선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 국내에서 시행되고 있는 오염총량관리제에 부합하는 조사 자료를 제공하기 위해 광주 광역시(이하 광주시) 도시지역을 주택구역과 공단구역으로 세분하였다. 그리고 강우시 발생하는 비점오염원의 유출특성을 분석하기 위하여 시간별 연속조사, EMC 산정 및 유출부하량을 조사하였다.
- 본 연구는 오염총량관리제에 부합하는 조사 자료를 제공하기 위해 도시지역을 주택 및 공단구역으로 구분하여 강우유출수의 유출특성을 파악하고자 강우 사상 특성, 비점오염물질 유출 특성 및 오염물질별 EMC를 산정하였으며, 분석결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 본 연구는 국내에서 시행되고 있는 오염총량관리제에 부합하는 조사 자료를 제공하기 위해 광주 광역시(이하 광주시) 도시지역을 주택구역과 공단구역으로 세분하였다. 그리고 강우시 발생하는 비점오염원의 유출특성을 분석하기 위하여 시간별 연속조사, EMC 산정 및 유출부하량을 조사하였다.
- 본 연구에서는 대상지점의 비점 강우시 수질측정을 위하여 일정시간에 유량을 채수하여 기저유량과 농도를 사용하였다. 그리고 강우시에는 강우 개시 직전부터 시작하여 강우 초반부에는 높은 빈도로 측정하였으며, 중반부와 후반부로 갈수록 시료 채취 간격을 낮은 빈도로 조정하였다. 채취된 수질시료는 BOD, SS, TN, TP 총 4가지 항목을 선정하여, 실험실로 운반한 다음 즉시 분석하거나 냉장보관 하면서 분석하였다.
- 그리고 비점오염원 유출특성을 파악하기 위하여 유출수의 평균농도를 가장 잘 반영하여 나타내는 것으로 알려진 유량가중평균농도(event mean concentration, EMC)를 산정하였다(Charbeneau and Barretti, 1998; Sansalone and Buchberger, 1997). EMC는 강우 시 발생한 총오염물질량을 총유출량으로 나눈 유량가중평균값으로 그 수학적표현은 식 (1)과 같다.
- 54mm이상이 되어야 하고, 강우 이전의 건기일수(ADD)가 최소한 3일 이상 될 것을 제안하고 있다(Whipple, Hunter, 1981). 본 연구에서는 대상지점의 비점 강우시 수질측정을 위하여 일정시간에 유량을 채수하여 기저유량과 농도를 사용하였다. 그리고 강우시에는 강우 개시 직전부터 시작하여 강우 초반부에는 높은 빈도로 측정하였으며, 중반부와 후반부로 갈수록 시료 채취 간격을 낮은 빈도로 조정하였다.
- 유출부하량은 환경부에서 제시한 원단위와는 차별되는 것으로 연구기간동안의 수질 및 유량분석 자료를 통하여 광주시의 토지이용 특성에 따른 유출량의 결과값을 유출부하량으로 산정하였다.
- 그리고 강우시에는 강우 개시 직전부터 시작하여 강우 초반부에는 높은 빈도로 측정하였으며, 중반부와 후반부로 갈수록 시료 채취 간격을 낮은 빈도로 조정하였다. 채취된 수질시료는 BOD, SS, TN, TP 총 4가지 항목을 선정하여, 실험실로 운반한 다음 즉시 분석하거나 냉장보관 하면서 분석하였다. 즉시 분석을 실시하지 않은 경우 수질오염공정시험법에 준하여 시료를 보존처리하여 분석하였다.
대상 데이터
- 강우시 비점오염원에 의한 오염물질의 유출부하특성을 산정하기 위하여 광주시 주택구역과 공단구역의 하수관거에서 2008년 9월부터 2009년 4월까지 강우시와 비강우시로 나누어 유량 및 수질 조사를 실시하였다. 미국 NPDES에서는 현장조사 기준이 일일 강우량이 최소 2.
