KR100419130B1 - Integrated system of agricultural water quality management using a gis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템에 관한 것으로서, 사용자(10)로 하여금 아이콘이나 메뉴 등의 그래픽 화면을 통해 서버(100)와 정보를 교환할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface)(110)와; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보와 속성정보로 구성된 오염원 데이터베이스(160)(170)를 대상으로 오염원 정보의 조회 및 수정이 가능하며, 구축된 오염원 데이터베이스(160)(170)를 이용하여 상기 사용자(10)에게 각종 환경정보를 제공하는 환경정보 검색시스템(130)과; 행정구역별 오염원 현황과 소유역도를 중첩하여 얻어진 소유역별 오염원 현황자료를 바탕으로 오염부하량을 산정하는 오염원 관리시스템(140)과; 유역의 수질관리를 위해 오염물질 삭감 처리대안 선정을 위한 의사결정을 지원하도록 설계된 의사결정 지원시스템(150)과; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보를 주제도별로 구분하여 저장하는 도형정보 데이터베이스(160)와; 해당 지역의 오염원과 관련된 속성정보를 상기 도형정보 데이터베이스(160)의 도형정보와 연결시켜 저장하는 속성정보 데이터베이스(170)와; 상기 각 구성을 제어하는 시스템 제어부(120)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a comprehensive management system for agricultural water quality information using GIS, and allows a user (10) to exchange information with the server (100) through a graphic screen such as an icon or a menu (Graphic User Interface). 110; It is possible to search and modify the source information of the source data source (160, 170) consisting of the shape information and attribute information related to the source of pollution in the region, and the user (using 10) an environmental information retrieval system 130 for providing various environmental information; A pollutant source management system 140 for calculating a pollutant load based on pollutant source data by subwatershed obtained by superimposing pollutant source status and subwatershed capacity by administrative region; A decision support system 150 designed to support decision making for selecting pollutant reduction treatment options for water quality management of the watershed; A figure information database 160 for storing figure information related to a pollution source of a corresponding area according to thematic maps; An attribution information database 170 for storing attribution information associated with a pollutant in a corresponding area with the geometry information of the figure information database 160; Characterized in that it comprises a system control unit 120 for controlling each configuration.
따라서, 농업용수의 수질오염 발생량의 예측과 관련되는 각종 오염원 정보와, 적정 수질개선방안의 수립을 위하여 필요한 각종 자료를 종합적이며 효율적으로 관리할 수 있다.Therefore, it is possible to comprehensively and efficiently manage various source information related to the prediction of water pollution generation amount of agricultural water and various data necessary for establishing proper water quality improvement plan.
Description
본 발명은 GIS(Geographic Information System ; 이하, GIS라 함)를 이용한 환경정보 시스템(Enviroment Information System; EIS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농업용수의 수질오염 발생량의 예측과 관련되는 각종 오염원 정보와, 적정 수질개선방안의 수립을 위하여 필요한 각종 자료를 종합적이며 효율적으로 관리할 수 있는 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an Environmental Information System (EIS) using a Geographic Information System (GIS), and more particularly, to various pollution source information related to the prediction of water pollution generation in agricultural water. In addition, the present invention relates to a comprehensive management system for agricultural water quality information using GIS, which can comprehensively and efficiently manage various data necessary for the establishment of appropriate water quality improvement plans.
GIS란 지표면과 지하 및 지상공간에 존재하는 각종 자연물(산, 강, 토지 등)과 인공물(건물, 도로, 철도 등)에 대한 위치정보와 속정정보를 컴퓨터에 입력 후 이를 연계시켜 각종 계획수립과 의사결정 및 산업활동을 효율적으로 지원할 수 있도록 만든 첨단 정보시스템을 말한다.GIS inputs location information and property information about various natural objects (mountains, rivers, land, etc.) and artificial objects (buildings, roads, railroads, etc.) existing on the surface, underground and ground spaces. An advanced information system designed to efficiently support decision-making and industrial activities.
현재 국가에서도 GIS의 중요성을 인지하고 주제도 전산화 및 NGIS 사업처럼 다각도로 사업을 벌이고 있으며, 관련 업체들도 막대한 투자비용을 들이며 지리정보 시스템 구축에 앞장서고 있다.At present, the nation recognizes the importance of GIS and conducts multi-faceted projects like computerization and NGIS, and related companies are leading the construction of geographic information system with huge investment costs.
환경 보호의 중요성에 대한 인식이 확대되면서 이런 GIS의 활용 분야의 하나로 대기, 수질, 토양, 폐기물 오염 정보 분석 및 공간적 오염원 분석, 오염원 재배치 등 환경정책 수립에 활용되는 환경정보 시스템(EIS)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.As the awareness of the importance of environmental protection grows, research on environmental information system (EIS), which is used to establish environmental policies such as analysis of air, water quality, soil, and waste pollution information, analysis of spatial pollutant sources, and relocation of pollutants, is one of the applications of GIS. Is actively being done.
최근, 무분별한 개발에 따른 수질 및 토양의 오염 정도가 심각해지면서 그에따른 농업환경의 보존이 절실한 가운데 농업용수의 확보가 중요한 사회문제로 떠오르고 있다.In recent years, the pollution of water quality and soil caused by the reckless development is serious and the preservation of the agricultural environment is urgently required, and the securing of agricultural water has emerged as an important social problem.
하지만, 지금까지는 관련 자료의 관리체계가 수작업에 의존하여 농업용수의 종합적인 관리를 위한 현황 파악이 용이하지 않으며, 오염물질 발생을 억제 또는 저감시키기 위한 계획수립이 제대로 이루어지지 못하는 실정이다. 또한, 자료관리 측면에서도 관련 도면이나 대장, 조서 등이 서류철 형태로 보관되고 있어서 파손 및 분실의 위험이 높고 자료의 변경 역시 복잡하다.However, until now, the management system of related data is dependent on manual labor, so it is not easy to grasp the current status for comprehensive management of agricultural water, and the plan for suppressing or reducing pollutant generation is not properly achieved. In addition, in terms of data management, related drawings, books, and records are stored in the form of file folders, which increases the risk of damage and loss.
국내의 몇몇 관련기관이 자체적으로 전체적인 수질 관리를 위한 시스템을 구축하였으나 단순한 검색기능만을 제공할 뿐, 여러 종류의 도면과 지도를 중첩시켜 분석하는 기능을 수행하거나 도면과 지도에 있는 위치정보와 각종 대장, 통계자료 등의 속성정보를 함께 볼 수 있는 기능을 구현하기가 힘들었다.Several domestic related organizations have established their own water quality management system, but provide only a simple search function, perform the function of superimposing and analyzing various types of drawings and maps, or the location information and various books in the drawings and maps. , It was difficult to implement a function to view attribute information such as statistics.
