계산하게 된다.Next, in the surface water pollution calculation step, the amount of movement of water pollutants moving through the surface water is calculated based on the collected water pollution information and meteorological and geographic information. Calculating the amount of movement of water pollutants from the information collected as described above is a technique well known to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted. At this time, the amount of the water pollutants evaporated and discharged into the atmosphere and the amount of substances flowing underground to contaminate the groundwater are calculated together.
다음으로 지하수오염계산단계에서도 수집된 수질오염정보와 기상 및 지리정보를 통해 지하수를 통해 이동되는 수질오염물질의 이동량을 계산하게 된다. 이때 상기 지하수로부터 해양으로 유입되는 오염물질의 양 등을 함께 계산하게 된다.Next, in the groundwater pollution calculation stage, the amount of movement of water pollutants moving through the groundwater is calculated based on the collected water pollution information and meteorological and geographic information. At this time, the amount of pollutants flowing into the sea from the groundwater is calculated together.
상기 토양오염계산단계에서는 토양에서 대기로 증발되는 오염물질의 양과 지하수로 유입되는 오염물질의 양을 함께 계산하게 된다.In the soil pollution calculation step, the amount of the pollutants evaporated from the soil to the atmosphere and the amount of the pollutants flowing into the groundwater are calculated together.
상기의 계산단계들은 일정시간 동안의 오염물질의 이동량을 계산하게 되며 상기와 같이 계산이 이루어지면 계산 에 사용되었던 정보를 보정하게 된다. 즉 각 계산단계에서 계산된 결과에 따라 대기오염물질에서 지표수로 유 입된 양을 지표수오염정보에 포함시키고 지표수에서 대기로 이동하는 양은 대기오염물질에 지하수로 이동한 양 은 지하수오염물질에 추가하는 등의 보정을 수행하게 된다. 상기와 같이 보정이 이루어진 후에는 상기 보정된 정보를 사용하여 상술한 계산단계를 다시 수행하게 된다. 상기와 같은 과정을 반복하게 되면 순차적으로 오염 물질이 확산되는 상태를 구할 수 있다.The above calculation steps calculate the amount of movement of pollutants for a certain period of time, and when the calculation is made as described above, the information used in the calculation is corrected. That is, according to the result calculated in each calculation step, the amount of air pollutants flowing into the surface water is included in the surface water pollution information, the amount moving from surface water to the atmosphere is added to the air pollutant, the amount moving to the groundwater is added to the groundwater pollutant, etc correction will be performed. After the correction is made as described above, the above-described calculation step is performed again using the corrected information. By repeating the above process, it is possible to obtain a state in which the contaminants are sequentially diffused.
상기 보정단계와 계산단계는 사용자가 초기에 지정한 시간동안 수행되고 계산이 완료되면 출력단계에서 결과를 출력하게 된다. 상기 출력되는 결과는 3D 영상으로 이루어져 일정지역내에서 오염물질이 확산되는 과정을 표시 하여 시각적으로 확인 할 수 있도록 한다.The correction step and the calculation step are performed for a time initially designated by the user, and when the calculation is completed, the result is outputted in the output step. The output result is made up of a 3D image to display the process of spreading contaminants within a certain area so that it can be visually confirmed.
여기서 결과를 3D영상으로 표시하는 대신 도10 및 도11과 같이 표시할 지역을 고도에 따라 다수개의 층으로 나 누고 일정한 층에서의 오염물질의 확산과정을 표시하도록 구성하는 것도 무방하다.Here, instead of displaying the result as a 3D image, as shown in FIGS. 10 and 11, the area to be displayed is divided into a plurality of layers according to the altitude, and the diffusion process of contaminants in a certain layer is displayed.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 통합 환경오염 분석방법의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation and effect of the integrated environmental pollution analysis method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 매립지, 산업단지, 도로 등에 각종 센서를 설치하게 된다.First, various sensors will be installed in landfills, industrial complexes, and roads.
매립지의 경우 침출수와 대기오염물질 등이 발생하게 되므로 이를 감지하기 위한 센서들을 설치하게 되며 센서 와 함께 직접 관리자나 담당자가 토양과 악취등을 판단하여 입력할 수 있는 입력수단도 함께 구비하게 된다.In the case of landfills, leachate and air pollutants are generated, so sensors are installed to detect them. In addition to the sensors, a manager or person in charge can directly determine and input soil and odors.
