기존의 하천 수질을 규제하던 농도규제방식은 오염부하의 양적증가를 통제할 수 없어 수질개선에 한계성을 지니고 있었다. 수질오염총량관리제도는 폐수 중 오염물질의 총량을 규제하여 환경기준을 달성할 수 있는 허용부하량 이내로 배출 오염물질의 총량을 할당, 규제할 수 있다. 수질오염총량관리제도의 하수발생량 산출시 실측한 값을 사용하지 않고 오염원별 발생원단위를 곱하여 산출하여 실측한 data를 이용한 산출값과 차이가 있다. 수질오염총량관리에 의한 산출결과를 보면 건기시 관거유입량 $26,460.9m^3$/d, 관거이송유량 $17,778.6m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $17,106.1m^3$/d, 관거이송유량 $19,033.9m^3$/d로 차이가 났으며, 우기시의 경우 수질오염총량관리에 의한 관거유입량 $49,512.2m^3$/d, 관거이송유량 $18,628.7m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $30,918.2m^3$/d, 관거이송유량 $19,700.7m^3$/d로 차이가 났다. 오염 부하량의 기초값인 하수발생량이 실측한 하수발생량과 차이를 보여 효율적인 제도 수행에 문제점이 있는 것으로 판단된다.
기존의 하천 수질을 규제하던 농도규제방식은 오염부하의 양적증가를 통제할 수 없어 수질개선에 한계성을 지니고 있었다. 수질오염총량관리제도는 폐수 중 오염물질의 총량을 규제하여 환경기준을 달성할 수 있는 허용부하량 이내로 배출 오염물질의 총량을 할당, 규제할 수 있다. 수질오염총량관리제도의 하수발생량 산출시 실측한 값을 사용하지 않고 오염원별 발생원단위를 곱하여 산출하여 실측한 data를 이용한 산출값과 차이가 있다. 수질오염총량관리에 의한 산출결과를 보면 건기시 관거유입량 $26,460.9m^3$/d, 관거이송유량 $17,778.6m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $17,106.1m^3$/d, 관거이송유량 $19,033.9m^3$/d로 차이가 났으며, 우기시의 경우 수질오염총량관리에 의한 관거유입량 $49,512.2m^3$/d, 관거이송유량 $18,628.7m^3$/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 $30,918.2m^3$/d, 관거이송유량 $19,700.7m^3$/d로 차이가 났다. 오염 부하량의 기초값인 하수발생량이 실측한 하수발생량과 차이를 보여 효율적인 제도 수행에 문제점이 있는 것으로 판단된다.
The regulation of emission concentration for stream water qualities doesn't control quantitative increase on pollution loads, it has limits for improvement of water qualities. Total water pollution load management system(TMDL) can control the total amount of pollutant in waste water which is allowed...
The regulation of emission concentration for stream water qualities doesn't control quantitative increase on pollution loads, it has limits for improvement of water qualities. Total water pollution load management system(TMDL) can control the total amount of pollutant in waste water which is allowed to assign and control the total discharged pollutant loads in a permissible level. When it comes to generated wastewater value of TMDL system, there is difference between calculated value based on individual pollutant unit load and observed value. Calculated sewer inflow, calculated sewer outflow, measured sewer inflow, and measured sewer outflow at dry season are $26,460.9m^3$/d, $17,778.6m^3$/d, $17,106.1m^3$/d and $19,033.9m^3$/d respectively, Calculated sewer inflow, calculated sewer outflow, measured sewer inflow, and measured sewer outflow at rainy season are $49,512.2m^3$/d, $18,628.7m^3$/d, $30,918.2m^3$/d, $19,700.7m^3$/d respectively. This result presents the necessity to acquire the precise observed data to fulfill the efficient TMDL system.
The regulation of emission concentration for stream water qualities doesn't control quantitative increase on pollution loads, it has limits for improvement of water qualities. Total water pollution load management system(TMDL) can control the total amount of pollutant in waste water which is allowed to assign and control the total discharged pollutant loads in a permissible level. When it comes to generated wastewater value of TMDL system, there is difference between calculated value based on individual pollutant unit load and observed value. Calculated sewer inflow, calculated sewer outflow, measured sewer inflow, and measured sewer outflow at dry season are $26,460.9m^3$/d, $17,778.6m^3$/d, $17,106.1m^3$/d and $19,033.9m^3$/d respectively, Calculated sewer inflow, calculated sewer outflow, measured sewer inflow, and measured sewer outflow at rainy season are $49,512.2m^3$/d, $18,628.7m^3$/d, $30,918.2m^3$/d, $19,700.7m^3$/d respectively. This result presents the necessity to acquire the precise observed data to fulfill the efficient TMDL system.
