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문제 정의
- 2000). 따라서 옥정호의 수질 개선을 위한 방안으로 유입오염원 현황 오염물질의 유입 특성 및 호수내 오염물질의 축적상태 등을 증합적으로 연구검토하여 호소수질 개선을 위한 괸리방안 도출을 실시하였다. 본 연구를 통하여 제시된 방인을 효과적으로 실시할 경우 궁극적으로 저수지 수질을 회복시켜 양질의 취수원수 확보가 기능해 지게 되므로 이러한 연구결과는 옥정호 내외의 오염원대책등 장·단기 수질 개선계획에 활용되어야 할 것이다.
- 특히 옥정호 유역처럼 하·폐수 처리시설이 없는 경우에는 무엇보다도 유역오염원 대책이 우선적으로 적용되어야 한다. 따라시 본 절에서는 상류유입오염원 삭감에 따른 수질개선효과를 분석하였다. 대상 유역은 상기한 바와 같이 관촌유역과 추령천유역을 대상으로 하였으며 관촌유역은 다시 관혼교유역과 임실천유역으로 구분하였다.
- 본 연구에서는 옥정흐에서 2닌간(1998년과 1999년) 유역과 댐저수지 수질변화를 면밀히 조사한 자료를 토대로 저수지 수질모의를 실시하였으며, 그 결과를 바탕으로 효율적인 댐저수지 수질관리 방안을 제시하였다.
- 하·폐수처리장 건설 시에 위치의 선정은 발생된 오염원의 수월한 수집과 수량의 확보라는 면에서 어느 것보다도 중요한 조건이라 할 수 있다 따리서 최적지 선징을 위하여 디양한 기법과 많은 현장조사 및 자료조사가 필요하나 본 절에서는 현장조사 경험을 토대로 몇군데의 적지를 제시하고자 한다. 띠라서 실제 적용 시에 본 내용이 좋은 참조가 될 수 있기를 기대한다.
제안 방법
- 3. 댐저수지 수질괸리에 적용하기 위하여 WASP5 모형을 적용하였으며 검증된 결괴를 이용하여 각 소유역에서 오염부하 삭감에 따른 6가지 방안에 대한 수질모의를 실시하여 각각에 의한 수질개선효과를 제시하였다. 가장 효율적인 방안은 제 5 안인 것으로 평가되었으며, 가장 수질개선효과가 좋은 것은 제 6안으로 나타났다.
- 옥정호 수질개선을 위하여 표 5 와 같이 여리 가지 시나리오에 따른 수질모의를 실시하였다. 각 시나리오는 우선 각 소유역볕 오염부하를 완전히 삭감하는 것을 조사 소유역에 적용하였다. 삭감비율을 선정함에 있어서는 오염부하 제거를 위하여 하·폐수 처리장을 완벽하게 건설할 겅우의 처리 비율은 90%로 하였고 완벽한 하·폐수 처리장 건설이 어려운 현실을 감안하여 두 개의 소유역에서 오염부하 50% 제거에 따른 수질모의를 실시하였다.
- 각각의 삭감 계획안에 따른 수질 모의결과는 수질항목 DO, BOD, TN, NO3-N, TP, PO4-P에 대하여표 6 에 년평균 수질농도를 댐저수지의 대표지점인 운암, 댐앞 사승지점에 대하여 제시하였고 그림 4 에 항목별 일년간 수질모의 결과를 일별로 제시하였다. 오염부하 삭감에 띠른 수질 변화를 살펴보면, 표 5 에 나타난 바와 같이 대폭적인 오염물질의 농도 하락으로 나타나지는 않았지만 모두 조금씩은 수질개선 효과를 나타냈다.