산업단지의 경우 굴뚝들 에는 대기오염물질의 배출량을 검사할 수 있는 센서를 설치하여 황산화물, 질산화물, 이산화탄소, 기타 오염물질의 배출을 검사하게 된다. 또한 산업단지내의 공장에서 배출되는 폐수의 양과 폐수 에 포함된 성분을 파악할 수 있는 센서를 설치하여 배출되는 오염물질의 양을 파악하게 된다.In the case of industrial complexes, sensors that can check the emission of air pollutants are installed in the chimneys to inspect the emission of sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon dioxide, and other pollutants. In addition, a sensor that can identify the amount of wastewater discharged from factories within the industrial complex and the components contained in the wastewater is installed to determine the amount of pollutants discharged.
도로에서는 도로를 통과하는 차량을 파악할 수 있도록 카메라를 설치하고 입력된 영상을 분석하여 차종, 연식, 속도 등을 분석하게 된다. 여기서 카메라를 사용하는 대신 속도를 감시할 수 있는 센서를 설치하고 담당자가 직접 통과하는 차량의 차종과 연식을 입력하도록 구성하는 것도 무방하다.On the road, a camera is installed so that the vehicle passing through the road can be identified, and the input image is analyzed to analyze the vehicle model, year, and speed. Here, instead of using a camera, it is okay to install a sensor that can monitor the speed and configure it so that the person in charge directly enters the model and year of the vehicle passing by.
또한 가정에서 배출되는 폐수의 경우 각 가정에 모두 센서를 설치하기는 곤란하므로 일정한 지역에서 배출되는 폐수가 모이는 위치에 센서를 설치하여 대략적인 오염물질의 배출량을 파악할 수 있도록 구성하게 된다.In addition, in the case of wastewater discharged from homes, since it is difficult to install sensors in all households, the sensors are installed at a location where wastewater discharged from a certain area is collected so that the approximate emission of pollutants can be grasped.
또한 항구의 경우에는 선박에서 배출되는 오염물질을 파악할 수 있도록 구성하는 것도 고려해 볼만하다.Also, in the case of a port, it is worth considering to configure it so that pollutants emitted from ships can be identified.
상기와 같은 오염물질에 대한 정보는 모두 서버로 전송되어 취합된다.All of the information on contaminants as described above is transmitted to the server and collected.
이때 상기 정보들 중 일부 정보에 이상이 있거나 누락된 경우 무결성 검사를 통해 보정을 하게 된다. 또한 정 확한 자료를 구할 수 없는 경우 획득된 정보를 분석하여 단위시간당 오염물질의 배출량을 계산하게 된다. 아래 는 오염물질의 배출량을 계산하는 예이다.At this time, if there is an error or omission in some of the information, correction is performed through integrity check. In addition, if accurate data cannot be obtained, the amount of pollutant emissions per unit time is calculated by analyzing the obtained information. The following is an example of calculating the emission of pollutants.
액체 폐기물을 소각하는 사업장의 경우를 살펴보기로 한다. 이 사업장의 주 배출원은 저휘발성 액상 폐기물을 저장하는 탱크 B, C 2기와 소각배출 굴뚝 D 등이다. 탱크 B,C와 굴뚝 D에서 배출되는 물질의 양은 표1에 나타 나있다. 상기 자료는 연간 배출량으로 되어 있으므로 바로 적용할 수 없으므로 계산을 통해 자료를 구해야 한 다.Let's look at the case of a workplace that incinerates liquid waste. The main emission sources of this plant are tanks B and C, which store low-volatile liquid waste, and incineration chimney D, etc. The amounts of substances discharged from tanks B, C and chimney D are shown in Table 1. Since the above data are annual emissions, they cannot be directly applied, so data must be obtained through calculation.
표 1Table 1
탱크 B에서 배출되는 A물질의 단위시간당 배출량의 계산은 다음과 같다.The calculation of the amount of discharge per unit time of substance A discharged from tank B is as follows.
먼저 상기 표1에 기재된 것과 같이 연간 배출량 13 kg을 구할 수 있다.First, 13 kg of annual emissions can be obtained as shown in Table 1 above.
따라서 초당 배출량은Therefore, the emissions per second are
탱크 B 배출량 = 13 kg/년 ÷ 8,760 시간 ÷ 3,600 초 × 1,000 g = 0.0004122 g/s 으로 구 할 수 있다.Tank B discharge = 13 kg/year ÷ 8,760 hours ÷ 3,600 seconds × 1,000 g = 0.0004122 g/s.