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문제 정의
관거 이송량은 기본적으로 환경기초시설의 계측된 유입량으로 본 연구에서는 대상지의 관거이 송량을 산출하기 위하여 청주시 전체의 관거이송 량에 청주시의 오염원별 관거유입량비율과 대상지의 오염원별 원단위를 곱하여 대상지의 관거이송량을 산출하였다.
본 연구에서는 수질오염총량관리제도의 하수발생량 산출방법과 실측한 Data를 이용한 산출방법을 비교하여 분석하는데 목적이 있다. 아래의 두가지 산출방법의 결과값을 비교ㆍ분석하여 결론을 도출하고자 한다.
본 연구에서는 하수처리장으로 이송되는 유량만 실측하고 그 외 하수발생량은 추정하여 사용하는 수질오염총량관리제도의 산출방법과 하수발생량의 처음 단계인 관거유입량을 실측하여 산출한 하수발생량과 비교 분석하는데 목적이 있다.
가설 설정
관거 유입량이 실측한 값과 차이가 보이는 것은 수질오염총량관리에 의한 산출방법이 오염원별로 정의한 원단위를 사용하여 산출하여 대상지역의 특성이 반영되지 않아 생긴 결과라 할 수 있다. 또한 수질오염총량관리에 의한 불명수관거침투량 산출은 환경기초시설 계측자료의 부족으로 산출하는데 어려움이 있어 없는 것으로 가정하였다. 관거이송유량은 19,033.
8㎥/d로 수질오염총량관리의 산출이 실측값과 차이가 있는 것으로 분석되었다. 불명수관 거침투량 역시 건기시와 환경기초시설 계측자료의 부족으로 산출하는데 어려움이 있어 없는 것으로 가정하였다. 관거 배출량은 12,946.
관거배출량은 개별적인 파악이 어려우므로 배출원의 관거유입량에서 산출된 관거배출비를 곱하여 산출하지만, 본 연구에서는 건기시에는 오염원별 오폐수발생유량에서 삭감량과 관거유입량을 제한 양인 개별배출유량을 산출하였으며, 우기시 관거월류량은 월류유량비와 유효강우량, 오염원별관거유입유량을 곱하여 산출한 값에 산출된 불명 수침투유량을 합하여 총 관거배출량으로 산출하였다. 그리고 총 관거배출량중 관거월류량을 제한 값을 관거누수량으로 간주하였다.
관거배출량은 개별적인 파악이 어려우므로 배출원의 관거유입량에서 산출된 관거배출비를 곱하여 산출하지만, 본 연구에서는 건기시에는 오염원별 오폐수발생유량에서 삭감량과 관거유입량을 제한 양인 개별배출유량을 산출하였으며, 우기시 관거월류량은 월류유량비와 유효강우량, 오염원별관거유입유량을 곱하여 산출한 값에 산출된 불명 수침투유량을 합하여 총 관거배출량으로 산출하였다. 그리고 총 관거배출량중 관거월류량을 제한 값을 관거누수량으로 간주하였다.
대상지역에서 발생하는 유량을 측정하기 위해 국내에 도입된 유량계 중에서 이동식 유량계의 기본조건을 충족하고 한강수계 하수관거 타당성조사 사업에서 성능이 검증된 독일 NIVUS사의 PCM3 유량계를 사용하여 하수발생특성을 파악할 수 있도록 5분 간격으로 유량ㆍ수위를 지속적으로 측정하였다. 수질채수는 건기시 1주일 발생패턴을 파악할 수 있도록 조사하였으며, 2시간 간격으로 24시간 조사하였고, 우기시에는 첨두유량이 발생하는 시간에 맞추어 조사하였다.