또한, 각 부서의 도면과 지도에 관한 정보를 공유하기 어려워 같은 자료를 중복적으로 생산하여 비효율적인 측면이 발생하였고, 농업용수 수질 개선을 위한 계획수립과 정책결정시 각종 지리정보를 신속하게 분석하여 의사결정자에게 전달하기 힘들었다.In addition, it was difficult to share the information on the drawings and maps of each department, and the same data was repeatedly produced, resulting in inefficiency.In addition, various geographic information was quickly analyzed during the planning and policy decision to improve the quality of agricultural water. It was hard to communicate to decision makers.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수질오염 발생량의 예측과 관련되는 각종 오염원 정보와, 적정 수질개선방안의 수립을 위하여 필요한 각종 자료를 종합적이며 효율적으로 관리할 수 있는 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to overcome the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to comprehensively and efficiently manage various source information related to the prediction of water pollution generation amount and various data necessary for establishing an appropriate water quality improvement plan. To provide a comprehensive management system for agricultural water quality information using GIS.
본 발명의 다른 목적은 정확한 오염 발생량 파악을 위한 다양한 환경정보를 검색할 수 있는 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a comprehensive water management information system for agricultural water quality using GIS that can search a variety of environmental information for accurate grasp of pollution.
본 발명의 또다른 목적은 유역의 수질관리를 위해 오염물질 삭각 처리대안 선정을 위한 의사결정을 지원할 수 있는 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리시스템을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a comprehensive agricultural water quality information management system using GIS that can support decision-making for the selection of contaminant cutting treatment alternatives for water quality management of the watershed.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 사용자로 하여금 아이콘이나 메뉴 등의 그래픽 화면을 통해 서버와 정보를 교환할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface ; 이하, GUI라 함)와; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보와 속성정보로 구성된 오염원 데이터베이스를 대상으로 오염원 정보의 조회 및 수정이 가능하며, 구축된 오염원 데이터베이스를 이용하여 상기 사용자에게 각종 환경정보를 제공하는 환경정보 검색시스템과; 행정구역별 오염원 현황과 소유역도를 중첩하여 얻어진 소유역별 오염원 현황자료를 바탕으로 오염부하량을 산정하는 오염원 관리시스템과; 유역의 수질관리를 위해 오염물질 삭감 처리대안 선정을 위한 의사결정을 지원하도록 설계된 의사결정 지원시스템과; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보를 주제도별로 구분하여 저장하는 도형정보 데이터베이스와; 해당 지역의 오염원과 관련된 속성정보를 상기 도형정보 데이터베이스의 도형정보와 연결시켜 저장하는 속성정보 데이터베이스와; 상기 각 구성을 제어하는 시스템 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템이 제시된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a graphical user interface (GUI) for allowing a user to exchange information with a server through a graphic screen such as an icon or a menu; An environmental information retrieval system for retrieving and modifying pollution source information for a pollution source database consisting of figure information and attribute information related to a pollution source of a corresponding area, and providing various environmental information to the user using the constructed pollution source database; A pollutant management system for estimating pollutant loads based on pollutant source data by subwatershed obtained by superimposing pollutant status and subwatershed by subregions; A decision support system designed to support decision making for selecting pollutant reduction treatment options for water quality management in the watershed; A figure information database for storing figure information related to pollution sources of a corresponding area by subject map; An attribution information database for storing attribution information associated with a pollutant in a corresponding area with the geometry information of the figure information database; A water management system for agricultural water quality information using GIS is characterized by comprising a system control unit for controlling the above components.
도 1은 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a system for managing agricultural water quality information using GIS according to the present invention.
도 2는 도 1의 의사결정 지원시스템의 내부 구성도.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the decision support system of FIG. 1.
도 3은 도 2의 의사결정 지원시스템의 기능 블럭도.3 is a functional block diagram of the decision support system of FIG.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 방법의 일부 흐름도.4 to 5 are some flowcharts of a method for comprehensive management of agricultural water quality information using GIS according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템에서의 수질관리를 위한 의사결정 방법의 흐름도.6 is a flow chart of a decision making method for water quality management in a comprehensive agricultural water quality information management system using GIS according to the present invention.
도 7은 본 발명의 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 초기화면을 나타낸 도면.7 is a view showing the initial screen of the agricultural water quality information management system using the GIS of the present invention.
도 8은 본 발명의 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 메인화면을 나타낸 도면.8 is a view showing the main screen of the agricultural water quality information management system using the GIS of the present invention.
도 9는 도 8의 메인화면을 통해 선택할 수 있는 여러 메뉴를 나타낸 도면.FIG. 9 illustrates various menus that can be selected through the main screen of FIG. 8. FIG.
도 10은 도 8의 메인화면에서 인덱스 키가 활성화된 화면을 나타낸 도면.FIG. 10 is a diagram illustrating a screen on which an index key is activated on the main screen of FIG. 8. FIG.
도 11은 오염원 정보를 조회 및 수정하기 위한 화면을 도시한 도면.11 is a diagram illustrating a screen for inquiring and modifying pollution source information.
도 12 및 도 13은 QUAL2E 수질모델의 입력 파일 및 QUAL2E 모델의 시뮬레이션 결과를 나타내는 화면.12 and 13 are screens showing the input file of the QUAL2E water quality model and the simulation results of the QUAL2E model.
도 14 내지 도 16은 적정 처리공법 선정 과정을 나타내는 도면.14 to 16 are views showing a process for selecting a proper treatment method.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 사용자 100 : 서버10: user 100: server
110 : GUI(Graphic User Interface) 120 : 시스템 제어부110: GUI (Graphic User Interface) 120: system control
130 : 환경정보 검색 시스템 140 : 오염원 관리 시스템130: environmental information retrieval system 140: pollution source management system
150 : 의사결정 지원시스템 152 : 수신예측모델 시스템150: decision support system 152: reception prediction model system
154 : 적정처리공법 선정시스템 156 : 수질평가시스템154: Selection system of proper treatment method 156: Water quality evaluation system
158 : 삭감시나리오 작성 시스템 160 : 도형정보 데이터베이스158: Reduction Scenario Creation System 160: Graphic Information Database
170 : 속성정보 데이터베이스170: attribute information database
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a system for managing agricultural water quality information using GIS according to the present invention.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명은 서버(100)에 접속하여 농업용수 수질정보의 조회, 수정 및 검색을 수행하고, 서버(100)로부터 출력되는 도형자료 및 검색 결과를 화면, 프린터(Printer) 및/또는 플로터(Plotter)를 통해 제공받는 다수의 사용자(10)와; 상기 사용자(10)로부터의 수질정보의 조회, 수정 및 검색에 따른도형자료 및 검색 결과를 제공하고, 수질관리를 위한 오염물질 삭감 처리대안 선정을 위한 의사결정을 수행하는 서버(100)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the present invention accesses the server 100 to search, modify, and search agricultural water quality information, and displays a graphic data and a search result output from the server 100 on a screen and a printer. And / or a plurality of users 10 provided through a plotter; It is composed of a server 100 to provide the shape data and search results according to the inquiry, correction and search of the water quality information from the user 10, and to make a decision for selecting a pollutant reduction treatment alternative for water quality management. .
