KR100667966B1

KR100667966B1 - System and Method for Coastal Water Quality Management

Info

Publication number: KR100667966B1
Application number: KR1020050013171A
Authority: KR
Inventors: 김계현; 이혁
Original assignee: 인하대학교 산학협력단; 주식회사 선도소프트
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2007-01-11
Also published as: KR20060092420A

Abstract

본 발명은 GIS를 기반으로 하는 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법은, 서버가 GIS를 이용하여 오염물질의 유출 경로를 파악하고, 오염물질의 현황과 부하량를 조회하여 부하량 산정 모듈에서 오염원별 부하량을 산정함으로써 의사결정 지원 모듈에서는 유역별 수질오염의 심각도에 따라 오염원별 배출 현황 및 적정 배출부하량을 제시하고, 연안수질 모델 모듈은 의사결정 지원 모듈의 자료를 입력받아 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동을 모의하도록 한다. 이렇게 함으로써, 본 발명은 오염원 현황, 유역 내 오염물질의 배출경로와 배출량을 파악할 수 있어 수질오염구간에 대한 사전 예측이 가능하고, 육역에서의 오염물질의 농도나 부하변화가 연안해역에 미치는 영향 평가 수행에 유용하며, 연안해역의 수질 저하를 미연에 방지할 뿐만 아니라 유역별 또는 행정구역별 허용 배출 부하량을 제시할 수 있어 환경과 개발을 고려한 형평성 있는 개발 계획에 있어 의사 결정을 지원할 수 있다.The present invention relates to a water quality management system and method in coastal waters based on GIS. In the coastal water quality management system and method of the present invention, the server supports the decision-making process by identifying the outflow path of pollutants using the GIS, querying the present conditions and loads of the pollutants, and calculating the loads of each pollutant in the load calculation module. The module presents the emission status and the appropriate discharge load by pollutant according to the severity of water pollution by watershed, and the coastal water quality model module receives the data of decision support module to simulate the diffusion behavior of pollutants introduced into the coastal waters. . By doing so, the present invention can grasp the pollutant status, the discharge path and the discharge of pollutants in the watershed, and can predict the water pollution section in advance, and evaluate the impact of the pollutant concentration or load change in the land area on the coastal waters. It is useful for implementation and can prevent water quality deterioration in coastal waters in advance, as well as suggest allowable discharge loads by watershed or district, which can support decision making in equitable development plans that take into account the environment and development.

연안해역, 데이터베이스, 부하 산정 모듈, 연안 수질 모델 모듈, GIS, EFDC 모델 Coastal waters, database, load estimation module, coastal water quality model module, GIS, EFDC model

Description

System and Method for Coastal Water Quality Management

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템의 구성을 도시한 것이다. 1 illustrates a configuration of a water quality management system of a coastal sea according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 일부 구성요소인 서버의 응용 프로그램의 일례를 도시한 것이다.FIG. 2 shows an example of an application of a server that is part of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템의 세부 구성을 도시한 것이다.Figure 3 shows a detailed configuration of the water quality management system of coastal waters according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 방법의 순서도를 도시한 것이다. 4 is a flowchart illustrating a method for managing water quality in coastal waters according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 적용되는 유역의 개념을 설명하기 위한 예시도이다. 5 is an exemplary view for explaining the concept of a watershed applied to the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 생활계의 배출 구조를 도시한 것이다.6 is a view illustrating a discharge structure of a living system for calculating a load according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 축산계의 배출 구조를 도시한 것이다.Figure 7 shows the discharge structure of the livestock system for the load calculation module according to the embodiment of the present invention for load calculation.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 산업계의 배출 구조를 도시한 것이다.8 is a view illustrating a discharge structure of an industry for a load calculation module according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 양식계의 배출 구조를 도시한 것이다.Figure 9 shows the discharge structure of the aquaculture system for the load calculation module load calculation according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 토지계의 배출 구조를 도시한 것이다.FIG. 10 is a view illustrating a discharge system of a land system for a load calculation module according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일부 구성요소인 연안 수질 모델링 모듈에서 사용하는 EFDC 유체역학(Hydrodynamic) 모델의 기본 흐름을 도시한 것이다.FIG. 11 shows the basic flow of an EFDC Hydrodynamic model used in the Coastal Water Quality Modeling Module, which is a component of the present invention.

도 12는 본 발명의 실시예에 적용되는 수치 모델의 적용 영역을 도시한 것이다. 12 illustrates an application area of a numerical model applied to an embodiment of the present invention.

도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 일부 구성요소인 부하량 산정 모듈의 부하량 산정시 원단위 수정 과정의 화면 상태를 도시한 것이다.13A to 13E illustrate screen states of a raw unit correction process when calculating a load of a load calculation module, which is a component of the present invention.

도 14는 유역별 배출 부하 산정 과정에서 공식 및 도움말의 화면 상태를 도시한 것이다.14 shows screen states of formulas and tips in the process of calculating the discharge load for each basin.

도 15 및 도 16은 본 발명의 일부 구성요소인 연안 수질 모델링 모듈에 의한 모델링 처리 결과를 도시한 것이다. 15 and 16 illustrate the results of modeling by the coastal water quality modeling module, which is a component of the present invention.

본 발명은 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 연안해역의 수질 저하를 방지하기 위해 정확한 오염물질의 배출경로를 파악하고, 연안해역에서의 오염물질 확산거동을 모델링 하는 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water quality management system and method of the coastal sea area, in particular, in order to prevent the degradation of water quality in the coastal sea area to identify the exact discharge path of pollutants, and to model the behavior of pollutant diffusion in the coastal sea area A water quality management system and a method thereof.

연안해역(또는 연안역)은 인근 해양환경에 영향을 미치는 배후 육지와 바다를 합친 자연환경대로서, 미국과 일본을 포함한 많은 나라들이 연안해역에 대한 오염총량관리제를 실시하고 있다.Coastal waters (or coastal waters) are a natural environment that combines the background land and the sea affecting nearby marine environments. Many countries, including the United States and Japan, have implemented total pollution control systems for coastal waters.

우리나라도 1990년 초반부터 환경부와 국립환경연구원에 의하여 4대강(낙동강, 한강, 영산강, 금강)을 대상으로 내륙에 대한 지자체 단위의 오염총량관리제가 추진되고 있다. In Korea, since the early 1990s, the Ministry of Environment and the Korea Institute of Environmental Research have been promoting the pollution total management system of local governments for the four major rivers (Nakdong, Han, Yeongsan, and Geum).

4대강 외에 연안해역은 최근 해양오염방지법의 개정으로 특별관리해역 지정 등 특정 연안해역에 영향을 미치는 육역을 포함하는 연안해역 통합관리제가 해양수산부에 의하여 추진되고 있다.In addition to the four major rivers, coastal waters have recently been amended by the Marine Pollution Prevention Act, and the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries has been implementing an integrated coastal water management system that includes land areas that affect certain coastal areas, such as designating specially managed areas.

이러한 연안해역 통합 관리 실태를 살펴보면, 외국의 사례로 미국 체사피크만에서는 오염총량관리제를 포함하는 연안해역 통합관리제 수립 및 운용을 위하여 GIS(Geographic Information System) 및 모델 패키지(package)로 구성된 시스템을 구축하여 활용하고 있다. In the case of the integrated management of coastal waters, as a foreign case, in Chesapeake, the United States, a system consisting of Geographic Information System (GIS) and model package for the establishment and operation of integrated coastal water management system including total pollution management system. We are building and utilizing.

GIS 시스템은 체사피크만 배수구역내의 정보를 보여주는 자료(land use 등), 유입되는 오염부하 자료(점원 및 비점원 오염원), 및 배수구역과 만내의 물리/수질/생태 등에 관한 자료를 포함하고, 이들 자료를 효율적으로 활용하는 시스템을 갖추고 있다. The GIS system includes data showing information in the Chesapeake Bay drainage area (land use, etc.), incoming pollutant load data (sales and non-point pollution sources), and physical, water quality and ecology within the drainage area and bay. It has a system that utilizes these data efficiently.

모델 패키지는 오염부하량 산정을 위한 유역 모델(watershed basin model), 해수유동에 의한 물질의 이동 및 확산을 모의하는 유체역학 모델(hydrodynamic model), 오염물질 등의 이동과 분포를 모의하는 수질 모델(water quality model) 등을 포함한다. 이러한 모델 패키지는 만내에서의 오염물질 거동을 파악하고 이를 바탕으로 수질 및 생태계에 미치는 영향을 진단한다. The model package includes a watershed basin model for estimating pollutant loads, a hydrodynamic model that simulates the movement and diffusion of material by seawater flow, and a water quality model that simulates the movement and distribution of pollutants. quality model). These model packages identify pollutant behavior in the bay and use them to diagnose water quality and ecosystem impacts.

이와 같이, 연안해역 통합관리제는 GIS 시스템 및 모델 패키지로 구성된 시스템을 바탕으로 연안해역 통합 관리를 위한 기본적인 자료를 수집 및 분석하여 정책 수립의 방향을 제시하고 있다. As such, the integrated coastal management system suggests the direction of policy establishment by collecting and analyzing basic data for integrated coastal management based on the system composed of GIS system and model package.

