차집관로와 하수처리시설의 설치에 따른 도시하천의 수질변화 특성 Characteristics of Water Quality Change of Urban River according to Installation of Interceptors and Wastewater Treatment Plant원문보기
대전 3대하천을 대상으로 차집관로와 하수처리시설 증설로 인한 도시하천의 수질변화의 특성을 분석하였다. 지난 10년 동안 최고 수질에서 최저 수질의 차이가 가장 큰 하천지점은 하수처리시설 하류부인 갑천5(신구교) 지점이다. 반면에 최근 수질은 이 지점이 다른 지점보다 수질이 불량한 것은 하수처리시설의 방류수 영향이다. 하수처리시설 상류부에서는 대전천이 유기물질의 오염감소에서 다른 지점보다 비교적 양호한 지점인데 이는 차집관로의 유지관리 투자에 기인한 것으로 보인다. 최근 3대하천 수질은 하천수질기준치와 비교하였을 때 대부분 수질항목은 기준치 이내로 적합하였으나 상류지점인 대전천, 유등천, 갑천3 지점의 총인은 기준치에 못 미치므로 하수처리시설 상류부가 하류부보다 차집관로의 유지관리가 더 필요하다. 하수처리시설의 방류수 수질이 하천 수질오염총량관리 지점의 목표수질에 악영향을 주기 쉬우므로 하수처리시설 유지관리의 효율성이 적극 요구된다.
대전 3대하천을 대상으로 차집관로와 하수처리시설 증설로 인한 도시하천의 수질변화의 특성을 분석하였다. 지난 10년 동안 최고 수질에서 최저 수질의 차이가 가장 큰 하천지점은 하수처리시설 하류부인 갑천5(신구교) 지점이다. 반면에 최근 수질은 이 지점이 다른 지점보다 수질이 불량한 것은 하수처리시설의 방류수 영향이다. 하수처리시설 상류부에서는 대전천이 유기물질의 오염감소에서 다른 지점보다 비교적 양호한 지점인데 이는 차집관로의 유지관리 투자에 기인한 것으로 보인다. 최근 3대하천 수질은 하천수질기준치와 비교하였을 때 대부분 수질항목은 기준치 이내로 적합하였으나 상류지점인 대전천, 유등천, 갑천3 지점의 총인은 기준치에 못 미치므로 하수처리시설 상류부가 하류부보다 차집관로의 유지관리가 더 필요하다. 하수처리시설의 방류수 수질이 하천 수질오염총량관리 지점의 목표수질에 악영향을 주기 쉬우므로 하수처리시설 유지관리의 효율성이 적극 요구된다.
In this study, the characteristics of water quality change of the three streams in Daejeon were analyzed according to the expanded installation of interceptors and wastewater treatment plant (WTP). Gabcheon 5 (Singu Bridge) location showed the maximum difference of the highest and lowest concentrati...
In this study, the characteristics of water quality change of the three streams in Daejeon were analyzed according to the expanded installation of interceptors and wastewater treatment plant (WTP). Gabcheon 5 (Singu Bridge) location showed the maximum difference of the highest and lowest concentrations in the last decade. However, the recent water quality of this location was worse than other locations, because of the impact of the effluent from the WTP. In the upstream of the WTP, the Daejeon stream was relatively better than the other locations in organic pollution reduction, and this was caused by the investment for the management of the interceptors in three streams of Daejeon. According to the water quality standard of the stream water quality, the recent water quality of the three streams in Daejeon was acceptable within them in the most of the water quality items, but because the total phosphorus concentration of the upstream such as Daejeon stream, Yudeng stream, Gabchen 3 location did not reach the standard values, a better management of the interceptor was required in the upstream of WTP than its downstream. The upstream of WTP also required a better management of the interceptor than the downstream. The operation and management of WTP was required a high efficiency because the water quality of the effluent from the WTP incurred an adverse effect to the target water quality in the location of the total water pollution load management system.
In this study, the characteristics of water quality change of the three streams in Daejeon were analyzed according to the expanded installation of interceptors and wastewater treatment plant (WTP). Gabcheon 5 (Singu Bridge) location showed the maximum difference of the highest and lowest concentrations in the last decade. However, the recent water quality of this location was worse than other locations, because of the impact of the effluent from the WTP. In the upstream of the WTP, the Daejeon stream was relatively better than the other locations in organic pollution reduction, and this was caused by the investment for the management of the interceptors in three streams of Daejeon. According to the water quality standard of the stream water quality, the recent water quality of the three streams in Daejeon was acceptable within them in the most of the water quality items, but because the total phosphorus concentration of the upstream such as Daejeon stream, Yudeng stream, Gabchen 3 location did not reach the standard values, a better management of the interceptor was required in the upstream of WTP than its downstream. The upstream of WTP also required a better management of the interceptor than the downstream. The operation and management of WTP was required a high efficiency because the water quality of the effluent from the WTP incurred an adverse effect to the target water quality in the location of the total water pollution load management system.
