지하수 모델링 검증을 통한 관거정비사업의 지하수질 회복에 관한 연구 A study on the recovery of groundwater quality by sewer rehabilitation through groundwater modeling evaluation원문보기
하수관거 매설 후 장기간의 시간이 경과된 하수관거의 경우 노후화와 파손, 인근 환경적 악영향 등의 원인으로 인하여 Crack부위를 통해 다량의 오염물을 함유하고 있는 하수가 유출되어 주변 환경을 오염시키는 사례가 발생되고 있으며, 특히 유출부위에 지하수의 유동이 있는 지역의 경우에는 지하수흐름에 따라 오염범위가 광범위하게 발생 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 안성시 하수관거정비사업 내용 중 연구대상지역의 조사내용을 바탕으로 지하수 모델링 인자값을 도출하였으며 이를 중규모, 대규모 도시로의 발전시 지하수계로 유입되는 ...
하수관거 매설 후 장기간의 시간이 경과된 하수관거의 경우 노후화와 파손, 인근 환경적 악영향 등의 원인으로 인하여 Crack부위를 통해 다량의 오염물을 함유하고 있는 하수가 유출되어 주변 환경을 오염시키는 사례가 발생되고 있으며, 특히 유출부위에 지하수의 유동이 있는 지역의 경우에는 지하수흐름에 따라 오염범위가 광범위하게 발생 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 안성시 하수관거정비사업 내용 중 연구대상지역의 조사내용을 바탕으로 지하수 모델링 인자값을 도출하였으며 이를 중규모, 대규모 도시로의 발전시 지하수계로 유입되는 질산성질소의 유입유량 및 유입농도 변화에 따른 지하수계 및 하천에 미치는 영향, 범위, 회복시간 등을 비교ㆍ분석 하였다. 본 논문에서는 관거의 이상항목 발생시 지하수로 유입되는 오염물질 중 용존성으로 토양 내 흡착 및 거름효과에 가장 영향이 적으며, 지하수 수질기준 및 먹는물 수질기준 항목인 질산성질소를 하수 내 지하수오염 대표성 물질로 산정하였다. 또한, 지하수 유입유량인 하수의 유출유량 실측은 현실적으로 어려움이 있기에 하수관거 내 질산성질소와 관측공의 질산성질소 실측치를 인자로 모델링 역산을 통해 산출하였다. 그 결과, 관거내부 유량의 외부유출 비율은 각각의 관측공 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 12%, 18%, 13%, 15%, 14%의 결과값을 산출하였다. 관측공의 경우 하수관거 이상항목 발생지점 하류 5m 이격거리에 위치하여 하수 유출시 유출농도 및 유출유량이 큰 변동 없이 관측공으로 유입되도록 적용하였다. 또한, 중규모 도시, 대규모 도시일 때의 인구밀도, 생활오수량 원단위, 하수 내 질산성질소 농도를 적용하여 하수관거 내부의 유량 및 지하수 유입농도를 산출 하였다. 이를 앞서 구한 외부유출 비율을 적용하여 대상지역의 인구증가에 따른 도시화시 질산성질소의 오염거동 모델링을 수행하였다. 그 결과, 중규모 도시로 발전할 경우 BH-J1의 관측공 인근의 지하수는 생활용수 및 농ㆍ어업용수로 사용이 가능하나 그 외 관측공 인근의 지하수는 공업용수로만 사용이 적합한 것으로 나타났으며, 대규모 도시로 발전할 경우 모든 관측공 인근의 지하수는 공업용수로만 사용이 가능할 정도로 지하수가 오염된 것으로 나타났다. 특히, NH-6 관측정 인근 죽산천의 경우 넓은 범위의 하천오염 및 하천 생태계 교란을 일으킬 것으로 사료되며, 인근 주민의 건강 및 농작물에도 큰 영향을 줄 것으로 판단된다. 또한, 하수관거 정비사업을 통한 회복 속도는 안성시 대상지역의 기존 유입유량, 유입농도 적용시 모든 관측공에서 즉시 회복된 것과는 달리 증규모 도시일 경우 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 각각 44±1일, 44±1일, 53±1일, 70±1일, 35±1일의 지하수 회복 시간이 필요하며, 대규모 도시일 경우 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 각각 84±1일, 84±1일, 95±1일, 103±1일, 72±1일의 지하수 회복 시간이 경과된 후에 먹는물 수질기준에 적합한 것으로 나타났다. 따라서 현재 대상지역 하수관거 이상항목 발생시 유출유량 및 유출농도에 따른 지하수 및 오염된 하천의 경우 하수관거 정비사업을 통하여 즉각적인 회복을 기대할 수 있으며 중규모 , 대규모 도시일 경우에도 최장기간 적용시 70일∼100일 안에 빠른 회복을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