위에서 살펴본 미국의 사례와 달리, 우리나라에서는 아직까지 연안해역 통합관리를 위한 기초 자료도 많이 부족하고, 이렇게 부족한 기초 자료를 토대로 한 분석 도구인 GIS-모델링 시스템 개발도 매우 미비한 실정이다.Unlike the case of the US described above, Korea still lacks a lot of basic data for integrated coastal management, and the development of GIS-modeling system, an analysis tool based on this lacking basic data, is very insufficient.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연안해역의 오염원을 관리하면서 공간분석기법을 이용하여 오염물질의 배출경로를 파악하고, 배출 오염물질의 확산거동을 모델링 하여 효율적으로 유역 관리를 하기 위한 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to manage the pollutant in the coastal waters while using the spatial analysis technique to identify the discharge path of the pollutants, model the diffusion behavior of the pollutants in the coastal waters for efficient watershed management It is to provide a management system and method thereof.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 서버가 GIS를 이용하여 오염물질의 유출 경로를 파악하고, 상기 오염물질의 현황과 부하량를 조회하여 오염원별 부하량을 산정함으로써 유역별 수질오염의 심각도에 따라 오염원별 배출 현황 및 적정 배출부하량을 제시하고, 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동을 모의하도록 한다.In order to solve this problem, the present invention uses a GIS server to identify the pollutant outflow path, and by querying the current status and load of the pollutant to calculate the load by pollutant source by the pollution source according to the severity of water pollution by watershed Present the current status and the appropriate discharge load, and simulate the diffusion of pollutants into coastal waters.

본 발명에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템은, 사용자 단말기(10)의 요청에 따라, 유역별 배출부하량을 산정하는 부하량산정모듈(120)과, 유역별 환경기준치에 부합하는 적정 배출부하량을 상기 유역별로 제시하는 의사결정지원모듈(140)과 이들을 총괄 제어하는 제어모듈(145)을 구비하는 서버(100)가 구비된 지리정보시스템(GIS)을 이용한 내륙의 수질관리시스템으로서, 상기 서버(100)는, 상기 GIS의 도형정보와 그 속성정보를 이용하여 상기 유역별 수계와 연결된 연안해변에서의 환경적 여건(수온, 염분, BOD 등)에 따른 상기 배출부하량에 함유된 오염물질(질소, 인 등)의 확산 거동을 모의하는 연안수질모델모듈(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어모듈(145)은, 부하량산정모듈(120)을 제어하여 상기 GIS의 도형정보와 그 속성정보를 토대로 유역별 수계의 배출부하량을 산정하도록 하고, 연안수질모델모듈(140)을 제어하여 상기 도형정보와 그 속성정보를 토대로 상기 유역별 수계와 연결된 연안해변에서의 환경적 여건(수온, 염분, BOD 등)에 따른 오염물질(질소, 인 등)의 확산 거동을 모의하도록 하며, 의사결정지원모듈(130)을 제어하여 상기 도형정보와 속성정보를 토대로 상기 연안해변의 수원인 상기 유역별 수계와 상기 수계로 유입되는 오염수원(생활계, 산업계, 축산계, 토지이용, 양식계 등)의 배출구조와 배출현황(BOD, 인함량, 질소함량)을 파악하고, 상기 연안해변의 수질오염도가 환경 기준치에 만족하기 위한 상기 각 유역별 수계의 적정 배출부하량을 산출한 다음, 상기 적정 배출부하량에 이르기 위한 상기 오염수원의 적정 발생부하량을 산정 및 제시하도록 프로세스 되는 것을 특징으로 한다. The water quality management system of the coastal water according to the present invention, according to the request of the user terminal 10, the load calculation module 120 for calculating the discharge load for each basin, and the appropriate discharge load corresponding to the environmental standard value for each basin Inland water quality management system using a geographic information system (GIS) provided with a server 100 having a decision support module 140 and a control module 145 to collectively control them, the server 100 The pollutants (nitrogen, phosphorus, etc.) contained in the discharge load according to the environmental conditions (water temperature, salinity, BOD, etc.) in the coastal beach connected to the water system for each basin by using the graphic information and attribute information of the GIS It characterized in that it further comprises a coastal water quality model module 140 to simulate the diffusion behavior of the).
Here, the control module 145 controls the load calculation module 120 to calculate the discharge load of the water system for each basin based on the figure information and the attribute information of the GIS, and controls the coastal water quality model module 140. On the basis of the figure information and its attribute information, the diffusion behavior of pollutants (nitrogen, phosphorus, etc.) according to the environmental conditions (water temperature, salinity, BOD, etc.) in the coastal beach connected to the watershed for each basin is simulated. Control of the decision support module 130 to control the watershed by the watershed and the polluted water source (living, industrial, animal husbandry, land use, aquaculture, etc.), which are the water sources of the coastal beach, based on the figure information and the attribute information. Understand the discharge structure and discharge status (BOD, phosphorus content, nitrogen content), calculate the appropriate discharge load of the water system for each watershed so that the water pollution of the coastal beach satisfies the environmental standard, and then Characterized in that the process is to calculate and present the appropriate generation load of the polluted water source to reach the discharge load.

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아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.First, a water quality management system of a coastal sea according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템은 크게 사용자 단말(10), 네트워크, 서버(100)와 데이터베이스(150)로 구성된다.As shown in Figure 1, the water quality management system of the coastal waters according to an embodiment of the present invention is largely composed of a user terminal 10, a network, a server 100 and a database 150.

사용자 단말(10)은 허브(hub, 20)라는 네트워크 장치를 통해 서버(100)와 접속되고, 프린터(40) 또는 플로터(30)와 연결되어 있다.The user terminal 10 is connected to the server 100 through a network device called a hub 20 and is connected to the printer 40 or the plotter 30.

따라서 사용자는 사용자 단말(10)을 통해 서버(100)에 리동별 또는 표준 유역별로 오염원이나 각 오염원의 부하량의 자료를 검색 및 조회를 요청하고, 서버(100)로부터 전송되는 조회 및 검색 결과를 모니터를 통해 볼 수 있으며, 경우에 따라 플로터(30)나 프린터를 통해 출력할 수도 있다.Accordingly, the user requests the server 100 to search and search the pollutant or load data of each pollutant by the living or standard watershed through the user terminal 10, and monitor the inquiry and the search result transmitted from the server 100. It can be seen through, and in some cases may be output through the plotter 30 or the printer.

서버(100)는 GIS(Geographic Information System)를 이용하여 각 유역별로 배출되는 오염원의 부하량을 산출하고, 이 부하량을 이용하여 수질 오염이 심각한 유역을 판단하여 적정 배출 부하량을 제시하며, 오염원 현황, 배출 경로, 환경 여건 등을 고려한 오염원의 적정 저감 방안을 제시하여 효율적인 의사 결정을 지원한다.The server 100 calculates the load of pollutant discharged by each basin by using the Geographic Information System (GIS), and uses the load to determine the basin of severe water pollution and present the appropriate discharge load. Providing appropriate reduction measures of pollutant sources considering the route and environmental conditions, etc. supports efficient decision making.

이때, GIS는 지표면과 지하 및 지상 공간에 존재하는 각종 자연물(예를 들어, 산, 강, 토지 등)과 건물, 도로 철도 등의 인공물에 대한 위치정보와 속성정보를 컴퓨터에 입력한 후에 이 위치정보와 속성 정보를 연계하여 각종 계획수립과 의사 결정, 및 산업 활동을 효율적으로 지원할 수 있도록 하는 첨단 정보시스템이다. At this time, GIS inputs the location information and attribute information of various natural objects (for example, mountains, rivers, land, etc.), buildings, roads, railways, and the like that exist on the surface, underground, and ground spaces to the computer. It is an advanced information system that links information and attribute information to efficiently support various planning, decision making, and industrial activities.

이러한 GIS는 각종 통계 자료를 출력하고, 거리, 면적, 위치 등의 환경 상황을 평가하여 시뮬레이션 함으로써 연안해역의 오염원을 관리하고 오염물질의 확산 거동을 모델링 하도록 최적의 의사 결정을 지원하는 공간 분석 시스템이다.This GIS is a spatial analysis system that outputs various statistical data and evaluates and simulates environmental conditions such as distance, area, and location to support optimal decision making to manage pollutants in coastal waters and model the diffusion behavior of pollutants. .

서버(100)는 GIS를 이용하여 오염물질 유출경로를 파악하고 부하량을 산정하기 위해 GIS에 의한 정보를 도형정보와 속성정보로 구분하여 데이터베이스(150)를 구축하는데, 데이터베이스(150)는 도형 DB(151)와 속성 DB(152)를 포함한다.The server 100 constructs a database 150 by dividing the information by the GIS into figure information and attribute information in order to identify a pollutant outflow path and calculate a load by using the GIS. 151 and attribute DB 152.

이때, 데이터베이스(150)에 입력되는 속성정보는 도형정보와 연관된 정보이 므로 컴퓨터의 키보드를 이용하여 직접 입력시키거나 속성 정보 파일로 생성된 후에 도형정보와 연결되기도 한다.In this case, since the attribute information input to the database 150 is related to the figure information, the attribute information may be directly input by using a computer keyboard or may be connected to the figure information after being generated as an attribute information file.