상기 탱크 B는 액상 배출물질 배출원이므로 도8의 액체상물질 배출원 모델링 입력자료 가공과정을 수행하게 된 다. 상기 탱크B를 조사한 결과 '가압포화된 액체'임이 알려지게 되면 최종적으로 표2와 같은 자료를 얻을 수 있다.Since the tank B is a liquid emission source, the liquid phase material emission source modeling input data processing process of FIG. 8 is performed. As a result of examining the tank B, if it is known that it is a 'pressurized saturated liquid', the data shown in Table 2 can be finally obtained.
표 2Table 2
다 음 으 로 굴 뚝 D에 서 의 E 물 질 배 출 량 은Next, the emission of material E from the chimney D is
굴뚝 D 배출량 = 2 kg/년 ÷ 8,760 시간 ÷ 3,600 초 × 1,000 g = 6.341 × 10 -5 g/s 이된다.Chimney D emissions = 2 kg/year ÷ 8,760 hours ÷ 3,600 seconds × 1,000 g = 6.341 × 10 -5 g/s.
그 리 고 상 기 굴 뚝 D는 가 스 상 배 출 물 질 배 출 원 이 므 로 도 가스상물질 배출원 모델링 입력자료 가공과정을 수행 하게 된다. 이때 상기 굴뚝 D가 연속적 굴뚝배출 조건이며 굴뚝 제원 등은 직접 조사하여 구하게 되면 표3과 같은 결과를 얻을 수 있다.And, since the chimney D is a gaseous emission source, the modeling input data processing process of the gaseous material emission source is performed. At this time, if the chimney D is a continuous chimney discharge condition and the chimney specifications are directly investigated and obtained, the results shown in Table 3 can be obtained.
표 3Table 3
상기와 같은 오염물질의 배출정보와 함께 기상과 지리정보도 함께 입력받게 된다. 기상정보의 경우 기상청과 연결하여 고도에 따른 기압과 풍향, 기온, 강수량 등의 정보를 전달받게 된다.In addition to the emission information of pollutants as described above, weather and geographic information are also input. In the case of meteorological information, information such as air pressure, wind direction, temperature, and precipitation according to altitude is transmitted by connecting with the Korea Meteorological Administration.
상기와 같이 정보가 입력되면 상기 정보들을 사용하여 수질, 대기, 토양 오염에 대한 분석이 이루어진다.When information is input as described above, water quality, air, and soil pollution are analyzed using the information.
이때 최초 분석은 입력된 정보들을 사용하여 각각 지하수와 지표수, 대기, 토양의 오염물질이 확산되는 것을 파 악하는 것으로 입력된 시점으로부터 일정시점(예를 들면 1시간 후)의 확산상태를 구하게 된다.At this time, the initial analysis uses the input information to determine the diffusion of contaminants in groundwater, surface water, air, and soil, respectively, and the diffusion state at a certain point in time (for example, after 1 hour) is obtained from the input point.
이후 상기 확산상태로부터 지하수, 지표수, 대기, 토양 오염 간에 상호 영향을 미치는 것을 고려하여 입력된 정 보를 수정하게 된다. 즉 지표수로부터 토양으로 이동하는 오염물질의 양을 계산하고 이를 토양오염물질의 배출 량에 추가하게 되며 토양오염물질로부터 지하수나 지표수로 배출되는 양은 차감하게 된다. 상기와 같은 계산과 정을 거쳐 정보가 수정되면 다시 지하수와 지표수, 대기, 토양의 오염물질의 확산을 계산하게 된다.Thereafter, the input information is corrected in consideration of the mutual influence between groundwater, surface water, air, and soil contamination from the diffusion state. That is, the amount of pollutants moving from surface water to soil is calculated, and this is added to the amount of soil pollutants discharged, and the amount discharged from soil pollutants to groundwater or surface water is subtracted. When the information is corrected through the above calculation process, the diffusion of pollutants in groundwater, surface water, air, and soil is calculated again.
상기와 같은 과정을 반복하여 수행하게 되면 시간대별로 오염물질이 확산되는 것을 계산할 수 있다.By repeating the above process, it is possible to calculate the spread of contaminants for each time period.
상기와 같이 계산이 수행되면 상기 결과는 도에 표시된 것과 같은 형태로 화면상에 표시되어 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서 상기 결과는 해당지역을 고도에 따라 다수개의 층으로 분할하고 각 층 에서의 오염물질의 이동량을 시간대별로 순차적으로 표시하게 된다. 따라서 상기 결과에 의해 오염물질의 이동 경로와 오염물질에 의한 피해가 발생할 지역을 미리 예측할 수 있으므로 이를 이용하여 사전에 해당지역의 주민 을 이동시키거나 오염물질을 배출하는 곳에 정화시설을 설치하여 피해를 감소시킬 수 있게 된다.When the calculation is performed as described above, the result is displayed on the screen in the same form as shown in the figure so that it can be visually confirmed. In an embodiment of the present invention, the result is that the area is divided into a plurality of layers according to the altitude, and the amount of movement of pollutants in each layer is sequentially displayed for each time period. Therefore, it is possible to predict in advance the route of movement of pollutants and the area where damage caused by pollutants will occur based on the above results. can be reduced.
