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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 시험포장 (Experimental plot)에서 연구 효과가 증명된 비구조적 최적관리기법으로 볏짚지표피복 시나리오를 유역 내 밭에서의 저감 효과를 증명하기 위해 시간당 유출모의가 가능한 SWAT 모델과 HSPF 모델링을 이용하여 농촌 소유역 밭에서의 시나리오를 적용하였으며 실제적으로 분석된 비점오염원 저감효과를 두 모델에서 모의된 결과값에 따른 유사성을 비교분석을 실시하여 비구조적 최적관리기법으로서의 볏짚지표피복시나리오의 증명과 활용성을 평가하고자 한다.
- SWAT 모델은 미국 농무성 농업연구소 (Agricultural Research Service, ARS)에서 개발된 유역모델이다. SWAT은 대규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 물과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대한 토지관리 방법의 영향을 예측하기 위하여 개발되었다. SWAT 모델내에서 물수지는 유역내에서 발생하는 모든 것 중에서 중요한 요소이다.
- 경사도에 따른 볏짚매트 설치 후 토양유실을 흡수하는데 효과적인 볏짚매트의 효과를 구현하기 위해 SWAT에서의 USLE_P값을 조절하여 시험포에서의 결과를 토대로 적절한 USLE_P값을 선정하였다. 본 연구에서도 선행연구와 같은 방법으로 비점오염원부하량을 측정하기 위한 밭을 조성하고 BMPs로 볏짚지표피복의 효과를 검증하였다. 볏짚지표피복 시험이 이루어지고 있는 시험포장 (Experimental plot) 은 행정구역상 강원도 춘천시 서면 방동리에 위치하고 전체면적 1276.
- 볏짚지표피복시나리오는 밭에서의 볏짚을 피복하여 포장에서의 강우에 의한 토양에 입단이 부서지는 것을 방지하는 멀칭개념에 따라 지표수에 대한 침투가 늘어나 지표유출을 줄임으로 비점오염원부하량을 감소시키는 방법이다. 본 연구에서는 모델에서 볏짚지표피복시나리오를 적용하기 위해 밭에서의 지표수에 대한 침투조절 매개변수인 INFILT (HSPF)와 토양의포화수리전도 SOL_K (SWAT)을 조절하여 연구를 진행하였다. 시험포장 밭에서의 피복전 평균 유출율은 11.
- 본 연구는 농촌 소유역 밭에서의 유출특성과 BMPs 적용에 따른 비점오염원부하량의 저감효과를 모델링을 통하여 분석하고자 경안천 상류의 별미천 유역 (1.21 km2)을 대상으로 고해상도 위성영상 및 실제 수문 수질 모니터링을 실시하여 강원대 시험포장에서 행해지고 있는 볏짚지표피복 BMPs를 적용하여 비점오염원 저감율을 살펴보았다. 실제 모니터링으로 측정된 자료를 바탕으로 수위-유량곡선 산정 및 오염부하곡선을 선정, 2011년 6월 8일부터 10월 31일 분석기간을 선정하여 HSPF, SWAT 모델링을 실시하였으며 모의결과 실측치와 모의치의 유출량은 HSPF 모델 검보정 결과 월별 통계에 따른 적용성 분석으로 R2는 0.
- 6 %로 나타났다. SWAT 모델에서는 밭에서 해당되는 토양층에서의 포화수리전도도 (SOL_K)를 조정하여 토양에서의 물의 흐름을 조절하고자 하였다. SOL_K 값을 증가시키면서 유출율 변화를 분석한 결과 밭에서 해당되는 토양에 유출율저감이 약 2.
제안 방법
- (2010)은 SWAT 모델을 이용하여 볏짚매트의 토양유실 저감효과를 분석하였다. 경사도에 따른 볏짚매트 설치 후 토양유실을 흡수하는데 효과적인 볏짚매트의 효과를 구현하기 위해 SWAT에서의 USLE_P값을 조절하여 시험포에서의 결과를 토대로 적절한 USLE_P값을 선정하였다. 본 연구에서도 선행연구와 같은 방법으로 비점오염원부하량을 측정하기 위한 밭을 조성하고 BMPs로 볏짚지표피복의 효과를 검증하였다.