데이터베이스(150)는 획득한 자료의 양에 따라 저장 용량을 계획하게 되는데, 지속적으로 갱신되는 오염물질의 데이터양이 많은 저장 공간을 차지하기 때문에 대용량데이터베이스 관리 시스템(DBMS, Database Management System)을 사용하는 것이 바람직하다. The database 150 plans the storage capacity according to the amount of data acquired. Since the data volume of the pollutant that is continuously updated occupies a large amount of storage space, the database 150 uses a large database management system (DBMS). It is preferable.

도 2에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 위치정보를 데이터베이스화하여 관리하기 때문에 GIS 컴포넌트인 MapObject와 Visual Basic을 이용하여 위치와 속성 정보를 입력한 후에 실제 지도 좌표로 맵핑하여 사용한다. As shown in FIG. 2, since the server 100 manages location information by using a database, the server 100 maps the location and the property information using the GIS component MapObject and Visual Basic, and then maps the map to actual map coordinates.

따라서 서버(100)는 데이터 관리에 있어 보편성, 경제성, 실용성을 극대화할 수 있다. Therefore, the server 100 may maximize universality, economics, and practicality in data management.

또한, 일반 컴퓨터에서 컴퓨터 환경을 제공하여 주는 오퍼레이팅 시스템(Operating System)이 필요하듯이, 서버(100)도 네트워크 환경을 제공하여 주는 네트워크 오퍼레이팅 시스템(Network Operating System, NOS)이 필요하다. In addition, as an operating system for providing a computer environment in a general computer is required, the server 100 also needs a network operating system (NOS) for providing a network environment.

서버 측에서는 네트워크 오퍼레이팅 시스템으로 Windows NT, Unix 등을 사용하고, 네트워크를 통해 많은 데이터양을 빠르게 사용자에게 전달하기 위해 고속의 네트워크로 ATM을 사용하는 것이 바람직하다. On the server side, it is desirable to use Windows NT, Unix, etc. as a network operating system, and to use ATM as a high-speed network in order to deliver large amounts of data to users quickly through the network.

또한, 사용자와 서버(100) 간에 네트워크 구축 시에는 많은 어플리케이션을 사용할 수 있지만 자원의 효율적인 이용이 가능한 클라이언트/서버 구성 방법을 사용하거나, 모든 처리를 호스트에서 담당하여 네트워크 관리자가 네트워크 관리를 용이하게 할 수 있도록 한 호스트-터미널(Host-terminal) 방법을 사용할 수도 있다. In addition, many applications can be used when establishing a network between the user and the server 100, but a network administrator can easily manage the network by using a client / server configuration method capable of efficient use of resources or by taking charge of all processing at the host. You can also use one host-terminal method.

상기에서 상술한 방법 외에도 네트워크 구축은 다양하게 구현될 수 있고 얼마든지 변경이 가능하다.In addition to the above-described method, the network construction can be variously implemented and can be changed as many as possible.

특히, 서버(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 부하량 산정 모듈(120), 의사결정 지원 모듈(130), 연안수질 모델 모듈(140), 및 제어 모듈(145)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. In particular, the server 100 includes, but is not limited to, a load estimating module 120, a decision support module 130, a coastal water quality model module 140, and a control module 145 as shown in FIG. 3. Do not.

서버(100)는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)(110) 운영 체제를 이용하여 사용자가 아이콘이나 메뉴 등의 그래픽 화면을 통해 서버(100)와 정보를 교환할 수 있도록 하는 작업 환경을 제공한다.The server 100 provides a work environment that allows a user to exchange information with the server 100 through a graphic screen such as an icon or a menu using a graphical user interface (GUI) 110 operating system. do.

부하량 산정 모듈(120)은 데이터베이스(150) 내의 도형 정보와 속성 정보를 이용하여 유역별 발생부하, 배출부하, 유달 부하를 산출하여 GUI(110)를 통해 사용자에게 디스플레이 한다. The load calculation module 120 calculates the generation load, the discharge load, and the delivery load for each basin by using the graphic information and the attribute information in the database 150 and displays them to the user through the GUI 110.

부하량 산정 모듈(120)에서 산정되는 발생부하량은 점오염원 및 비점오염원으로부터 발생되는 오염물질의 양이고, 배출부하량은 발생부하량이 처리과정을 거쳐 삭감된 후 또는 처리과정을 거치지 아니하고 직접 공공수역으로 배출되는 오염 물질의 양이며, 유달부하량은 유역의 배출부하량이 공공수역의 자정작용, 조류성장 등 물질변화 과정을 거친 후 총량관리단위유역의 수계구간 하단지점에 도달되는 오염물질의 양이다.The generated load calculated by the load calculation module 120 is the amount of pollutants generated from the point source and the nonpoint source, and the discharge load is discharged directly to the public water after the generated load is reduced through the treatment process or without the treatment process. It is the amount of pollutant to be discharged, and the overload is the amount of pollutant that reaches the bottom of the watershed section of the total water management unit basin after the watershed discharge load undergoes material change process such as self-cleaning and algae growth in public waters.

의사결정 지원 모듈(130)은 부하량 산정 모듈(120)의 부하량 산출 결과를 토대로 유역별로 수질오염이 심각한 유역에 대해 오염원별 배출현황, 및 적정 배출부하량을 제시하여 적합한 의사결정을 지원한다.The decision support module 130 supports the appropriate decision-making by presenting the discharge status for each pollutant and the appropriate discharge load for the watersheds with severe water pollution for each basin based on the load calculation result of the load calculation module 120.

연안 수질 모델 모듈(140)은 의사결정 지원 모듈(130)의 데이터를 입력 자료로 사용하여 유역별 배출 부하량을 토대로 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동을 모의한다.The coastal water quality model module 140 uses the data of the decision support module 130 as input data to simulate the diffusion behavior of the pollutants introduced into the coastal waters based on the discharge load for each basin.

연안 수질 모델 모듈(140)에서 구성하는 수질 모델은 EFDC 모델을 이용하여 오염원과 수질의 관계를 분석하고 오염 부하량의 증감을 비롯한 환경요인 변화에 따른 수질 변화를 모의하기 위한 것이다.The water quality model configured in the coastal water quality model module 140 is to analyze the relationship between the pollution source and the water quality using the EFDC model, and to simulate the water quality change according to environmental factors such as the increase and decrease of the pollution load.

제어 모듈(145)은 GUI(110)를 비롯해 각 모듈(120, 130, 140), 데이터베이스(150)의 데이터 흐름을 제어하면서 사용자와의 정보 교환을 통해 내륙수계 및 연안해역 수질에 영향을 주는 유역을 통합 관리하도록 한다. The control module 145 controls the data flow of each module 120, 130, 140, and database 150 including the GUI 110, and affects the water quality of the inland water and coastal waters through information exchange with the user. To be integrated management.

다음, 도 4 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 시스템의 동작에 대하여 자세하게 설명한다. Next, the operation of the water quality management system of the coastal waters according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 16.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연안해역의 수질 관리 방법은 사용자가 네트워크를 통해 서버(100)에 접속하면(S1), 서버(100)는 사용자에게 시스템 초기화면을 전송하고, 기능별 메뉴를 선택할 수 있도록 하는 시스템 메인 화면을 전송한다.(S2, S3) As shown in FIG. 4, in the coastal water quality management method according to an embodiment of the present invention, when a user accesses the server 100 through a network (S1), the server 100 transmits a system initial screen to the user. And transmits the system main screen to select a function-specific menu (S2, S3).

이때, 시스템 메인 화면에는 크게 오염부하량 산정, 연안해역 확산 모델링으로 분류되는 메뉴가 제시되고, 각 메뉴의 세부적인 기능은 부메뉴 형태의 계층적 메뉴를 갖도록 한다.At this time, a menu classified into pollution load calculation and coastal seawater diffusion modeling is presented on the main screen of the system, and the detailed functions of each menu have a hierarchical menu in the form of a submenu.

사용자는 시스템 메인 화면을 통해 자신이 원하는 메뉴를 선택하여 행적구역별 또는 표준 유역별 오염원원을 조회하거나 산정된 부하량 자료를 검색 및 조회할 수 있다.(S4)The user can select the desired menu through the system main screen to inquire pollutant by activity area or standard watershed, or search and search calculated load data. (S4)

부하량 산정 모듈(120)은 대상 지역의 전체 유역에 대해 환경변수를 설정하고, 환경부의 수계오염총량관리기술지침에서 제시한 방법에 따라 오염원별 부하량을 산정한다.(S5, S6) The load estimating module 120 sets environmental variables for the entire watershed in the target area and calculates the load for each pollutant according to the method suggested by the Ministry of Environment's Water Pollution Total Management Guideline (S5, S6).

의사 결정 지원 모듈(130)은 부하량 산정 모듈(120)에 의한 부하량 산정 결과에 근거하여 유역별로 수질 오염이 심각한 유역에 대해 오염원별 배출 현황 및 적정 배출부하량을 제시한다.(S7)The decision support module 130 presents the discharge status and the appropriate discharge load for each pollutant for the watersheds in which water pollution is severe for each basin based on the load calculation result by the load calculation module 120. (S7)

그러면, 연안 수질 모델 모듈(140)은 의사 결정 지원 모듈(130)의 자료를 입력 자료로 사용하여 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동을 모의하도록 과학적 타당성 및 이용성을 갖는 수질 모델을 구성한다.(S8)Then, the coastal water quality model module 140 uses the data of the decision support module 130 as an input data to construct a water quality model having scientific validity and usability to simulate the diffusion behavior of pollutants introduced into the coastal waters. (S8)

제어 모듈(145)에서는 연안 수질 모델 모듈(140)에서 구성한 수질 모델을 사용하여 목표수질의 대상 물질을 적정하게 분석하여 미달성 유역을 조회한다.(S9)The control module 145 uses the water quality model configured in the coastal water quality model module 140 to appropriately analyze the target material of the target water quality and inquires the sub watershed (S9).