- 강우기에 하천수질조사는 상류의 3지점(관촌교, 용산교, 쌍치지점)에서 실시하였으며 강우 발생후 유출이 시작되면 연속적으로 4시간 간격으로 유촐 완료시까지 수질조사를 실시하였다. 강우기 유입부하는 매번 조사시기에 따라 다르게 나타나며 강우량과 강우강도 그리고 선행강우상태 등에 따라서도 다르게 나타난다 (Lee Steppacher 등, 1999 : Patricia Lohgabucco 등, 1998 : 오종민 등 1999).
- 구분(그림 2)하였으며 수체는 싱하층으로 분리하였다. 또한 저니층을 디른 하나의 층으로 구분하여 WASP5모형을 적용하여 수질모의를 실시하였으며 각 Segment별 물리직인 특성은 표 3과 같다.
- 먼저 오염원 현황과 배츨원단위에 따른 소유역별 발생 하·폐수량 산정을 실시하였으며(표 4) 이로부터 삭감오염부하를 결정하였다. 옥정호 수질개선을 위하여 표 5 와 같이 여리 가지 시나리오에 따른 수질모의를 실시하였다.
- 본 연구에서는 EUTRO5 모형에 외한 수질모의를 수행하였으며 복잡도는 4단계에서 실시하였다. 모형의 보정은 1998년도에 매월 조사한 수질자료를 이용하여 실시하였다 1998년도에 조사된 수질자료에서 상류하천의 유입부는 하천 유입수의 성상에 따라 수질변화가 크게 니타난 반면 그 하류부는 거리가 멀어짐에 따라 조금씩 영향이 적어짐을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 옥정호 수체를 일정한 수질특성을 갖는 공간으로 분할하여 입석부터 사승지점 끼지 6게의 구간으로 구분(그림 2)하였으며 수체는 싱하층으로 분리하였다. 또한 저니층을 디른 하나의 층으로 구분하여 WASP5모형을 적용하여 수질모의를 실시하였으며 각 Segment별 물리직인 특성은 표 3과 같다.
- 각 시나리오는 우선 각 소유역볕 오염부하를 완전히 삭감하는 것을 조사 소유역에 적용하였다. 삭감비율을 선정함에 있어서는 오염부하 제거를 위하여 하·폐수 처리장을 완벽하게 건설할 겅우의 처리 비율은 90%로 하였고 완벽한 하·폐수 처리장 건설이 어려운 현실을 감안하여 두 개의 소유역에서 오염부하 50% 제거에 따른 수질모의를 실시하였다.
- 옥정호 상류 소유역으로는 관촌 유역과 추령천 유역으로 대표되며 기타 소유역은 유역면적이 작고 유히거리도 짧아 소유역으로 구분하여 조사하기에 적절치 못하므로 본 연구에서는 상기한 대표 두 유역을 중심으로 오염원조사를 실시하였다.
- 결정하였다. 옥정호 수질개선을 위하여 표 5 와 같이 여리 가지 시나리오에 따른 수질모의를 실시하였다. 각 시나리오는 우선 각 소유역볕 오염부하를 완전히 삭감하는 것을 조사 소유역에 적용하였다.
- 옥정호와 유입하천의 수질변화 특성을 분석히기 위하여 매월 댐저수지와 유입하천에 대한 수질조사를 실시하였으며, 수질변화에 가장 큰 영향을 미치는 강우시 상류하천의 수질변화는 집중조사를 통하여 수질변화 특성을 분석해 보았다. 옥정호로 유입되는 하천은 그림 1 과 같이 호소 우측에 조원천과 죄측에 추령천이 있으며 수질조사는 주요 유입하천에서 6지점(관촌 용산교, 성수사 쌍치 넉암교, 메죽교)을 조사시점으로 하였다 성수산지점은 최상류하천 지점으로 산속깊이 위치하여 오염이 되지 않은 지점이므로 내조지점으로 운영하고 관촌과 용산, 덕암교 지점은 조원천의 오염부하산정을 위하여 조사지점으로 선정하였으며, 쌍치와 매죽교지점은 추령천의 부하산정을 위하여 조사지점으로 선정하였다.