- 2 %로 콩 재배가 이루어지고 있다. 시험포장은 농촌지역에서 발생하는 비점오염원 물질을 삭감하기 위해 도입된 BMPs 방법으로 기존에 관행적으로 이루어지고 있는 농경지에서의 BMPs 효과를 적용 전 ․ 후로 구분하여 유출량과 오염 부하량을 구한 후, 동일강우사상 혹은 동일 강우강도 조건에서 오염원부하량을 비교함으로써 진행하였다. 시험포장에 관한 좀 더 자세한 자료 및 결과는 National Institute of Environmental Research (2011)의 보고서를 참조하여 알 수있다 (Jung et el.
- 1). 유역출구지점에서 수문 및 수질 검보정 자료를 구축하기 위해 시단위 간격으로 수문 (강우량, 수위), sediment, T-N (Total Nitrogen), T-P (Total Phosphorous) 성분에 대한 모니터링을 실시하였다.
- 2(a)). 토양도는 농촌진흥청에서 제공하는 1/25,000정밀토양도를 수문학적 토양그룹 (Hydrologic Soil Group) A, B, C, D로 분류하였다 (Fig. 2(b)).
- 2(b)). 토양층의 개수 및 토양층별 깊이 등은 농업과학기술원의 자료를 사용하여 구축하였으며 토양층의 유효수분량, 포화수리전도도 등의 물리적 값들을 구분하였다. 토지이용도는 수문해석 및 비점오염원 평가에 있어 필수 정보 중에 하나이다.
- 본 연구에 사용된 QuickBird 영상은 2006년 5월 1일 영상으로 RPC (Rational Polynomial Coefficients) 정보가 있는 영상을 제공받아 분석에 사용하였다. QuickBird 영상으로부터 토지이용도의 제작은 기존 환경부, 건교부, USGS의 토지피복분류체계 및 현장조사를 통하여 QuickBird 영상으로부터 추출 가능한 정밀농업정보에 대한 항목을 결정하였으며 정사보정된 QuickBird 영상을 스크린 디지타이징 (On-Screen Digitizing)을 이용하여 총 21개 토지이용항목의 정밀토지이용도를 구축하였다 (Fig. 2(c)).
- 모델의 입력자료가 되는 기상자료는 이천 기상관측소의 강수량, 온도, 태양복사량, 풍속, 상대습도 시간당 자료를 활용하였다. 모델의 보정을 위한 실측자료는 별미천 유역 출구 지점부에서 수문성분을 위한 자동수위 및 강우량 계측기, 수질성분을 위한 자동채수기를 설치하여 시간당 수위, 강우량 자료와 강우발생에 따른 수질자료에 대한 실제 모니터링을 실시하였다. 6월초부터 현장모니터링을 실시하여 시간당 수위 및 강우량 그리고 유량 자료를 구축하고 있으며 총 50 여개의 수질 샘플링을 실시하여 분석하였다.
- 지표피복후 각 강우사상별 유출량 및 비점오염원부하량을 산정하였으며 이를 2008～2009년의 유출량과 비점오염원부하량과 비교하였다. Fig.
- 3은 볏짚지표피복 적용 전 (pre)과 후 (post) 의 강우사상 (event)에 따른 각각의 유출율 및 적용 전 평균 유출율 (Pre-ave)과 적용 후 평균 유출율 (Post-ave)을 나타낸 것이다. 시험포장 (밭)에서는 총 16개의 유사한 event에 대해 유출율과 볏짚지표피복에 따른 유출 저감율을 산정하였다. 지표피복 적용에 따른 유출 저감율은 12.
- HSPF 모델과 SWAT 모델에 매개변수 추정을 위하여 HSPF Technical note 매뉴얼 및 SWAT User's Manual Version 2009의 Input Type별 매개변수를 정리 이용하여 총유출량 및 첨두유량과 감수곡선 (recession) 형태에 영향을 미치는 매개변수를 선정하고.
- HSPF 모델과 SWAT 모델에 매개변수 추정을 위하여 HSPF Technical note 매뉴얼 및 SWAT User's Manual Version 2009의 Input Type별 매개변수를 정리 이용하여 총유출량 및 첨두유량과 감수곡선 (recession) 형태에 영향을 미치는 매개변수를 선정하고. 각각의 모듈에서 수문 모의를 하기위한 매개변수에 대하여 민감도 분석 및 검보정을 실시하여 모델별 적용 매개변수를 결정하였다 (Table 1, Table 2). 본 연구에서는 2009～2010년을 모델의 안정화 기간으로 설정하였다.
