전주시 덕진연못의 수생태 복원을 위한 용수확보방안 연구: 도시 저수지 복원의 새로운 패러다임 A Study on Obtaining Waters to Restore the Water-ecosystem of Deokjin Pond in Jeonju: New Paradigm for Restoration of Urban Reservoirs원문보기
덕진연못은 전주를 대표하는 명소이나, 수질이 불량한 상태이다. 본 연못은 저수량 $88,741m^3$에 $3.77km^2$의 집수유역을 가진다. 그러나 무분별한 도시화로 인하여 덕진연못으로 유입되는 과거 하천이 차단되었고, 상류에서 양수되는 지하수와 수면에 내리는 강우로만 유지되고 있는 실정이다. 양질의 물갈이용수 부족은 호저에 쌓인 유기퇴적물과 함께 덕진연못 수생태환경 악화의 주범으로 지목되고 있다. 본 연구에서는 덕진연못 수생태 유지용수확보방안에 대하여 고찰하였다. 본 연구결과, 현재의 배수시스템을 개발이전으로 복원한다면 강우유출량만으로도 덕진연못을 연간 32회 물갈이 할 수 있는 것으로 분석되었다. 이와 같은 논리를 뒷받침하기 위하여, 양호한 수질상태를 보이는 인근의 오송지의 상태와 비교하였다. 오송지는 집수구역면적은 $0.535km^2$으로 덕진연못의 약 1/7에 불과하지만, 저수량은 $47,200m^3$으로 덕진연못의 반이 넘는다. 작은 집수구역으로도 오송지가 건강한 수생태환경을 보이는 이유는 강우의 상당부분이 땅으로 침투되어 오송지로 서서히 유입되는 자연배수시스템을 갖추고 있기 때문이다. 저영향개발(LID)은 물순환상태를 개발이전의 상태로 복원하는 도시개발기법이다. 덕진연못 유역 내에 내린 강우가 자연적인 방식으로 배수될 수 있도록 LID기법을 응용한다면 덕진연못 물갈이용수 확보는 충분히 가능할 것으로 보인다.
덕진연못은 전주를 대표하는 명소이나, 수질이 불량한 상태이다. 본 연못은 저수량 $88,741m^3$에 $3.77km^2$의 집수유역을 가진다. 그러나 무분별한 도시화로 인하여 덕진연못으로 유입되는 과거 하천이 차단되었고, 상류에서 양수되는 지하수와 수면에 내리는 강우로만 유지되고 있는 실정이다. 양질의 물갈이용수 부족은 호저에 쌓인 유기퇴적물과 함께 덕진연못 수생태환경 악화의 주범으로 지목되고 있다. 본 연구에서는 덕진연못 수생태 유지용수확보방안에 대하여 고찰하였다. 본 연구결과, 현재의 배수시스템을 개발이전으로 복원한다면 강우유출량만으로도 덕진연못을 연간 32회 물갈이 할 수 있는 것으로 분석되었다. 이와 같은 논리를 뒷받침하기 위하여, 양호한 수질상태를 보이는 인근의 오송지의 상태와 비교하였다. 오송지는 집수구역면적은 $0.535km^2$으로 덕진연못의 약 1/7에 불과하지만, 저수량은 $47,200m^3$으로 덕진연못의 반이 넘는다. 작은 집수구역으로도 오송지가 건강한 수생태환경을 보이는 이유는 강우의 상당부분이 땅으로 침투되어 오송지로 서서히 유입되는 자연배수시스템을 갖추고 있기 때문이다. 저영향개발(LID)은 물순환상태를 개발이전의 상태로 복원하는 도시개발기법이다. 덕진연못 유역 내에 내린 강우가 자연적인 방식으로 배수될 수 있도록 LID기법을 응용한다면 덕진연못 물갈이용수 확보는 충분히 가능할 것으로 보인다.
The Deokjin Pond is one of the places representing Jeonju City's history but has the poor water quality. The pond has a storage of $88,741m^3$ and a drainage area of $3.77km^2$. It has been maintained only by the groundwater pumped from the upstream wells and the direct rainfal...
