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문제 정의
- 조사와 추정된 관개수량의 비교. 그리고 저수지나 양수장으로부터 농업 용수로 공급되고 있는 관개수에 대한 수질분석을 실시하여 영농기간 동안 농업유역에서발생되는 오염원의 적정관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 또한 김상민 등(1997)은 발안 유역의 유출특성과 SS. T-N, T-P 등에 대한 수질특성을 분석하였으며 . 최중대 등(1999)은 하천수와 지하수의 수질 변화 모니터 링을 통하여 토지이용이 농업소유역의 수질에 미치는 영향을 고찰하였다.
- 관개용 저수지와 양수장으로부터 농업용수의 공급량을 조사하기 위하여 시험지구를 선정하여 관개기간 동안 수문 모니터링을 실시하였으며 , 측정된 수위와 유량 측정자료로부터 공급량을 산정하고 관개수의 수질분석을 실시하였다. 중평저수지에서 농업용수로 공급되는 방류량은593.
- 한편. 농업용수에 대한 정확한 공급량과 관개수의 물질 순환과정을 정량적으로 분석하고. 이를 통하여 주요오염원을 파악하며, 이를 효과적으로 조절하기 위해서는 수질관리와 더불어 생태환경에 미치는 영향 등을 최소화할 수 있는 지속적인 연구가 필요하다.
- 본 연구에서는 저수지와 양수장 지구를 대상으로 수문 계측 망을 구성하고 유역내 시험지역의 수문 모니터 링을 통해 방류량과 양수량을 측정하며 , 이로부터 실제 공급량 조사와 추정된 관개수량의 비교. 그리고 저수지나 양수장으로부터 농업 용수로 공급되고 있는 관개수에 대한 수질분석을 실시하여 영농기간 동안 농업유역에서발생되는 오염원의 적정관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 용수의 수요가 많은 이앙기 등에는 2~3일 연속적으로 양수하는 경향을 보였다. 양수장이 가동되어 농업용수가 공급되고 있는 동안 수위 계측 점으로부터 측정된 시간별 수위와 현장 유량측정 자료로부터 Q=0.8652h2 + 0.0755h-0.052 (R2 = 0.9967)의 수위-유량관계식을 구하였으며, 이를 이용하여 양수장으로부터 공급된 농업용수를 산정하였다. 식에서 Q= 유량(nW s"1), h = 수심(m)이다.
- 시간별 수위자료는 WL-14 수위 데이터로 거로부터 수집하였고. 유량은 계측지점의 유수단면적과 유속을 Valeport사의 BFM002 유속계를 사용하여 측정하였으며 그 결과로부터 각 측점의 수위-유량관계식을 유도하였다. 이로부터 변환된 각 측점의 일별 유출량을 저수지 통관 방류량 및 양수장의 농업용 수공급수량으로 산정하였다.
- Cu)은 수질시료 500mL에 진한 질산 5mL를 넣고 분해한 다음 50mL로 농죽하여 원자흡수분광광도계 (Perkin Elmer 2380)를 이용하여 분석하였다. 음이온(NOR Cr. S04>)은 0.45㎛ 이하의 유리섬유 여지 (GF/C)를 사용하여 여과한 다음 이온크로마토그래피 (Sykam 4260, Germany)를 이용하여 분석하였다.
- 유량은 계측지점의 유수단면적과 유속을 Valeport사의 BFM002 유속계를 사용하여 측정하였으며 그 결과로부터 각 측점의 수위-유량관계식을 유도하였다. 이로부터 변환된 각 측점의 일별 유출량을 저수지 통관 방류량 및 양수장의 농업용 수공급수량으로 산정하였다.
- 전질소와 암모니아태질소는 수질시료 500mL를 취하여 각각 환원증류-킬달법과 중화적정법으로, 총인은 수질시료 500mL를 취하여 50mL로 농축한 다음ascorbic acid reduction법에 기준하여 분석하였다. 중금속(Zn. Cu)은 수질시료 500mL에 진한 질산 5mL를 넣고 분해한 다음 50mL로 농죽하여 원자흡수분광광도계 (Perkin Elmer 2380)를 이용하여 분석하였다. 음이온(NOR Cr.
- 중평저수지에서 통관을 통하여 하류 관개지역으로 공급되는 농업용수 산정을 위하여 계측지점인 통관 출구지점의 수위-유량자료로부터 Q(m> 8^)=4.6723^7, 55R2=o.9777)의 관계식을 유도하였고. 이 관계식과 출구지점의 시간별 수위자료를 이용하여 변환시킨 통관 지점의 유출량을 일별 공급량으로 산정하였으며, 이를 강우량과 같이 도시하면 그림 1과 같다.