- 유입 오염부하는 하천 유량에 따라 큰 차이를 나타내므로 강우기와 비강우기로 나누어 조사하였다. 비강우기시에 조사된 유입하천의 각 조사 지점별 수질항목별 농도를 살펴보면 모든 지점이 지난 3년간 매월 큰변화를 나타내었다.
대상 데이터
- 따라시 본 절에서는 상류유입오염원 삭감에 따른 수질개선효과를 분석하였다. 대상 유역은 상기한 바와 같이 관촌유역과 추령천유역을 대상으로 하였으며 관촌유역은 다시 관혼교유역과 임실천유역으로 구분하였다.
- 분석해 보았다. 옥정호로 유입되는 하천은 그림 1 과 같이 호소 우측에 조원천과 죄측에 추령천이 있으며 수질조사는 주요 유입하천에서 6지점(관촌 용산교, 성수사 쌍치 넉암교, 메죽교)을 조사시점으로 하였다 성수산지점은 최상류하천 지점으로 산속깊이 위치하여 오염이 되지 않은 지점이므로 내조지점으로 운영하고 관촌과 용산, 덕암교 지점은 조원천의 오염부하산정을 위하여 조사지점으로 선정하였으며, 쌍치와 매죽교지점은 추령천의 부하산정을 위하여 조사지점으로 선정하였다.
- 퇴적물로부터 용출이 많이 발생할 것으로 예상되는 지역인 과거 가두리 양식장 운영지점과 수질조사 지점을 대상으로 용출실험을 실시하였다. 연도별 용출량은 '98 년에 비해 '99년이 상당히 김소한 것으로 나타났으며 2000년 용출 결과에서는 양식장 지점에서의 용출량이 '98년에 비하여 조금씨 줄어드는 것으로 나타났다.
데이터처리
- 모형의 보정은 1998년도에 매월 조사한 수질자료를 이용하여 실시하였다 1998년도에 조사된 수질자료에서 상류하천의 유입부는 하천 유입수의 성상에 따라 수질변화가 크게 니타난 반면 그 하류부는 거리가 멀어짐에 따라 조금씩 영향이 적어짐을 알 수 있었다. 도형의 검증은 1999넌 옥정호 수질 자료를 시용하여 수행하였으며 검증결과는 그림 3과 같다. 모의치와 실측치간에 상관분석을 실시한 결과 DO와 BOD는 상관계수가 각각 0.
성능/효과
- 1. 효율적인 호소 수질관리를 위헤서는 우선 유역으로부터 유입되는 오염부하의 정확한 신정이 필요하다. 1999년에 조사한 7차례의 강우 기간중 산정 된 총 부하와 일년간 발생한 총 부하를 비교하면 강우량은 17.
- 5배 증가하는 것으로 조사되었다. 1998년과 1999닌에 산정한 월별 오염부하를 살펴보면 1999년에는 하절기인 6~9월 사이에 부하되는 양이 BOD는 63.7%, COD는 75.5%, S3 는 90.7%, TN은 78.4%, TP는 81.0%로 나타났으며 1998년에는 BOD는 68.2%, COD는 78.5% , SS는 85.5%, TN은 66.7%, TP는 69.2%를 나타냈다. 띠라서 유입수량과 유입부하는 상당한 상관성이 있는 것으로 보여지며 유입초기에는 유입농도가 급격히 증가하다 유입량이 줄어드는 기간에는 서서히 감소하는 것으로 나타났다.
- 효율적인 호소 수질관리를 위헤서는 우선 유역으로부터 유입되는 오염부하의 정확한 신정이 필요하다. 1999년에 조사한 7차례의 강우 기간중 산정 된 총 부하와 일년간 발생한 총 부하를 비교하면 강우량은 17.5%인데 비해 BOD는 28.5%, COD는 28.3%, SS는 72.8%, TN은 49.3% 그리고 TP는 49.9%가 강우기에 발생되는 것으로 조사되어 강우기에 유입되는 오염부하가 총 부하에서 치지하는 비을이 매우 높은 것으로 니타났다.
