[전자계산학 중간고사] 하천에 대한 수질관리모형인 QUAL2E를 공부하고 설명하라

1. Study and explain the water quality model QUAL2E. (하천에 대한 수질관리모형인 QUAL2E를 공부하고 설명하라.) - QUAL2E는 하천 수질의 모의를 위해 가장 보편적으로 사용되는 컴퓨터 모형으로 정 상상태 모형과 비정상상태모형(Riv-1)이 있다. 횡방향 및 연직방향 혼합과정이 완료된 15가지의 수질인자 변동성을 모의하며, 복수의 방류, 취수, 지류흐름, 유입-유출량의 모의가 가능하다. 70년대에 개발된 QUAL-Ⅰ에 기반하여 PC 버전으로 개발되었다. Windows 버전과 DOS 버전이 있다. - QUAL2E는 기본적으로 1차원 이송확산 방정식을 사용한다. < 1차원 이송확산 방정식 > = + + s 축적 확산 이송 동역학 생성/소멸 ↑ 물질 이동(Transport) ↑ V = 체적 Ac = 계산요소의 단면적 E = 종방향 확산계수 U = 평균유속 s = 오염물의 외부적인 생성(+)/소멸(-) c = 오염물의 농도 x = 거리 1. 이송(Advectioan) : QUAL2E 모형은 정상상태의 부등류 흐름을 가정하고 모의되며 흐름밸런스는 다음과 같다. 유량에 대한 평균유속과 수심은 (power 식) 으로 구하고 이를 Manning 공식으로 하도와 흐름의 특성을 연관 시킨다. 2. 확산(Dispersion) : 종방향 확산계수는, 다음 식으로 산정한다. E = 종방향 확산계수 n = 하수의 조도계수 U = 평균유속 (mps) H = 평균수심 (m) K = 확산 매개변수 (무차원) = shear velocity (m/s) 3. cBOD와 DO L = cBOD (mg/L) K1 = BOD 분해율 (d-1) K3 = BOD 침강율 (d-1) K4 = Sediment Oxygen Demand (mg-2d-1) o = DO 농도 (mg/L) …
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