본 연구의 목적은 삽교호 지역을 대상으로 오염물질에 따른 구역별 유달률을 산정하고 오염물질 부하량에 따른 유달특성을 조사하고자 한다. 삽교호 주변의 주요하천은 남원천, 도고천, 삽교천, 무한천, 곡교천이고 5개 주요하천의 강우 시 유달률과 그 특성을 조사되었다. 그 결과 삽교호 조사 유역 전체의 유달률 BOD는 0.40, 총질소(T-N)는 0.34, 총인(T-P)은 0.08이었고 T-P의 유달률은 다른 수질항목에 비교해서 상대적으로 낮게 조사되었다. 또한 유역 전반의 특성을 살펴보면 T-N과 T-P의 유달률은 연중 변화가 거의 없었다. T-N의 유달률은 갈수기 때에 0.2~0.3이었고 홍수기 때에는 0.31~0.39였다. T-P의 유달률은 갈수기에 0.3 이상, 홍수기 때에 0.11의 값을 나타내는데 이는 연평균 유달률인 0.08과 비슷한 값이다. 본 조사에서 계측한 각각의 유달률은 토지이용과 지형 특성이 유사한 지역의 유달률처럼 적용이 가능할 것이다.
본 연구의 목적은 삽교호 지역을 대상으로 오염물질에 따른 구역별 유달률을 산정하고 오염물질 부하량에 따른 유달특성을 조사하고자 한다. 삽교호 주변의 주요하천은 남원천, 도고천, 삽교천, 무한천, 곡교천이고 5개 주요하천의 강우 시 유달률과 그 특성을 조사되었다. 그 결과 삽교호 조사 유역 전체의 유달률 BOD는 0.40, 총질소(T-N)는 0.34, 총인(T-P)은 0.08이었고 T-P의 유달률은 다른 수질항목에 비교해서 상대적으로 낮게 조사되었다. 또한 유역 전반의 특성을 살펴보면 T-N과 T-P의 유달률은 연중 변화가 거의 없었다. T-N의 유달률은 갈수기 때에 0.2~0.3이었고 홍수기 때에는 0.31~0.39였다. T-P의 유달률은 갈수기에 0.3 이상, 홍수기 때에 0.11의 값을 나타내는데 이는 연평균 유달률인 0.08과 비슷한 값이다. 본 조사에서 계측한 각각의 유달률은 토지이용과 지형 특성이 유사한 지역의 유달률처럼 적용이 가능할 것이다.
The purpose of this study investigates the delivery characteristics according to the load of pollutants by calculating the delivery rate of targeted areas on pollutants in Sapkyo reservoir. The main rivers of Sapkyo reservoir are Namwoncheon, Dogocheon, Sapkyocheon, Muhancheon and Gokgyocheon. The d...
The purpose of this study investigates the delivery characteristics according to the load of pollutants by calculating the delivery rate of targeted areas on pollutants in Sapkyo reservoir. The main rivers of Sapkyo reservoir are Namwoncheon, Dogocheon, Sapkyocheon, Muhancheon and Gokgyocheon. The delivery rate and their characteristics of five major rivers during rainfall season are investigated. As th result, biochemical oxygen demand (BOD), total nitrogen (T-N) and total phosphorous (T-P) of total delivery rate are calculated by 0.40, 0.34 and 0.08, respectively. The delivery rate of T-P compares to other water quality is investigated relatively low. Looked at the overall characteristics of the watershed, the delivery rate of T-N and T-P is little change in the rate of the year, too. The delivery rate of T-N is calculated from 0.2 to 0.3 in the dry season, and from 0.31 to 0.39 in a flood, respectively. The delivery rate of T-P is calculated to more than 0.3 in the dry season, and 0.11 in a flood. It is similar values which the average annual delivery rate of T-P is 0.08. Therefore, the measured delivery rate of Sapkyo reservoir can be applicable such as a delivery rate of similar features of the terrain and land use.