- 각각의 모듈에서 수문 모의를 하기위한 매개변수에 대하여 민감도 분석 및 검보정을 실시하여 모델별 적용 매개변수를 결정하였다 (Table 1, Table 2). 본 연구에서는 2009～2010년을 모델의 안정화 기간으로 설정하였다. 검보정기간은 실측자료가 측정된 시점 2011년 6월부터 10월까지 유출 및 수질요소를 모의하여 검보정 실시하였다.
- 본 연구에서는 2009～2010년을 모델의 안정화 기간으로 설정하였다. 검보정기간은 실측자료가 측정된 시점 2011년 6월부터 10월까지 유출 및 수질요소를 모의하여 검보정 실시하였다. 보정은 수문곡선 및 유출율을 고려하여 실측자료가 비교적 양호하다고 판단되는 2011년 6월, 7월, 8월을 선정하였고, 검정은 9월, 10월 자료를 사용하였다.
- 다음단계로 총 모의기간 중 강우 event가 발생한 16개의 event 를 선정하였고 그 중에서 강우량 60 mm 이상인 9개의 주요한 event의 검보정 결과와 유역전체에서의 유출율 및 수문특성을 산정하였다 (Table 3). Fig.
- 따라서, 토양의 물리적 특성은 토양수의 이동과 관련이 있으며, 토심 및 토성도를 이용하여 공간적으로 분포시킨다. 토양관련 공간매개변수는 토양도의 종류에 따라 속성의 설정방법을 다르게 할 수 있는데 본 연구에서는 정밀토양도를 이용하여 Rawls et al. (1983)이 제시한 토양수의 물리적 특성을 추정된 포화토양수분, 포장용수량, 영구위조점, 포화투수계수, 습윤선단 흡인수두의 값을 적용하였다.
- 지표피복 적용전 실측값과의 검보정을 위한 HSPF 매개변수로 sediment는 JSER, KSER, KRER, JGER과 T-N 및 T-P는 CVBO, CVBPC, CVBPN, BRNIT, MON-GRAND-CONC 등의 매개변수를 보정하였고 SWAT 모델에서는 유사량에 대한 보정은 토양침식 관련 매개변수인 USLE_K와 하천에서의 CH_COV 와 T-N 및 T-P는 CH_ONCO, GWSOLP 등에 매개변수를 2011년 6월 8일부터 10월 31일까지 시단위 영양물질을 검보정 실시하였다. Table 4는 실측된 수질성분별 부하량을 보여주고 있다.
- 시험포장과 별미천 대상유역의 평균 밭에서의 경사도 각각 3.0 %와 22.0 %로 지형적인 차이로 인해 유출율에 동일한 저감율에 대해서만 추정하기에는 제한적이고 경사도 높음에 따라 유출저감이 시험포장에서의 결과보다 작게 나타날 것으로 판단되어 각각 유출저감이 약 2.5 %, 5.0 %, 10.0 %에 해당되는 INFILT 8.0 mm/hr (Low), INFILT 12.0 mm/hr (Medium), INFILT 16.0 mm/hr (High) 값을 선정하여 비점오염원 저감효과를 분석하였으며 SWAT 모델에서 SOL_K 16.2 mm/hr (Low), 21.2 mm/hr (Medium), 111.2 mm/hr (High) 매개변수 값을 적용하여 모의결과를 분석하였다.
- 본 연구에서는 HSPF 및 SWAT 모델을 이용하여 밭에서의 볏짚지표피복에 의한 침투율을 높여 지표유출에 대한 감소효과를 나타내는 지표피복 시나리오 원리에 따라 모델에서도 그 특성을 그대로 적용하여 실제 적용효과와 유사한 효과를 나타내는 적정매개변수 값을 선정하였다. 그러나 모델에서의 효과는 총 강우량이 50 mm～250 mm 범위에서 효과가 이루어지며 총강우량 300 mm에 평균 강우강도 9 mm/hr 이상일 때 유출저감효과를 나타낼 수 없었다.
