호소형 하천으로 정체수역 특성을 갖는 서낙동강에서의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량은 오염총량관리 시행계획 대상유역인 낙본N 단위유역의 수질관리에 있어서 매우 중요한 영향을 미친다. 하지만 기준유량을 산정하기 위한 실측자료는 매우 부족하고, 대저수문과 녹산수문의 운영자료는 수문개도시 최대가능방류량만을 사용하고 있으므로 실측 방류량과는 많은 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 대저수문과 녹산수문의 운영자료를 수집하고, 이를 환경부 수질측정망 월별 수질변화와의 비교를 통해 분석하였다. 또한 대저수문과 녹산수문의 운영에 따른 서낙동강 본류의 비정상상태의 유량변화와 이에 따른 수질변화를 실측하였다. 낙동강 본류 수위, 서낙동강 수위, 조위 등의 영향을 받는 대저수문 유입과 녹산수문 방류에 의한 서낙동강 유량변화를 실측하였으며, 이는 대저수문과 녹산수문의 최적 운영을 통한 서낙동강의 수질 개선 대책 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
호소형 하천으로 정체수역 특성을 갖는 서낙동강에서의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량은 오염총량관리 시행계획 대상유역인 낙본N 단위유역의 수질관리에 있어서 매우 중요한 영향을 미친다. 하지만 기준유량을 산정하기 위한 실측자료는 매우 부족하고, 대저수문과 녹산수문의 운영자료는 수문개도시 최대가능방류량만을 사용하고 있으므로 실측 방류량과는 많은 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 대저수문과 녹산수문의 운영자료를 수집하고, 이를 환경부 수질측정망 월별 수질변화와의 비교를 통해 분석하였다. 또한 대저수문과 녹산수문의 운영에 따른 서낙동강 본류의 비정상상태의 유량변화와 이에 따른 수질변화를 실측하였다. 낙동강 본류 수위, 서낙동강 수위, 조위 등의 영향을 받는 대저수문 유입과 녹산수문 방류에 의한 서낙동강 유량변화를 실측하였으며, 이는 대저수문과 녹산수문의 최적 운영을 통한 서낙동강의 수질 개선 대책 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
The inflow from Daejeo gate and the outflow from Noksan gate in Seonakdong river, which is a reservoir-like river with the characteristics of stagnant water, is very important for TMDLs (Total Maximum Daily Load) of Nakbon N unit watershed. However, there are very few measured data for calculating b...
The inflow from Daejeo gate and the outflow from Noksan gate in Seonakdong river, which is a reservoir-like river with the characteristics of stagnant water, is very important for TMDLs (Total Maximum Daily Load) of Nakbon N unit watershed. However, there are very few measured data for calculating base flow. The operating data is much different from the actual measured data because the probable maximum flowrate is used for gate operation. In this study, the operating flowrate data of Daejeo and Noksan gates are compared with the monthly water quality data from Ministry of Environment monitoring station. The dynamic change of the flowrate and the water quality is also measured for the operation of Daejeo and Noksan gates. The flowrate of Seonakdong river is measured, which is affected by the gate operation, the water elevation difference of Nakdong river and Seonakdong river, and the tidal elevation. The results of this study can be used for establishing the water quality improvement measures by the optimal gate operation.
The inflow from Daejeo gate and the outflow from Noksan gate in Seonakdong river, which is a reservoir-like river with the characteristics of stagnant water, is very important for TMDLs (Total Maximum Daily Load) of Nakbon N unit watershed. However, there are very few measured data for calculating base flow. The operating data is much different from the actual measured data because the probable maximum flowrate is used for gate operation. In this study, the operating flowrate data of Daejeo and Noksan gates are compared with the monthly water quality data from Ministry of Environment monitoring station. The dynamic change of the flowrate and the water quality is also measured for the operation of Daejeo and Noksan gates. The flowrate of Seonakdong river is measured, which is affected by the gate operation, the water elevation difference of Nakdong river and Seonakdong river, and the tidal elevation. The results of this study can be used for establishing the water quality improvement measures by the optimal gate operation.
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문제 정의
본 연구에서는 서낙동강의 하천유량 측정을 통하여 본류 흐름을 조절하는 대저수문과 녹산수문의 유수소통능력을 수리학적으로 평가하고자 하였다. 대저수문과 녹산수문을 운영하는 부산시 강서구에서의 유입량 및 방류량 자료를 분석하여 장기적인 유량변화와 이로 인한 수질영향을 분석하고자 하였다.