서버(100)는 GUI(110)를 통해 사용자에게 도면 및 보고서를 전송하고, 사용자는 서버(100)로부터 전송된 도면 및 보고서를 모니터 화면, 프린터, 또는 플로터를 통해 제공받게 된다.(S10)The server 100 transmits drawings and reports to the user through the GUI 110, and the user receives the drawings and reports transmitted from the server 100 through a monitor screen, a printer, or a plotter (S10).

도 5에 나타나 있듯이, 유역은 강우가 지표수의 형태로 유출되어 합류되는 해당지역으로, 서버(100)에서는 수치고도모델(DEM, Digital Elevation Model)을 이용하여 각 유역의 경계를 구획하고 해당유역에 속한 행정구역의 현황을 조사한다.As shown in FIG. 5, the watershed is a region where rainfall is discharged and joined in the form of surface water, and the server 100 divides the boundary of each watershed using a digital elevation model (DEM) and divides the watershed into the corresponding watershed. Investigate the current state of your administrative district.

따라서 부하량 산정 모듈(120)은 유역 경계에 따른 데이터베이스 내의 도형 및 속성 정보를 이용하여 각 오염원별 발생 및 배출부하량을 산정하고, 오염원별 배출 구조를 파악하여 수계로 유입되는 오염물질의 정량적 계산을 수행한다. Therefore, the load calculation module 120 calculates the generation and discharge load for each pollutant by using the figure and attribute information in the database according to the watershed boundary, and performs the quantitative calculation of the pollutant flowing into the water by identifying the discharge structure for each pollutant. do.

이때, 대표적인 오염물질에는 생활계, 산업계, 축산계, 토지이용, 양식계 등이 있으며, 생활계 오염물질의 배출 구조를 살펴보면 다음과 같다.At this time, the representative pollutants include living, industrial, livestock, land use, aquaculture, etc. Looking at the discharge structure of living pollutants are as follows.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 부하량 산정 모듈이 부하량 산정을 위한 생활계, 축산계, 산업계, 양식계, 토지계의 배출 구조를 도시한 것이다.6 to 10 is a load calculation module according to an embodiment of the present invention shows the discharge structure of the living system, livestock system, industry, aquaculture system, land system for the load calculation.

먼저, 도 6을 참고하면 생활계 배출원은 크게 환경기초시설의 처리구역과 미처리구역으로 분류하고, 처리구역은 우수와 오수를 함께 배제하는 합류식관거 사용인구와 우수와 오수를 분리하여 배제하는 분류식관거 사용인구 분류한다.First, referring to FIG. 6, the source of living discharge is largely classified into an treated area and an untreated area of an environmental basic facility, and the treated area uses a combined conduit that excludes rainwater and sewage together. Classify the population used.

또한, 미처리구역은 재래식화장실(수거식), 단독정화조, 오수처리시설 사용인구로 세분한다. In addition, untreated areas are subdivided into conventional toilets (collections), independent septic tanks, and sewage treatment facilities.

생활계의 오염물질 배출성상은 잡배수와 분뇨로 구분하며, 재래식 화장실 사 용인구의 오염물질 배출경로는 잡배수의 하수배출, 분뇨의 화장실에서의 분해, 침출 및 농지환원, 분뇨처리장 이송으로 세분된다. 단독정화조 사용인구의 오염물질 배출경로는 분뇨 및 세정수의 정화조에서의 분해, 정화조오니의 분뇨처리장 이송, 정화조 상등액과 잡배수의 하수배출로 세분되며, 오수처리시설 사용인구의 오염물질 배출경로는 잡배수와 분뇨의 오수처리시설 분해, 정화조오니의 분뇨처리장 이송, 처리수의 방류로 세분된다. The pollutant discharge characteristics of living systems are divided into wastewater and manure, and the path of pollutant discharge in conventional toilet users is subdivided into sewage discharge of wastewater, decomposition of wastewater in the toilet, leaching and reduction of farmland, and transfer of manure treatment plant. The pollutant discharge path of the population using a single septic tank is subdivided into septic tank of manure and rinsing water, transfer of septic tank sludge to sewage treatment plant, and discharge of septic tank supernatant and wastewater. It is subdivided into decomposition of sewage treatment facilities of sewage and manure, transportation of septic tank sludge treatment plant, and discharge of treated water.

합류식 하수처리구역 내에서 오수처리시설 사용인구의 분뇨는 단독정화조 수준의 개별처리 후 관거로 유입되는 것으로 간주하며, 분류식관거 사용인구의 잡배수와 분뇨는 개별처리 없이 직접 관거로 유입되는 것으로 본다. 분뇨처리장으로 이송된 수거식 분뇨와 정화조오니의 배출경로는 처리 후 공공수역으로의 직접방류와 병합처리시설(주로, 하수처리시설)로의 연계처리로 구분한다.Within the combined sewage treatment area, manure from the sewage treatment plant population is regarded as flowing into the conduit after individual treatment at the level of a single septic tank. The discharge route of the collected manure and septic tank sludge transferred to the manure treatment plant is divided into direct discharge to public water after treatment and linked treatment to the combined treatment facility (mainly sewage treatment facility).

도 7에 나타나 있듯이, 축산계 배출원의 배출구조는 환경기초시설의 처리구역과 미처리구역으로 대분하여 각 구역에서 축종, 법적규제 규모 및 개별처리 유형별로 세분된다.As shown in Fig. 7, the discharge structure of the livestock system discharge source is subdivided into treated zones and untreated zones of the environmental basic facilities, and is subdivided by animal breeding, legal regulations and individual treatment types in each zone.

축산계의 오염물질 배출성상은 액상의 폐수와 고형물로 세분되고, 개별축사에서의 오염물질 배출경로는 환경기초시설로의 이송, 개별처리, 농지환원, 개별배출로 세분되며, 환경기초시설로 이송된 폐수와 고형물의 배출경로는 처리 후 공공수역으로의 직접방류와 병합처리시설(주로 하수처리시설)로의 연계처리로 구분된다. The pollutant discharge characteristics of the livestock system are subdivided into liquid wastewater and solids, and the pollutant discharge paths from individual houses are subdivided into environmental base facilities, individual treatment, farmland reduction, and individual discharges. The discharge path of waste water and solids is divided into direct discharge to public water after treatment and linkage to combined treatment facility (mainly sewage treatment facility).

관거이송식 처리구역의 경우 관거로 유입된 오염물질의 배출경로는 생활계의 배출경로와 같이 관거저류변화, 관거누수, 관거월류, 관거이송, 방류로 세분된다.In the case of conduit transfer treatment areas, the discharge paths of pollutants introduced into conduits are subdivided into changes in conduit storage, conduit leakage, conduit overflow, conduit transport, and discharge, just like the discharge paths in daily life.

도 8에 도시된 바와 같이, 산업계 배출원의 배출 구조는 환경기초시설의 처리구역과 미처리구역으로 대분하여 각 구역에서 업종에 따라 세분되며, 개별배출시설에서의 오염물질 배출경로는 환경기초시설로의 이송, 개별처리, 개별배출로 세분한다. As shown in FIG. 8, the discharge structure of the industrial discharge source is subdivided into the treated zone and untreated zone of the environmental base facility in each zone according to the type of industry, and the path of pollutant discharge from the individual discharge facility to the environmental base facility. Subdivided into transfer, individual treatment and individual discharge.

또한, 환경기초시설로 이송된 폐수는 처리 후 공공수역으로의 직접방류와 병합처리시설(주로 하수처리시설)로의 연계처리로 구분된다. 환경기초시설의 처리구역에서 관거로 유입된 오염물질의 배출경로는 생활계의 배출경로와 같이 관거저류변화, 관거누수, 관거월류, 관거이송, 방류로 세분된다.In addition, the wastewater transported to the environmental basic facilities is divided into direct discharge to public water after treatment and linked treatment to the combined treatment facility (mainly sewage treatment facility). The discharge paths of pollutants introduced into the conduits from the treatment area of the environmental basic facilities are subdivided into the change of conduit storage, the leak of conduits, the flow of conduits, the transfer of conduits, and the discharge, as in the discharge paths of the daily life.

도 9에 나타나 있듯이, 양식계 배출원의 배출 구조는 양식어종 및 양식유형에 따라 세분되며, 양식장에서의 오염물질 배출경로는 개별처리, 종말처리장으로의 이송, 개별배출로 세분된다. As shown in Figure 9, the discharge structure of the aquaculture system source is subdivided according to the fish species and aquaculture type, the pollutant discharge path in the aquaculture farm is subdivided into individual treatment, transport to the terminal treatment plant, individual discharge.

처리구역에서 관거로 유입된 오염물질의 배출경로는 생활계의 배출경로와 같이 관거저류변화, 관거누수, 관거월류, 관거이송, 방류로 세분된다. The discharge paths of pollutants introduced into the conduits from the treatment zones are subdivided into changes in conduit storage, leaks, overdrafts, conduits, and discharges, similar to those in the daily life.