여기에서 오염부하량의 기초값인 하수발생량은 오염원별 관거배출량, 관거이송량, 관거유입량 등으로 구분하여 정리하는데 그 산출 방법이 인구수, 가축수 등에 발생원단위를 곱한 것으로 실측이 아닌 추정한 값을 사용하여 현실성이 떨어지는 문제점이 생겨난다. 따라서 도시유역의 하수를 실측하여 각 항목별 결과를 산출하고 수질오염총량관리제도의 산출 방법인 수질오염총량관리기술지침에 의한 산출값과 비교 분석하여 문제점을 제시한다.
불명수관거침투량은 관거의 불량부위를 통하여 지하수, 복류수, 하천수 등이 침두하는 양으로 건기시에는 WEF, EPA가 제안하는 4가지 분석방법에 의거하여 분석결과의 평균값 중 최대값과 최소 값을 제외한 나머지 2가지 방법의 산술평균값으로 산출하였다. 우기시의 경우 유량을 모니터링 하여 기 측정된 기저유량을 제하는 방법을 사용하였다.
대상지역에서 발생하는 유량을 측정하기 위해 국내에 도입된 유량계 중에서 이동식 유량계의 기본조건을 충족하고 한강수계 하수관거 타당성조사 사업에서 성능이 검증된 독일 NIVUS사의 PCM3 유량계를 사용하여 하수발생특성을 파악할 수 있도록 5분 간격으로 유량ㆍ수위를 지속적으로 측정하였다. 수질채수는 건기시 1주일 발생패턴을 파악할 수 있도록 조사하였으며, 2시간 간격으로 24시간 조사하였고, 우기시에는 첨두유량이 발생하는 시간에 맞추어 조사하였다.
용암동 지역의 전체 하수가 Site#1, Site#2 지점으로 차집되어 이송되어 이 두 곳을 조사지점으로 선정하고 유량을 측정하였다.
하수발생량 결과분석을 위하여 Site#1 지점과 Site#2지점의 산출값을 합하여 비교분석에 용이하게 물질수지를 작성하였다. 실측한 Data를 이용한 산출에서는 건기시에는 관거유입량은 실측한 값을 사용하여 비교하였으며 우기시에는 관거유입량과 월류량의 실측값과 수질오염총량관리기술지침의 산출값과 비교분석하였다.
대상 데이터
대상지는 청주시 용암동 지역으로 면적은 22.5㎢, 인구수는 71,730명이다. 이 지역은 대단위 아파트와 유흥가가 밀집된 신시가지와 자연부락이 어우러진 도ㆍ농 공존지역으로 농산물 물류센터 등이 위치한 상권의 중심지이기도 하다.
하수발생량 결과분석을 위하여 Site#1 지점과 Site#2지점의 산출값을 합하여 비교분석에 용이하게 물질수지를 작성하였다. 실측한 Data를 이용한 산출에서는 건기시에는 관거유입량은 실측한 값을 사용하여 비교하였으며 우기시에는 관거유입량과 월류량의 실측값과 수질오염총량관리기술지침의 산출값과 비교분석하였다.
이론/모형
하수발생량 산출방법은 국립환경과학원의 수질오염총량관리 기술지침을 따른다. 관거유입량의 산출방법은 아래와 같다.
성능/효과
관거 이송량은 청주시 하수종말처리장으로 유입된 양을 계측한 것으로 대상지의 관거 이송량을 산출하기 위하여 오염원별 특성에 따라 관거 유입량비를 구하고 대상지의 오염원별 원단위를 곱하여 관거이송량을 산출하여 건기시 17,778.6㎥/d, 우기시 18,628.7㎥/d로 나타났다. 관거 배출량은 관거유입량과 관거이송량의 차이로 건기시 8,682.
수질오염총량관리의 의한하수발생량 산출방법이 실측한 값과 차이를 보이면 그로인해 산출되어지는 오염부하량에 큰 영향을 미치게 된다. 물론 청주시 전체 지역을 대상으로 연구하여 분석하여야 하지만, 본 연구의 결과만으로 보면 수질오염총량관리의 기초자료라고 할수 있는 하수발생량의 산출값이 실측한 data를 이용한 산출값과 차이를 보여 수질오염총량관리제도의 시행 계획의 정확성이 떨어져 처음의 계획목적과는 달리 효과적인 수계관리가 이루어지지 않는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 수질오염총량관리의 하수발생량 산출 방법을 개선하여 효과적이고 신뢰성 있는 정책 시행이 이루어지도록 해야 한다.