본 연구에서는 서낙동강의 하천유량 측정을 통하여 본류 흐름을 조절하는 대저수문과 녹산수문의 유수소통능력을 수리학적으로 평가하고자 하였다. 대저수문과 녹산수문을 운영하는 부산시 강서구에서의 유입량 및 방류량 자료를 분석하여 장기적인 유량변화와 이로 인한 수질영향을 분석하고자 하였다. 또한 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량 변화에 따른 비정상 하천유량 변화와 동적 수질 변화를 실측하고, 수문운영에 의한 수질개선 효과를 정량적으로 평가하고자 하였다.
대저수문과 녹산수문을 운영하는 부산시 강서구에서의 유입량 및 방류량 자료를 분석하여 장기적인 유량변화와 이로 인한 수질영향을 분석하고자 하였다. 또한 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량 변화에 따른 비정상 하천유량 변화와 동적 수질 변화를 실측하고, 수문운영에 의한 수질개선 효과를 정량적으로 평가하고자 하였다. 또한 장기 수문운영 조건에 따른 서낙동강본류의 수질 변화를 분석하여, 수질이 좋은 낙동강 본류 원수의 유입에 따른 수질개선 효과와 녹산수문 방류에 의한 플러싱 효과를 정량적으로 평가하고자 하였다.
또한 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량 변화에 따른 비정상 하천유량 변화와 동적 수질 변화를 실측하고, 수문운영에 의한 수질개선 효과를 정량적으로 평가하고자 하였다. 또한 장기 수문운영 조건에 따른 서낙동강본류의 수질 변화를 분석하여, 수질이 좋은 낙동강 본류 원수의 유입에 따른 수질개선 효과와 녹산수문 방류에 의한 플러싱 효과를 정량적으로 평가하고자 하였다.
본 연구에서는 부산광역시 강서구청의 협조를 받아 최근 5년간의 수문을 조작한 시기와 개폐현황을 조사하였다. 대저수문과 녹산 수문의 월별 개문시간과 취수량을 분석하고, 취수량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다.
본 연구에서는 호소성 정체수역인 서낙동강의 대저수문과 녹산 수문의 운영시기와 개폐현황을 조사하였다. 월별 개문시간과 유입량을 분석하고, 유입량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다.
또한, 지류로부터의 오염부하량의 본류 수질 영향을 평가하기 위해 지류에 수위모니터링시스템을 설치하고 하천수질 및 유량조사를 실시하였다. 대저수문의 유입 초기에 하상 저니층의 재부상에 따른 BOD의 급격한 증가가 일어날수 있는데, 본 연구에서는 이러한 현상도 분석하였다. 또한 BOD, SS, TN, TP 등의 수질항목을 수문 조작 여부에 따라 분석하여 특정 수질항목이 유입 및 방류 효과에 영향을 받는 지 여부를 조사하였다.
본 연구에서는 수문운영에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 분석하기 위하여 낙동강 본류와 서낙동강의 수질을 비교분석하고, 대저수문 유입량 증가시 동적 수질 변화를 측정하였다. 또한 최근 5년간의 대저수문과 녹산수문의 수문 운영일지를 수집하고, 환경부 수질측정망의 월별 수질변화와의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
본 연구에서는 부산광역시 강서구청의 협조를 받아 최근 5년간의 수문을 조작한 시기와 개폐현황을 조사하였다. 대저수문과 녹산 수문의 월별 개문시간과 취수량을 분석하고, 취수량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다. 대저수문 인근의 경우, 하천유량을 측정할 만한 교량이 없는 관계로 대저수문 유입량 변화에 따른 수질변화를 분석하였다.
대저수문과 녹산 수문의 월별 개문시간과 취수량을 분석하고, 취수량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다. 대저수문 인근의 경우, 하천유량을 측정할 만한 교량이 없는 관계로 대저수문 유입량 변화에 따른 수질변화를 분석하였다. 수문 개도시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교, 녹산수문 등의 지점에서 수위, 유량, 수질 등을 측정하여 유입수에 의한 영향을 조사하였다.
