6. QUAL2E, QUAL2K 모형의 원리 , 수치해석방법 , 파라미터 , 입력자료 등을 설명하고 프로그램을 예제 문제를 이용하여 운영한 다음 결과를 분석하라 .

1. 6. QUAL2E, QUAL2K 모형의 원리, 수치해석방법, 파라미터, 입력자료 등을 설명하고 프로그램을 예제 문제를 이용하여 운영한 다음 결과를 분석하라. 1. QUAL2E-PLUS 모형의 개요 최초 F.D. Masch and Associates와 Texas Water Development Board(1970)가 개발한 QUAL-Ⅰ모델을 미국 EPA에서 예측수질항목을 추가하여 QUAL-Ⅱ모델을 만들었다. 미국 환경청(USEPA)의 지원으로 1987년 Brown and Barnwell에 의해 매개변수 불확정성 등의 이론을 포함시키면서 QUAL2E Model이 개발되었다. 모델은 현재 Georgia주의 Athens에 있는 EPA 수질 모델링 센터에서 관리되고 있다. 또한, QUAL2E 모델은 현재 미국에서 시행하고 있는 TMDL 지원을 위한 프로그램인 BASINS의 수질 모델 모듈로 사용되고 있어 국내뿐만 아니라 외국에서도 광범위하게 사용되고 있다. 1995년에는 QUAL2E -Windows Interface가 개발되어 사용자가 보다 편하게 모델을 이용할 수 있도록 되었다.

2. 1.2 수리 및 수질계수의 결정 QUAL2E 모델에 입력되는 수리계수(유량계수)는 대상 하천의 유량, 유속 및 수심 자료를 회귀분석하여 구하게 되는데 이러한 수리자료는 실측자료를 이용하거나 수리 모델을 이용하여 구한다. 일반적으로 실측자료는 수질예측구간이 광범위할때는거의 얻기가 불가능하므로 수리모델을 이용하여 구한다. 수리모델은 개발된 것이 많이 있으나 그 중에서 미국 공병단 수문연구소에서 개발한 HEC-2 모델을 많이 사용한다. 수리모델을 수행하기 위한 입력자료는 하도의 유하량, 지점수위, 하도의 조도계수, 하도의 종․횡단 측량성과 자료 및 하도상의 수리시설 관련자료 등이다.

3. 1.3 기본가정 QUAL2E는 하천을 동일한 지형과 수리특성을 가진 구간(reach)으로 간주한다. 또한 각 구간은 같은 길이로 이루어진 계산 요소(element)들의 연결로 세분화된다. 각 구간의 내부에서는 하상의 경사, 하천의 종단면적 그리고 마찰계수 등을 포함한각 소구간의 수리학적 또는 지형학적 특성과 BOD 분해율, 저층의 용출율, 조류의침강속도 등을 포함한 화학적 분해속도 등이 일정하다고 가정되어 있다. 즉 대상하천에 대해 수질예측 경계구역을 설정한 후 수리학적 특성이 유사한 구간을 나누게 되는데 나누어진 구간을 Reach라 한다. 나누어진 Reach는 다시 적당한 길이로 분할되어 실제 계산이 이루어지는 단위인 Element 단위로 설정된다. 여기서 Element의 각각의 길이는 동일해야 한다. QUAL2E 모델의 element는 표 1.1에 나타난 바와 같이 총8개의 요소로 정의 될 수 있으며,모의 가능한 수질항목은 다음과같은 총 15개의 항목이다.

4. •용존산소(Dissolved Oxygen, DO) •생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD) •수온(Temperature) •엽록소로서의 조류 (Algae as Chlorophyll a) •유기 질소 (Organic Nitrogen as N) •암모니아성 질소 (Ammonia as N) •아질산성 질소 (Nitrate as N) 이러한 여러 가지 항목의 수질의 변화를 모의하기 위해서 항목들간의 상호관계를나타내는 많은 매개변수들의 입력이 필요하다. 또한 그림 과 같이 모식도 상에오염원의 유입지점, 지류 유입, 댐 등의 하천구조물 및 용수취수등의 상황을 표시하여 하천의 구조에 따른 수질변화를 분석할 수 있다.