위의 서버(100)는 사용자(10)로 하여금 아이콘이나 메뉴 등의 그래픽 화면을 통해 서버(100)와 정보를 교환할 수 있도록 하는 GUI(Graphic User Interface)(110)와; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보와 속성정보로 구성된 오염원 데이터베이스(160)(170)를 대상으로 오염원 정보의 조회 및 수정이 가능하며, 구축된 오염원 데이터베이스(160)(170)를 이용하여 상기 사용자(10)에게 각종 환경정보를 제공하는 환경정보 검색시스템(130)과; 행정구역별 오염원 현황과 소유역도를 중첩하여 얻어진 소유역별 오염원 현황자료를 바탕으로 오염부하량을 산정하는 오염원 관리시스템(140)과; 유역의 수질관리를 위해 오염물질 삭감 처리대안 선정을 위한 의사결정을 지원하도록 설계된 의사결정 지원시스템(150)과; 해당 지역의 오염원과 관련된 도형정보를 주제도별로 구분하여 저장하는 도형정보 데이터베이스(160)와; 해당 지역의 오염원과 관련된 속성정보를 상기 도형정보 데이터베이스(160)의 도형정보와 연결시켜 저장하는 속성정보 데이터베이스(170)와; 상기 각 구성을 제어하는 시스템 제어부(120)로 구성된다.The server 100 includes a graphical user interface (GUI) 110 that allows the user 10 to exchange information with the server 100 through a graphic screen such as an icon or a menu; It is possible to search and modify the source information of the source data source (160, 170) consisting of the shape information and attribute information related to the source of pollution in the region, and the user (using 10) an environmental information retrieval system 130 for providing various environmental information; A pollutant source management system 140 for calculating a pollutant load based on pollutant source data by subwatershed obtained by superimposing pollutant source status and subwatershed capacity by administrative region; A decision support system 150 designed to support decision making for selecting pollutant reduction treatment options for water quality management of the watershed; A figure information database 160 for storing figure information related to a pollution source of a corresponding area according to thematic maps; An attribution information database 170 for storing attribution information associated with a pollutant in a corresponding area with the geometry information of the figure information database 160; It is composed of a system control unit 120 for controlling each configuration.
도 2는 도 1의 의사결정 지원시스템(150)의 내부 구성도이다.2 is a diagram illustrating an internal configuration of the decision support system 150 of FIG. 1.
도 2를 참조하여 설명하면, 의사결정 지원시스템(150)은 수문모델과의 연계를 통해 대상유역의 수문학적인 정보를 자동적으로 입력받고, 오염부하삭감에 따른 수질모델을 수행하여 수질 모델링 결과를 출력하는 수질예측모델 시스템(152)과; 상기 수질예측모델 시스템(152)을 통한 수질 모델링 결과를 이용하여 수질을 예측하고, 이를 이용하여 지역 특성에 따른 목표수질 달성을 위한 적정처리공법을 선정하는 적정처리공법 선정시스템(154)와; 수질측정 지점에서의 실측 자료에 대한 수질평가 및 상기 적정처리공법 선정시스템(154)을 통해 선정된 적정처리공법의 삭감대책 수립 후 수질모델의 결과를 평가하는 수질평가 시스템(156) 및 상기 적정처리공법 선정시스템(154)을 통해 선정된 적정처리공법의 삭감대책에 따른 시나리오를 작성하는 삭감시나리오 작성시스템(158)으로 구성된다.Referring to FIG. 2, the decision support system 150 automatically receives hydrological information of a target watershed through linkage with a hydrologic model, and performs a water quality model according to pollution load reduction to obtain a water quality modeling result. An output water quality prediction model system 152; A proper treatment method selection system 154 for predicting water quality using the water quality modeling result through the water quality prediction model system 152 and selecting a proper treatment method for achieving a target water quality according to local characteristics; Water quality evaluation system 156 for evaluating the results of the water quality model after establishing the water quality evaluation of the measured data at the water quality measurement point and the appropriate treatment method selected by the appropriate treatment method selection system 154 and the appropriate treatment It consists of a reduction scenario creation system 158 for creating a scenario according to the reduction measures of the appropriate treatment method selected through the method selection system (154).
이때, 구축된 오염원 데이터베이스의 도형정보 데이터베이스(150)에는 지형도, 하천도, 소유역도, 행정구역도, 토양도 및 지질도의 6가지 주제도별 도형정보가 저장되고, 속성정보 데이터베이스(160)에는 오염원 현황, 유역 현황, 상수도 현황, 인문 현황, 기상현황 및 하천현황의 속성정보가 저장된다.At this time, the shape information database 150 of the constructed pollution source database is stored in the topographical map, river map, subwatershed map, administrative area map, soil map and geological map of six thematic map information, the attribute information database 160, Attribute information of current status, watershed status, water supply status, humanities status, weather status and river status is stored.
도 6은 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템에서의 수질관리를 위한 의사결정 방법의 순서도이다.Figure 6 is a flow chart of a decision making method for water quality management in the agricultural water quality information management system using GIS according to the present invention.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명은 사용자(10)가 분석 대상 지역의 수치지도를 통해 분석 대상 지역의 수계를 선택하는 단계(S210)와; 수치지도를 통해 선택된 분석 대상 지역의 수질현황 및 오염부하 현황을 파악하는 단계(S220)와; 분석 대상 유역의 오염부하 삭감을 위한 목표수질을 설정하는 단계(S230)와; 분석 대상 유역의 수문학적인 정보를 수문모델과 연계를 통해 자동적으로 입력받고, 오염부하 삭감을 위한 수질 모델링을 수행하는 단계(S240)와; 수질 모델링의 수행에 따른 분석 대상 유역의 오염부하 삭감량을 산정하는 단계(S250)와; 오염부하 삭감량 산정을 통해 분석 대상 유역의 수질을 예측하고, 지역특성에 따른 적정 처리공법을 선정하는 단계(S260)와; 선정된 적정 처리공법에 따른 삭감 시나리오를 작성하는 단계(S270)와; 작성된 삭감 시나리오의 수질관리 대안에 따른 수질을 평가하는 단계(S280)와; 평가된 수질이 설정한 목표수질을 달성하였는지 판단하고, 목표수질을 달성하였으면 작성된 삭감 시나리오를 저장하는 단계(S290)(S300) 및 수질관리 대안을 수질 정책에 반영할 수 있는지 여부를 판정하고, 적합하면 수질 정책에 수질관리 대안을 반영하는 단계(S310,S320)로 구성된다.Referring to FIG. 6, the present invention provides a method in which the user 10 selects the water system of the analysis target region through the numerical map of the analysis target region (S210); Identifying a water quality status and a pollution load status of the selected analysis target region through the digital map (S220); Setting a target water quality for reducing pollution load of the target watershed (S230); Receiving hydrological information of the watershed to be analyzed automatically through linkage with a hydrological model, and performing water quality modeling for pollution load reduction (S240); Calculating a pollution load reduction amount of the analysis target basin according to performing the water quality modeling (S250); Predicting the water quality of the watershed to be analyzed through the reduction of the pollution load and selecting an appropriate treatment method according to local characteristics (S260); Creating a reduction scenario according to the selected appropriate treatment method (S270); Evaluating the water quality according to the water quality management alternative of the created reduction scenario (S280); It is determined whether the assessed water quality has achieved the target water quality set, and if the target water quality is achieved, storing the created reduction scenario (S290) (S300) and determining whether the water quality management alternative can be reflected in the water quality policy, and is suitable. If the water quality policy is configured to reflect the alternative water management (S310, S320).