하수관거 매설 후 장기간의 시간이 경과된 하수관거의 경우 노후화와 파손, 인근 환경적 악영향 등의 원인으로 인하여 Crack부위를 통해 다량의 오염물을 함유하고 있는 하수가 유출되어 주변 환경을 오염시키는 사례가 발생되고 있으며, 특히 유출부위에 지하수의 유동이 있는 지역의 경우에는 지하수흐름에 따라 오염범위가 광범위하게 발생 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 안성시 하수관거정비사업 내용 중 연구대상지역의 조사내용을 바탕으로 지하수 모델링 인자값을 도출하였으며 이를 중규모, 대규모 도시로의 발전시 지하수계로 유입되는 질산성질소의 유입유량 및 유입농도 변화에 따른 지하수계 및 하천에 미치는 영향, 범위, 회복시간 등을 비교ㆍ분석 하였다. 본 논문에서는 관거의 이상항목 발생시 지하수로 유입되는 오염물질 중 용존성으로 토양 내 흡착 및 거름효과에 가장 영향이 적으며, 지하수 수질기준 및 먹는물 수질기준 항목인 질산성질소를 하수 내 지하수오염 대표성 물질로 산정하였다. 또한, 지하수 유입유량인 하수의 유출유량 실측은 현실적으로 어려움이 있기에 하수관거 내 질산성질소와 관측공의 질산성질소 실측치를 인자로 모델링 역산을 통해 산출하였다. 그 결과, 관거내부 유량의 외부유출 비율은 각각의 관측공 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 12%, 18%, 13%, 15%, 14%의 결과값을 산출하였다. 관측공의 경우 하수관거 이상항목 발생지점 하류 5m 이격거리에 위치하여 하수 유출시 유출농도 및 유출유량이 큰 변동 없이 관측공으로 유입되도록 적용하였다. 또한, 중규모 도시, 대규모 도시일 때의 인구밀도, 생활오수량 원단위, 하수 내 질산성질소 농도를 적용하여 하수관거 내부의 유량 및 지하수 유입농도를 산출 하였다. 이를 앞서 구한 외부유출 비율을 적용하여 대상지역의 인구증가에 따른 도시화시 질산성질소의 오염거동 모델링을 수행하였다. 그 결과, 중규모 도시로 발전할 경우 BH-J1의 관측공 인근의 지하수는 생활용수 및 농ㆍ어업용수로 사용이 가능하나 그 외 관측공 인근의 지하수는 공업용수로만 사용이 적합한 것으로 나타났으며, 대규모 도시로 발전할 경우 모든 관측공 인근의 지하수는 공업용수로만 사용이 가능할 정도로 지하수가 오염된 것으로 나타났다. 특히, NH-6 관측정 인근 죽산천의 경우 넓은 범위의 하천오염 및 하천 생태계 교란을 일으킬 것으로 사료되며, 인근 주민의 건강 및 농작물에도 큰 영향을 줄 것으로 판단된다. 또한, 하수관거 정비사업을 통한 회복 속도는 안성시 대상지역의 기존 유입유량, 유입농도 적용시 모든 관측공에서 즉시 회복된 것과는 달리 증규모 도시일 경우 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 각각 44±1일, 44±1일, 53±1일, 70±1일, 35±1일의 지하수 회복 시간이 필요하며, 대규모 도시일 경우 BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1에서 각각 84±1일, 84±1일, 95±1일, 103±1일, 72±1일의 지하수 회복 시간이 경과된 후에 먹는물 수질기준에 적합한 것으로 나타났다. 따라서 현재 대상지역 하수관거 이상항목 발생시 유출유량 및 유출농도에 따른 지하수 및 오염된 하천의 경우 하수관거 정비사업을 통하여 즉각적인 회복을 기대할 수 있으며 중규모 , 대규모 도시일 경우에도 최장기간 적용시 70일∼100일 안에 빠른 회복을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
In the dilapidated sewer pipes after laying underground, there are cases which pollute the surrounding environment where the sewage with large amount of pollutants is extracted through the cracks which occur due to deterioration, breakdown and surrounding environmental bad influences. If the pipe cr...