- 4. 수질개선을 위한 하·폐수처리장의 건설 적지를 대표 소유역(임실친유역, 관촌교유역, 추령천유역)에 대하여 제시하였으며, 힝후 옥정호 유역 내에 건설되는 점오염원에 대하여 철저하며 지속적인관리가 이루어져야 처리장 건설에 따른 수질 개선 효과를 학인할 수 있을 것으로 평가되었다.
- TP 농도는 상대적으로 수심이 얕고 유하거리가 짧아 오염원 유입의 영향을 많이 빋는 지점이 높은 수치를 나타내었으며, 하절기에 수치가 높아지는 것으로 나타났는데 이는 장마칠 강우에 의한 비점오염원의 유입에 기인한 것으로 판단되었다. 또한 월별 상·중·하층의 농도에도 차이를 나타내는데 이는 유입수의 밀도류형성에 따른 영향으로 판단된다.
- 댐저수지 수질괸리에 적용하기 위하여 WASP5 모형을 적용하였으며 검증된 결괴를 이용하여 각 소유역에서 오염부하 삭감에 따른 6가지 방안에 대한 수질모의를 실시하여 각각에 의한 수질개선효과를 제시하였다. 가장 효율적인 방안은 제 5 안인 것으로 평가되었으며, 가장 수질개선효과가 좋은 것은 제 6안으로 나타났다.
- 각 조사지점의 SS 변화는 상류하천 유입수가 저수지내 측정지점까지의 유하거리가 짧은 지점이 디른 지점에 비해 상대적으로 높은 수치를 나타내었다. 강우에 대하여 다른 수질변수에 비해 민감하게 반응하는 SS는 하절기에는 상층에 비하여 중·하층의 농도가 높게 나타났다.
- 각각의 오염부하 식감안을 비교해보면 각 소유역의 오염부하를 왼전히 식감하는 제1안부터 제3안까지에서 가장 효괴저인 것은 유역면적이 가장 넓으면서 오염부하가 가장 많은 관촌 유역이 오염부하를 삭감했을 경우인 제1안이 가장 큰 수질개선 효과를 나타내었으며 유역면적은 작지만 오염원이 밀집되어 있는 임실천 유역의 수질개선 효과가 그 다음으로 좋은 수질개선 효과를 나타내었다. 그리고 각 소유역에서 하·폐수 처리장 건설이 용이한 주거밀집 지억에만 처리장을 건설할 경우로 가정한 오염부하 50 % 제거안을 적용할 경우에는 대표 세 유역에 모두 처리장을 건설하는 제 6안이 가장 효율이 즣은 것으로 나타났으나, 관촌 유역과 임실천 유역에만 적용한 제5안이 경제성 등 여러 가지 면에서 가장 효율적인 방안으로 검토되었다 따라서 향후 하·폐수처리장을 건설할 경우에는 임실천 유역에 대한 투자를 우선적으로 실시한 후 관촌 유역으로 확대해 나가는 것이 호과적인 것으로 판단되었다.
- 그리고 각 소유역에서 하·폐수 처리장 건설이 용이한 주거밀집 지억에만 처리장을 건설할 경우로 가정한 오염부하 50 % 제거안을 적용할 경우에는 대표 세 유역에 모두 처리장을 건설하는 제 6안이 가장 효율이 즣은 것으로 나타났으나, 관촌 유역과 임실천 유역에만 적용한 제5안이 경제성 등 여러 가지 면에서 가장 효율적인 방안으로 검토되었다 따라서 향후 하·폐수처리장을 건설할 경우에는 임실천 유역에 대한 투자를 우선적으로 실시한 후 관촌 유역으로 확대해 나가는 것이 호과적인 것으로 판단되었다. 그러나 기타 오염원 조사에서 언급한 바와 같이 임실군 폐기물 처리장이나 호텔 콘도미니엄, 위락시설 등의 건설이 계속 된다면 이에 따른 적절한 방안을 수립하고, 강력하게 수질관리 방안을 적용해 나기야만 옥정호 에서 가시적인 수질개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
- 것을 알 수 있다. 또한 관촌교 지점과 용산교 지점의 년 평균 BOD 농도를 보면 해마다 조금씩 농도가 증가하였다. 이는 관촌교 지점과 산교 지점의 경우 점오염원에 의한 오염물질의 유입이 계속 증가되고 있다는 보여주는 것이다.