The purpose of this study investigates the delivery characteristics according to the load of pollutants by calculating the delivery rate of targeted areas on pollutants in Sapkyo reservoir. The main rivers of Sapkyo reservoir are Namwoncheon, Dogocheon, Sapkyocheon, Muhancheon and Gokgyocheon. The delivery rate and their characteristics of five major rivers during rainfall season are investigated. As th result, biochemical oxygen demand (BOD), total nitrogen (T-N) and total phosphorous (T-P) of total delivery rate are calculated by 0.40, 0.34 and 0.08, respectively. The delivery rate of T-P compares to other water quality is investigated relatively low. Looked at the overall characteristics of the watershed, the delivery rate of T-N and T-P is little change in the rate of the year, too. The delivery rate of T-N is calculated from 0.2 to 0.3 in the dry season, and from 0.31 to 0.39 in a flood, respectively. The delivery rate of T-P is calculated to more than 0.3 in the dry season, and 0.11 in a flood. It is similar values which the average annual delivery rate of T-P is 0.08. Therefore, the measured delivery rate of Sapkyo reservoir can be applicable such as a delivery rate of similar features of the terrain and land use.
유효우량비법은 삽교호 유역과 같이 유량측정망이 없는 미계측 유역에서 간편하게 적용할 수 있다는 장점은 있으나, 선행강우와 토양수분상태에 따라 유출율이 달라지는 것을 감안할 수 없어 유출량비법에 비해 정확도가 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 월별 유출율을 유효우량비법에 적용하여 월별 강우 시 비점오염부하량의 유출량을 보정하였다.
오염물질 누출이 있을 때 비점오염원의 평균농도를 잘 나타내는 EMC에 강우 시간의 누적 유량을 곱한 것으로써 총 누가오염부하량(kg)을 산정하였다. EMC는 특정 강우사상 동안 발생한 총 오염물질량(kg)을 총 유출량(m3)으로 나눈 유량가중평균농도값이며, Eq.
유량측정은 강우사상의 변화에 따라 1∼2 시간 간격으로 19～20회에 걸쳐 조사하였다.
조사기간 동안 기상청의 방재 기상정보시스템과 레이더 영상 예보자료를 수시로 점검하며, 삽교호 유역의 강우 시기와 유량측정 여부를 판단하였다. Fig.
대상 데이터
3차 강우 시 조사는 2008년 7월 23일∼7월 24일 이틀 동안 수행되었다.
조사기간 동안 기상청의 방재 기상정보시스템과 레이더 영상 예보자료를 수시로 점검하며, 삽교호 유역의 강우 시기와 유량측정 여부를 판단하였다. Fig. 2에 4차 강우 시의 2008년 8월 18일 레이더 영상을 나타내었다. 18일 오후 4시 경의 레이더 영상을 나타낸 Fig.
이론/모형
본 연구에서는 실측을 통해 산정한 소유역 말단 부의 유달부하량을 해당 유역의 배출부하량으로 나누는 단순부하량비 기법을 사용하여 유달률을 산정하였다(Lee & Shin, 2013).
본 연구에서는 평상 시와 강우 시 유량, 수질 동시 조사가 각각 3～4회 정도이므로 연간 오염물질 유달부하량을 산정하기 위해서는 단위유출부하를 환산하는 방법이 필요하다. 즉 일년 동안 연속해서 비점오염원을 실측 조사할 수 없기 때문에 실측 기간에 대해 계산한 값(kg/hr)을 연간으로 환산(tonf/yr)하여 사용하기 위해 유효우량비법을 적용하여 산정하였으며, 독립변수는 Eq. (5)와 같다.
하천의 수질조사를 위해서는 수질조사 지점의 하천구간을 횡방향으로 3등분하여 각 구간의 중간부 수심 1/3지점에서 시료를 수집한 후 혼합시료를 만들어 냉장 보관하여 분석실로 이동하였다. 하천의 주요 수질분석항목은 BOD, CODMn, SS, N-계열, P-계열이며 분석방법은 수질오염공정시험법을 따랐다(MOE, 2004).