도 10을 참고하면 토지계 배출원의 배출 구조는 토지로부터 유출된 오염물질이 합류식관거 또는 분류식관거에 침투되어 환경기초시설로 유입되는 차집구역과 미차집구역으로 대분하여 각 구역에서 지목에 따라 세분된다.Referring to FIG. 10, the discharge structure of the land-based discharge source is subdivided into land collection zones and non-householding zones in which contaminants leaked from the land penetrate into the conduit type or classified type pipes and enter the environmental foundation facilities. do.

토지에서의 오염물질 배출경로는 개별처리, 환경기초시설로의 이송, 개별배출로 세분된다. 환경기초시설로 이송된 토지유출수는 처리 후 공공수역으로의 직접방류와 병합처리시설(주로 하수처리시설)로의 연계처리로 구분되며, 차집구역에서 관거로 유입된 오염물질의 배출경로는 생활계의 배출경로와 같이 관거저류변화, 관거누수, 관거월류, 관거이송, 방류로 세분된다.Routes of pollutant emissions from land are subdivided into individual treatments, transport to environmental infrastructure and individual emissions. Land runoff that is transferred to the environmental basic facilities is divided into direct discharge to public water after treatment and linked treatment to the combined treatment facility (mainly sewage treatment facility). Like the route, it is subdivided into change of conservative storage, leak of conduit, overflow of conduit, conduit transfer and discharge

부하량 산정 모듈(120)은 도 6 내지 도 10에서 기술한 오염원별 배출 구조에 따른 오염원별 배출유형에 적합한 부하량 산출식을 이용하여 유역별 부하량을 산정하게 된다.The load calculation module 120 calculates the load for each basin using a load calculation formula suitable for the discharge type for each source according to the discharge structure for each source described in FIGS. 6 to 10.

이하, 수학식1 내지 수학식 10을 참고하여 부하량 산정 모듈(120)이 각 오염원별 배출 유형에 적합한 부하량을 산출하는 과정을 살펴본다. Hereinafter, the process of calculating the load amount suitable for the discharge type for each pollutant by the load calculation module 120 will be described with reference to Equations 1 to 10.

부하량 산정 모듈(120)은 배출원 직접이송량이 관거 배수설비를 통하지 않고 환경기초시설로 직접 이송되는 양이므로, 직접이송비를 아래 수학식 1에 나타나 있듯이 환경기초시설의 배출원별 직접이송량을 해당 처리구역의 배출원별 총직접이송량으로 나누어 산정한다.Since the load calculation module 120 is a direct transfer amount of the discharge source is directly transferred to the environmental foundation without passing through the conduit drainage facility, the direct transfer ratio is calculated as a direct transfer amount for each discharge source of the environmental basic facility as shown in Equation 1 below. Calculate by dividing by the total direct feed of each discharge source.

배출원별 개별삭감량은 환경기초시설이 아닌 배출원의 자체 오염삭감시설에 의한 삭감량으로서, 배출원별 개별삭감대상량에 개별배출원별 개별삭감비를 곱하여 산정한다.The individual reductions by source are the reductions made by the source's own pollution reduction facility, not the environmental foundation, and are calculated by multiplying the individual reduction targets by each source and the individual reduction ratios by each source.

관거유입량은 관거식 폐하수 처리구역에서 해당 기초시설에 연결된 관거배수설비로 유입된 양으로서, 관거식 처리구역의 발생량에서 개별삭감량과 직접이송량을 감하여 산정한다.The conduit inflow is the amount that flows from the contaminated sewage treatment area into the conduit drainage system connected to the relevant infrastructure, and is calculated by subtracting the individual cuts and direct transfers from the generation of the conduit treatment area.

관거배출량은 관거이송 과정에 누수, 월류 및 배제를 통해 배출되는 양으로서, 관거배출비는 총관거배출량을 각 오염원으로부터 유입되는 총관거유입량으로 나누어 산정한다.Conduit discharge is the amount discharged through leakage, overflow, and exclusion during the conduit transfer process. The discharge rate is calculated by dividing the total discharge amount by the total discharge amount from each pollutant source.

연안 수질모델 모듈(140)에서는 부하량 산정 모듈(120)에서 산출된 유역별 배출부하량을 이용하여 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동을 모의한다. The coastal water quality model module 140 simulates the diffusion behavior of pollutants introduced into the coastal waters by using the watershed discharge load calculated by the load calculation module 120.

이때, 연안 수질 모델 모듈(140)은 효과적인 수질의 모의를 위해 사용 모델이 과학적 타당성과 이용성을 가져야 하며, 목표수질의 대상물질을 적정하게 분석 가능해야 하고, 수질 모델을 구성하는 과학적 이론이 합리적이어야 한다. At this time, the coastal water quality model module 140 should have a scientific validity and usability for the effective water quality simulation, should be able to properly analyze the target material of the target water quality, and the scientific theory constituting the water quality model should be reasonable. do.

위에서 목표 수질은 총량관리목표설정을 위한 기준치로서 삶의 환경 질을 제고하기 위한 장기적 수질 목표이며, 오염원밀도, 지역개발도, 환경기초시설 투자도, 수량 및 수질, 수중생태계의 건전성을 고려하여 해당 수계의 환경용량범위에서 설정되는 지표를 의미한다.Above, the target water quality is a long-term water quality target for improving the quality of life as a standard for setting the total quantity management target, and considering the pollution source density, regional development, environmental infrastructure investment, quantity and water quality, and the health of the aquatic ecosystem. Means the indicator set in the environmental capacity range of the water system.

또한, 연안 수질 모델 모듈(140)은 수질 모델에 필요한 자료가 충분히 갖추어져 있어야 하며, 모델 결과를 신뢰할 수 있도록 해야 한다. In addition, the coastal water quality model module 140 should have sufficient data necessary for the water quality model, and make the model results reliable.

도 11에 도시된 바와 같이, 연안 수질 모델 모듈(140)은 Virginia Institute of Marine Science에서 개발되어진 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code, EFDC) 모델을 사용하고 있는데, EFDC 모델은 3차원 유동과 물질이동을 재현하는 다변수 유한차분 모델이다. As shown in FIG. 11, the coastal water quality model module 140 uses an EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code, EFDC) model developed by the Virginia Institute of Marine Science, which reproduces three-dimensional flow and mass transport. Is a multivariate finite difference model.

현재 EFDC 모델은 미국의 체사피크만의 전반적인 환경의 연구에 널리 이용되고 있으며, 일례로 점원 또는 비점원 오염원으로부터 유입되는 오염물질과 병원성 물질의 이동과 소멸의 재현(Hamrick, 1991, 1992c), 발전소 온배수의 유입 재현(Hamrick et al., 1995a), 굴과 게류 유생의 이동 재현, 준설과 준설 폐기물의 추정(Hamrick, 1992b, 1994, 1995b) 등이 있다.Currently, the EFDC model is widely used to study the overall environment of Chesapeake Bay in the United States, for example, to reproduce and eliminate the movement and disappearance of pollutants and pathogens from point sources or nonpoint sources (Hamrick, 1991, 1992c) Regeneration of warm drainage (Hamrick et al. , 1995a), reproducing migration of oysters and larvae, and estimation of dredging and dredging waste (Hamrick, 1992b, 1994, 1995b).

이외에도 EFDC 모델은 미국의 플로리다의 Indian River Lagoon의 북부지역에서 담수 유입에 효과에 관한 연구(Moustafa and Hamrick, 1994; Moustafa et al., 1995)와 플로리다의 습지에 밀집된 수초에 영향을 받는 흐름의 연구(Hamrick and Moustafa, 1995a, b; Moustafa and Hamrick, 1995)에도 사용되어진바 있다.In addition, the EFDC model is a study on the effects of freshwater inflow in the northern part of Indian River Lagoon, Florida, USA (Moustafa and Hamrick, 1994; Moustafa et al ., 1995) and a study of streams affected by wetland densities in wetlands in Florida. (Hamrick and Moustafa, 1995a, b; Moustafa and Hamrick, 1995).

EFDC 모델은 수직·수평적으로 2차원화 및 3차원화가 용이하며, 수질 모델과 퇴적물 이동 모델의 접합이 용이한 장점이 있다.(Sission et al., 1997). EFDC 모델은 물리적 및 수치적으로 Blumberg and Mellor(1987) 모델과 많은 유사점을 지닌 다. EFDC model has the advantage of easy two-dimensional and three-dimensionalization vertically and horizontally, and easy bonding of water quality model and sediment transport model (Sission et al ., 1997). The EFDC model has many similarities physically and numerically to the Blumberg and Mellor (1987) model.

또한 EFDC 모델은 해수와 담수체계에 적용할 수 있도록 다양한 밀도장에서의 3차원 수직 정역학, 자유표면, 와동 평균된 경압과 순압 방정식의 해를 구하게 된다. The EFDC model also solves three-dimensional vertical statics, free surfaces, vortex-averaged pressure and net equations at various density fields for application to seawater and freshwater systems.