5. QUAL2E 모델의 element

6. QUAL2E 모델에서 오염물질은 이송-확산-반응이 고려된 물질수송방정식에 의해 해석되며 연속된 완전 혼합형 반응조 (Casacade Model)가 계속적으로 이어져 있는 형태로 모의된다. 모의 대상 하천을 크게 n개의 구간(Reach)으로 나누고, 각 구간내부를 소구간 계산요소(Elements)로 다시 나누어 농도를 소구간 별로 계산한다. 동일한 흐름 구간(reach) 내부에 있는 요소에 대해서는 하상경사와 하천의 단면적,조도계수 등의 수리학적 특성과 수질반응계수,초기조건이 일정하다고 가정한다.

7. 1.4 모델의 보정 및 검증 입력자료 file이 작성된 후 모델링이 수행되는데 모델링 수행 결과치와 실측치가 일치하지 않으면 수질계수를 재조정하여 예측치와 실측치를 일치시키는 보정작업을 수행하게 된다. 보정작업은 수질계수를 적절히 가정하여 예측값과 실측값을비교하여 오차가 발생하면 다시 재조정하는 과정을 반복하여 실측치와 일치시키는시행착오법을 이용하게 된다. 보정작업을 수행한 모델은 별도의 조건에서 모델링을 수행한 예측치와 실측치가 잘 맞는지를 파악하는 검증작업을 하게 되며 검증결과가 적정한 값을 산정하면 비로소 해당 목적의 수질 관리를 위한 수질예측 작업을 수행할 수 있게 된다.

8. 2. 모형의 이론 2.1 물질수송 방정식 QUAL2E 모델의 하천 소구간에 대한 물질수지식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

9. 만약에 하천의 흐름이 정상상태이라면,  이며,  를 대입하고 양변을 V=Adx로 나누면 식 (3)로 표현할 수 있다. 여기서  = 개별적인 수질항목의 물리적화학적생물학적 수질반응 이다. QUAL2E 모델은 각 소구간 물질수지식을 행렬식으로 변환한 후 풀이하여 수질농도를 계산한다.

10. 2.2 수리해석 방법 QUAL2E 모델은 하천의 수리학적 흐름상태가 정상류로 가정하며 하천의 유량변화에 따른 유속과 수심 또는 단면적 계산은 유량계수법과 Manning의 공식 중에서 선택하여 사용할 수 있도록 되었다. (1)유량계수법 여기서 a, b, α, β는 경험상수로 수위-유량곡선으로부터 산출하거나 HEC-2 또는 HEC-RAS와 같은 부등류 모형을 이용하여 여러 가지 유량조건에 따른 각 하천구간별 유속과 수심을 계산한 후 결과에 대한 회귀분석을 통해 계수값들을 산정할 수 도있다.

11. (2) Manning 공식을 이용한 방법 하천수심 H에 대한 하천의 단면 특성(사다리꼴 단면) 자료가 있으면, Manning방 정식으로부터 시행착오법을 이용하여 유속 계산할 수 있다. 여기서 A = 하천의 횡단면적, R = 평균 수리경심, S = 에너지경사, n = Manning 조도계수이다. 식 (7)과 같은 방법을 사용하기 위해서는 하천 구간별 하천의 바닥폭, 사다리꼴 단면의 측면경사, 하천바닥경사, 조도계수에 대한 입력자료가 필요하다.

12. (3)종 확산계수 (Longitudinal Dispersion)

13. (4) Flow Augmentation 2.3 수치해석기법(FTCS)

14. 수질반응은  로 양변의 두 항으로 분리되었다. 첫 번째 항은 농도에 비례하는1차반응을 나타내며, 두 번째 항은 내부 발생 또는 제거를 나타낸다. 그 림과 같이 각 요소는 유한차분법을 사용한다. 음해적 유한차분법을 적용하여 모든 공간 편미분 항  은 시간 n+1에서 후방차분(Implicit Backward Difference Method)을 시행한다.