대상 데이터
- HSPF 적용 모듈로는 투수지역의 수문 및 수질을 모의하는 PERLND, 불투수지역의 수문 및 수질을 모의하는 IMPLND, 수체 내의 수리 및 수질을 모의하는 RCHRES로 구성되어 있으며, 각 모듈은 물의 흐름과 관계된 부분, 토사유출 및 영양염류 등수질과 관계되는 부분으로 구분되어 있다. 유역의 투수층과 불투수층의 수문, 수리 모의에 영향을 주는 요소는 강수, 식물 등에 의한 차단, 지표저류, 증발산, 침투 지표수 유출, 중간 유출 및 지하수 유출 등이 있다.
- 농촌 소유역을 대상으로 밭에서의 비점오염원 저감효과 분석이 용이한 경기도 용인시 처인구 해곡동에 위치하며 경안천 최상류 지류부에 해당하는 별미천 유역 (1.21 km2 )을 대상유역으로 선정하였다 (Fig. 1). 유역출구지점에서 수문 및 수질 검보정 자료를 구축하기 위해 시단위 간격으로 수문 (강우량, 수위), sediment, T-N (Total Nitrogen), T-P (Total Phosphorous) 성분에 대한 모니터링을 실시하였다.
- 공간입력 자료 중 가장 기본이 되는 DEM자료를 NGIS (National Geographic Information System)의 1/5,000 수치지도로부터 검수과정을 거쳐 격자크기 2 m의 DEM으로 제작하였다 (Fig. 2(a)).
- 따라서, 수문해석 및 비점오염원 평가에 있어 필수 정보 중에 하나인 토지이용도는 위성영상으로부터 1/5,000급의 QuickBird 토지이용도를 제공받아 사용하였다. 본 연구에 사용된 QuickBird 영상은 2006년 5월 1일 영상으로 RPC (Rational Polynomial Coefficients) 정보가 있는 영상을 제공받아 분석에 사용하였다. QuickBird 영상으로부터 토지이용도의 제작은 기존 환경부, 건교부, USGS의 토지피복분류체계 및 현장조사를 통하여 QuickBird 영상으로부터 추출 가능한 정밀농업정보에 대한 항목을 결정하였으며 정사보정된 QuickBird 영상을 스크린 디지타이징 (On-Screen Digitizing)을 이용하여 총 21개 토지이용항목의 정밀토지이용도를 구축하였다 (Fig.
- 모델의 입력자료가 되는 기상자료는 이천 기상관측소의 강수량, 온도, 태양복사량, 풍속, 상대습도 시간당 자료를 활용하였다. 모델의 보정을 위한 실측자료는 별미천 유역 출구 지점부에서 수문성분을 위한 자동수위 및 강우량 계측기, 수질성분을 위한 자동채수기를 설치하여 시간당 수위, 강우량 자료와 강우발생에 따른 수질자료에 대한 실제 모니터링을 실시하였다.
- 모델의 보정을 위한 실측자료는 별미천 유역 출구 지점부에서 수문성분을 위한 자동수위 및 강우량 계측기, 수질성분을 위한 자동채수기를 설치하여 시간당 수위, 강우량 자료와 강우발생에 따른 수질자료에 대한 실제 모니터링을 실시하였다. 6월초부터 현장모니터링을 실시하여 시간당 수위 및 강우량 그리고 유량 자료를 구축하고 있으며 총 50 여개의 수질 샘플링을 실시하여 분석하였다. 총 분석기간으로 2011년 6월 8일부터 2011년 10월 31일까지 이루어졌다.
- 6월초부터 현장모니터링을 실시하여 시간당 수위 및 강우량 그리고 유량 자료를 구축하고 있으며 총 50 여개의 수질 샘플링을 실시하여 분석하였다. 총 분석기간으로 2011년 6월 8일부터 2011년 10월 31일까지 이루어졌다.
- 검보정기간은 실측자료가 측정된 시점 2011년 6월부터 10월까지 유출 및 수질요소를 모의하여 검보정 실시하였다. 보정은 수문곡선 및 유출율을 고려하여 실측자료가 비교적 양호하다고 판단되는 2011년 6월, 7월, 8월을 선정하였고, 검정은 9월, 10월 자료를 사용하였다. 각각 월별 유출령 통계에 따른 적용성 분석으로 HSPF 모의에 따른 R2 (determination coefficient)는 0.
