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인천해안의 수질관리를 위한 오염부하량 할당에 관한 연구
A Waste Load Allocation Study for Water Quality Management of the Incheon Coastal Environment 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.27 no.1, 2005년, pp.43 - 51  

김소연 (이화여자대학교 공과대학 환경학과) ,  최정현 (이화여자대학교 공과대학 환경학과) ,  나은혜 (이화여자대학교 공과대학 환경학과) ,  박석순 (이화여자대학교 공과대학 환경학과)

초록
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본 논문은 인천 해안에서 AQUASEA 모델을 적용한 오염부하량 할당 연구를 제시한다. 인천 해안의 복잡한 지형을 표현하기 위하여 유한요소격자망을 구성하였으며, 인천 해안 경계 지역의 13개 지점의 조위와 한강 유량이 조석조위 시뮬레이션을 위한 입력 조건으로 주어졌다. 또한, 해안으로 유입되는 모든 오염원의 부하량이 수질 시뮬레이션 입력 조건으로 주어졌다. 시뮬레이션된 변수는 조류와 화학적 산소요구량이며, 실측값을 이용하여 보정 및 검증되었다. 모델 결과는 대부분의 측정 지점에서 실측값과 적절한 일치를 이루었다. 시스템 분석 결과 한강에서 유입되는 오염물질은 염화수로에서부터 영흥도 북쪽 해역까지 수질에 영향을 미치며, 인천시에서 배출되는 오염물질은 영종도 아래에서부터 자월도 위쪽 해역까지 수질에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 시화호에서 방류되는 물은 배출 수문에서부터 인천항까지의 수질에 영향을 보이며, 경기도 연안에서 배출되는 오염물질은 오이도 부근 해역의 수질에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 타당성이 검증된 모델의 오염부하량 분석을 통하여 효과적인 수질관리대책을 수립하였으며, 여기서 인천 해안의 수질기준치를 유지하면서 허용될 수 있는 오염부하량을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a waste load allocation study for the Incheon coastal environment, where a computer model, called AQUASEA, was applied. A finite element mesh was constructed and refined to cover the complicated geometry of Incheon coastal sea. The tidal height at 13 places of Incheon coastal bou...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 유입되는 각 오염원별 기여도를 분석하였다. 또한, 현재 해역 기준등급을 만족하기 위해 필요한 오염부하량 감량 수준을 제시하고자 하였다.
  • 본 논문은 인천 해안에 AQUASEA 모델을 적용하여 각 유입 오염원들이 연안 수질에 미치는 영향을 알아보고 현 해역등급을 만족시킬 수 있는 오염원의 감량수준을 제시하였다. 인천 연안으로 유입되는 오염원들을 1) 한강하구, 2) 인천광역시, 3) 경기도, 4) 시화호 오염원으로 구분하여 각 오염기여도를 분석해 본 결과, 한강 오염원은 다른 오염원에 비해 유입부하량 비율(59%)도 가장 클 뿐만 아니라, 공간적으로 영흥도 북방해역까지 가장 넓은 해역의 수질에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
  • 수 있다. 본 연구에서는 이들 오염원이 인천 연안 수질에 미치는 오염기여도를 분석하기 위하여 각 오염원들이 제외되었을 경우 연안 수질의 변화를 측정 지점별로 비교하였으며, 그 결과를 Fig. 6과 Fig. 7에 제시하였다.
  • 본 연구에서는 현재 해역수질환경기준을 초과하고 있는 인천 연안의 COD 농도가 수질기준을 만족시킬 수 있는 오염부하량 삭감 수준을 결정하기 위하여 시나리오 분석을 수행하였다. 시나리오 1과 2에서는 모든 오염원으로부터의 부하량이 각각 10%와 20%씩 동일하게 삭감되었다고 가정하였으며, 시나리오 3에서는 앞서 분석된 오염 기여도에 따라 오염원별로 삭감 수준을 다르게 설정하였다.

가설 설정

  • 시나리오 1과 2에서는 모든 오염원으로부터의 부하량이 각각 10%와 20%씩 동일하게 삭감되었다고 가정하였으며, 시나리오 3에서는 앞서 분석된 오염 기여도에 따라 오염원별로 삭감 수준을 다르게 설정하였다. 시나 리오분석 결과는 오염부하량 삭감에 따른 16개 측정지점에서의 COD 농도 변화를 I, Ⅱ, Ⅲ 해역 등급별로 Fig.
  • 따라서 시나리오 3에서는 이러한 오염기여도를 고려하여 오염원별로 감량수준을 다르게 설정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 즉 한강하구와 시화호의 방류수질이 각각 4 mg/L와 10 mg/L로 개선되었다고 가정하였으며, 선박과 어업시설 등 해양 오염원으로부터의 오염부하량은 50% 그리고 나머지 인천광역시의 육상오염원과 경기도 오염원은 동일하게 10%씩 삭감되었다고 가정하였다. 그 결과 II 등급 해역의 영종도 북방(St.
  • 수질 모델 수행을 위한 경계 조건은 수리 모델과 동일하게 설정하였으며, 한강 하구와 외해의 COD 농도는 측정값에 기초하여 각각 7 mg/L과 1~2 mg/L로 유지되는 것으로 설정하였다. 한편 연안으로 유입되는 7개 유수지의 유량과 4개의 환경기초시설, 시화호의 방류 수량을 평수기 유량값으로 연속 유입되는 것으로 가정하였다(Table 1). 또한 연안으로 유입되는 오염원은 총 20여 개로 구분하여 입력하였으며, 이들 오염원의 유입지점과 부하량은 각각 Fig.
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참고문헌 (17)

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  16. Oey, L. Y., Mellor, G. L., and Hires, R. L., 'A three-dimensional simulation of the Hudson-Raritan estuary, Part I: description of the model and model simulations,' J. Phys. Oceanogr., 15, 1676-1692(1985) 

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