- 전반적으로 1999년도 강수량은 예년보다 약간 많은 편이다. 한편, 농업용수 공급량을 조사하기 위하여 중평저수지 통관 출구 지점과 귀석양수장의 배출구에서 약 100 m 정도 떨어진 간선 용수로 지점에 수위계를 설치하여 9월 30일까지 운영하였다. 시간별 수위자료는 WL-14 수위 데이터로 거로부터 수집하였고.
대상 데이터
- 농업용수 공급량과 수질조사를 위한 대상지구로 위치, 관개면적 등을 고려하여 진안 중평저수지와 남원 귀석 양수장을 선정하였다. 중평저수지는 진안군 성수면 도통리에 위치하고 있는 유역면적 305ha.
- 수질은 1999년 5월부터 9월까지 수위 및 유량측정이 이루어진 지점에서 매월 2~4회 물시료를 폴리에틸렌 용기 (2L) 에 채수하여 4P 이하의 온도로 보관 하면 서 분석 시료로 사용하였다. 수질시료의 분석은 수질 공정시험법(환경처.
- 한편, 농업용수 공급량을 조사하기 위하여 중평저수지 통관 출구 지점과 귀석양수장의 배출구에서 약 100 m 정도 떨어진 간선 용수로 지점에 수위계를 설치하여 9월 30일까지 운영하였다. 시간별 수위자료는 WL-14 수위 데이터로 거로부터 수집하였고. 유량은 계측지점의 유수단면적과 유속을 Valeport사의 BFM002 유속계를 사용하여 측정하였으며 그 결과로부터 각 측점의 수위-유량관계식을 유도하였다.
- 조사기 간중 관개기의 강우량 자료는 시험지구와 인접한 관측소 자료로서 중평저수지의 경우 진안 성수 우량관측소, 귀석 양수장은 남원기 상관측소의 자료를 이 용하였다. 표 1은 관개기간을 포함하여 성수와 남원 관측소의 1999년 4월~9월까지의 강우량 자료이며.
- 표 1은 관개기간을 포함하여 성수와 남원 관측소의 1999년 4월~9월까지의 강우량 자료이며. 전반적으로 1999년도 강수량은 예년보다 약간 많은 편이다.
이론/모형
- 사용하였다. 수질시료의 분석은 수질 공정시험법(환경처.1993)에 기준하였다. pH와 EC는 현장에서 기기 (Orion Model 840)를 이용하여 직접 측정하였으며 .
- pH와 EC는 현장에서 기기 (Orion Model 840)를 이용하여 직접 측정하였으며 . 전질소와 암모니아태질소는 수질시료 500mL를 취하여 각각 환원증류-킬달법과 중화적정법으로, 총인은 수질시료 500mL를 취하여 50mL로 농축한 다음ascorbic acid reduction법에 기준하여 분석하였다. 중금속(Zn.
성능/효과
- 5의 범위내에 드는 것으로 조사되었다. 공급 수에 대한 시기별 EC의 변화는 중평저수지 방류수가63~76fflnhos cmT로 거의 일정한 반면, 하천수를 관개하는 양수장의 경우 72- 204umhos cnS의 범위로서값이 크고 심한 변화를 보여 상당한 차이가 있었다. 중평저수지 출구지점의 방류수에 대한 총-질소(T-N)는 0.
- 5mg L->. 구리 0.02mg IL로 되어 있는데 본 조사에서는 아연의 함량이 이보다 훨씬 낮게 나타나 자연함유량 수준이었으며 . 구리는 이보다 약간 높은 것으로 조사되었다.
- 9%를 차지하여 가장 많은 용수가 공급된 것으로 조사되었다. 또한 관개면적 50ha에 대한 단위면적당 사용량을 보면 1, 186mm 로서 비교적 많은 농업용수가 공급되고 있는 것으로 나타났다. 한편, 중평저수지의 필요수량과 사용량을 비교하기 위하여 1999년 논벼의 생육 기간 동안 DIROM(김현영, 1988)으로 계산된 필요수량은 942mm로서 추정 된 필요수량의 127%를 공급하는 것으로 조사되었는데, 이러한 결과는 관개면적에 대한 저수지 유역의 유역배율이 7로서 다른 유역보다 유입량이 충분하기 때문에 저수지 수위 조절을 위하여 만수시와 홍수시에 내보낸 예비 방류량과 홍수조절량이 고려되지 않은 때문으로 생각된다.
- 관개수의 시기별 pH의 변화는 그림 4와 같다. 본 조사 기간 중 2개 지점의 pH는 전체적으로 6.9~8.1 이며, 하천과 호소의 4등급 농업용수 기준인 6.0~8.5의 범위내에 드는 것으로 조사되었다. 한편, 영농기인 5월 말과 6월초, 그리고 8월초와 9월초를 제외하고는 비교적 계절별로는 큰 변화를 보이지 않았으나, 두 지점 간에는 귀석 양수장의 하천 공급수가 평균 7.