위의 오염부하 삭감을 위한 수질 모델링을 수행하는 단계(S240)에서는 분석 대상 유역이 하천수질이면 오염 예측모델로 QUAL2E 모델을 사용하고, 호소수질이면 오염 예측모델로 WASP5 모델을 사용한다.In performing the water quality modeling for reducing the pollution load (S240), if the watershed to be analyzed is the water quality, the QUAL2E model is used as the pollution prediction model, and if the lake water is the water quality, the WASP5 model is used as the pollution prediction model.
이때, 수질 모델링의 실행에 필요한 실행 파일은 DLL(Dynamic Link Library; 이하, DLL이라 함)을 통하여 만들어지고, 모델링 결과 또한 DLL을 통하여 시스템으로 불러온다.At this time, an executable file for executing the water quality modeling is made through a DLL (Dynamic Link Library; hereinafter referred to as a DLL), and the modeling result is also loaded into the system through the DLL.
또한, 지역특성에 따른 적정 처리공법을 선정하는 단계(S260)에서는 처리방식에 따라 인공정화 처리방식과 자연정화 처리방식으로 구분하고, 오염원 분포 특성에 따라 집중형과 분산형으로 구분하여 선정한다.In addition, in the step (S260) of selecting a proper treatment method according to the regional characteristics, it is divided into artificial purification treatment method and natural purification treatment method according to the treatment method, and divided into concentrated type and distributed type according to the source distribution characteristics.
그리고, 적정 처리공법 선정에 따른 선정 결과는 DDE(Dynamic Data Exchange)를 통하여 화면에 출력한다.The selection result according to the selection of the proper treatment method is output on the screen through the DDE (Dynamic Data Exchange).
상기와 같은 구성에 의해서 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템은 다음과 같이 작동된다.By the above configuration, the agricultural water quality information comprehensive management system using the GIS according to the present invention operates as follows.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 방법의 일부 흐름도이다.4 to 5 are some flowcharts of a method for comprehensively managing agricultural water quality information using the GIS of the present invention.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 초기화면 및 메인화면이다. 도 9는 도 8의 메인화면을 통해 선택할 수 있는 여러 메뉴를 나타낸 도면이다.7 and 8 are the initial screen and the main screen of the agricultural water quality information comprehensive management system using the GIS of the present invention, respectively. 9 is a diagram illustrating various menus that can be selected through the main screen of FIG. 8.
도 10은 도 8의 시스템의 메인화면에서 인덱스 키가 활성화된 화면을 도시한 도면이고, 도 11은 오염원 정보를 조회 및 수정하기 위한 화면을 도시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a screen on which an index key is activated on a main screen of the system of FIG. 8, and FIG. 11 is a diagram illustrating a screen for inquiring and modifying pollution source information.
도 4를 참조하여 설명하면, 사용자(10)가 농업용수 수질정보 종합관리 시스템 서버(100)의 GUI(110)에 접속하면(S10), 시스템 제어부(120)에서는 사용자(10)에게 도 7과 같은 시스템의 초기화면을 전송한다(S20).Referring to FIG. 4, when the user 10 accesses the GUI 110 of the agricultural water quality information comprehensive management system server 100 (S10), the system controller 120 provides the user 10 with FIG. 7. The initial screen of the same system is transmitted (S20).
시스템이 초기화 될 때에는 시스템 초기화면이 나타나고, 구축된 오염원 데이터베이스(160,170)의 도형정보 및 속성정보를 로드하여 사용한다. 시스템의 초기화가 끝나면, 시스템 제어부(120)는 사용자(10)로 하여금 속성 조회 및 수정, 검색, 출력 및 수질 모델링, 적정처리공법 선정 등의 기능을 수행할 수 있도록 시스템 메인화면을 사용자(10)에게 전송한다(S30).When the system is initialized, the system initial screen appears and loads and uses the graphic information and the attribute information of the constructed pollution source database 160,170. After the initialization of the system, the system controller 120 displays the system main screen so that the user 10 can perform functions such as property inquiry and modification, search, output and water quality modeling, and selection of an appropriate treatment method. Send to (S30).
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 시스템의 메인화면에는 도형조회, 오염원 현황, 유역현황, 수질측정자료, 오염부하량, 수질모델링, 처리대안, 검색, 그래프, 출력, 시스템 관리 등으로 구성된 도 9와 같은 기능별 메뉴와 함께 도 8과 같은 화면이 디스플레이(Display)된다.Referring to FIG. 8 and FIG. 9, the main screen of the system includes a figure query, pollutant status, watershed status, water quality measurement data, pollution load, water quality modeling, treatment alternative, search, graph, output, system management, and the like. A screen as shown in FIG. 8 is displayed along with a function-specific menu as shown in FIG. 9.
사용자(10)가 시스템 메인화면의 기능별 메뉴를 선택하면(S40), 해당하는View를 열고 선택된 메뉴에 따른 정보창을 디스플레이한다(S50∼S70).When the user 10 selects a function-specific menu of the system main screen (S40), a corresponding view is opened and an information window according to the selected menu is displayed (S50 to S70).
도 9를 참조하여 설명하면, 사용자(10)가 도형조회의 메뉴를 선택하면, 지형, 하천, 소유역, 행정구역, 토양 및 지질 등과 같은 도형정보의 조회가 가능하고, 오염원 현황의 메뉴를 선택하면 점오염원, 토지이용, 소유역별 오염원, 폐수배출업소, 관광시설, 양식장, 환경기초시설 등의 현황에 대한 정보를 제공받을 수 있다.Referring to FIG. 9, when the user 10 selects a menu of figure lookups, it is possible to query figure information such as terrain, rivers, subwatersheds, administrative districts, soils and geology, and select a menu of pollutant status. Information on the status of point sources, land use, pollutants by subwatersheds, wastewater outlets, tourism facilities, farms, and environmental foundations can be provided.
그리고, 유역현황 메뉴를 선택하면 기하학적 특성, 시ㆍ군별 주택, 읍ㆍ면별 상수도, 상수 취수원, 상수원 보호구역 및 하수도 등의 정보를, 수질측정자료 메뉴를 선택하면 하천수질에 대한 정보를, 오염부하량 메뉴를 선택하면 소유역별 배출부하, 세소유역 배출부하, 오염부하 재계산 등에 대한 정보를 제공받을 수 있다.If you select the watershed status menu, you can select the geometric characteristics, city and county houses, water supply by town and district, water intake source, water supply protection area and sewerage, and water quality measurement data menu. If you select the menu, you can be informed about subwatershed discharge load, sewage basin discharge load, and pollutant load recalculation.
또, 수질 모델링 메뉴를 선택하면 시스템에서 제공하는 수질모델, 예를들면 QUAL2E 모델, WASP5 모델 등의 수정, 수행, 실행결과에 대한 정보를 제공받을 수 있고, 처리대안 메뉴를 선택하면 우선순위 선정과 처리공법 선정 등의 처리대안에 대한 정보를 제공받을 수 있다.In addition, if you select the water quality modeling menu, you can receive information on the modification, execution, and execution results of water quality models provided by the system, such as the QUAL2E model and WASP5 model. Information on treatment options, such as the selection of treatment methods, can be provided.