19. 3. 수질반응 및 상호관계 3.1 수질반응 일반 QUAL2E모델에서 모의 가능한 수질항목은 그림에 나타난 바와 같이 DO, BOD, 온도, 클로로필-a로 표시되는 조류, 유기질소, 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소, 유기인, 용존성 인, 대장균, 반응성 물질, 비반응성 물질 등이다.

20. Dissolved Oxygen (DO): 용존산소 Biochemical Oxygen Demand (BOD): 생화학적 산소유구량 Temperature: 온도 Algae as a Chlorophyll a: 조류 (엽록소로 표시) Organic Nitrogen as N: 유기질소 (as N) Ammonia as N (NH3-N): 암모니아 (as N) Nitrite as N(NO2--N): 아질산성 질소 Nitrate as N(NO3-N): 질산성 질소 Organic Phosphorus as P: 유기인 (as P) Dissolved Phosphorus as P: 용존인 (as P) Coliforms: 대장균 Arbitarary Nonconservative Constituent: 임의의 비보존성 물질 Three Conservative Constituents: 3개의 보존성 물질

21. 4. 모형설정 범위 ▶ 구간설정 - 대구간(Reach) -> 소구간(Element)로 크게 구분되며 대구간은 최대50개, 소구간은 최대 20개의 동일한 크기로 구분된다. 소구간은 총 500개까지만 한정되게 구성할 수 있다. - 수원소구간(Head water element) : 최대 10개 - 표준소구간(Standard element) - 지류합류점 직상류 본류 소구간(Element just upstream from a junction) - 지류합류점 본류 소구간(Junction element) : 최대 9개 - 최하류 소구간(Last element in system) - 점오염원 유입소구간(Input element) : 최대 50개 - 취수 소구간(Withdrawl element) : 최대 50개

22. ▶ 입력파일 - 기상- 기후 - 지형- 온도보정계수 - 하천구간식별 및 위치- 희석유량 - Element의 유형식별자료- 하도의 수리계수 - BOD와 DO의 반응계수- N과 P의 반응계수 - 조류와 기타항목의 반응계수- 비점원의 증분유입자료 - 하천합류점 자료- 상류수원자료 - 점오염원의 오염부하량 자료- 댐의 제포기 사항 - 하천경계조건- 기상자료 및 그림출력사항 ▶ 수리계수 수리(유량)계수는 하천의 유량, 유속, 수심자료를 바탕으로 입력되며, 실측 자료 혹은 모형(ex: HEC-2)모의자료를 활용하나 일반적으로 모의 결과를 활용한다. ▶ 수질계수 - BOD와 DO의 관계결정계수 - 조류와 영양염류 관계결정계수 : 일반적으로 실측자료를 활용하나 자료획득이 어려운 경우 매뉴얼상의 값을 적용한 후 보정해 나가는 방법을 이용한다.

23. 5. QUAL2K-모형의 이론 QUAL2K모델은 1970년 U.S. EPA에서 개발된 QUAL2E(Brown and Barnwell, 1987)모델을 기본으로 수정 보완한 하천 수질예측모델이다. QUALI모델로부터 시작하여 QUALII모델과 QUAL2E모델을 거쳐 QUAL2K모델로 발전했으며, <Figure III-1>에 나타내었다. QUAL2E모델은 수치해석적으로 정확하고, 대부분의 오염물질 반응 기작을 잘 반영하지만, 몇 가지 한계점이 있다. 가장 중요한 것은 유기물질의 내부 오염 발생원인 조류의 성장에 의한 BOD 증가에 관한 기작이 고려되지 않은 점이다 QUAL2K모델은 QUAL2E모델에 조류사멸에 의한 BOD증가, 탈질화. 부착조류에 의한 산소 소모에 관한 반응 기작을 첨가하여 우리나라 하천에 적합하도록 개선시킨 하천 수질 모델이다

24. 표 Differences between QUAL2E and QUAL2K (Park and Lee, 2002)

25. 그림. Evolution of water quality models for a river system

26. 5.1 모델 원리 QUAL2K 모델의 대부분의 수질항목 기작은 1차원 운반 및 확산식에 의해 모의되며, 각 수질항목에 대한 기본 계산 원리는 <그림 >에 나타내었다. 그리고, 계산요소 i에 대하여 임의의 1차 반응 오염물질을 가정한 농도 변화는 다음의 식과 같이 표현된다.