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문제 정의
대전 3대하천의 경우 하천양단에 차집관로가 설치되어 오수의 하천유입을 방지할 수 있어 하천의 수질이 매년 개선되어 지고 있으나, 이에 대한 수질변화의 특성에 대한 평가는 부족했다. 따라서, 본 연구는 대전광역시 도시하천의 수질변화 특성을 제시하여 향후 차집관로의 설치와 유지관리, 도시하천 수질관리 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
3대하천 4개 지점 중 갑천5는 차집관로 설치에 따른 수질 차이가 뚜렷하게 크게 나타났지만, 상류지역인 갑천3, 대전천, 유등천에 비해 수질이 양호하지 못하므로 상류지역인 3지점에 대해 차집관로 증설과 수질변화의 상관성을 분석하였다.
갑천5 지점에서 10년 동안 수질항목별 수질변화가 가장 큰 것을 알아보기 위해서 현재의 지역환경기준을 기준으로 농도차이와 변화정도를 분석하였다. 갑천5의 지역환경기준은 총인 0.
하천 수질항목은 9개 항목으로 pH, BOD, COD, TOC, SS, DO, TP, 총대장균군, 분원성 대장균군이지만, 본 연구에서는 5대 항목인 BOD, COD, SS, TN, TP을 분석하였다. 그리고 3대하천의 차집관로 년도별 증설 현황10)을 통하여 차집관로의 설치에 따른 하천의 수질 오염 저감에 대한 상관성을 알아보았다. 참고로 Table 1에 나타난 수계명 대전천3, 유등천, 갑천1의 수질기준은 Ib등급(좋음)으로 동일하고 갑천3은 하수처리장 하류부로 IV등급(약간 나쁨)으로 본 연구의 갑천3와 다른 지점 하류부이다.
에 의한 하천수질기준이 Table 1이다. 하천 수질항목은 9개 항목으로 pH, BOD, COD, TOC, SS, DO, TP, 총대장균군, 분원성 대장균군이지만, 본 연구에서는 5대 항목인 BOD, COD, SS, TN, TP을 분석하였다. 그리고 3대하천의 차집관로 년도별 증설 현황10)을 통하여 차집관로의 설치에 따른 하천의 수질 오염 저감에 대한 상관성을 알아보았다.
대상 데이터
Table 10은 대전천 지점의 2004년부터 2013년까지 10년 동안 수질자료이다. Fig.
본 연구는 대전광역시 3대하천의 하류인 대전천3(현암교), 유등천5(대화교), 갑천3(대덕대교)과 하수처리시설의 방류수가 유입된 이후의 갑천하류부인 갑천5(신구교) 총 4개 지점을 대상지역으로 선정하였으며 수질측정자료는 물환경시스템의 수질측정망7)을 활용하여 2004년부터 2013년 동안의 10년간의 자료를 분석하였다. Fig.
3 mg/L로 질소 이외의 대부분의 수질항목이 매우 강화되었다. 본 하수처리시설은 4단계처리시설로 구성되어 있으며, 시설용량은 1, 2, 3, 4단계 시설이 각각 15, 15, 30, 30만톤/일이다. 방류수의 수질특성을 보면, 2008년 5월부터 제1, 2, 3처리시설은 고도처리시설이 완공되어 질소, 인 제거가 급격히 감소되는 경향을 띠고 있으며, 2012년 12월부터 제4처리시설의 고도처리시설과 전체 총인제거시설이 완공되어 2013년의 경우 TP 농도가 년평균 0.
성능/효과
1) 차집관로의 증설로 인하여 도시하천의 수질변화를 검토해 보면 지난 10년 동안 최고 수질에서 최저 수질의 차이가 가장 큰 하천지점은 하수처리시설 하류부인 갑천5(신구교)지점이다. 반면에 최근 수질은 갑천5 지점이 다른 지점보다 수질이 불량한 것은 하수처리시설의 방류수 영향이며, 하수처리시설 상류부에서는 대전천이 유기물질의 오염측면에서는 비교적 양호한 지점이다.