사용자(10)가 검색 메뉴를 선택하면, 서버의 오염원 데이터베이스(160)(170)에 저장된 도형정보 및 속성정보를 검색할 수 있고, 그래프 메뉴를 선택하면 사용자(10)가 검색 의뢰한 소유역별 오염부하, 소유역별 오염원 및 하천 수질 등을 그래프로 디스플레이한다.If the user 10 selects the search menu, the user can search for the figure information and the attribute information stored in the source database 160 and 170 of the server. If the user selects the graph menu, the pollutant by subwatershed requested by the user 10 is searched. Graphically display loads, pollutants by subwatershed, and river water quality.
이때, 각 메뉴는 선택될 때마다 DDE(Dynamic Data Exchange; 이하, DDE라 함)를 이용하여 그에 해당하는 메시지를 응용프로그램에 전달하여 선택된 메뉴에따른 정보를 보여주도록 설계하였다. 또, 각 메뉴가 전달하는 메시지는 정보창 열기 메시지와 속성 조회 메시지가 있으며, 정보창 열기 메시지는 메뉴를 선택했을 때 전송되어 선택된 메뉴에 대한 정보를 보여주며, 속성 조회 메시지는 속성을 조회했을 때 전송되어 선택된 속성을 조회하고 수정할 수 있도록 한다.At this time, each menu is designed to display the information according to the selected menu by using DDE (Dynamic Data Exchange; DDE) to deliver the corresponding message to the application. In addition, the message delivered by each menu includes an information window open message and an attribute inquiry message. The information window open message is transmitted when a menu is selected to display information on the selected menu, and an attribute inquiry message is transmitted when an attribute is inquired. Allows you to view and modify the selected property.
한편, 도 8의 디스플레이된 시스템 메인화면에서 인덱스 키를 선택하면 인덱스 활성화를 통해 도 10과 같이 분석 해당 지역의 도형정보가 줌-인(zoom-in)되어 화면에 디스플레이 된다.Meanwhile, when the index key is selected on the displayed system main screen of FIG. 8, the figure information of the corresponding analysis region is zoomed-in and displayed on the screen as shown in FIG. 10 by activating the index.
구축된 오염원 데이터베이스의 도형정보 데이터베이스(150)에는 지형도, 하천도, 소유역도, 행정구역도, 토양도 및 지질도의 6가지 주제도별 도형정보가 저장되고, 속성정보 데이터베이스(160)에는 오염원 현황, 유역 현황, 상수도 현황, 인문 현황, 기상현황 및 하천현황의 속성정보가 구축 단위에 따라 행정구역 경계나 유역 경계 등의 도형정보와 결합된 형태로 저장된다.Geometry information database 150 of the constructed pollution source database is stored in the topographic map, river map, subwatershed, administrative area map, soil map and geological maps of the six different geomatic maps, attribute information database 160, Attribute information of watershed status, water supply status, humanities status, meteorological status and river status is stored in the form of combined with graphic information such as administrative boundary or watershed boundary depending on the construction unit.
오염원 현황 자료로는 인구, 가축, 토지이용, 폐수배출업소, 관광시설, 양식장, 환경기초시설 등이 있고, 유역현황 자료로는 기하학적 특성, 주택현황 등이 있다. 또한, 하천현황 자료에는 하천 수질 측정자료와 함께 유역별 배출부하, 유출량, 유달농도 등이 있다.Sources of pollutant sources include population, livestock, land use, wastewater discharge businesses, tourism facilities, farms, and environmental infrastructure. The watershed status data includes geometric characteristics and housing status. In addition, the stream status data includes river water quality measurement data along with watershed discharge loads, runoff, and runoff concentrations.
사용자(10)가 수질관리가 필요한 지역의 오염원 정보를 조회 및 수정을 원할 경우, 도 8의 시스템 메인화면의 기능별 메뉴를 선택하고, 사용자(10)에 의한 메뉴가 선택되면 시스템 제어부(120)는 환경정보 검색 시스템(130)을 실행시킨다. 환경정보 검색 시스템(130)은 사용자(10)가 분석 대상 지역의 도형 정보를 선택하면DDE 통신을 통하여 선택된 레코드를 전달하고, 이를 속성정보 데이터베이스(170)로부터 읽어서 해당 레코드에 해당하는 속성정보를 도 11과 같이 대화상자를 통해 보여주게 된다. 이때, 대화상자에서 사용자(10)가 속성 수정 버튼을 선택하면 속성의 갱신이 가능하게 설계되었다.If the user 10 wants to look up and modify the source information of the pollutant in the area where water quality management is required, the user selects a function-specific menu of the system main screen of FIG. 8, and when the menu is selected by the user 10, the system controller 120 The environmental information retrieval system 130 is executed. When the user 10 selects the shape information of the region to be analyzed, the environmental information retrieval system 130 delivers the selected record through DDE communication, reads it from the attribute information database 170, and then maps the attribute information corresponding to the record. As shown in 11, it is shown through a dialog box. At this time, when the user 10 selects the property modification button in the dialog box, the property is designed to be updated.
사용자(10)가 도 8의 시스템의 메인화면에서 검색 메뉴를 선택하면 수질관리가 필요한 지역에 대한 도형정보 및 속성정보를 검색할 수 있다.When the user 10 selects a search menu on the main screen of the system of FIG. 8, the user 10 may search for figure information and attribute information about an area requiring water quality management.
도 5는 도 8의 시스템 메인화면에서 검색 메뉴의 선택에 따른 오염원 정보검색의 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart of a pollutant information search according to selection of a search menu in the system main screen of FIG. 8.
도 5을 참조하여 설명하면, 사용자(10)로부터 검색 메뉴가 선택되면, 우선적으로 선택된 검색키가 속성에 대한 검색키인지, 도형에 대한 검색키인지를 판단한다(S100). 속성에 대한 검색이면 사용자(10)가 부여하는 조건에 따라 속성정보 데이터베이스(170)에서 추출할 검색 주제(Theme)를 선택하고(S111), 검색 창을 이용하여 검색식을 구성한다(S112)(S113). 그 후, 구성된 검색식을 실행하면 시스템 제어부(120)는 오염원 데이터베이스의 속성정보 데이터베이스(170)를 검색하여 결과를 화면에 출력한다(S114).Referring to FIG. 5, when a search menu is selected from the user 10, it is first determined whether the selected search key is a search key for an attribute or a search key for a figure (S100). In the case of a search for an attribute, a search theme to be extracted from the attribute information database 170 is selected according to a condition given by the user 10 (S111), and a search expression is constructed using the search window (S112) ( S113). Thereafter, when the configured search expression is executed, the system controller 120 searches the attribute information database 170 of the pollution source database and outputs the result on the screen (S114).