데이터처리
- 8 % 유출율이 감소하였다. 지표피복에 의한 침투량을 증가시켜 지표유출을 감소시키는 밭에서의 침투매개 변수를 조절하여 지표피복전 유출율과 비교하여 평균 약 10.0 % 유출율을 감소시키는 적정 값을 산정하였다. INFILT, SOL_K값에 따른 밭에서의 유출율을 계산한 결과 이 중 평균 유출율 10.
이론/모형
- 부유물질은 ARM과 NPS (Donigian and Crawford, 1976)모델을 기본으로 한 토사생성 및 유실을 고려하여 모의하게 된다. HSPF 모델에서 투수지역의 토사유실을 모의하는 모듈은 SEDMNT이며 강우에 의한 토양의 탈착에 대한 관리기법 인자는 USLE 공식의 P값을 기본으로 한다. 유역에서는 축적, 흡착, 탈착, 이송 그리고 들뜸을 고려하며 수체 내에서는 침전물의 이동과 흡착은 토양의 입자 크기에 따라 모래, 실트, 점토로 분류하여 입자의 직경, 침전속도, 밀도, 침전에 대한 한계 전단응력, 들뜸에 대한 한계 전단응력, 침식계수 등을 고려하여 모의한다 (Lee et al.
성능/효과
- 6 % 유출 저감율이 나타난다. 또한, 지표피복전 평균 유출율은 11.8 %이고 지표피복후 평균 유출율은 2.0 %로약 9.8 % 유출율 저감을 나타냈다. 유출저감에 따른 비점오염원부하량을 비교 할 때 볏짚지표피복은 비점오염 저감효과가 뛰어난 것으로 조사되었다.
- 8 % 유출율 저감을 나타냈다. 유출저감에 따른 비점오염원부하량을 비교 할 때 볏짚지표피복은 비점오염 저감효과가 뛰어난 것으로 조사되었다. 유기물은 68.
- 유출저감에 따른 비점오염원부하량을 비교 할 때 볏짚지표피복은 비점오염 저감효과가 뛰어난 것으로 조사되었다. 유기물은 68.1～82.7 %까지 저감이 되었으며 영양염류인 T-N과 T-P는 각각 32.4 %와 43.2 %가 저감된 것으로 나타났다. 특히 sediment는 95.
- 보정은 수문곡선 및 유출율을 고려하여 실측자료가 비교적 양호하다고 판단되는 2011년 6월, 7월, 8월을 선정하였고, 검정은 9월, 10월 자료를 사용하였다. 각각 월별 유출령 통계에 따른 적용성 분석으로 HSPF 모의에 따른 R2 (determination coefficient)는 0.62～0.78, NSE (Nash-Sutcliffe model Efficiency)는 0.62～0.76, SWAT 모의에 따른 결과로 R2는 0.58～0.89, NSE는 0.43～0.81로 두 모델에서의 모델링에 따른 모의치와 실측치의 유출량은 유의성이 있는 것으로 나타났다.
- Table 4는 실측된 수질성분별 부하량을 보여주고 있다. 검보정 결과에 따른 실측치와 모의치의 유사량 및 T-N, T-P 부하량을 비교에 따른 통계분석으로 HSPF 모의 결과 sediment, T-N, T-P의 R2는 각각 0.72, 0.62, 0.63 SWAT 모의결과로 sediment, T-N, T-P의 평균 R2는 각각 0.54, 0.87, 0.64 분석되었다. 두 모델 모의결과 모두 실측값에 따른 모의값에 어느 정도 경향성을 반영한다고 나타 낼 수 있다.
- 본 연구에서는 모델에서 볏짚지표피복시나리오를 적용하기 위해 밭에서의 지표수에 대한 침투조절 매개변수인 INFILT (HSPF)와 토양의포화수리전도 SOL_K (SWAT)을 조절하여 연구를 진행하였다. 시험포장 밭에서의 피복전 평균 유출율은 11.8 %에서 지표피복후 평균 유출율은 2.0 %로 평균 9.8 % 유출율이 감소하였다. 지표피복에 의한 침투량을 증가시켜 지표유출을 감소시키는 밭에서의 침투매개 변수를 조절하여 지표피복전 유출율과 비교하여 평균 약 10.