- 본 연구에서는 유역 및 토지이용특성을 고려하여 각각의 특성을 대표하여 나타낼 수 있는 지점인 주택구역(K_1, K_2)과 공단구역(K_3, K_4) 4곳을 선정하였다. 선정된 대상지점은 Fig.
이론/모형
- 채취된 수질시료는 BOD, SS, TN, TP 총 4가지 항목을 선정하여, 실험실로 운반한 다음 즉시 분석하거나 냉장보관 하면서 분석하였다. 즉시 분석을 실시하지 않은 경우 수질오염공정시험법에 준하여 시료를 보존처리하여 분석하였다.
성능/효과
- 1. 유출계수의 범위는 주택지역은 0.16~0.96으로 나타났으며, 공장지역은 0.03~0.59로 나타났으며, 유역면적 및 강우량 등을 고려할 때 주택지역은 공단지역보다 높게 나타났다.
- 2. 비점오염원 특성에서 주택지역은 강우초기에 유출수의 농도가 급격히 증가한 후 서서히 감소하는 초기세척현상이 발생하였다. 공단지역은 초기 강우시 BOD와 SS의 농도가 최대치를 보였으며, 강우가 지속되면서 오염물질의 농도는 감소하는 것으로 나타났다.
- 3. 공단지역의 BOD 유출부하량은 주택지역에 서 발생되는 유출부하량보다 상대적으로 낮게 나타났지만, 분석 결과 전체 유출부하량을 기존 유출부하량 및 원단위와 비교하면 도시지역임을 감안할 때 다소 낮은 결과값을 나타냈다.
-
4. 조사지점별 EMC는 주택지역인 K_2 지점이 전반적으로 높게 나타났으며, 공단지역인
K_4 지점이 K_3 지점보다 상대적으로 낮게 나타났다. 그리고 T-N 및 T-P는 주택지역및 공단지역 모두 비슷한 농도를 나타내었다. - BOD는 큰 변화가 없으며, SS는 초기 강우 시농도의 변화가 나타나지 않았지만 175분 후 4.5mm 강우 시 급격히 증가하는 경향을 보였다.T-N과 T-P는 초기 강우 이후 다소 증가하였으나 곧바로 희석되는 것으로 나타났다.
- 비점오염원 특성에서 주택지역은 강우초기에 유출수의 농도가 급격히 증가한 후 서서히 감소하는 초기세척현상이 발생하였다. 공단지역은 초기 강우시 BOD와 SS의 농도가 최대치를 보였으며, 강우가 지속되면서 오염물질의 농도는 감소하는 것으로 나타났다.
- 그러나 BOD의 최대 농도는 K_4에서 31.7 ㎎/L를 나타내어 K_3의 23.05 ㎎/L 보다는 크게 나타났으며, 이는 기존 일반산업단지가 첨단산업단지의 유출 농도보다는 크게 나타날 수 있음을 단적으로 보여주는 것이라 할 수 있다. 특히, SS의 최고 농도는 K_3 지점 46 ㎎/L, K_4 지점 277 ㎎/L로 약 6배 높은 수치가 나타나 K_4 지점의 초기우수의 제어가 필요함을 알 수 있다.