27. 여기서, X : 거리 [L] t : 시간 [T] u : 구간 평균 유속 [M/T] C : 오염 물질의 농도 [M/L3 ] V : 수체 부피 [L3] AX : 단면적 [L2 ] S : 내부 유입 및 유출원 [M/T] D X : 확산계수 [L2/T]이다. QUAL2K모델의 주요 수질인자간의 상호작용기작을 <그림>에 나타내었으며, QUAL2E모델과 다른 기작은 구분하여 나타내었다. 그리고 QUAL2E모델보다 개선된 수질항목의 반응기작에 대하여 <표 >에 QUAL2E모델과 비교하여 나타내었으며 각 식에서 기호가 의미하는 것은 부록에 제시하였다.

28. 그림 QUAL2K state variable interactions

29. 표 Modified equations in QUAL2K, compared with those in QUAL2E

30. 6. QUAL2E-PLUS 주요 INTERFACE 6.1 초기화면 바탕화면의 QUAL2E 아이콘이나 프로그램메뉴상의 버튼을 클릭하면 그림 과 같은 초기 인트로 화면이 나타나게 된다. 인트로 화면은 이전에 작업했던 내용을 수집하고 안정적으로 모형을 시뮬레이션하기 위한 준비과정이 이루어진다. 6.2 기본화면 화면 최상단에 모형을 관리하기 위한 기본적인 메뉴가 구성되어 있다. FILE, EDIT, MODEL, WINDOWS, HELP의 메뉴로 구성되어 있다. 이러한 메뉴를 활용하여 작업과정을 SAVE하거나 LOAD할 수 있으며 모형의 대항목을 분류하여 수행할 수 있다. 화면 왼쪽 상단은 INPUT에 관련된 사항을 tree구조로 나타낸 것으로 수질항목에 대한 각 세부 사항을 조절할 수 있다. 또한 왼쪽 하단은 OUTPUT에 관련한 사항을 tree구조로 나타낸 것으로써 모델 시뮬레이션 과정이 종료하게 되면 활성화 되어 분석이 용이하도록 구성되어 있다.

31. 6.3 모형 초기 경계값 설정 기존의 file을 열려면 "File"을 열어 “Open"을 누르고 원하는 file을 찾아 두번 누른다. 새로 file을 작성하려면 초기화면에 입력한다. QUAL2E의 입력file은 총 24 개로 구성되어 있으며 문제가 발생하였을 때에는 HELP를 누르면 이해를 도울 수 있다. ▸ Steady state :정상, 비정상 상태 선택 ▸ Flow augmentation : 유량 증가 유무 선택 ▸ Trapezoidal channels : 횡단 면적에 대한 설명 (TRAP-사다리꼴 수로) (Discharge coefficients or no trapezoidal channels : 유속과 수심계산에 유출 계수 사용-구형 수로나 자연 하천)

32. ▸Units : 입력․출력자료의 단위 선택 ▸ Maximum iteration : 수렴식을 풀기 위한 최대 반복 회수(정상상태) ▸ Time step (hours) : 시간 간격 (비정상 상태 모사실험) ▸ Time increment for rpt2 (hrs) : 계산 농도의 중간 출력을 위한 시간간격(비정상 상태) ▸ Starting day of simulation : 예측 시작일 6.4 Element 설정 각 element의 상태를 입력하며 실제 유역데이터에 따라 하도구성을 실시한다. 구축된 하도는 모식도를 통해 구축결과를 확인할 수 있다. ▸Standard : 정상적인 하천 ▸Point source : 점오염원 ▸ Dam : 댐 ▸Withdrawal : 취수장 ▸Junction : 합류점