한편, 도형에 대한 검색이면 사용자가 부여하는 조건에 따라 도형정보 데이터베이스(160)에서 추출할 검색 방법을 선택하고(S121), 대상 객체를 선택한다(S122). 다음, 해당 주제에 따른 질의를 수행하면(S123), 시스템 제어부(120)는 오염원 데이터베이스의 도형정보 데이터베이스(160)를 검색하여 검색 결과를 화면에 출력한다(S124).On the other hand, in the case of searching for a figure, a search method to be extracted from the figure information database 160 is selected according to a condition given by the user (S121), and a target object is selected (S122). Next, if a query according to the corresponding subject is performed (S123), the system controller 120 searches the figure information database 160 of the pollution source database and outputs a search result on the screen (S124).
사용자(10)는 검색 메뉴의 실행에 따른 검색 결과를 화면, 프린터 및/또는 플로터를 이용하여 제공받는다. 이때, 출력의 형식에는 도면, 그래프, 도표 등이 있으며, 사용자는 출력할 주제를 설정한 후 곧바로 화면출력을 하거나 도면 제목과 범례 등을 포함하는 도면 형식으로 출력할 수도 있다.The user 10 receives a search result according to execution of a search menu by using a screen, a printer, and / or a plotter. At this time, the output format includes a drawing, a graph, a table, and the like, and the user may output the screen immediately after setting a subject to be output, or output the drawing in a drawing format including a drawing title and a legend.
또한, 도면 출력일 경우는 축척을 이용하여 여러 레이어(Layer)를 중첩하여 출력할 수 있으며, 그래프나 속성 테이블을 추가하여 원하는 형태의 출력물을 만들수 있다. 특정 주제만을 출력하고자 하는 경우에는 주제에 의한 확대 기능을 이용하여 특정 인덱스나 원하는 시ㆍ군 만을 확대하여 출력한다.In the case of drawing output, multiple layers can be superimposed and outputted using scale, and output of desired form can be made by adding a graph or attribute table. If you want to output only a specific subject, you can enlarge the specific index or only the desired city / group by using the enlargement function by the subject.
본 발명의 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템에서의 수질관리를 위한 의사결정 방법은 다음과 같다.Decision making method for water quality management in the agricultural water quality information management system using the GIS of the present invention is as follows.
도 3은 도 2의 의사결정 지원시스템(150)의 기능 블럭도이다.3 is a functional block diagram of the decision support system 150 of FIG.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 의사결정 지원시스템(150)의 전체적인 구성은 크게 수질예측모델, 처리대안 선정 및 수질평가의 3개 부분과 처리대안 선정에 따른 삭감 시나리오를 작성하는 시나리오 작성으로 구성되어 있으며, 각각은 통합된 사용자 인터페이스 내에서 상호 연계되어 운용된다.Referring to Figures 2 and 3, the overall configuration of the decision support system 150 is largely composed of three scenarios of the water quality prediction model, treatment alternatives and water quality assessment, and scenario creation for creating a reduction scenario according to the treatment alternative selection. It is composed of two components, each of which is operated in conjunction with each other within an integrated user interface.
수질예측모델 시스템(152)은 수문모델과의 연계를 통해 대상유역의 수문학적인 정보를 자동적으로 입력받고, 오염부하삭감에 따른 수질모델을 수행하여 수질관리를 위한 대책을 수립한다.The water quality prediction model system 152 automatically receives hydrological information of the target basin through linkage with the hydrologic model, and establishes measures for water quality management by performing a water quality model according to the reduction of pollution load.
그리고, 적정처리공법 선정시스템(154)은 상기 수질예측모델 시스템(152)을 통한 수질 모델링 결과를 이용하여 수질을 예측하고, 이를 이용하여 지역 특성에따른 목표수질 달성을 위한 적정처리공법을 선정한다.In addition, the proper treatment method selection system 154 predicts the water quality by using the water quality modeling result through the water quality prediction model system 152, and selects the proper treatment method for achieving the target water quality according to the characteristics of the region. .
수질평가 시스템(156)은 수질측정 지점에서의 실측 자료에 대한 수질평가 및 상기 적정처리공법 선정시스템(154)을 통해 선정된 적정처리공법의 삭감대책 수립 후 수질모델의 결과를 평가한다.The water quality evaluation system 156 evaluates the quality of the measured data at the water quality measurement point and evaluates the result of the water quality model after establishing the reduction measures of the proper treatment method selected through the appropriate treatment method selection system 154.
한편, 삭감시나리오 작성시스템(158)은 상기 적정처리공법 선정시스템(154)을 통해 선정된 적정처리공법의 삭감대책에 따른 시나리오를 작성한다.On the other hand, the reduction scenario creation system 158 creates a scenario according to the reduction measures of the appropriate treatment method selected through the appropriate treatment method selection system 154.
도 6을 참조하여 설명하면, 먼저, 사용자(10)가 시스템의 메뉴화면을 통해 분석 대상 지역의 도형정보 데이터베이스(160)에 구축된 도형정보를 검색하고, 검색을 통해 농업용수의 수질 분석이 필요한 대상 지역의 수계를 선택한다(S210).Referring to FIG. 6, first, the user 10 searches the figure information constructed in the figure information database 160 of the region to be analyzed through the menu screen of the system, and needs water quality analysis of agricultural water through the search. Select the water system of the target area (S210).
이때, 수질 분석이 필요한 대상 지역은 오염원 관리시스템(140)에서 행정구역별 오염원 현황과 소유역도를 중첩하여 얻어진 소유역별 오염원 현황자료를 바탕으로 오염부하량을 산정하여, 그 오염부하량이 농업용수로써 부적합한 지역을 대상으로 한다.At this time, the target area requiring water quality analysis calculates the pollutant load based on the pollutant source data by subwatershed obtained by superimposing the pollutant source status and subwatershed capacity by administrative region in the pollutant source management system 140, and the pollutant load is not suitable as agricultural water. It is aimed at area.
다음, 도형정보 데이터베이스(160)의 도형정보 검색을 통해 선택된 분석 대상 지역의 수질현황 및 오염부하 현황을 선택된 분석 대상의 도형정보와 결합된 속성정보 데이터베이스(170)에 저장된 속성정보를 바탕으로 파악한다(S220).Next, the water quality status and the pollutant load status of the selected analysis target region are identified based on the attribute information stored in the attribute information database 170 combined with the shape information of the selected analysis target through the shape information search of the figure information database 160. (S220).
분석 대상 유역의 수질현황 및 오염부하 현황 파악이 끝나면, 오염부하 삭감을 위한 농업용수로 쓸 수 있는 수질을 달성하기 위한 목표수질을 설정한다(S230).After grasping the water quality status and pollutant load status of the watershed to be analyzed, a target water quality is set to achieve water quality that can be used as agricultural water for reducing pollutant load (S230).
목표수질 설정이 완료되면, 서버의 시스템 제어부(120)는 의사결정 지원시스템(150)의 수행을 제어한다.When the target water quality setting is completed, the system controller 120 of the server controls the performance of the decision support system 150.