성능/효과
1차 강우사상과 비교하여 2차에는 유량에 의한 농도 변화가 그 추세를 더 잘 반영하는 것으로 나타났다. SS와 T-P뿐만이 아니라 BOD와 같은 용존 물질도 강우량에 따라 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 강우 강도나 선행강우와 관련이 있을 것으로 판단된다.
도고천은 삽교천, 무한천, 곡교천과 유사한 오염도를 보였으나, 유역면적과 유출량이 큰 남원천에서 총 부하량이 많았으며, EMC에서도 도고천에 비해 높게 나타났다. 또한 모든 항목에서 총 부하량이 높게 나타나 강우 시 오염부하량이 심각한 것으로 판단된다.
N계열의 경우 유량에 큰 영향을 받지 않고, 산발적으로 나타나 경향을 파악하기는 어려웠으며, P계열은 유량에 비례하는 경향을 보여주었다. 반면 입자상 물질인 SS는 초기농도에 비해 농도가 떨어진 뒤 유량과 관계없이 일정한 경향을 보여주었으며, 대부분의 항목이 공통적으로 초기 세척 효과의 영향으로 강우초기에 농도가 일시적으로 높게 나타났다. 하지만 1차 강우사상이 약 20 mm/hr 이하로 크지 않고 강우 시간에 따른 농도값의 수치 폭이 크지 않은 것으로 볼 때, 비점오염원으로 인한 오염원 유출이 미미했다는 것을 알 수 있다.
/d), Ci(오염물질농도, mg/L)이다. 삽교호 유역에서 EMC는 강우사상에 따라 다르게 나타 났으며, 강우강도와 총 강우량이 가장 컸던 2차 강우 시 측정 결과에서 EMC가 가장 높게 나타났다. 특히 SS는 그 성향이 가장 컸다.
삽교호로 유입하는 주요 하천 5개 지점에서 유량과 수질의 실측을 통해 산정한 소유역 말단부의 유달부하량을 해당 유역의 배출부하량으로 나누는 부하량비 기법을 사용하여 유달률을 산정한 결과를 요약하면 남원천 유역의 BOD의 월별유달률은 0.10으로 갈수기에는 0.03∼1.09를 유지하며 홍수기에는 0.13까지 유달률이 나타났다.
특히 호수의 부영양화 원인 물질이면서 제한영양염인 총인의 경우 90% 이상이 비점오 염원 형태로 유입한다. 조사기간 동안 BOD의 최대 단위유출부하량은 도고천유역에서 0.304 kg/hr/ha로써 가장 높게 나타났으며, 다음으로 남원천, 곡교천, 삽교천, 무한천 유역 순으로 높았다. COD의 단위유출부하량도 도고천 유역에서 2.
현장 실험기간 동안 삽교호 유역은 유역면적이 넓어 조사지점별로 시공간적인 강우 패턴이 약간씩 상이하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 유량측정 성과분석을 위한 강우 기록은 충남재난안전대책본부와 아산시, 당진군의 각 면사무소에 위치한 AWS 자료를 사용하였기 때문에 유량자료와 강우 시점에 약간의 편차가 발생하였다.
후속연구
본 연구에서는 평상 시와 강우 시 유량, 수질 동시 조사가 각각 3～4회 정도이므로 연간 오염물질 유달부하량을 산정하기 위해서는 단위유출부하를 환산하는 방법이 필요하다. 즉 일년 동안 연속해서 비점오염원을 실측 조사할 수 없기 때문에 실측 기간에 대해 계산한 값(kg/hr)을 연간으로 환산(tonf/yr)하여 사용하기 위해 유효우량비법을 적용하여 산정하였으며, 독립변수는 Eq.
따라서 이러한 초기강우 유출수의 처리 또는 배제를 통한 효율적인 호소 수질관리기법의 도입을 위해서는 오염물질 부하량에 대한 기본조사가 선행될 필요가 있다. 용수 이 용목적에 적합한 삽교호의 수질 보전과 생태계 서식환경 개선을 위해서는 오염물질의 부하특성을 면밀히 조사하여야 하며, 조사결과를 바탕으로 유역과 호소의 종합적인 관리대책이 마련되어야 한다.