33. 6.5 모형모의를 위한 수질항목 설정 모형에 실제 적용하여 모의하고자 하는 수질항목 선택하여 분석결과를 산정하기 위한 과정이다.따라서 해당 자료를 적절하게 입력하여 모형을 수행한다.각 항목별 세부항목을 유의하여 입력하여야 한다. ▸ Simulation 하고자 하는 항목에 대해 체크버튼에 click하여 선택한다. ▸ BOD5 : QUAL2E에서는 최종 BOD(BODu)를 예측하게 되어 있으므로 만일 사용자 가 입력과 출력에서 5-day BOD(BOD5) 분석을 원한다면 화면에서 BOD5를 선택 한다. 6.6 기후 데이터 입력

34. 6.7 공통계수 입력 모형을 수행하기 위한 공통계수를 입력하는 화면으로써 기본값을 제공하며 하천이나 대상유역에 따라 특징을 고려할 수 있도록 사용자 위주의 GUI를 구성하였다. 모형을 모의 하는데 있어 전체적인 부분을 조율하게 된다. 특히 조류, 영양염류와 빛의 상호관계는 반응계수로 표현되고, 여기서 입력되는 자료들은 조류와 질소의 순환(유기질소, 암모니아성 질소, 질산성 질소, 아질산성 질소), 인의 순환(유기인, 용존인)을 예측하는데 사용된다. 모형의 입력자료가 모의대상에 대한 특성을 잘 반영한다면 사용자에 의해 활용성이 높은 해석자료가 될 것이며 조화가 잘 이루어지지 않는다면 0.0의 값으로 표시된다. 다음 항목별 설명가운데“*”는 4개의 특성인자를 파악하기 위해 반드시 입력해야 할 부분이다. 단 Screen 4 Water quality simulation에서 Algae(조류)를 예측하지 않는 것으로 선택하였다면 Algae와 Light에 대한 계수들은 입력할 수 없게 나타난다. 또한 ()안은 계수들을 나타내는 약어이고 숫자는 QUAL2E mannual에 제시된 일반적 범위이다.

35. 6.8 온도 보정 계수 입력 온도보정계수 입력은 사용자가 대상지점의 특성을 반영하여 선택 한다. 온도 보 정 계수의 default value는 표 6.5와 같다. 표 6.5 값 이외의 수치는 사용자의 임 의에 의해 입력할 수 있다.

36. 6.9 수원(Headwater) 자료 입력 유역 최원점의 수원 자료를 입력하는 인터페이스 화면으로써 각 항목에 대한 사항을 기입하거나 기존에 구축되어 있는 자료를 불러들여 사용할 수 있다. ▸ FLOW(㎥/sec) : 증가 유입 유량, 유출 유량은 “-”로 표시 ▸ TEMP : 온도 (F 또는 ℃ )** ▸DO : 용존 산소 (mg/l) ▸BOD : BOD (mg/l) ▸CONS #1 : 보전성 물질 I* ▸CONS #2 : 보전성 물질 II* ▸CONS #3 : 보전성 물질 III* ▸NON-CONS : 비보전성 물질 * ▸COLIFORM(No./100mL) : 대장균 ▸CHL-A(μg/L) : 크로로필 a ▸ORG-N(mg/L) : 유기 질소 ▸-N(mg/L) : 암모니아성 질소 ▸NO2-N(mg/L) : 질산성 질소 ▸-N(mg/L) : 아질산성 질소 ▸ORG-P(mg/L) : 유기인 ▸DIS-P(mg/L) : 용존인

37. 6.10 점 오염원 및 취수장 입력 점오염원 및 취수장자료를 입력하는 GUI로써 하천에서의 점오염원의 유입과 배출(withdrawals)를 설명하는 데 이용된다. 특히 점오염원은 폐수부하와 예측이 되지 않는 지류를 모두 포함하고, 각 항에는 처리(폐수처리가 있을시), 유입유량 또는 회수, 온도, 용존산소, BOD, 보존성 물질의 농도, 점오염원의 조류, 영양염류,대장균, 비보존성 물질의 농도가 입력된다.