의사결정 지원시스템(150)의 수질예측모델 시스템(152)은 분석 대상 유역의 수문학적인 정보를 수문모델과 연계를 통해 자동적으로 입력받고, 오염부하 삭감을 위한 수질 모델링을 수행한다(S240).The water quality prediction model system 152 of the decision support system 150 automatically receives hydrological information of the watershed to be analyzed through linkage with the hydrologic model, and performs water quality modeling for pollution load reduction (S240).
이때, 분석 대상 유역의 수문학적인 정보를 수문모델과 연계를 통해 입력받을 경우, 대하천 지류 및 소하천의 월별 유출량 데이터를 가지야마 유출모델에 의하여 산정하여 수질모델에 입력한다.At this time, if the hydrological information of the watershed to be analyzed is input through the hydrological model, the monthly runoff data of the large stream tributaries and small streams are calculated by the Gajiyama runoff model and inputted into the water quality model.
가지야마 유출모델이란 1922년 가지야마가 우리나라의 8개소의 대소 하천의 12개 지점에 대한 최대 홍수량을 기록하여 유역면적의 멱승에다 유로연장 및 최대우량 등의 인자를 대표하는 계수를 곱하여 임의 유역에 대한 최대 홍수량을 구하기 위하여 제안된 경험공식을 말한다. 아래의 식은 유출고를 구하기 위하여 수정된 가지야마 공식이다.The Kajiyama runoff model recorded the maximum flood volume at 12 points in 8 large and small rivers in Korea in 1922, multiplying the fluctuations of the basin area by the coefficients representing the factors such as the Euro extension and the maximum rainfall. This is the empirical formula proposed to find the maximum flood volume. The formula below is the Kajiyama formula modified to find the spill.
R = [P2+ (138.6 × f + 10.2)2]1/2- 138.6f + ER = [P 2 + (138.6 × f + 10.2) 2 ] 1 /2-138.6f + E
여기서, R : 월별 유출고(mm)Where R is the monthly outflow (mm)
P : 월별 강우량(mm)P: Monthly rainfall (mm)
f : 유역특성 계수f: watershed characteristic coefficient
E : 월별 강우량의 크기에 따른 보정우량(mm)E: Corrected rainfall amount according to monthly rainfall amount (mm)
상기 식에 의하여 월별 유출고 값이 구해지면 유역의 면적을 이용하여 수계별 월별 유출량을 구한다.If the monthly runoff value is obtained by the above equation, the monthly runoff for each water system is calculated using the area of the watershed.
그리고, 오염원 데이터베이스(160)(170)로부터 산출된 소유역별 부하량 자료와 가지야마 유출모델을 통해 구해진 월별 유출량 자료를 이용하여 QUAL2E 및 WASP5 수질모델의 경계농도를 자동적으로 생성하고, 모델 입력자료에 저장한다. 이러한 입력자료의 자동생성 및 자동저장을 구현함으로써 대상유역의 오염원 현황이 바뀌었을 때 수작업에 의한 계산시간을 경감시킬 수 있으며, 삭감 대책을 수립하여 목표수질 달성여부를 판단하는데 이용할 수 있다.The boundary concentrations of the QUAL2E and WASP5 water quality models are automatically generated using the subwatershed load data calculated from the pollutant databases 160 and 170 and the monthly runoff data obtained through the Kajiyama runoff model, and stored in the model input data. do. By realizing the automatic generation and automatic storage of such input data, it is possible to reduce the calculation time by manual operation when the pollutant status of the target watershed is changed, and it can be used to determine whether the target water quality is achieved by establishing the reduction measures.
분석 대상 유역의 수문학적인 정보를 입력받으면 수질 모델링을 수행하는데, 분석 대상 유역이 하천수질이면 오염 예측모델로 QUAL2E 모델을 사용하고, 호소수질이면 오염 예측모델로 WASP5 모델을 사용한다.Water quality modeling is performed when the hydrologic information of the watershed is analyzed. If the watershed is river quality, the QUAL2E model is used as the pollution prediction model.
QUAL2E 모델은 1985년 미국 환경청(EPA)에 의하여 기존의 QUAL-Ⅱ 모델을 개인용 PC에서 사용할 수 있도록 수정 보완한 것으로, 대상 수질항목은 모두 15가지이며, 이들 중 필요에 따라 어떠한 조합으로도 수질항목을 선택하여 모형화가 가능하다. 대상 수질항목은 DO, BOD, Temperature, Algae의 엽록소 -a, N(NH3-N, NO2-N, NO3-N, Org-N), P(Org-P, PO4) Coliform, ANC(Arbitrary Non Conservative BOD ; 비보존성물질 1종), 3CM(Conservative Mineral ; 보전성물질 3종)이다.The QUAL2E model was revised and supplemented by the US Environmental Protection Agency (EPA) in 1985 to be used on personal PCs. There are 15 water quality items, and any water quality items can be combined in any combination as needed. Modeling is possible by selecting. Target water quality items are DO, BOD, Temperature, Algae chlorophyll -a, N (NH 3 -N, NO 2 -N, NO 3 -N, Org-N), P (Org-P, PO 4 ) Coliform, ANC (Arbitrary Non Conservative BOD; 1 non-conservative), 3CM (Conservative Mineral; 3).
도 12 및 도 13은 QUAL2E 수질모델의 입력 파일 및 QUAL2E 모델의 시뮬레이션 결과를 나타내는 화면이다.12 and 13 are screens showing an input file of the QUAL2E water quality model and a simulation result of the QUAL2E model.
그리고, KASP5 모델은 1983년 Di Toro 등이 Great Lake의 부영양화와 PCB 오염을 예측하기 위하여 처음 개발되었다. WASP5 모델의 구성은 수리모델인 DYNHYD5와 부영양화 모델인 EUTRO5, 독성물질 모델인 TOXI5로 구성되어 있으며, 국내에 알려진 WASP5 모델은 대개 환경영향평가서 등에 사용된 EUTRO5를 의미한다.The KASP5 model was first developed in 1983 by Di Toro et al to predict eutrophication and PCB contamination in the Great Lake. WASP5 model consists of hydraulic model DYNHYD5, eutrophic model EUTRO5 and toxic substance model TOXI5. Domestic WASP5 model generally means EUTRO5 used in environmental impact assessment.
EUTRO5 모델은 동적모델로서 하천, 호수, 하구의 부영양화와 관련된 수질의 시간변화를 공간변화와 더불어 계산하는 구획모델이다.The EUTRO5 model is a dynamic model that is a partition model that calculates the temporal changes of water quality associated with eutrophication of streams, lakes, and estuaries with spatial changes.
이때, 수질 모델링의 실행에 필요한 실행 파일은 DLL을 통하여 만들어지며, 모델링 결과 또한 DLL을 통하여 시스템으로 가져오게 된다. DLL은 시스템과 모델의 연계 부분에 중요한 역할을 하며, 주로 자료 공유를 위한 파일 처리를 수행하게 된다.At this time, an executable file for executing the water quality modeling is made through the DLL, and the modeling result is also imported into the system through the DLL. DLL plays an important role in linking system and model, and mainly performs file processing for data sharing.