대저수문 인근의 경우, 하천유량을 측정할 만한 교량이 없는 관계로 대저수문 유입량 변화에 따른 수질변화를 분석하였다. 수문 개도시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교, 녹산수문 등의 지점에서 수위, 유량, 수질 등을 측정하여 유입수에 의한 영향을 조사하였다. 실제 수문이 운영되고 있는 시점을 전후해서 해당지점에서 일정시간 동안에 유량 및 수질에 대하여 시간에 따른 변화를 측정하였다.
수문 개도시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교, 녹산수문 등의 지점에서 수위, 유량, 수질 등을 측정하여 유입수에 의한 영향을 조사하였다. 실제 수문이 운영되고 있는 시점을 전후해서 해당지점에서 일정시간 동안에 유량 및 수질에 대하여 시간에 따른 변화를 측정하였다. 서낙동강 본류에서 2006년 8월에서 12월까지 총 5회에 걸쳐 4개 지점에서 30분 단위로 유량및 수질변화를 조사하였다.
실제 수문이 운영되고 있는 시점을 전후해서 해당지점에서 일정시간 동안에 유량 및 수질에 대하여 시간에 따른 변화를 측정하였다. 서낙동강 본류에서 2006년 8월에서 12월까지 총 5회에 걸쳐 4개 지점에서 30분 단위로 유량및 수질변화를 조사하였다. 서낙동강의 유량측정은 프로펠러 유속 계는 Valport사의 BFM002 유속계를 사용하여 유속단면적법으로 측정하였다(Fig.
수문이 개방되지 않을 때의 본류내 낮은 유속은 서낙동강의 수질을 악화시키는 중요한 원인으로 지류에서의 유입부하량이 녹산수문을 통해 바다로 빠져나가지 못하고 서낙동강에 퇴적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 주요 지류에 수위모니터링시스템을 설치하여 장기간 수위자료를 수집하고, 강우시 유량측정을 실시하여 수위-유량관계곡선을 작성하였다. 서낙동강의 제 1지류인 조만 강의 경우 녹산수문의 영향으로 말단부 지점에 유속이 거의 없으므로 상류 2개의 지류(죽동교, 마찰교)에서 수위를 측정하여 수위-유량관계곡선식을 작성하였다.
따라서 본 연구에서는 주요 지류에 수위모니터링시스템을 설치하여 장기간 수위자료를 수집하고, 강우시 유량측정을 실시하여 수위-유량관계곡선을 작성하였다. 서낙동강의 제 1지류인 조만 강의 경우 녹산수문의 영향으로 말단부 지점에 유속이 거의 없으므로 상류 2개의 지류(죽동교, 마찰교)에서 수위를 측정하여 수위-유량관계곡선식을 작성하였다. Fig.
서낙동강 제 1, 2지류에 해당하는 조만강과 신어천에 설치한 수위모니터링 시스템을 이용하여 작성한 수위-유량관계곡선을 산정한 지류의 유량과 낙동강수계 낙본N 단위유역 하천수질 및 유량 조사(Giahae City, 2006b: 2008)의 수질자료를 이용하여 Fig. 8에 유량과 수질 현황을 나타내었다.
본 연구에서는 수문운영에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 분석하기 위하여 낙동강 본류와 서낙동강의 수질을 비교분석하고, 대저수문 유입량 증가시 동적 수질 변화를 측정하였다. 또한 최근 5년간의 대저수문과 녹산수문의 수문 운영일지를 수집하고, 환경부 수질측정망의 월별 수질변화와의 상관관계를 분석하였다. 서낙동강 대저수문의 유입량에 따른 수질개선 가능성을 검토하기 위하여 Fig.
또한 최근 5년간의 대저수문과 녹산수문의 수문 운영일지를 수집하고, 환경부 수질측정망의 월별 수질변화와의 상관관계를 분석하였다. 서낙동강 대저수문의 유입량에 따른 수질개선 가능성을 검토하기 위하여 Fig. 9에 나타낸 바와 같이 낙동강 본류인 구포지점과 서낙동강 1, 2, 3 지점의 최근 5년간 수질모니터링 결과를 비교․ 분석하였다. 서낙동강에 위치한 대저수문과 녹산수문은 염수침입을 막고 담수 조절 통한 농업용수 확보에는 크게 기여하였으나, 수문에 의해 수체가 정체됨에 따라 호소형 하천의 문제점이 심각하게 나타나고 있다.