- Table 5는 HSPF 모델링을 이용하여 강우량 60 mm 이상의 9개의 주요한 event에서의 INFILT High, Medium, Low에서의 유출저감에 따른 영양물질의 저감율을 나타냈다. 그 결과, Low에서의 sediment, T-N, T-P의 평균 오염원 저감율은 각각 63.2 %, 16.2 %, 71.6 %으로 나타났으며 Medium에서는 각각 71.8 %, 24.1 %, 74.3 %, High에서는 86.1 %, 28.0 %, 75.6 %로 나타났다. Table 6은 같은 이벤트 기간동안에 SWAT 모델에서의 SOL_K값에 변화에 따른 모의 결과이다.
- Table 6은 같은 이벤트 기간동안에 SWAT 모델에서의 SOL_K값에 변화에 따른 모의 결과이다. 그 결과, SOL-K Low일 때 Sediment, T-N, T-P의 평균 오염원 저감율은 각각 19.2 %, 17.7 %, 14.6 %으로 나타났으며 Medium에서는 각각 33.4 %, 30.5 %, 26.0 %, High에서는 80.0 %, 83.2 %, 78.7 %로 나타났다. 이는 유역내 밭에서의 저감효과를 살펴보았을 때 시험포장에서의 실제 평균 비점오염 저감율 89.
- 반면에 HSPF 모델에서는 토양통 대신 토지이용 및 불투수층 모듈에서 일괄적으로 계산되는 침투율에 따라 일정하게 매개변수 조절에 따른 결과값을 얻을 수 있었다. 또한, HSPF 모델은 T-N값은 다른 수질성분들과 비교해 큰 저감율을 나타내지 않았다. 반면에 SWAT 모델에서는 sediment, T-N 및 T-P는 약 10.
- 이러한 차이를 감안하더라도 볏짚지표피복 적용에 따른 비점오염원 저감효과는 실측값과 매우 유사하게 나왔다. 이 결과로부터 밭에서의 볏짚지표피복시나리오를 적용한 후에 유역내 밭에서의 저감효과는 크게 나타났지만 유역전체면적 1.21 km2중 밭이 차지하는 면적이 0.08 km2로 면적비율이 낮게 나타나 유역차원에서의 효과는 미비할 것으로 판단된다.
- 21 km2)을 대상으로 고해상도 위성영상 및 실제 수문 수질 모니터링을 실시하여 강원대 시험포장에서 행해지고 있는 볏짚지표피복 BMPs를 적용하여 비점오염원 저감율을 살펴보았다. 실제 모니터링으로 측정된 자료를 바탕으로 수위-유량곡선 산정 및 오염부하곡선을 선정, 2011년 6월 8일부터 10월 31일 분석기간을 선정하여 HSPF, SWAT 모델링을 실시하였으며 모의결과 실측치와 모의치의 유출량은 HSPF 모델 검보정 결과 월별 통계에 따른 적용성 분석으로 R2는 0.62～0.78, NSE는 0.62～0.76으로 모의치와 실측치의 유출량은 유의성이 있는 것으로 나타났다. sediment, T-N, T-P의 검보정기간동안의 평균 R2는 각각 0.
- 다음 단계로 event별 볏짚지표피복시나리오를 적용하기 위해 강원대 시험포장으로부터 얻어진 실측자료로부터 밭에서의 평균 유출 약 10.0 % 유출율 감소조건에 맞추어 별미천 유역을 대상으로 밭에서의 HSPF 모델에 토양의 침투 매개변수로 INFILT 매개변수를 선정하여 평균 유출율저감 약 10.0 % 유출감소를 기반으로 각각 유출율저감이 2.5, 5.0 %를 나타낼 때까지 INFILT 매개변수를 증가시킨 결과 각각의 약 2.5, 5.0, 10.0 % 저감의 INFILT 값은 8.0 mm/hr (Low), 12.0 mm/hr (Medium), 16.0 mm/hr (High)로 나타났으며 이 변수 값을 적용하여 각각의 event 에 따른 비점오염원 저감효과는 평균적으로 유출율저감이 10.0 % 나타나는 INFILT (high)일 때 sediment, T-N, T-P 각각의 평균 저감율은 86.1, 28.0, 75.6 %로 나타났다. SWAT 모델에서는 밭에서 해당되는 토양층에서의 포화수리전도도 (SOL_K)를 조정하여 토양에서의 물의 흐름을 조절하고자 하였다.
