수질환경기사 유역모델링 — 모형 차원과 혼합 가정

수질예측모형은 공간성을 기준으로 차원을 나눈다. 0차원 모형은 완전혼합을 가정하고, 1차원 모형은 하천의 종방향 흐름만 고려하며, 2차원 모형은 이방향 분포를, 3차원 모형은 삼방향 분포를 가정한다. 1차원 모형에 횡방향 플러그 흐름을 가정했다고 적으면 차원의 정의와 어긋난다.

스트리터-펠프스 모형은 유기물 분해에 따른 용존산소 소비와 대기로부터의 재폭기를 주된 메커니즘으로 한다. 점오염원이 하천 수질에 미치는 영향을 다루는 고전 모형이며, 유속이나 조도계수, 기체 확산계수 같은 수리학적 변수를 직접 파라미터로 포함하지 않는다. 따라서 이 모형이 기체 확산계수를 고려한다고 적은 설명은 틀린다.

난류확산방정식은 오염물질의 이동을 이류항, 확산항, 반응·감쇠항으로 표현한다. 유속, 확산계수, 감쇠계수가 핵심 변수이다. 침강속도는 중력에 의해 입자가 가라앉는 별도의 항이므로 기본 확산방정식의 일차 항으로 보지 않는다. 확산은 수평·수직 혼합을, 침강은 중력 침전을 뜻하므로 두 개념을 구분한다.

혼합 모형은 이상적인 흐름을 기준으로 삼는다. 플러그 흐름은 입자가 같은 체류시간을 가지며 혼합이 없으므로 분산수가 0이고, 완전혼합은 내부 농도가 균일하므로 분산수가 무한대이다. WQRRS는 하천과 저수지의 수질·수문을 함께 모의하는 모형으로, 부영양화와 생태계를 고려하고 정적·동적 특성을 반영하며 저수지 수심별 1차원 모형을 적용한다. 확산계수를 조도계수만으로 결정한다고 적으면 모형의 원리와 거리가 멀다.