-
그러나 T-N 및 T-P는 일반도시의 유출농도보다는 낮게 나타나 영양염류로 인한 유출 농도는 다소 낮은 것으로 나타났다. 또한 공단지역은 주택지역에 비해 적은 강우시에도 오염물질 유출이 빠르게 나타나는 유출특성을 보였으며, 초기 강우시작 후 오염물질 농도는 급격히 상승하고 유량증가로 인한 희석작용으로 인하여 빠르게 감소하는
-
그러나 T-N 및 T-P는 일반도시의 유출농도보다는 낮게 나타나 영양염류로 인한 유출 농도는 다소 낮은 것으로 나타났다. 또한 공단지역은 주택지역에 비해 적은 강우시에도 오염물질 유출이 빠르게 나타나는 유출특성을 보였으며, 초기 강우시작 후 오염물질 농도는 급격히 상승하고 유량증가로 인한 희석작용으로 인하여 빠르게 감소하는
경향을 보였다. - 7kg/ha/yr으로 나타났다. 또한, 공단지역인 K_3과 K_4 지점의 BOD 유출부하량은 각각 85.3kg/ha/yr과 60.9 kg/ha/yr으로 나타나 주택지역에서 발생되는 유출부하량보다는 상대적으로 낮게 나타났다.
- 전체적으로 BOD와 SS 유출부하량이 가장 높은 지역은 주택지역인 K_2 지점이며, T-N 유출 부하량이 가장 높은 지역은 공단지역인 K_3 지점이고, T-P 유출 부하량이 가장 높은 지역은 BOD와 SS 유출부하량이 가장 높았던 K_2지점으로 나타났다. 반면, 유출계수가 높게 나타나 유출부하량이 가장 높을 것으로 판단되었던 K_1 지점의 유출부하량은 다른 지역에 비해 전 항목에서 다소 낮은 결과를 나타내었으며 특히, BOD와 SS 유출 부하량은 상대적으로 낮은 결과를 나타냈다.
- 분석 결과 전체 유출부하량을 기존 유출부하량 및 원단위와 비교하면 도시지역임을 감안할 때 적정한 범위임을 알 수 있으나 다소 낮은 결과를 나타냈다(방기웅 등, 2000; 김세원 등, 2009; 이홍신·이승환, 2009).
- 전체적으로 BOD와 SS 유출부하량이 가장 높은 지역은 주택지역인 K_2 지점이며, T-N 유출 부하량이 가장 높은 지역은 공단지역인 K_3 지점이고, T-P 유출 부하량이 가장 높은 지역은 BOD와 SS 유출부하량이 가장 높았던 K_2지점으로 나타났다. 반면, 유출계수가 높게 나타나 유출부하량이 가장 높을 것으로 판단되었던 K_1 지점의 유출부하량은 다른 지역에 비해 전 항목에서 다소 낮은 결과를 나타내었으며 특히, BOD와 SS 유출 부하량은 상대적으로 낮은 결과를 나타냈다.
- 3(a)은 K_3 지점의 우수 유출토구에서의 강우량 및 수질변화 양상을 나타낸 것이다. 초기 강우 시 BOD와 SS의 농도가 최대치를 보였으며, 강우가 지속되면서 오염물질의 농도는 감소하는 것으로 나타났다. 이는 노면의 각종부유물과 관거내에 퇴적되어 있는 퇴적층이 초기세척현상에 의해 순간적으로 유출되기 때문인 것으로 판단된다.
후속연구
-
5. 광주시 지역의 강우시 오염물질 유출특성 조사를 통하여 주택 및 공단지역의 유출특
성을 파악하였으며, 오염원에 대한 유출부하량 산정을 통해서 오염기여율 예측 및 수질
개선효과에 기여하고 향후 비점오염저감시설 대상지의 선정, 오염원 관리를 위한 기술 및 제도적 관리방안 마련 등을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. -
분석 결과 전체 유출부하량을 기존 유출부하량 및 원단위와 비교하면 도시지역임을 감안할 때 적정한 범위임을 알 수 있으나 다소 낮은 결과를 나타냈다(방기웅 등, 2000; 김세원 등, 2009; 이홍신·이승환, 2009). 이러한 결과는 향후 광주시 유역내 비점오염원 원단위를 산정하고자 할 때 기초 자료로서 신뢰성을 가질 수 있을 것으로 판단되며
유출부하량 산정은 향후 지속적으로 도출함으로써 광주시 유역의 통일된 오염원단위를 설정할 수 있어야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.