- 2%를 나타냈다. 띠라서 유입수량과 유입부하는 상당한 상관성이 있는 것으로 보여지며 유입초기에는 유입농도가 급격히 증가하다 유입량이 줄어드는 기간에는 서서히 감소하는 것으로 나타났다. 이로부터 총부하중 하절기 유입부하가 매우 많은 부분을 차지히는 것을 확인할 수 있었다.
- 도형의 검증은 1999넌 옥정호 수질 자료를 시용하여 수행하였으며 검증결과는 그림 3과 같다. 모의치와 실측치간에 상관분석을 실시한 결과 DO와 BOD는 상관계수가 각각 0.921과 0.899로 1%유의수준 상관계수 0.6885보다 커 고도로 유의한 상관관계를 나타냈으며 TN과 TP는 상관계수가 각각 0.5602와 0.6543으로 5% 유의수준 상관계수인 0.5529보다 큰 것으로 나타나 유의한 상관관계를 확인할 수 있었다.
- 수심에 띠라 차이를 나타내긴 하지만 11월에 들어가면서 수심이 낮은 지역부터 성층이 서서히 시라지는 것으로 나타났으며 수심이 깊은 댐앞 지점은 1월이 되어야 완전한 전도현상이 일어나는 것으로 나타났다. 수심에 따른 변화를 살펴보면 모든 지점에서 수심에 따른 수온변화는 거의 동일한 것으로 나타났다.
- 댐저수지 내부에서 수질에 영힝을 미치는 인사로는 퇴적물의 용출을 들 수 있다. 옥정호 퇴적물의 용출율은 2000년에 TP의 경우 양식장지점에서 11.92 mg/L, 정기수질조사지점에서 0.2-1.9 mg/L로 국내·외 자료와 비교한 결과 용출율이 작은 것으로 나타났으며, 가두리 양식장 철거로 인하여 용출에 따른 영양염의 부하는 매년 급격히 감소하는 것으로 나타났다.
- 띠라서 유입수량과 유입부하는 상당한 상관성이 있는 것으로 보여지며 유입초기에는 유입농도가 급격히 증가하다 유입량이 줄어드는 기간에는 서서히 감소하는 것으로 나타났다. 이로부터 총부하중 하절기 유입부하가 매우 많은 부분을 차지히는 것을 확인할 수 있었다. 또한 1999년 7차례의 강우기간 중 산정된 총부하량과 일년간 발생한 총 부하를 비교하면 강우량은 17.
- 강우기 유입부하는 매번 조사시기에 따라 다르게 나타나며 강우량과 강우강도 그리고 선행강우상태 등에 따라서도 다르게 나타난다 (Lee Steppacher 등, 1999 : Patricia Lohgabucco 등, 1998 : 오종민 등 1999). 조사된 자료로부터 수질변화를 살펴보면 조사기간 중 측정된 평균 수질농도는 비강우기에 메월 측정한 평균 수질농도에 비해 BOD 는 약 1.2~1.4배, COD는 1.2~ 1.7배, SS는 2.6~5.4 배, TN은 2.3~3.0배, TP는 24~7.5배 증가하는 것으로 조사되었다. 1998년과 1999닌에 산정한 월별 오염부하를 살펴보면 1999년에는 하절기인 6~9월 사이에 부하되는 양이 BOD는 63.