2) 차집관로 증설에 의한 수질 개선의 변화가 가장 큰 갑천5 지점에서 수질항목별 변화가 큰 순서는 TP > TN > BOD > COD순으로 영양염류 감소가 유기물질 감소보다 효과가 큰 것으로 나타났다.
3) 최근 3대하천 수질은 하천수질기준치와 비교하였을 때 대부분 수질항목은 기준치 이내로 적합하였으나 상류지점인 대전천, 유등천, 갑천3 지점의 총인은 기준치에 못 미치므로 하수처리시설 상류부가 하류부보다 차집관로시설의 유지관리가 더 필요하다.
Table 4는 대전 3대하천의 지점별 10년 동안 년평균 COD농도이다. 3대하천중 하수처리시설 하류부인 갑천5 지점에서 COD농도 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. Fig.
4) 도시하천의 최종 하류부에 설치된 하수처리시설의 방류수 수질이 하천의 수질오염총량관리 지점의 목표수질에 악영향을 주기 쉬우므로 하수처리시설 유지관리의 효율성이 적극 요구된다.
6은 10년 동안 년도별 평균 수질의 변화를 그림으로 나타낸 것이다. SS 이외에 대부분 수질항목은 다소변화가 있지만 대체로 COD, BOD는 감소하는 경향을 띠고 있었으며 최고 수질에서 최저 수질의 차이로 보면 COD는 62%, BOD는 66%로 감소되었고, 영양소중 TN은 55%, TP는 35%로 감소되었다.
1배 높게 나타났다. 방류수의 BOD와 SS가 갑천5보다 낮은 이유는 처리시설내의 총인제거시설과 여과시설에 의해 충분히 제거되나, COD는 NBD COD 물질이 어느 정도 포함되어 있는 것으로 측정되며, TN은 처리시설에서 충분히 제거시키지 못한 것으로 판단된다. 2012년 말부터 공공하수처리시설에서 총인제거시설에 의해 충분히 인이 제거되므로 다른 수질항목(TN, COD)과는 다르게 갑천5의 최근 인농도는 방류수와 유사한 수질은 유지하고 있다.
본 지점은 대전천이 합류한 이후 지점으로 대전천의 수질 개선의 영향으로 다소 수질이 나아진 것으로 보여진다. 최고 수질에서 최저 수질의 차이로 하락한 것을 기준으로 보면 COD는 63%, BOD는 47%, TN은 63%, TP는 37%로 감소되는 것으로 나타났다.
후속연구
7에서도 2009년 이후의 수질을 보면 안정적이기 보다는 다시 악화하며 변동이 있음은 이를 뒷받침해 주고 있다. 역펌핑을 지속적으로 유지하되 유등천의 수질이 대전천에 영향을 주는 것을 고려한다면 대전천보다 양호한 수질이 제공되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
하천의 기능에는 무엇이 있는가?
하천의 기능은 치수와 이수에 의한 유수기능 외에 환경기능, 경관기능 그리고 공간기능 등의 친수기능을 갖으며, 시민들을 의한 안전하고 쾌락한 문화의 한 공간으로서 관리·보전이 필요하다. 자연하천과 도시하천의 구분은 편의상 하천 구간별로 도시를 관류하는 도시하천과 생태계와 직접적인 영향권을 갖고 연속성이 양호한 자연생태하천으로 나눌 수 있다.
대전의 주하천은 무엇인가?
대전의 3대하천은 대부분 시가지를 관류하는 구간의 많은 도시하천으로 갑천이 주하천이며, 대전시가지를 가로지르는 대전천과 유등천이 갑천에서 합류되어 북쪽으로 흐르다가 대청댐에서 방류되는 물과 합류되어 금강에 유입되고 있다.1) 대전광역시는 시민들에게 환경 친화적인 도시하천으로 조성하는 노력을 해왔으며,2) 대전 3대하천의 수질을 보호하기 위해 여러 가지 사업을 추진하였다.
갑천호소공원의 여름철 강우시 나타날 수 있는 문제점은 무엇인가?
또한 2009년 8월에는 유등천 합류지점인 갑천의 둔산대교 하류부에 가동보를 설치하여 갑천호소공원을 준공하여 용수 취수 및 시민들의 레크레이션 수변공간을 확보하였다. 이 경우 여름철 강우시 유등천의 비점원오염물질의 농도가 높으면 호소공원내에 저니토가 쌓일 우려가 있어 가동보의 배사문 운영관리가 중요하게 수질의 영향을 끼칠 수 있다. 수변공간은 수자원의 보존, 생태계의 보전 및 친수공간의 활용이 균형적으로 이루어져야 한다.
참고문헌 (13)
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