- 56mg I:의 변화를 보였다. 시기별 총인T-P) 의 변화는 보면 저수지는 0.008~0.036 mg L-1로서 관개가 시작되는 6월 초에 급격히 상승하는 변화를 보인 반면에 귀석양수장은 0.008~0.013mgLT의 범위로서 비교적 일정하였으며, 호소의 수질환경기준인 O.lmg L'1보다는 낮은 수치를 나타내었다.
- 변화는 그림 10 및 11과 같다. 식물체의 광합성 저해 및 환원상태에서 아연과 반응하여 난용성 ZnS를 만들어 아연결핍을 초래하는 염소이 온과 황산이온의 함량변화를 조사한 결과 시기별, 조사지점별로 일정한 경향을 나타내지 않았다. 다만, 중평 저수지 방류수와 귀석
- 조사기 간 동안 중평 저수지로부터 통관을 통하여 공급된 방류량은 593.2천m。으로 조사되었으며 , 월별로는 묘대기와 이앙기가 시작되는 5월이 전체의 22.9%를 차지하여 가장 많은 용수가 공급된 것으로 조사되었다. 또한 관개면적 50ha에 대한 단위면적당 사용량을 보면 1, 186mm 로서 비교적 많은 농업용수가 공급되고 있는 것으로 나타났다.
- 전체적으로 영농기가 시작되는 5월부터 7월 초까지 서서히 상승하여 일정하게 유지하다가 8월 중순이후 다시 내려가는 양상을 보여주었다. 관개용수의 적정 온도는 작물의 종류 .
- 8%를 차지하여묘대기와 이 앙기에 가장 많은 농업용수가 공급되는 것으로 조사되었다. 중평저수지 방류수의 수온은 17~21'C 의 범위로서 벼 생육의 적정온도에 비하여 상당히 낮은 반면 귀석양수장은 21~30P를 나타내었으며 , 관개수의 pH는 6.9~8.1의 범위로서 , 하천과 호소의 농업용수 기준인 6.0~8.5의 범위내에 드는 것으로 조사되었다. 공급 수에 대한 시기별 EC의 변화는 중평저수지 방류수가63~76fflnhos cmT로 거의 일정한 반면, 하천수를 관개하는 양수장의 경우 72- 204umhos cnS의 범위로서값이 크고 심한 변화를 보여 상당한 차이가 있었다.
- 56mg L-1의 변화를 보였으며. 중평저수지와 비슷한 경향을 나타냈으며 중평저수지의 방류수보다 하천수가 평균적으로 약간 높은 것으로 나타났다. 관개 용수중 질소는 그 형태에 따라서 수도생육에 미치는 영향이 다르지만 어느 것이든 과잉으로 공급되면 질소과잉 장애가 나타난다.
- 하순이 되면 2배이상 급격히 높아져 생육 기간 동안 완만한 하락을 보이다가 7월 이후부터 일정한 값을 유지하는 양상을 나타내었다. 질소원의 화학적 형태별 함량을 비교한 결과 비영농기간에는 암모니아태질소가 질산태질소와 비슷한 경향이나 영농기간에는 질산태질소가암모니 아태 질소보다 더 높게 나타났다.
- 강우량이 적으면 양수장 공급량이 증가하는 밀접한 관계를 알 수 있다. 표 3은 양수장에 의한 관개수 공급량을 순별로 정리한 것으로 농업용수 공급량은 2.913천m2 이었으며 , 월별로는 5월이 전체의 26.6%, 6월이 30.8%를 차지하여 5월말과 6월초에 묘대기와 이앙기에 가장 많은 농업용수가 공급되는 것으로 조사되었다. 또한 관개면적 241.
- 5의 범위내에 드는 것으로 조사되었다. 한편, 영농기인 5월 말과 6월초, 그리고 8월초와 9월초를 제외하고는 비교적 계절별로는 큰 변화를 보이지 않았으나, 두 지점 간에는 귀석 양수장의 하천 공급수가 평균 7.28로 중평저수지의 7.12 보다 약간 높은 것으로 조사되었다.
후속연구
- 농업용수에 대한 정확한 공급량과 관개수의 물질 순환과정을 정량적으로 분석하고. 이를 통하여 주요오염원을 파악하며, 이를 효과적으로 조절하기 위해서는 수질관리와 더불어 생태환경에 미치는 영향 등을 최소화할 수 있는 지속적인 연구가 필요하다. 농촌용수구역에서의 수문 수질환경에 관한 연구로서 Jung et al.
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