EFDC 모델에서 수직방향에서의 와동 점성과 확산은 Mellor and Yamada(1982)의 level 2.5 turbulent closure scheme을 변형한 Galperin's et al.(1988)의 방법에 기초한다. EFDC 모델에서 마찰에 대한 저층응력은 퇴적층과 수층간의 경계층에서의 운동량 상실로 묘사되고, 바닥부근 속도에 대한 2차 함수를 이용한 와류 경계층 방정식을 사용하여 표현된다. Vortex viscosity and diffusion in the vertical direction in the EFDC model are based on Galperin's et al . (1988), a modification of Mellor and Yamada (1982) 's level 2.5 turbulent closure scheme. The low-stress stress against friction in the EFDC model is described as the loss of momentum in the boundary layer between sediment and water layers, and is expressed using the vortex boundary layer equation using a quadratic function of the near-floor velocity.

또한, EFDC 모델에서의 염분과 수온은 Rosati and Miyakoda(1988)에 의해서 개발된 대기 열교환 모델에 기초하여 해를 구한다. 특히, EFDC 모델은 mass-conserving scheme을 이용하여 천해역에서의 3차원의 조간대 처리가 가능하도록 설계되어 있어 조간대가 넓게 분포된 한반도의 서해안에서의 적용이 용이하다. In addition, salinity and water temperature in the EFDC model are solved based on the atmospheric heat exchange model developed by Rosati and Miyakoda (1988). In particular, the EFDC model is designed to be able to process three-dimensional intertidal zones in shallow waters using mass-conserving schemes, making it easy to apply them on the west coast of the Korean peninsula where intertidal zones are widely distributed.

EFDC 모델은 수직적으로 같은 수의 층을 가지는 좌표계를 사용하며, 엇갈림(staggered) 또는 C 격자(grid) 상에서 공간적으로 2차 정확도를 가지는 수치해석법을 사용하며, 시간적으로는 2차 정확도의 3단계 시간 계산(three time level)의 내부모드와 외부모드로 모드를 분리하는 모드 분리법을 사용한다. The EFDC model uses a coordinate system with the same number of layers vertically, spatially quadratic accuracy on a staggered or C grid, and temporally three-step time with quadratic accuracy. A mode separation method is used to separate the modes into internal and external modes of the calculation (three time levels).

EFDC 모델의 외부모드에서는 음해법을 사용하여 계산함으로써 비선형항을 포함한 이류항의 양해법에 의한 안정조건을 만족하는 한 매우 큰 계산 시간을 사용할 수 있도록 한다. 이때, 이류수송항의 경우에 차분법은 시간과 공간에 대하여 중앙 차분법, 시간에 대한 전방차분법, 공간에 대한 상방차분법을 선택적으로 사용할 수 있으며, 필요에 따라 시간에 대한 수평확산은 양해법을, 수직확산은 음해법을 적용할 수 있다. 수송방정식에서 수평경계조건에는 시간에 따라 변화하는 물질의 유입 농도, 상방향 유출류, damping relaxation 등을 적용할 수 있다.In the external mode of the EFDC model, the calculation is performed using the negative solution method, so that a very large calculation time can be used as long as the stability condition by the understanding method of the advection term including nonlinear terms is satisfied. In this case, in the case of the advection transport term, the difference method can selectively use the central difference method for time and space, the forward difference method for time, and the upward difference method for space. The vertical diffusion can be applied to the sound solution method. The horizontal boundary conditions in the transport equation can be applied to the concentrations of inflows, upflows and damping relaxation.

연안 수질 모델 모듈(140)에서 사용하는 2차원 EFDC 모델의 기본 방정식은 연속방정식과 수평방향에서의 운동방정식, 그리고 염보존방정식 및 열보존방정식으로 구성되고, 염/열보존방정식은 운동방정식의 밀도차에 의한 경압력항과 연계되어 있다. The basic equation of the two-dimensional EFDC model used in the coastal water quality model module 140 consists of a continuous equation, a kinetic equation in the horizontal direction, a salt conservation equation and a heat conservation equation, and the salt / heat conservation equation is the density of the motion equation. It is linked to the light pressure term by the car.

2차원 EFDC 모델의 기본 방정식은 경압경도력을 무시하고, 유체정역학적 근사와 Boussinesq 근사를 사용할 때, 수심 적분된 연속 방정식, 운동 방정식, 물질 보존 방정식을 아래 수학식 5 내지 수학식 7(연속방정식, x, y방향에서의 운동방정식, 염/열보존방정식)과 같이 표현된다.The basic equation of the two-dimensional EFDC model ignores the gradient hardness, and when using hydrostatic and Boussinesq approximations, depth-integrated continuous equations, motion equations, and material conservation equations , equations of motion in the x and y directions, and salt / heat preservation equations.

수학식 5 내지 수학식 7에서, t는 시간, x, y는 수평 방향 좌표축,

은 조위, U, V는 x-방향과 y-방향의 수심 평균 속도 성분, D는 총수심 (D=H+

), H는 평균 해수면 하 깊이, f는 코리올리(Coriolis) 계수, g는 중력 가속도, F_x, F_y는 x-방향과 y-방향의 수평 와동 점성항,

는 평균 해수 밀도,

는 x-방향과 y-방향의 바람 응력항,

는 x-방향과 y-방향의 저면 마찰항, S는 수심 평균된 물질 농도, F_S는 물질의 수평 난류 확산항, sink는 물질의 소멸항, source는 물질의 생성항을 각각 나타낸다.In Equations 5 to 7, t is time, x, y is a horizontal coordinate axis,

Is the tide, U, V is the depth average velocity component in the x- and y-directions, and D is the total depth (D = H +

), H is mean sea level depth, f is Coriolis coefficient, g is gravitational acceleration, F _x , F _y is horizontal vortex viscosity term in x- and y-directions,

Is the average seawater density,

Is the wind stress term in the x- and y-directions,

Is the bottom friction term in the x- and y-directions, S is the depth averaged material concentration, F _S is the horizontal turbulent diffusion term of the material, sink is the extinction term, and source is the material term.

수학식 5 내지 수학식 7에서 지배 방정식들은 x축이 동, y축은 북, 그리고 z축은 해수면으로부터 상방향이 양인 (x, y, z, t) 오른손 좌표계에서의 식들이다. 수평 와동 점성항 F_x와 F_y, 및 수평 난류 확산항 F_S는 모델 격자로 직접적으로 다룰 수 없는 sub-grid scale 현상에 의해 야기된 것이며, 아래 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.The governing equations in Equations 5 to 7 are equations in the (x, y, z, t) right hand coordinate system in which the x-axis is east, the y-axis is north, and the z-axis is positive from sea level. The horizontal vortex viscosity terms F _x and F _y, and the horizontal turbulent diffusion term F _S are caused by a sub-grid scale phenomenon that cannot be directly handled by the model grid, and can be expressed as Equation 8 below.

수학식 8에서, A_M는 수평 와동 점성 계수, A_H는 수평 난류 확산 계수를 각각 나타낸다. In Equation 8, A _M is the horizontal vortex viscosity coefficient, A _H is the horizontal turbulent diffusion coefficient, respectively.

수치 모델 적용시 수평 와동점성계수로는 상수 값을 사용하기도 하지만, 아래 수학식 9와 같이 격자 크기와 유속장을 수평와동점성계수에 관련시킨 Smagorinsky type diffusivity가 보다 발전적이다.In the numerical model, constant vorticity is used as a horizontal vortex viscosity coefficient. However, Smagorinsky type diffusivity is more developed by relating lattice size and velocity field to horizontal vortex viscosity coefficient as shown in Equation 9 below.

수학식 9에서, C는 무차원 상수,

,

는 x-방향과 y-방향의 격자 크기를 각각 나타낸다. In Equation 9, C is a dimensionless constant,

,

Denotes lattice sizes in the x- and y-directions, respectively.

연안 수질 모델 모듈(140)에서 사용하는 수치 모델링은 수평와동점성계수로 Smagorinsky type diffusivity에 수심 적분으로 인한 분산 효과(dispersion effect)를 고려하고 있으며, 수평난류확산계수는 수평와동점성계수와 같은 값을 사용한다.Numerical modeling used in the coastal water quality model module 140 considers the dispersion effect due to the depth integration to the Smagorinsky type diffusivity as the horizontal vortex viscosity coefficient, and the horizontal turbulence diffusion coefficient has the same value as the horizontal vortex viscosity coefficient. use.

또한, 연안 수질 모델 모듈(140)은 모델에서 저면마찰은 2차 저면 마찰식을 사용하며, 해수밀도로 나눈 것을 고려하여 저면마찰식을 아래 수학식 10과 같이 표현한다. In addition, the coastal water quality model module 140 uses a bottom friction equation for the bottom friction in the model, and the bottom friction equation is expressed by Equation 10 below in consideration of dividing by seawater density.

수학식 10에서,

는 유속벡터,

는 저면마찰계수,

는 von 칼만 상수(Karman constant)(0.4),

는 수심,

는 무차원 조도 높이(roughness height)(0.0125)를 각각 나타낸다. In Equation 10,

Is the velocity vector,

Is the bottom friction coefficient,

Is the von Karlman constant (0.4),

Depth,

Denotes dimensionless roughness height (0.0125), respectively.