In the dilapidated sewer pipes after laying underground, there are cases which pollute the surrounding environment where the sewage with large amount of pollutants is extracted through the cracks which occur due to deterioration, breakdown and surrounding environmental bad influences. If the pipe crack occurs in the areas where include the hydraulic groundwater flows, groundwater pollution could be widely occurred according to the direction of groundwater flow. Therefore, this study focuses on the deduction of groundwater modeling factor values which is based on the investigation of target study areas among the sewer rehabilitation project at Ansung City. And the deducted factors were applied to the analysis and comparison of the effects, ranges, and recovery time of groundwater and river according to the variation of the nitrate nitrogen concentration which inflows to groundwater networks when the city is developed into medium and big size city in this study. In this study, nitrate nitrogen which is one of the drinkable water quality standard of groundwater was selected as the typical groundwater pollution material in the sewage and which has dissolved nature. This dissolved component is hardly effected by absorption and filtering effect in the soil among the pollutants that inflow to groundwater when abnormal items occur in the pipes. Additionally, sewage discharging quantity was measured through the modeling inversion with the actual measurement values of nitrate nitrogen in the sewer pipes and nitrate nitrogen in observation holes as the factors because related actual measurement of sewage discharged outflow which inflows to groundwater system is practically difficult. As a result, percentages of external leakage of flux in the pipes were calculated as 12%, 18%, 13%, 15%, 14% at each observation holes BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1 respectively. Observation hole is located with 5 meter distance from the point where the abnormal items occurred in order that discharged concentration and discharged quantity could inflow without big change when sewage is discharged. Flux and groundwater inflow concentration in the sewer pipes were calculated by applying the population density, unit of dish water quantity, nitrate nitrogen concentration in the sewage. Results showed when the city is developed to medium size city, the groundwater around BH-J1 observation holes can be used as water for living and water for agriculture and fishery, but the groundwater around observation holes is appropriate just for water for industrial use. When it is developed to a big city, groundwater is polluted as the groundwater around all observation holes can used only for water for industrial use. Especially Jooksanchoen around NH-6 observation wells is considered to cause broad area of NH-6 river pollution and river ecosystem disturbance and it will greatly affect the health of neighbors and the agricultural products as well. And, different from the immediate recovery of all observation holes when applying to the existing inflow quantity and inflow concentration in Ansung City, the groundwater recovery speed through sewer pipes rehabilitation in medium size city needs groundwater recovery times of 44±1 days, 44±1 days, 53±1 days, 70±1 days, 35±1 days at BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1, and in big size city, it needs groundwater recovery times of 84±1 days, 84±1 days, 95±1 days, 103±1 days, 72±1 days at BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1 respectively. Therefore, when abnormal items occur in sewer pipes at current target areas, immediate water quality(groundwater and polluted river according to discharged outflow, discharged concentration) recovery can be expected in consequence of sewer rehabilitation. Also in case of medium size city and big size city, quick recovery can be expected within 70 to 100 days when applying the maximum periods.
In the dilapidated sewer pipes after laying underground, there are cases which pollute the surrounding environment where the sewage with large amount of pollutants is extracted through the cracks which occur due to deterioration, breakdown and surrounding environmental bad influences. If the pipe crack occurs in the areas where include the hydraulic groundwater flows, groundwater pollution could be widely occurred according to the direction of groundwater flow. Therefore, this study focuses on the deduction of groundwater modeling factor values which is based on the investigation of target study areas among the sewer rehabilitation project at Ansung City. And the deducted factors were applied to the analysis and comparison of the effects, ranges, and recovery time of groundwater and river according to the variation of the nitrate nitrogen concentration which inflows to groundwater networks when the city is developed into medium and big size city in this study. In this study, nitrate nitrogen which is one of the drinkable water quality standard of groundwater was selected as the typical groundwater pollution material in the sewage and which has dissolved nature. This dissolved component is hardly effected by absorption and filtering effect in the soil among the pollutants that inflow to groundwater when abnormal items occur in the pipes. Additionally, sewage discharging quantity was measured through the modeling inversion with the actual measurement values of nitrate nitrogen in the sewer pipes and nitrate nitrogen in observation holes as the factors because related actual measurement of sewage discharged outflow which inflows to groundwater system is practically difficult. As a result, percentages of external leakage of flux in the pipes were calculated as 12%, 18%, 13%, 15%, 14% at each observation holes BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1 respectively. Observation hole is located with 5 meter distance from the point where the abnormal items occurred in order that discharged concentration and discharged quantity could inflow without big change when sewage is discharged. Flux and groundwater inflow concentration in the sewer pipes were calculated by applying the population density, unit of dish water quantity, nitrate nitrogen concentration in the sewage. Results showed when the city is developed to medium size city, the groundwater around BH-J1 observation holes can be used as water for living and water for agriculture and fishery, but the groundwater around observation holes is appropriate just for water for industrial use. When it is developed to a big city, groundwater is polluted as the groundwater around all observation holes can used only for water for industrial use. Especially Jooksanchoen around NH-6 observation wells is considered to cause broad area of NH-6 river pollution and river ecosystem disturbance and it will greatly affect the health of neighbors and the agricultural products as well. And, different from the immediate recovery of all observation holes when applying to the existing inflow quantity and inflow concentration in Ansung City, the groundwater recovery speed through sewer pipes rehabilitation in medium size city needs groundwater recovery times of 44±1 days, 44±1 days, 53±1 days, 70±1 days, 35±1 days at BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1, and in big size city, it needs groundwater recovery times of 84±1 days, 84±1 days, 95±1 days, 103±1 days, 72±1 days at BH-J7, NH-6, BH-4, BH-J8, BH-J1 respectively. Therefore, when abnormal items occur in sewer pipes at current target areas, immediate water quality(groundwater and polluted river according to discharged outflow, discharged concentration) recovery can be expected in consequence of sewer rehabilitation. Also in case of medium size city and big size city, quick recovery can be expected within 70 to 100 days when applying the maximum periods.
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