38. 6.11 댐 재포기 자료 입력 댐 재포기 자료 입력 GUI로써 예측하고자 하는 하천의 용존 산소가 댐에 의하여 재포기가 일어날 경우 자료를 입력한다. 댐에 의한 재포기의 영향은 1983년 Butts 와 Evans가 보고한 Gameson의 경험식으로 설정되어 있다 ▸ ADAM COEFF. : ADAM 계수 깨끗한 물:1.80 약간 오염된 물:1.60 적당히 오염된 물:1.00 매우 오염된 물:0.65 ▸ BDAM COEFF. : BDAM 계수 웨어의 마루가 평평할 때:0.70~0.90 직경사면으로 웨어마루가 날카로울 때:1.05 수직면으로 웨어 마루가 날카로울 때:0.80 물속에 유출수문이 있을 때:0.05 ▸ FLOW OVER DAM:댐 월유 유량 % (0.0~1.0) ▸ HEIGHT DAM(m):댐의 높이

39. 6.12 유량 증가 자료 입력 유량 증가가 있을 때 이용되는 것으로 유량 증가를 일으키는 인자들을 입력한 다. 각 구간별로 간략한 설명형태로 입력하게 된다. (ex: 유량 증가, 유입유량) 일반적으로 Dynamic state에서 많이 이용되고 Stedy state에서는 그다지 이용되지 않는다. ▸ REACH NO. : 구간의 순서 및 번호 ▸ # of HEAD : 유량 증가에 이용되는 headwater 번호 ▸ MIN DO : 최소 허용 용존산소 농도 mg/L ▸ SOURCE #1, #2... : 인자의 순서

40. 6.13 수리 자료 입력 수리학적 구성자료를 입력하는 화면으로 하천의 수리학적 특성을 파악하기 위해 서는 2가지 선택사항이 이용된다. 함수적 표현을 이용하기 위해서는 그림 6.3에서 "Trapezoidal" 을 선택하지 않으나 기하학적인 표현을 이용하기 위해서는 "Trapezoidal"을 선택한다. ▸ DISPER CONST.(K) : 확산 상수 ▸ Q COEFF VEL(a) : 속도 계수 ▸ Q EXP VEL(b) : 속도 지수 ▸ Q COEFF DEPTH(c) : 수심 계수 ▸ Q EXP DEPTH(d) : 깊이 지수 ▸ MANNING : Manning 계수 n(Default값은 0.02) 확산 상수 K값의 범위는 6 - 6000 기하학적 표현을 이용할 경우(그림 6.3에서 Trapezoidal을 선택했을 경우) 각 구간을 사다리꼴 단면으로 표현한다.이는 사다리꼴 단면(아래는 넓고 옆은 경사진)과 경사, Manning의 n의 값이 각 구간에 따라 다를 경우 이용한다. 프로그램의 속도와 깊이는 Manning의 공식과 Newton-Raphson 방법을 이용하여 계산한다.

41. 6.14 BOD 및 DO 반응계수 입력 BOD 및 DO 반응계수를 입력하기 위해 예측 하천의 구간별 BOD 부패율, 침전율,침전산소요구량(SOD)과 재폭기 계수(K2)를 계산하는 방법을 선택하여 입력한다. ▸ BOD DECAY(K1, 1/day) : BOD 분해율 계수 ▸ BOD SETTLING(K3, 1/day) : 침전에 의한 BOD 제거율 ▸ SOD RATE(K4, mg O/m2 day) : Sediment Oxygen Demand ▸ TYPE REAREATION(K2) : 재포기 계수의 선택