08과 비슷한 수치이다. 향후 삽교호의 세부 소유역의 유달률 산정 시 본 조사에서 계측한 소유역의 유달률을 토지 이용과 지형 특성을 고려하여 유사한 소유역 값을 적용하는 데 도움이 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라의 강우특성은 연중 강우량의 어느 정도가 하절기에 집중되는가?
, 2009; Rast & Lee, 1983). 또한 우리나라의 강우특성은 연중 강우량의 약 70 %가 하절기에 집중되기 때문에 농･산간지역의 비점원 오염원으로부터 유입되는 오염물질량 역시 강우기에 대량 유출되고 있다. 따라서 유입수계의 수질악화는 유역에서 호소에 유입되는 오염물질에 의해 발생하며, 그중 에서도 우천 시의 유입이 상당한 영향을 미치는 것으로 지적되고 이에 대한 대책이 요구되고 있다(NIER, 2012; Lee & Shin, 2013).
삽교호의 담수 이후 생겨난 문제점은 무엇인가?
삽교호는 농업용수 공급과 어업자원으로써 매우 중요한 수자원이다. 그러나 담수 이후 부영양화가 지속되어 왔으며, 향후에도 적절한 수질관리 대책을 수립하여 이행하지 않을 경우 수자원의 효율적인 이용이 어려운 상태이다. 강우 시에는 유역으로부터 발생하는 생활, 농업, 축산 오염원 등이 처리되지 않은 상태로 유입되고 있어 유입하천과 호수의 수질이 더욱 악화될 가능성이 있다.
담수호 개발의 악영향은 무엇인가?
국내의 많은 지역에 국토의 확장과 농지의 확보를 위해 간척사업을 진행하여 간척지 내 용수공급을 위한 하구 담수호를 함께 조성하였다. 그러나 이러한 담수호 개발은 흐르는 하천의 흐름을 막아 정체된 수역을 형성함으로써 유입 하천과 연안의 물질순환시스템 변형을 가져와 바다에 열려있는 하구와 달리 상류 유역으로부터 유입된 유기물이 무기물로 분해되고 질소와 인 계열의 무기 영양염류가 누적되는 부영양화 현상이 나타나 수질을 악화시키는 요인으로 작용하고 있다(Khaleel et al., 1980; Gunes, 2008; Rao et al.
참고문헌 (11)
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Gunes, K. (2008), Point and nonpoint sources of nutrients to lakes - ecotechnological measures and mitigation methodologies - case study, Ecological Engineering, Vol. 34, No. 2, pp. 116-126.
Khaleel, R., Reddy, K. R. and Overcash, M. R. (1980), Transport of potential pollutants in runoff water from land areas receiving animal wastes: a review, Water research, Vol. 14, No. 5, pp. 421-436.
Lee, Y. S. and Shin, S, H. (2013), Effective reservoir management methods using nutrients leaching characteristic analysis: case study of the hongdong reservoir, The Journal of Engineering Geology, Vol. 23, No. 2, pp. 95-104 (in Korean).
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Mostaghimi, S., Park, S. W., Cooke, R. A. and Wang, S. Y. (1997), Assessment of management alternatives on a small agricultural watershed, Water Resource, Vol. 31, No. 8, pp. 1867-1878.
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Rao, N. S., Easton, Z. M., Schneiderman, E. M., Zion, M. S., Lee, D. R. and Steenhuis, T. S. (2009), Modeling watershed-scale effectiveness of agricultural best management practices to reduce phosphorus loading, Journal of Environmental Management, Vol. 90, No. 3, pp. 1385-1395.
Todd, D. A., Bedient, P. B., Haasbeek, J. F. and Noel, J. (1989), Impact of land use and NPS loads on lake quality, Journal of Environmental Engineering, Vol. 115, No. 3, pp. 633-649.
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