시간변화와 일변화는 Site #1 지점과 비슷한 형태를 보였다. 수질발생특성을 살펴보면 새벽 2시경에 최소값을 보이며 이 시각이후로 수질분석 결과가 꾸준히 상승하며 아침과 점심, 저녁 시간에 수질값이 높게 나타났다. 우기시에 우수관의 평균유량은 4,825.
일변화는 월요일, 화요일, 수요일의 유량발생이 비교적 적고 목요일, 금요일, 토요일, 일요일의 하수발생이 비교적 많은 것으로 나타났다. 수질분석결과를 살펴보면 주거지역의 수질분석 특성과는 다르게 새벽시간에도 비교적 고농도의 하수가 유출되고 있음을 알 수 있으며, 저녁 6시 이후에도 수질분석 결과가 꾸준히 높아지고 있다. 이는 상권의 발달로 유흥업소가 증가하여 영향을 미치는 것으로 판단된다.
청주시 수질오염총량관리 전체 지역 중 환경기초시설의 운영이 정상적으로 이루어지며 하수배제 방식이 비교적 명확히 구분되어진 용암동 지역을 선정하여 연구 분석한 결과, 수질오염총량관리기술지침에 의한 하수발생량이 실측한 Data를 이용한 하수발생량과 차이가 크게 나타나고 있는 것을 알 수 있다. 수질오염총량관리 기술지침에 의한 산출결과를 보면 건기시 관거유입량 26,460.9㎥/d, 관거이송유량 17,778.6㎥/d로 실측한 data를 이용하여 산출한 관거유입량 17,106.1㎥/d, 관거이송유량 19,033.9㎥/d로 각각 -9,354.8㎥/d, 1,255.3㎥/d의 차이가 났다. 우기시의 경우 수질오염총량관리 기술지침에 의한 관거유입량 49,512.
실측한 Data를 이용한 관거유입량 17,106.1㎥/d과 수질오염총량관리에 의한 관거유입량 26,460.9㎥/d와 큰 차이를 보이며, 관거배출량 역시 6,112.6㎥/d로 차이가 크게 나타났다. 관거 유입량이 실측한 값과 차이가 보이는 것은 수질오염총량관리에 의한 산출방법이 오염원별로 정의한 원단위를 사용하여 산출하여 대상지역의 특성이 반영되지 않아 생긴 결과라 할 수 있다.
0㎥/d의 차이가 났다. 연구의 결과 건기시와 우기시 모두 하수발생량의 차이가 보임을 알 수 있다. 수질오염총량관리의 의한하수발생량 산출방법이 실측한 값과 차이를 보이면 그로인해 산출되어지는 오염부하량에 큰 영향을 미치게 된다.
우기시에는 실측한 Data를 이용한 관거유입량 30,918.2㎥/d와 수질오염총량관리에 의한 관거유입량 49,512.2㎥/d로 건기시와 마찬가지로 큰 차이를 보였으며, 실측한 월류량 역시 10,376.5㎥/d 와 1,153.8㎥/d로 수질오염총량관리의 산출이 실측값과 차이가 있는 것으로 분석되었다. 불명수관 거침투량 역시 건기시와 환경기초시설 계측자료의 부족으로 산출하는데 어려움이 있어 없는 것으로 가정하였다.
시간변화를 보면 아침시간대인 8시경에 하수발생이 가장 높게 나타났다. 일변화는 월요일, 화요일, 수요일의 유량발생이 비교적 적고 목요일, 금요일, 토요일, 일요일의 하수발생이 비교적 많은 것으로 나타났다. 수질분석결과를 살펴보면 주거지역의 수질분석 특성과는 다르게 새벽시간에도 비교적 고농도의 하수가 유출되고 있음을 알 수 있으며, 저녁 6시 이후에도 수질분석 결과가 꾸준히 높아지고 있다.