본 연구에서는 호소성 정체수역인 서낙동강의 대저수문과 녹산 수문의 운영시기와 개폐현황을 조사하였다. 월별 개문시간과 유입량을 분석하고, 유입량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다. 대전수문과 녹산수문의 개방시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교 지점에서 유량 및 수질을 측정하여 낙동강 본류 유입수에 의한 수질영향을 조사하였다.
월별 개문시간과 유입량을 분석하고, 유입량 변화에 따른 서낙동강 수질변화를 분석하였다. 대전수문과 녹산수문의 개방시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교 지점에서 유량 및 수질을 측정하여 낙동강 본류 유입수에 의한 수질영향을 조사하였다. 또한, 지류로부터의 오염부하량의 본류 수질 영향을 평가하기 위해 지류에 수위모니터링시스템을 설치하고 하천수질 및 유량조사를 실시하였다.
대전수문과 녹산수문의 개방시에 서낙동강 본류의 김해교와강동교 지점에서 유량 및 수질을 측정하여 낙동강 본류 유입수에 의한 수질영향을 조사하였다. 또한, 지류로부터의 오염부하량의 본류 수질 영향을 평가하기 위해 지류에 수위모니터링시스템을 설치하고 하천수질 및 유량조사를 실시하였다. 대저수문의 유입 초기에 하상 저니층의 재부상에 따른 BOD의 급격한 증가가 일어날수 있는데, 본 연구에서는 이러한 현상도 분석하였다.
대저수문의 유입 초기에 하상 저니층의 재부상에 따른 BOD의 급격한 증가가 일어날수 있는데, 본 연구에서는 이러한 현상도 분석하였다. 또한 BOD, SS, TN, TP 등의 수질항목을 수문 조작 여부에 따라 분석하여 특정 수질항목이 유입 및 방류 효과에 영향을 받는 지 여부를 조사하였다.
이론/모형
서낙동강 본류에서 2006년 8월에서 12월까지 총 5회에 걸쳐 4개 지점에서 30분 단위로 유량및 수질변화를 조사하였다. 서낙동강의 유량측정은 프로펠러 유속 계는 Valport사의 BFM002 유속계를 사용하여 유속단면적법으로 측정하였다(Fig. 5 참조).
성능/효과
9 이상의 높은 상관관계를 나타내고 있으나, 녹산수문의 상관관계가 낮은 이유는 2003~2009년까지는 최대가능방류량을 계산해서 고시하였으며, 2010년부터 유량계를 설치하여 실제 배수량을 나타내고 있어서 이차이에서 오는 배수량의 차이 때문이라 판단된다. 최대가능방류량으로 고시된 2003~2009년 자료만을 이용하였을 경우, 상관관계가 0.91이상의 좋은 관계를 나타내나, 2010~2011년 자료를 이용하였을 경우는 상관관계가 0.33으로 개문시간에 비해 방류량이 작았다. 이는 개문시 낮은 지대로 인한 낮은 유속과 조위의 영향으로 판단된다.
서낙동강 지류의 수질 평균 농도가 2006년에는 약 BOD 4.41mg/L, T-N 3.78mg/L, T-P 0.236mg/L, SS 14.11mg/L이고, 2007년에는 BOD 4.11mg/L, T-N 3.79mg/L, T-P 0.414mg/L, SS 14.44mg/L 로서 낙동강 본류의 수질보다 좋지 않은 것을 알 수 있었다. 따라서 대저수문의 유입량을 증가시키는 것은 서낙동강 지류에서 유입되는 오염부하량을 일정정도 희석시킴으로써 서낙동강 본류의 수질개선에 도움이 된다는 것을 확인할 수 있다.
44mg/L 로서 낙동강 본류의 수질보다 좋지 않은 것을 알 수 있었다. 따라서 대저수문의 유입량을 증가시키는 것은 서낙동강 지류에서 유입되는 오염부하량을 일정정도 희석시킴으로써 서낙동강 본류의 수질개선에 도움이 된다는 것을 확인할 수 있다.
대저수문, 김해교, 강동교, 녹산수문 등의 서낙동강 본류의 주요 지점에서의 수질변화를 분석한 결과, 하류에 위치한 강동교와 녹산 수문 지점의 수질이 전반적으로 악화되고 있다. 대저수문 개방 초기에 일시적으로 오염물질의 농도가 상승하는 경우가 있었으며, 충분한 시간 수문을 개방하지 않을 경우에는 퇴적물 부상으로 인해 오히려 하류 지역의 오염도가 일시적으로 증가할 가능성이 있다는 것을 확인하였다. 수문개방으로 인한 수질개선의 효과를 얻기 위해서는 상류의 수문개방 시 충분한 유량과 지속적인 공급이 이루어져야 하며, 유하거리 및 도달시간을 산정한 수문개방 관리가 필요할 것으로 판단된다.