Claims (4)
기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 대기오염물질의 이동량을 계산하게 되며 상기 대 기오염물질이 지표수로 이동되는 이동량을 계산하게 되는 대기오염계산단계와;
기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 지표수오염물질의 이동량을 계산하게 되며 상기 지표수에서 증발하는 증발량과 토양으로 이동하는 이동량을 계산하는 지표수오염계산단계와;
기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 지하수로 투입되는 오염물질의 양과 흐름에 따른 이동량을 계산하게 되며 상기 지하수에서 해양으로 전달되는 오염물질의 량을 계산하는 지하수오염계산단계와;
기상, 지형, 대기오염, 수질오염, 토양오염에 대한 자료로부터 대기오염물질과 지하수오염물질의 이동량에 따라 토양오염물질의 이동량을 계산하는 토양오염계산단계와;
상기 대기오염계산단계와, 지표수오염계산단계와, 지하수오염계산단계와, 토양오염계산단계에서 계산된 각 배출 원별 이동량 정보를 통해 입력된 대기, 수질, 토양 오염에 관한 정보를 보정하는 보정단계와;
계산된 결과를 출력하는 출력단계;를 포함하여 구성되어,
상기 보정단계에서 보정된 정보로 상기 대기오염계산단계와, 지표수오염계산단계와, 지하수오염계산단계와, 토 양오염계산단계를 반복하여 수행하여 환경오염의 확산을 평가하는 것을 특징으로 하는 통합 환경오염 분석방법.
After receiving the data on air pollution, water pollution, and soil pollution measured by sensors or measurers installed at the source of each pollutant and meteorological information for each region, the integrity of the data is checked, and missing data are used from the collected data. an initializing step of obtaining an estimate by doing this, extracting the amount of pollutant emission per unit time for each pollutant emission source and storing it in a database;
an air pollution calculation step of calculating the amount of movement of air pollutants from data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution, and calculating the amount of movement of the air pollutants into surface water;
a surface water pollution calculation step of calculating a movement amount of surface water pollutants from data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution, and calculating an evaporation amount evaporating from the surface water and a movement amount moving to the soil;
The groundwater pollution calculation step is to calculate the amount of pollutants input to the groundwater and the amount of movement according to the flow from the data on meteorology, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution Wow;
a soil pollution calculation step of calculating a movement amount of a soil pollutant according to the movement amount of an air pollutant and a groundwater pollutant from data on weather, topography, air pollution, water pollution, and soil pollution;
The air pollution calculation step, the surface water pollution calculation step, the groundwater pollution calculation step, and the correction step of correcting the information on the air, water quality, and soil pollution input through the movement amount information for each emission source calculated in the soil pollution calculation step; ;
An output step of outputting the calculated result; is configured to include,
Integrated environment, characterized in that the air pollution calculation step, the surface water pollution calculation step, the groundwater pollution calculation step, and the soil pollution calculation step are repeatedly performed with the information corrected in the correction step to evaluate the spread of environmental pollution Contamination analysis method.
일정지역을 통과하는 차량의 차종과 연식과 속도를 파악하고 이에 따라 차량에서 배출되는 오염물질의 양을 포 함하게 되는 것을 특징으로 하는 통합 환경오염 분석방법.
According to claim 2, wherein the air pollution data,
An integrated environmental pollution analysis method, characterized in that the vehicle model, year and speed of a vehicle passing through a certain area is identified, and the amount of pollutants emitted from the vehicle is included accordingly.
분석지역의 굴뚝에 설치된 센서에 의해 확인되는 오염물질의 배출량을 포함하게 되는 것을 특징으로 하는 통합 환경오염 분석방법.
According to claim 2, wherein the air pollution data,
Integrated environmental pollution analysis method, characterized in that it includes the emission of pollutants identified by the sensor installed in the chimney of the analysis area.
쓰레기 매립지 또는 공장에서 배출되는 오염물질에 관한 정보를 대기, 수질, 토양오염자료로 사용되는 것을 특 징으로 하는 통합 환경오염 분석방법
The method of claim 2, wherein the initialization step
An integrated environmental pollution analysis method, characterized in that information on pollutants emitted from landfills or factories is used as air, water, and soil pollution data
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