도 12에 도시된 바와 같이, 수치 모델의 적용 영역은 대상지역이 경기만 해역(북위 36.7579^o∼ 37.8970^o, 동경125.8818^o∼126.9183^o)이고, 격자망은 보다 정확한 지형특성을 고려하기 위한 것으로서, x축의 경우에 외해측은 1,000m 격자를, 강화도 좌측 부근은 500m 격자를, 그리고 강화도 우측은 250m 격자를 사용하고, y축의 경우에 1,000m와 500m 크기의 격자를 사용하는 가변 격자체제를 사용하고 있다. Provide for taking into account the, the application area of the numerical model, the target area is only the game area (north latitude 36.7579 37.8970 ^o ~ ^o, ^o Tokyo 125.8818 ~126.9183 ^o), the grid network is more accurate terrain characteristics 12, the In the case of the x-axis, a grating of 1,000m is used on the outer sea side, 500m on the left side of the reinforcement, and 250m on the right of the reinforcement, and a grid of 1,000m and 500m is used on the y-axis. .

수치계산이 수행되어지는 해수격자는 총 23,256개 격자이며, 이중 간석지 격 자는 5,438개 격자이다.A total of 23,256 grids are used for the numerical calculations, of which 5,438 grids are interstitial.

연안 수질 모델 모듈(140)은 수치 모델링에서 바람 응력의 효과는 고려하지 않고, 해수 유동장에 대한 초기 조건을 해수 유동 및 해수면 차이가 없는 것(cold start)으로 설정하고 있으며, 해수 유동의 폐경계 조건으로는 육지 경계면을 가로지르는 유량은 없다고 가정한다. The coastal water quality model module 140 does not consider the effects of wind stress in numerical modeling, and sets the initial conditions for the seawater flow field to be the seawater flow and the sea level difference (cold start), and the boundary conditions of the seawater flow. It is assumed that there is no flow across the land boundary.

또한, 연안 수질 모델 모듈(140)은 조위의 개방 경계 조건을 개방경계 부근의 기 관측 조석자료를 이용하여 외해측 개방 경계에서 조석 주요 4분조(M2, S2, K1, O1)에 의한 조위 변화를 관측 자료에 근거하여 시간과 공간의 함수로 적용하고, 모델의 보정은 30개 지점에서 관측된 조석의 주요 4분조(M2, S2, K1, O1) 자료를 사용하여 수행되도록 한다. In addition, the coastal water quality model module 140 uses the observed observation tidal data near the open boundary as the open boundary condition of the tide to determine the tide change caused by the tidal main tidal stream (M2, S2, K1, O1) at the open sea side boundary. Based on the observations, it is applied as a function of time and space, and the model is calibrated using the main quadrants (M2, S2, K1, O1) of the tides observed at 30 points.

또한, 연안 수질 모델 모듈(140)은 담수의 유입을 한강, 임진강, 예성강 등 3개 하천과 아산호, 남양호, 삽교호 등 3개 점원 유입으로 고려하고 있으며, 담수유입량과 염/열확산모델에서의 개방 및 하천경계조건 등을 임(1999)의 연구값을 이용하고 있다. In addition, the coastal water quality model module 140 considers the inflow of fresh water into three streams, including Han River, Imjin River, and Yeseong River, and three source sources, such as Asan Lake, Namyang Lake, and Sapkyo Lake. River boundary conditions are used for Lim's (1999) study.

연안 수질 모델 모듈(140)에서 사용되는 입력 자료는 간략하게 다음과 같이 나타낸다. The input data used in the coastal water quality model module 140 is briefly described as follows.

입력 자료는 한강, 임진강, 예성강, 아산호, 남양호, 삽교호의 6개 지점에서의 담수 유입을 고려하고 있으며, 입력 자료의 출처는 한강의 경우에 1980∼1994년의 기간에는 시수위자료로부터 유량이 산출되고, 1995∼1997년의 기간에는 유량연보자료(건설교통부, 1995, 1996, 1997)로부터의 유량자료가 사용된다.The input data consider freshwater inflows at six points of Han, Imjin, Yeseong, Asan, Namyang, and Sappyo. The source of input data is calculated from water level data during the period of 1980-94 in the case of Han River. In the period 1995-1997, flow data from the flow yearly data (Ministry of Construction and Transportation, 1995, 1996, 1997) are used.

입력 자료에서 임진강과 예성강의 경우에 각각의 유역면적을 고려하여 임진강은 한강유입량의 32%, 예성강은 16%를 적용하게 된다. 아산호와 남양호의 담수유입량은 안중농지개량조합의 수위조절일지(1983∼1997)로부터 얻어진 유량정보를 사용하고, 삽교호의 경우에는 당진농지개량조합의 수위조절일지(1986∼1997)의 유량정보를 사용한다. In the input data, for Imjin and Yeseong, 32% of Han River's inflow and Yeseong's 16% are applied considering the watershed area. The freshwater inflows of Asan and Namyangho use flow information obtained from the water level control log of the Ahnjung Farmland Improvement Association (1983-1997). do.

이렇게 수집된 유량정보를 이용하여 연안 수질 모델 모듈(140)은 입력자료를 1년간의 평균일유량으로 환산한 후에 이를 수질 모델에 적용하게 된다.Using the collected flow information, the coastal water quality model module 140 converts the input data into an average daily flow rate for one year and then applies it to the water quality model.

한편, 연안 수질 모델 모듈(140)은 수질 모델에 적용된 염분의 경우에 개방경계에서 국립수산진흥원 연안정지 관측자료(1980∼1997)를 이용한 fitting 결과를 적용하고, 하천경계에서 한강은 한국환경연감 자료(환경부, 1991∼1998)를 기초로 하여 0.2psu의 값을 적용하며, 임진강, 예성강, 아산호, 삽교호, 남양호는 모두 0psu로 가정하여 적용한다.On the other hand, the coastal water quality model module 140 applies fitting results using the National Fisheries Research and Development Agency Coastal Observation Data (1980-1997) at the open boundary in the case of salinity applied to the water quality model, and the Han River in the river boundary is the Korea Environmental Yearbook data. Based on (Ministry of Environment, 1991-1998), a value of 0.2 psu is applied. Imjin, Yeseong, Asan, Sapkyo, and Namyangho are assumed to be 0psu.

또한, 수질 모델에 적용된 수온의 경우에는 개방경계에서 국립수산진흥원 연안정지 관측자료(1980∼1997)를 이용한 적합(fitting) 결과가 적용되고, 하천경계에서 아산호와 삽교호의 경우는 한국환경연감(환경부, 1991∼1998)의 매달 1회 측정값을 사용한다.In addition, in the case of water temperature applied to the water quality model, the fitting result using the National Fisheries Research and Development Agency Coastal Observation Data (1980-1997) is applied in the open boundary, and in the case of Asan and Sapkyo Lake in the river boundary, the Korea Environmental Yearbook (Ministry of Environment) , 1991-1998), once a month.

수질 모델에서 적용된 수온의 경우에는 하천 경계에서 한강은 행주대교에서 1991∼1998년까지 9년 동안 관측된 수온자료를 적합한 수학식을 사용하며, 아산호와 삽교호는 3년 동안 관측된 수온자료를 적합한 수학식을 사용하여 수온을 계산 및 적용한다. In the case of the water temperature applied in the water quality model, at the river boundary, the Han River uses appropriate equations for the water temperature data observed for nine years from Haengju Bridge from 1991 to 1998, and the Asan and Sapkyo lakes use the observed water temperature data for three years. Calculate and apply the water temperature using the formula.

열보존방정식의 해를 구하기 위해서는 아래 수학식 11과 같이 Edinger et al.(1974)의 선형식의 평형온도(Te)와 열교환계수(K)를 산출해야 하는데, 1980∼1997년까지 인천기상대에서 관측되어진 태양단파복사열, 기온, 이슬점온도, 풍속 등의 기상자료(기상청, 1980∼1997)를 이용하여 Te와 K를 계산한다. To solve the heat preservation equation, the equilibrium temperature (Te) and heat exchange coefficient (K) of Edinger et al . (1974) should be calculated as shown in Equation 11 below. Calculate Te and K using weather data such as solar radiation wave heat, temperature, dew point temperature and wind speed.

수학식 11에서,

는 열교환 계수(

),

는 평형 수온(℃),

는 수심평균 해수온도(℃)를 각각 나타낸다. In Equation 11,

Is the heat exchange coefficient (

),

Is the equilibrium water temperature (℃),

Represents the depth average seawater temperature (° C), respectively.

수학식 11에 의해 구해진 Te와 K는 1년 평균값으로 시간적으로 변화(일변화)하지만 공간적으로 일정한 값을 수질 모델에 적용하게 된다. Te and K obtained by Equation (11) are the one-year average values that change in time (daily change), but spatially constant values are applied to the water quality model.

이와 같이, 연안 수질 모델 모듈(140)은 부하량 산정 모듈(120)에서 유역별로 산정된 배출부하량을 이용하여 연안해역에서의 오염물질의 확산거동에 대한 모의 결과를 사용자에게 제공한다. As such, the coastal water quality model module 140 provides a user with a simulation result of the diffusion behavior of pollutants in the coastal water using the discharge load calculated for each basin in the load calculation module 120.

도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 일부 구성요소인 부하량 산정 모듈의 부하량 산정시 원단위 수정 과정의 화면 상태를 도시한 것이고, 도 14는 유역별 배출 부하 산정 과정에서 공식 및 도움말의 화면 상태를 도시한 것이며, 도 15 및 도 16은 본 발명의 일부 구성요소인 연안 수질 모델링 모듈에 의한 모델링 처리 결과를 도시한 것이다. 13A to 13E illustrate screen states of a raw unit correction process when calculating loads of a load estimating module which is a component of the present invention, and FIG. 14 shows screen states of formulas and help during watershed discharge load estimation process. 15 and 16 show the results of modeling by the coastal water quality modeling module, which is a component of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 부하량 산정 모듈(120)은 부하량 산정시 사용되는 원단위를 각 오염원별 적용하며, 사용자가 원단위를 직접 수정할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 13, the load calculation module 120 applies the raw unit used for the load calculation for each pollutant, and allows the user to directly modify the raw unit.