후속연구
- 오염부하 삭감에 띠른 수질 변화를 살펴보면, 표 5 에 나타난 바와 같이 대폭적인 오염물질의 농도 하락으로 나타나지는 않았지만 모두 조금씩은 수질개선 효과를 나타냈다. 검정을 실시한 1999년 자료를 이용히여 실시한 수질모의 결과에서 수질개선 폭이 크지 않은 것은 당연한 결과로 보여지나 이러한 오염부하 삭감이 수년간 계속 이루어진다면 옥정호 수질은 뚜렷이 개선될 것으로 예상된다.
- 추령천 유역에서는 대규모 인구밀집지역은 없으나 복흥면이나 쌍치면에 각각 500m3/일, 450m3/일 규모의 미을 하수처리장을 설치해야 될 것으로 판단된다. 그 이외에 덕천리에 운영중인 폐기물처리장이나 복흥면이 현재 건설되고 있는 호텔 상송리에 건설계획중인 콘도,용전리 등의 김치공장 등과 같은 점오염원으로부터 배출되는 폐수에 대해서는 철저하며 지속적인 관리가 이루어져야 처리장 건설에 따른 수질개선 효과를 확인할 수 있을 것으로 사료된다.
- 그리고 각 소유역에서 하·폐수 처리장 건설이 용이한 주거밀집 지억에만 처리장을 건설할 경우로 가정한 오염부하 50 % 제거안을 적용할 경우에는 대표 세 유역에 모두 처리장을 건설하는 제 6안이 가장 효율이 즣은 것으로 나타났으나, 관촌 유역과 임실천 유역에만 적용한 제5안이 경제성 등 여러 가지 면에서 가장 효율적인 방안으로 검토되었다 따라서 향후 하·폐수처리장을 건설할 경우에는 임실천 유역에 대한 투자를 우선적으로 실시한 후 관촌 유역으로 확대해 나가는 것이 호과적인 것으로 판단되었다. 그러나 기타 오염원 조사에서 언급한 바와 같이 임실군 폐기물 처리장이나 호텔 콘도미니엄, 위락시설 등의 건설이 계속 된다면 이에 따른 적절한 방안을 수립하고, 강력하게 수질관리 방안을 적용해 나기야만 옥정호 에서 가시적인 수질개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
- 이로부터 총부하중 하절기 유입부하가 매우 많은 부분을 차지히는 것을 확인할 수 있었다. 또한 1999년 7차례의 강우기간 중 산정된 총부하량과 일년간 발생한 총 부하를 비교하면 강우량은 17.5 %인데비해 BOD는 28.5%, COD는 28.3%, SS는 72.8%, TN은 49.3% 그리고 TP는 49.9%가 강우기에 배출되는 것으로 조사되어 강우기시에 유입되는 오염부하가 총 부하에서 차지히는 비율이 매우 높은 것으로 나타나 효율적인 수질관리를 위해서는 이에 대한 조사가 매우 필요한 것으로 나타났다.
- 적지를 제시하고자 한다. 띠라서 실제 적용 시에 본 내용이 좋은 참조가 될 수 있기를 기대한다. 제 1의 적지로는 임실천이 본류와 만니는 용산리 지점(그림 5 의 A지점)으로 약 2,000m3/일 규모의 처리장 건설이 필요한 것으로 평가된다.
- 따라서 옥정호의 수질 개선을 위한 방안으로 유입오염원 현황 오염물질의 유입 특성 및 호수내 오염물질의 축적상태 등을 증합적으로 연구검토하여 호소수질 개선을 위한 괸리방안 도출을 실시하였다. 본 연구를 통하여 제시된 방인을 효과적으로 실시할 경우 궁극적으로 저수지 수질을 회복시켜 양질의 취수원수 확보가 기능해 지게 되므로 이러한 연구결과는 옥정호 내외의 오염원대책등 장·단기 수질 개선계획에 활용되어야 할 것이다.
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