청주시 수질오염총량관리 전체 지역 중 환경기초시설의 운영이 정상적으로 이루어지며 하수배제 방식이 비교적 명확히 구분되어진 용암동 지역을 선정하여 연구 분석한 결과, 수질오염총량관리기술지침에 의한 하수발생량이 실측한 Data를 이용한 하수발생량과 차이가 크게 나타나고 있는 것을 알 수 있다. 수질오염총량관리 기술지침에 의한 산출결과를 보면 건기시 관거유입량 26,460.
후속연구
물론 청주시 전체 지역을 대상으로 연구하여 분석하여야 하지만, 본 연구의 결과만으로 보면 수질오염총량관리의 기초자료라고 할수 있는 하수발생량의 산출값이 실측한 data를 이용한 산출값과 차이를 보여 수질오염총량관리제도의 시행 계획의 정확성이 떨어져 처음의 계획목적과는 달리 효과적인 수계관리가 이루어지지 않는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 수질오염총량관리의 하수발생량 산출 방법을 개선하여 효과적이고 신뢰성 있는 정책 시행이 이루어지도록 해야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
관거이송량이란 기본적으로 무엇입니까?
관거 이송량은 기본적으로 환경기초시설의 계측된 유입량으로 본 연구에서는 대상지의 관거이 송량을 산출하기 위하여 청주시 전체의 관거이송 량에 청주시의 오염원별 관거유입량비율과 대상지의 오염원별 원단위를 곱하여 대상지의 관거이송 량을 산출하였다.
수질오염총량관리제도란 어떠한 제도이며 이것의 목적은 무엇입니까?
하천의 허용 오염 부하량을 고려하지 않는 배출허용기준 중심의 농도규제만으로는 오염부하의 양적증가를 통제할 수 없어 수질개선에 어려움이 있으며, 또한 우리나라 하천의 중, 하류에는 인구 및 산업시설이 과도하게 밀집되어 있어 현재의 규제방식으로는 하천의 환경기준 달성에 근본적으로 한계가 있어 수질오염총량관리제도가 생겨나게 되었다. 수질오염총량관리제도는 폐수 중 오염물질의 총량, 즉 오염부하량을 규제함으로써 과학적 바탕위에 수질관리의 효율성을 제고하고, 각 경제 주체들의 책임성을 강화하여, 행정목표를 적기에 달성하고자 하는 제도로 목표수질 한도 내에서 지역과 배출원에 오염물질 배출총량을 할당하고“환경과 개발”을 함께 고려하는 지속가능성을 확보할 수 있는 핵심적 유역관리제도로서, 공공수역의 수질보전은 물론 수자원의 이용과 관련 된 지역 간의 분쟁해소 및 유역공동체의 경제적, 환경적 형평과 상생을 꾀하는 것이다(국립환경과학원).
국내에서 수질오염총량관리제도가 생겨나게 된 이유는 무엇입니까?
하천의 허용 오염 부하량을 고려하지 않는 배출허용기준 중심의 농도규제만으로는 오염부하의 양적증가를 통제할 수 없어 수질개선에 어려움이 있으며, 또한 우리나라 하천의 중, 하류에는 인구 및 산업시설이 과도하게 밀집되어 있어 현재의 규제방식으로는 하천의 환경기준 달성에 근본적으로 한계가 있어 수질오염총량관리제도가 생겨나게 되었다. 수질오염총량관리제도는 폐수 중 오염물질의 총량, 즉 오염부하량을 규제함으로써 과학적 바탕위에 수질관리의 효율성을 제고하고, 각 경제 주체들의 책임성을 강화하여, 행정목표를 적기에 달성하고자 하는 제도로 목표수질 한도 내에서 지역과 배출원에 오염물질 배출총량을 할당하고“환경과 개발”을 함께 고려하는 지속가능성을 확보할 수 있는 핵심적 유역관리제도로서, 공공수역의 수질보전은 물론 수자원의 이용과 관련 된 지역 간의 분쟁해소 및 유역공동체의 경제적, 환경적 형평과 상생을 꾀하는 것이다(국립환경과학원).
참고문헌 (5)
환경부(2004),"수질오염총량관리 업무편람"
충청북도(2005),"충청북도 금강 오염총량관리 기본 계획"
국립환경과학원(2004),"수계오염총량관리기술지침"
국립환경과학원(2007),금강물환경연구소,"하수관거 유입오염물질의 배출경로별 오염부하 조사 분석",연구보고서
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