42. 6.15 질소, 인 및 조류의 반응계수 입력 ▸ DIS-P BENTHOS(mg/m2-day):σ2, 용존인 저질 용출률 ▸ CHL-A ALGAE(μg chla/mg algae) : 조류량에 대한 크로로필 A의 량×(50~100) ▸ ALGAE SETTLING(m/day) : 조류의 침전율(0.5~6.0) ▸ NON-AGAL LIGHT EXT(1/m) : 비조류 빛투과 계수** (0.01) ▸ COLIFORM(1/day) : 대장균 사멸 계수, (0.5~4.0) ▸ NON-CONS DECAY(1/day) : 비보전성 물질 사멸 계수 ▸ NON-CONS SETTLING(1/day) : 비보전성 물질 침전 계수 ▸ NON-CONS BENTHOS(mg/m2 -day) : 비보전성 물질 저질 발생율 “*” 만약 사용자가 입력을 하지 않으면 QUAL2E의 Default value인 50μg chl a/mg algae 로 계산된다. “**”만약 사용자가 입력을 하지 않으면 QUAL2E의 Default value인 0.01 ft-1이 입력되는데 이 값은 증류수에서의 대략적인 투과 계수이다. 질소, 인 및 조류의 반응계수를 입력하는 GUI로써 조류, 질소계(유기질소, 암모니아성질소, 질산, 아질산) 또는 인계(유기인, 용존인)를 예측할 때에 필요하다. 또한 조류, 질소계, 인계, 대장균 또는 비보존성 물질을 예측할 때 이용된다. 조류량에 대한 크로로필a의 양, 조류의 침전율, 비조류 빛 통과계수, 대장균 부패계수, 비보존성 물질 부패계수,비보존성 물질 침전계수 및 비보존성 물질 저질 발생율 등이 필요하다 ▸ O-N HYDROLYSIS(1/day) : β3, 유기질소의 가수분해율 계수(0.02~0.4) ▸ O-N SETTLING(1/day) : σ4, 유기질소의 침전율 계수(0.001~0.1) ▸ NH3 OXYDATION(1/day) : β1, 암모니아 산화율 계수(0.1~1.0) ▸ NH3 BENTHOS(mg/m2-day) : σ3, 암모니아 저질 발생률 ▸ NO2 OXYDATION(1/day) : β2, 유기인의 사멸율 계수(0.01~0.7) ▸ O-P DECAY(1/day) : β4, 유기인 침전율 계수(0.001~0.1)

43. 6.16 하천의 초기상태 입력 각 구간별 온도, 용존산소, BOD농도, 보전성 물질등을 입력하여 하천 시스템의 초기조건을 설정하여 준다. 초기설정 조건에 있어 온도는 예측상황을 입력하여야 한다. 정상 상태의 온도 예측에 있어서 모든 구간의 온도가 68F 또는 20℃인 것이 초기 조건으로 가장 알맞다. 또한 조류, 질소계, 인계를 예측할 때 이용된다.

44. 6.17 증가 유입 유량 입력 각 구간에 있어 추가되는 유량을 설명하며 점오염 유입 유량과 수원에 의한 것은 설명 되지 않는다. 정상상태에서는 유입 유량은 각 구간에서는 일정하다고 가정하며 기본적인 지하수유입과 지표수 유출이 대략 시간이 지남에 따라 일정하다고 가정하지만 특별한 이유없이 BOD가 높아진 경우에 이 항목을 고려하여 보정하여 준다. 지표수의 유량이 지하수로 변환되어 하류의 유량이 감소하였을 때에는 유량을“-”로 표현한다.

45. 6.18 하천 하류 지역 자료 입력 하천의 하류지역의 구성농도를 대상유역의 특성에 따라 입력한다. QUAL2E에서는 예측하고자 하는 하천의 하류구간(예: 하구)에서 큰 확산이 일어날 때 이용된다. 일반적으로는 최하류 하천 인자의 구성 농도를zero(0) 경사로 가정하여 계산된다.

46. 6.19 결과 화면 여러 그래프 툴과 엑셀시트형의 텍스트를 제공함으로써 사용자로 하여금 보다 편하게 분석이 가능하며 Export기능을 제공하여 적절한 형태로 재편집할 수 있다.

47. 7.프로그램을 예제 문제를 이용 QUAL2E-PLUS 프로그램을 실행시켜 샘플1 을 실행 시켜 보았다.

48. 이러한 물의 유량과 BOD DO Algae 등 여러 가지 변수 값을 주었을때 위에 그림과 같은 여러 그래프 툴과 엑셀시트형의 텍스트를 제공함으로써 사용자로 하여금 보다 편하게 분석이 가능하며 Export기능을 제공하여 적절한 형태로 재편집할 수 있다.

49. QUAL2K QUAL2E-PLUS 프로그램과 유사하게 개발된 프로그램인것 과 같이 각각에 파라미터 변수에 임의의 입력값을 주면 역시 마찬가지로 데이터 형식으로 보여주고 있다.