따라서 사용자는 유역의 변화 상황에 따른 오염원들의 부하량 시나리오 작업이 가능해진다. This enables users to work with load scenario scenarios of contaminants based on watershed changes.

도 13에서 BOD(Biochemical Oxygen Demand)는 생물화학적 산소요구량, T-N(Total Nitrate)은 총질소, T-P(Total Phosphopate)는 총인을 각각 나타내는 것으로서, BOD, T-N, T-P는 수질 오염의 주요 조사 항목들이다. In FIG. 13, BOD (Biochemical Oxygen Demand) is biochemical oxygen demand, T-N (Total Nitrate) is total nitrogen, and T-P (Total Phosphopate) is total phosphorus.

도 14에 도시된 바와 같이, 부하량 산정 모듈(120)에서 오염원별 배출부하산정 과정은 오염원별 배출구조에 따라 총량고시에 근거하여 유역별 배출부하량을 산출하는데, 사용자 편의를 도모하기 위해 오염원별 배출부하 산정공식과 사용한 공식에 대한 설명을 함께 보여주도록 한다. As shown in FIG. 14, the discharge load calculation process for each pollutant in the load calculation module 120 calculates the discharge load for each basin based on the total amount notification according to the discharge structure for each pollutant. Show both the formula for calculating the load and the formula used.

도 15에 도시된 바와 같이, 부하량 산정 모듈(120)은 유역별, 연도별, 및 산정 항목별 배출부하량 산정 결과를 BOD, TN, TP에 대한 배출부하량으로 단계별 렌더링 시켜 보여주고 있다. As shown in FIG. 15, the load calculation module 120 shows the result of calculating the discharge load for each basin, year, and each item as a discharge load for BOD, TN, and TP step by step.

도 16은 연안 수질 모델 모듈(140)에 의한 연안 수질 모델링 결과를 보여주는 화면으로서, 대상지역인 경기만 해역(북위 36.7579^o∼ 37.8970^o, 동경125.8818^o∼126.9183^o)에 대해 총 23,256개 격자에 결과값을 나타내고 있다. FIG. 16 is a screen showing the coastal water quality modeling results by the coastal water quality model module 140. Results are shown in a total of 23,256 grids for the Gyeonggi Bay area (north latitude 36.7579 ^o to 37.8970 ^o and longitude 125.8818 ^{o to} 126.9183 ^o ). The value is shown.

도 16에 의해 사용자는 경기 연안해역에 대한 수온, 염분, BOD, TN, TP에 대 한 결과를 한눈에 알아볼 수 있으며, 내륙에서 오염물질의 배출경로를 파악할 수 있고, 연안해역으로 유입된 오염물질의 확산 거동도 쉽게 알아볼 수 있다. 16, the user can see at a glance the results of water temperature, salinity, BOD, TN, TP for the Gyeonggi coastal waters, to grasp the discharge path of pollutants inland, and the pollutants introduced into the coastal waters The diffusion behavior of is also readily apparent.

이와 같이, 서버(100)에서 설정된 환경변수를 기초 데이터베이스(150)를 통해 각 유역별 배출되는 부하량을 산출하고, 이렇게 산출된 부하량을 이용하여 수질 오염이 심각한 유역을 판단하여 적정 배출 부하량을 제시하며, 부하량 산정 결과를 통해 오염원 현황, 배출 경로, 환경 여건을 고려한 수질 오염의 적정 저감 방안을 제시하여 효율적인 의사 결정을 지원한다.In this way, the load discharged for each basin is calculated through the basic database 150 based on the environmental variables set in the server 100, and the appropriate discharge load is presented by determining the watershed with severe water pollution using the calculated load. Based on the results of the load calculation, it proposes an appropriate reduction plan for water pollution, taking into account the current status of pollutant sources, emission routes and environmental conditions, to support efficient decision making.

이러한 서버(100)의 내륙수계 및 연안해역 수질에 영향을 주는 유역을 통합 관리하는 동작에 의해, 사용자는 네트워크를 통해 서버(100)에 접속하여 오염원 및 기초환경시설에 대한 리동별 또는 표준유역별로 오염원을 조회하고, 서버(100)에서 산정된 부하량 자료의 검색 및 조회가 가능하며, 서버(100)에 의해 디스플레이 되는 검색 결과를 모니터 화면, 프린터(Printer) 또는 플로터(Plotter)를 통해 제공 받게 된다. By the integrated management of the watershed affecting the water quality of the inland water system and the coastal waters of the server 100, the user accesses the server 100 through the network, and by each activity or standard watershed for the pollution source and the basic environmental facility. The pollutant can be searched, the load data calculated by the server 100 can be searched and searched, and the search results displayed by the server 100 are provided through a monitor screen, a printer, or a plotter. .

이때, 사용자는 모니터에 디스플레이 되는 해당 조회 결과를 크리스털 리포트를 이용하여 프린터로 출력하거나 조회 결과 데이터를 다른 형식으로 전환하기 위해 엑셀로 출력할 수 있다.In this case, the user may output the corresponding search result displayed on the monitor to a printer by using a crystal report or to Excel to convert the search result data to another format.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법 은 유역내의 오염원을 원시자료로 하여 도형 정보와 속성 정보를 저장한 데이터베이스를 통해 오염원 현황을 정확하게 파악하고, 유역 내로 배출되는 오염물질의 배출경로와 배출량을 파악할 수 있으므로, 하천구간에서의 수질오염구간에 대한 사전 예측이 가능해지는 효과가 있다.As described above, the water quality management system and method of the coastal waters according to the present invention accurately determine the current state of the pollutant through a database storing graphic information and attribute information using the source of the pollutant in the watershed as raw data, and the pollutant discharged into the watershed. Since the discharge path and the discharge rate can be grasped, it is possible to predict the water pollution section in the river section in advance.

또한, 본 발명에 의한 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법은 부하량 산정 모듈에 의해 산출된 부하량을 입력 자료로 이용하여 연안해역으로 유입되는 오염물질의 확산거동을 모의 가능하고, 그로 인해 육역에서의 오염물질의 농도나 부하변화가 연안해역에 미치는 영향 평가 수행에 유용하며, 공단이나 개발 대상지역의 입지선정에도 효과적인 분석 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the water quality management system and method of the coastal waters according to the present invention can simulate the diffusion behavior of pollutants flowing into the coastal waters by using the loads calculated by the load calculation module as input data, so that It is useful for conducting an assessment of the impact of pollutant concentrations or load changes on coastal waters, and can provide effective analysis results for the location selection of industrial parks or development target areas.

또한, 본 발명에 의한 연안해역의 수질 관리 시스템 및 그 방법은 연안해역의 수질 저하를 미연에 방지하기 위해 육역의 오염물질 삭감시나리오나 개발계획 등의 수립시, 목표수질 달성을 위한 유역별 또는 행정구역별 허용 배출 부하량을 제시할 수 있어 환경과 개발을 고려한 형평성 있는 개발계획에 있어 의사 결정을 지원할 수 있는 효과가 있다.In addition, the water quality management system and method of the coastal waters according to the present invention is watershed or administration for achieving the target water quality in the establishment of land pollution reduction scenario or development plan, etc. in order to prevent the water quality degradation of the coastal waters in advance. Permissible emission loads can be suggested for each zone, which can support decision making in an equitable development plan that takes into account the environment and development.

Claims

At the request of the user terminal 10, the load calculation module 120 for calculating the discharge load for each basin, and the decision support module 140 for presenting the appropriate discharge load for each basin corresponding to the environmental standard values for each basin, and these In the inland water quality management system using a geographic information system (GIS) provided with a server 100 having a control module 145 for overall control,

The server 100,

The pollutants (nitrogen, phosphorus, etc.) contained in the discharge load according to the environmental conditions (water temperature, salinity, BOD, etc.) in the coastal beach connected to the watershed by the watershed using the graphic information of the GIS and its attribute information Further comprising a coastal water quality model module 140 to simulate the diffusion behavior,

The control module 145,

By controlling the load calculation module 120 to calculate the discharge load of the water system for each basin based on the figure information and the attribute information of the GIS,

By controlling the coastal water quality model module 140, pollutants (nitrogen, phosphorus, etc.) according to environmental conditions (water temperature, salinity, BOD, etc.) in coastal beaches connected to the watershed for each basin based on the figure information and its attribute information. To simulate the diffusion behavior of

Controlling the decision support module 130 to control the watershed by the watershed and the polluted water source (living, industrial, animal husbandry, land use, aquaculture, etc.) based on the figure information and attribute information. Determine the discharge structure and discharge status (BOD, phosphorus content, nitrogen content) of the water, calculate the appropriate discharge load of the water system for each watershed to satisfy the water pollution level of the coastal beach, and then the appropriate discharge load A water quality management system of the coastal waters, characterized in that the process is processed to calculate and present the appropriate load generation of the contaminated water source.

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