그 후, 수질 모델링의 수행이 완료되면, 분석 대상 유역의 현재 수질, 요구되는 수질등급, 유달율 등을 이용하여 세부 소유역별 우선순위와 오염부하 삭감량을 산정한다(S250).Then, when the performance of the water quality modeling is completed, the priority of each subwatershed and the pollution load reduction amount are calculated using the current water quality, the required water quality grade, and the delivery rate of the watershed to be analyzed (S250).
오염부하 삭감량 산정이 완료되면, 의사결정 지원시스템(150)의 적정처리공법 선정시스템(154)은 오염부하 삭감량을 바탕으로 분석 대상 유역의 수질을 예측하고, 지역특성에 따른 적정 처리공법을 선정하고, 선정된 결과를 화면에 출력한다(S260).After the calculation of the pollution load reduction is completed, the appropriate treatment method selection system 154 of the decision support system 150 predicts the water quality of the watershed to be analyzed based on the pollution reduction amount, and selects an appropriate treatment method according to the regional characteristics. In operation S260, the selected result is output to the screen.
적정 처리공법 선정은 처리방식에 따라 인공정화 처리방식과 자연정화 처리방식으로 구분하고, 오염원 분포 특성에 따라 집중형과 분산형으로 구분하여 선정한다.The proper treatment method is divided into artificial purification treatment method and natural purification treatment method according to the treatment method, and divided into concentrated type and distributed type according to pollutant source distribution characteristics.
도 14 내지 도 16은 적정 처리공법 선정 과정을 나타내는 화면이다.14 to 16 are screens showing a process for selecting an appropriate treatment method.
도 14 내지 도 16을 참조하여 설명하면, 분석 대상 유역의 세부소유역을 도 14과 같이 선택하면 표준활성슬러지법, 장기폭기법, 회전원판법, 산화구법, SBR,접촉산화법, 살수여상법 등과 같은 처리공법 항목을 선택할 수 있는 화면을 도 15과 같이 디스플레이한다. 디스플레이된 처리공법 선정 화면에서 사용자(10)가 항목을 선택하면 처리공법이 결정된 화면을 도 16과 같이 보여준다. 이때, 적정 처리공법 선정에 따른 선정 결과는 DDE(Dynamic Data Exchange)를 통하여 화면에 출력된다.Referring to FIGS. 14 to 16, when the detailed subwatershed of the watershed to be analyzed is selected as shown in FIG. 14, the standard activated sludge method, the long-term aeration method, the rotating disc method, the oxidation sphere method, the SBR, the contact oxidation method, the water spraying method, and the like. A screen for selecting a treatment method item is displayed as shown in FIG. 15. When the user 10 selects an item in the selected treatment method selection screen, the screen on which the treatment method is determined is shown as shown in FIG. 16. At this time, the selection result according to the selection of the appropriate treatment method is output on the screen through the Dynamic Data Exchange (DDE).
다음, 선정된 적정 처리공법에 따라 의사결정 지원시스템(150)의 삭감 시나리오 작성 시스템(158)은 삭감 시나리오를 작성한다(S270).Next, the reduced scenario creation system 158 of the decision support system 150 creates a reduced scenario according to the selected appropriate processing method (S270).
삭감 시나리오의 작성이 완료되면, 목표수질 비교지점을 선택하여 삭감 시나리오의 수질관리 대안에 따른 수질을 평가한다(S280).When the preparation of the reduction scenario is completed, the target water quality comparison point is selected to evaluate the water quality according to the water quality management alternative of the reduction scenario (S280).
평가된 수질이 설정한 농업용수로 적합한 목표수질을 달성하였는지 판단하고(S290), 판단결과 목표수질을 달성한 경우, 작성된 삭감 시나리오를 저장한다(S300). 한편, 평가된 수질이 목표수질을 달성하지 못한 경우, 적정처리공법 선정 단계(S260)로 되돌아가 선정한 처리공법과 다른 처리공법을 선택하고, 그에따른 삭감 시나리오도 재작성한다.It is determined whether the evaluated water quality has achieved the target water quality suitable for the agricultural water set (S290), and when the determination results the target water quality, the created reduction scenario is stored (S300). On the other hand, if the evaluated water quality did not achieve the target water quality, the process returns to the appropriate treatment method selection step (S260) and selects a treatment method different from the selected treatment method, and re-creates the reduction scenario accordingly.
마지막으로, 작성된 삭감 시나리오를 바탕으로 수질관리 대안을 수질 정책에 반영할 수 있는지 여부를 판정하고(S310), 적합하면 수질 정책에 수질관리 대안을 반영한다(S320).Finally, it is determined whether the water quality management alternative can be reflected in the water quality policy based on the created reduction scenario (S310), and if appropriate, the water quality policy is reflected in the water quality policy (S320).
본 발명에 의한 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템은 PC(NT)환경의 Arc/Info를 기반으로 구축된 DB에서 필요한 자료를 읽어들여 Arc/View의 스크립트 언어인 Avenue와, 범용 프로그래밍 언어인 Visual C++, Visual Basic,Delphi 등을 이용하여 개발하였다.The comprehensive agricultural water quality information management system using GIS according to the present invention reads the necessary data from the DB built on Arc / Info of PC (NT) environment, Avenue, which is a script language of Arc / View, and a general programming language. Developed using Visual C ++, Visual Basic, Delphi, etc.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리 시스템의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an embodiment of a comprehensive agricultural water quality information management system using a GIS according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims of the present invention Without departing from the gist of the present invention, one of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 GIS를 이용한 농업용수 수질정보 종합관리시스템은 수질오염 발생량의 예측과 관련되는 각종 오염원 정보와, 적정 수질개선방안의 수립을 위하여 필요한 각종 자료를 종합적이며 효율적으로 관리할 수 있도록 한다.As described above, the agricultural water quality information comprehensive management system using the GIS according to the present invention comprehensively and efficiently manages various source information related to the prediction of water pollution generation amount and various data necessary for establishing an appropriate water quality improvement plan. Do it.
그리고, 수질개선이 필요한 지역의 정확한 오염 발생량 파악을 위한 다양한 환경정보를 GIS를 통해 화면상으로 손쉽게 검색할 수 있도록 제공하므로 단순한 검색기능만을 제공하던 종래의 시스템과는 달리 여러 종류의 도면과 지도를 중첩시켜 분석하는 기능을 수행하거나 도면과 지도에 있는 위치정보와 각종 대장, 통계자료 등의 속성정보를 함께 볼 수 있는 효과가 있다.In addition, unlike the conventional system which provided only a simple search function, various kinds of drawings and maps can be easily searched on the screen through the GIS to provide various environmental information for accurate pollutant generation in areas requiring water quality improvement. It is effective to perform the function of analyzing by overlapping, or to view the attribute information such as location information, various books, and statistical data in drawings and maps.
또한, 유역의 수질관리를 위해 오염물질 삭감 처리대안 선정을 위한 의사결정을 지원함으로써 농업용수 수질 개선을 위한 계획수립과 정책결정시 각종 지리정보를 신속하게 분석하여 수질정책에 반영할 수 있다.In addition, by supporting decision-making for selecting pollutant reduction treatment options for water quality management in the watershed, various geographic information can be quickly analyzed and reflected in the water quality policy when planning and making policy for improving agricultural water quality.
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