10은 김해교에서 측정한 하천유량과 수질인자의 상관성을 나타낸 것이다. 김해교는 대저수문에서 약 7km 떨어진 가장 인접한 교량으로서, BOD의 경우 유량이 평균 108m3/s 늘어나면 농도가약 13% 낮아지는 것을 확인할 수 있으며, 대저수문의 개방에 의한 낙동강 본류 원수 유입의 영향을 가장 많이 받는 것으로 나타났다. T-N과 T-P도 수문개방 전후의 농도를 비교해 보면 일정정도 농도가 낮아진 것을 확인할 수 있다.
강동교는 대저수문에서 약 10km 하류에 위치하고 있으며, 녹산수문에서는 약 9km 상류에 위치하고 있다. 수문 개방 시간은약 6시간 정도이며 강동교의 경우, 김해교와는 달리 대저수문을 개방한 이후 유량이 증가해서 최대값에 도달한 이후에 녹산수문과대저수문이 차례로 폐쇄됨에 따라 서서히 유량이 감소하는 형태를 보였다. BOD의 경우에는 김해교와 마찬가지로 대저수문의 유입유량이 110m3/s 증가함에 따라 BOD 농도가 약 10% 낮아지는 것을 확인할 수 있고, 이후 서서히 증가하는 것으로 나타났다.
수문 개방 시간은약 6시간 정도이며 강동교의 경우, 김해교와는 달리 대저수문을 개방한 이후 유량이 증가해서 최대값에 도달한 이후에 녹산수문과대저수문이 차례로 폐쇄됨에 따라 서서히 유량이 감소하는 형태를 보였다. BOD의 경우에는 김해교와 마찬가지로 대저수문의 유입유량이 110m3/s 증가함에 따라 BOD 농도가 약 10% 낮아지는 것을 확인할 수 있고, 이후 서서히 증가하는 것으로 나타났다. T-N과 T-P는 유량변화에 따라 일정정도 감소추세에 있는 것을 확인할수 있다.
후속연구
일반적으로 낙동강 본류의 수질이 서낙동강 본류의 수질보다 좋기 때문에 대저수문을 통한 낙동강 본류수를 유입으로 서낙동강 상류의 수질개선의 효과를볼 수 있으며, 녹산수문의 방류를 통해 정체수역인 서낙동강의 물순환을 통해 하류 하천의 수질 농도를 감소시킬 수 있다. 따라서 기후변화에 따라 발생되는 비점부하가 높아지는 시기에 대저수문과 녹산수문의 개문시간과 횟수의 증가 등의 운영방안 수립을 통해 하천의 유량을 증가시키고 더불어 수질개선의 효과를 볼수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
서낙동강에서의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량은 어떤 영향을 미치는가?
호소형 하천으로 정체수역 특성을 갖는 서낙동강에서의 대저수문 유입량과 녹산수문 방류량은 오염총량관리 시행계획 대상유역인 낙본N 단위유역의 수질관리에 있어서 매우 중요한 영향을 미친다. 하지만 기준유량을 산정하기 위한 실측자료는 매우 부족하고, 대저수문과 녹산수문의 운영자료는 수문개도시 최대가능방류량만을 사용하고 있으므로 실측 방류량과는 많은 차이를 보이고 있다.
서낙동강이란 무엇인가?
서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형하천이다. 서낙동강은 평상시에는 김해평야의 주요 농업용수 공급원으로 사용되고, 홍수시에는 거대한 유수지의 역할을 하고 있다.
서낙동강의 대저수문의 수위변화가 심한 이유는 무엇인가?
8㎢이며, 저수량은 1,840만㎥로서 농업용수를 확보하기 위해 설치한 수문들에 의해 1년 중 대부분의 기간 동안 수체가 정체되어 있다. 대저수문의 유입량 변화와 농업용수의 사용량에 따라 수위의 변화가 매우 심하며, 녹산수문의 운영에 따른 일시적인 방류에 의하여 수층의 교환이 한시적으로 일어나는 독특한 수리수문학적 특성을 가진다(SRRIC, 2005).
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