- SWAT 모델에서는 밭에서 해당되는 토양층에서의 포화수리전도도 (SOL_K)를 조정하여 토양에서의 물의 흐름을 조절하고자 하였다. SOL_K 값을 증가시키면서 유출율 변화를 분석한 결과 밭에서 해당되는 토양에 유출율저감이 약 2.5, 5.0, 10.0 %에 해당되는 SOL_K 값은 초기 SOL_K값은 11.2 mm/hr을 나타냈고 각각의 유출율저감이 약 2.5, 5.0, 10.0 %로 나타나는 SOL_K값은 16.2 mm/hr (Low), 21.2 mm/hr (Medium), 111.2 mm/hr (High)로 나타났으며 이 변수 값을 적용하여 각각의 event에 따른 비점오염원 저감효과를 살펴보았다. 평균적으로 유출율저감이 10.
- 2 mm/hr (High)로 나타났으며 이 변수 값을 적용하여 각각의 event에 따른 비점오염원 저감효과를 살펴보았다. 평균적으로 유출율저감이 10.0 %를 나타내는 SOL_K (high)일 때 sediment, T-N, T-P 각각의 평균 저감율은 80.0, 83.2, 78.7 %로 나타났으며 두 결과 모두 시험포장에서의 실제 평균 비점오염원 저감효과 89.7～99.4 %에 근접함을 알 수 있다.
- 시험포장 (밭)에서는 총 16개의 유사한 event에 대해 유출율과 볏짚지표피복에 따른 유출 저감율을 산정하였다. 지표피복 적용에 따른 유출 저감율은 12.3～98.0 %까지 나타났으며 평균적으로 76.6 % 유출 저감율이 나타난다. 또한, 지표피복전 평균 유출율은 11.
후속연구
- 그러나 모델에서의 효과는 총 강우량이 50 mm～250 mm 범위에서 효과가 이루어지며 총강우량 300 mm에 평균 강우강도 9 mm/hr 이상일 때 유출저감효과를 나타낼 수 없었다. 추 후 연구로 농촌 소유역의 토지이용별 비점오염원 배출 부하량의 비교 분석에 따른 밭 지역의 하류하천 수질에 미치는 영향을 강우 event별로 분석하여 하류하천 및 전체 유역에 미치는 영향을 파악하고 이를 농촌유역의 BMPs 시나리오로 활용 될 수 있는 기초자료로 활용될 것이다. 또한 유역차원에서 밭이 차지하는 면적비율이 낮게 나타날 때 그 효과는 미비할 것으로 판단되지만 호우 시 발생되는 대부분의 농업 비점오염원 중에서 높은 비중을 차지하는 밭에서의 비점오염원물질을 줄일수 있으며 농민들에 실제로 적용하는 과정에서 간편하며 어려움이 없다는 점에서 밭에서의 최적관리기법으로 오염총량제에 적용할 수 있는 정책 자료로 활용이 기대된다.
- 추 후 연구로 농촌 소유역의 토지이용별 비점오염원 배출 부하량의 비교 분석에 따른 밭 지역의 하류하천 수질에 미치는 영향을 강우 event별로 분석하여 하류하천 및 전체 유역에 미치는 영향을 파악하고 이를 농촌유역의 BMPs 시나리오로 활용 될 수 있는 기초자료로 활용될 것이다. 또한 유역차원에서 밭이 차지하는 면적비율이 낮게 나타날 때 그 효과는 미비할 것으로 판단되지만 호우 시 발생되는 대부분의 농업 비점오염원 중에서 높은 비중을 차지하는 밭에서의 비점오염원물질을 줄일수 있으며 농민들에 실제로 적용하는 과정에서 간편하며 어려움이 없다는 점에서 밭에서의 최적관리기법으로 오염총량제에 적용할 수 있는 정책 자료로 활용이 기대된다.
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