2-2.Study and explain the Watershed Management model

BASIN

20041462 이승윤

환경모델링중간고사환경모델링중간고사

(1)Theory(1)Theory

(Physical Processes,Chemical Processes(Physical Processes,Chemical Processes,Biological Processes),Biological Processes)

• BASINS 모형은 USEPA 에서 개발한 다목적 환경해석 시스템으로 다음의 3 가지 목적을 수행하기 의하여 개발되었다 .

1) 환경 정보의 평가를 용이하게 함 . 2) 환경시스템의 해석 보조 3) 관리 대안의 평가를 위한 체계의 제공

• 유역중심의 환경 및 생태학적 연구를 위해 구성되었고 , 간략한 규모로부터 복잡한 범위로의 해석이 가능하도록 하였으며 , 최대 일일 총 부하량 (total maximum daily loads, TMDLs) 까지도 계산할 수 있도록 구성하였다 .

• ASINS 모형의 종합 체계화를 위하여 지리정보체계 (GIS) 가 제공되어 지는데 , 공간정보를 GIS 와 결합하여 지도 , 표 , 그림의 형식으로 제공함으로써 넓은 범위의 정보를 처리할 수 있는 모형의 유연성을 확보할 수 있다 .

• BASINS 모형은 다양한 관점의 환경해석을 시행하기 위하여 다음과 같이 상호 연관된 6 개의 구성요소들로 이루어져 있다 .

1) 자료 추출도구 등에 의하여 국가적으로 구성된 데이터베이스 2) 대․소규모 특성화에 관한 평가도구 (TARGET, ASSESS, Data Mining) 3) 유역표현 , 유역이용도 재분류 , DEM 재분류 , 조사표 등을

포함 하는 자료의 구성 및 평가 촉진기능 4) 선정 유역들의 정보 편집 및 출력 등 특성제시 . 5) TOXIROUTE 와 QUAL2E 를 포함하는 수질모형들 6) 유역 부하량 및 이동을 종합적으로 평가하는 비점원모형 (NPSM, Nonpoint Source Model) 및 후처리과정

• 모형의 구성모듈들을 통하여 점 및 비점오염원의 해석이 가능하며 , 이러한 모듈들의 다음과 같은 기능들을 통하여 소유역을 기본으로한 해석과정을 보완할 수 있게 되었다 .

– 수질 제한 수체의 감정 및 우선 순위화– 점․비점오염원으로 특성화된 자료들의 제공과 크기 및 잠재적 중요 도의 평가

– 점 및 비점오염원의 부하 , 재해 및 이동과정에 대한 종합화

– 잠재적 제어방안들에 관한 상대치의 평가 및 비교

– 표 , 그림 , 지도 등을 통한 환경조건들의 공적 가시화 및 전달

• BASINS 모형이 Version 2.0 으로 개정되면서 1.0 때보다 다음과 같은 내용들의 변화를 포함하게 되었다 . 즉 ,

− USEPA 의 RF3 Alpha 등 기본 자료에 더하여 STATSGO 토질 , DEM 고도자료 , 유역경계 , 수질관측자료 , 물고기 및 야생동물 등의 감소보고 , 정수필요조사 등의 첨가 .

- 유역의 서술 및 특성 등 자료의 생성을 촉진하는 새로운 기능들 - 비점오염 모형체계를 하천에서의 이동과 가시화 기능으로 확장 - 모형 출력의 평가를 위한 후처리 도구 • 이외에도 보다 정밀한 자료들을 이용한 다양한 형태의 정보 처리 및

인터넷을 통한 자료와 모형의 최신화 과정 등에 관한 연구들이 이루어져야 할 것이다 .

• BASIN 시스템은 유역 및 수질해석을 위하여 필요한 도구의 범위를 제시하는 6 개의 구성요소들로 이루어져 있으며 , 이러한 상호 관련적 구성요소들을 요약하면 다음과 같다 . 즉 ,

- 국가적 환경 데이타베이스 - 평가도구 - 유효 기능들 - 유역특성 제시 - 하천 수질모형 - 비점 오염원 모형 (Nonpoint Source Model; NPSM) 과 후처리과정 • BASINS 모형의 구성요소들 및 운영기반에 대한 그림 표현은 [ 그림

2.1] 과 같다 .

• BASINS 는 지리자료 , 관측자료 및 관련 평가도구들이 결합된 상업적 지리정보체계 (GIS) 환경이며 , 이 체계에서는 ESRI(Environmental Systems Research Institute, Inc.)에서 개발된 ArcView 3.0a 를 사용하고 있다 .

• ArcView 환경에서 만들어진 입력자료들이 동적 결합에 따라 모의모형으로 직접 입력될 수 있으며 , Window 와 DOS 환경 모두에서 가동되고 , 그 적용결과가 가시적으로 표현되어 해석 및 해석에 사용될 수 있다 .

• 모형화 도구로서는 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다 .

- 하천모형 : 수질 및 부영양화모형으로 version 3.2의

QUAL2E 와 하천을 통한 오염물 추적모형으로 TOXIROUTE 를 사용 .

- 수문학적 모의모형을 포함하는 비점오염 모형(NPSM)

으로 점 및 비점오염원에 의한 하천 부하량 , 농도 등을

모의하는 Fortran(HSPF), version 11 을 사용 .

( 그림 2.1) BASINS 모형의 구성요소들 및 운영기반

2) Run the example data

• 한 논문의 예로 BASIN 프로그램을 사용하였음

• 결과 및 고찰