The Deokjin Pond is one of the places representing Jeonju City's history but has the poor water quality. The pond has a storage of $88,741m^3$ and a drainage area of $3.77km^2$. It has been maintained only by the groundwater pumped from the upstream wells and the direct rainfalls on the water surface since the old streams replenishing the pond were turned into a part of the sewer system due to indiscreet urbanization. The lack of replenishing water as well as the organic-rich bottom sediment were suggested as two main causes deteriorating the water-ecosystem. In this study, possible measures obtaining waters for restoration of Deokjin Pond ecosystem are discussed. It is estimated that the present pond can be replenished about 32 times a year by the runoff when the drainage system in the watershed is recovered to a state before urbanization. To support this, the drainage system is compared with that of nearby Osong Pond, which shows relatively better water-ecosystem. Even though Osong Pond has a drainage area one-seventh of that of Deokjin Pond, its storage is more than the half of it. It is because its watershed has a near natural drainage system where the rain mostly infiltrates into soil and slowly discharges into the pond. Therefore, it is believed that the low impact development (LID), which is known as a technique restoring the water circulating system to a condition before development, would be helpful in obtaining waters required for Deokjin Pond ecosystem management.
The Deokjin Pond is one of the places representing Jeonju City's history but has the poor water quality. The pond has a storage of $88,741m^3$ and a drainage area of $3.77km^2$. It has been maintained only by the groundwater pumped from the upstream wells and the direct rainfalls on the water surface since the old streams replenishing the pond were turned into a part of the sewer system due to indiscreet urbanization. The lack of replenishing water as well as the organic-rich bottom sediment were suggested as two main causes deteriorating the water-ecosystem. In this study, possible measures obtaining waters for restoration of Deokjin Pond ecosystem are discussed. It is estimated that the present pond can be replenished about 32 times a year by the runoff when the drainage system in the watershed is recovered to a state before urbanization. To support this, the drainage system is compared with that of nearby Osong Pond, which shows relatively better water-ecosystem. Even though Osong Pond has a drainage area one-seventh of that of Deokjin Pond, its storage is more than the half of it. It is because its watershed has a near natural drainage system where the rain mostly infiltrates into soil and slowly discharges into the pond. Therefore, it is believed that the low impact development (LID), which is known as a technique restoring the water circulating system to a condition before development, would be helpful in obtaining waters required for Deokjin Pond ecosystem management.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
마지막으로 유역 내에 내린 강우를 차집하여 덕진연못으로 유입하는 것을 생각할 수 있다. 본 연구에서는 덕진연못 유역에 대한 수문분석을 통하여, 이러한 방안이 실현가능한 지를 평가하였다.
이에 덕진연못의 수질복원을 위한 여러 가지 요인들이 제안되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 덕진연못과 상대적으로 양질의 수질을 보이는 인근 저수지(오송지)의 수질과 수문현황을 분석하여, 덕진연못에 대한 친환경적인 양질의 물 확보방안을 제시하고자 한다.
0 L/sec)정도의 물이 필요할 것으로 보인다(Table 3). 본 연구에서는 이를 덕진연못 수생태복원의 기준이 되는 필요용수량으로 설정하였다.
제안 방법
덕진연못에 대한 수질조사는 보트장과 연꽃자생지로 구분하여 2013년 11월부터 2014년 5월 까지 총 4회 이루어졌다. 본 기간 동안 총 23개의 시료가 채수되었다.
덕진연못의 수질상태를 비교하기 위하여 환경정책기본법 ‘호소생활환경기준’과 비교하였다(Fig. 4).
유출강우를 이용한 덕진연못의 생태환경유지가능성을 검토하기 위하여, 인근의 오송지의 경우와 비교하였다. 앞서 언급했듯이 오송지의 집수구역면적은 덕진 연못의 1/7에 불과하지만, 저수량은 덕진연못의 반이 넘는다(Table 1).
퇴적물시료는 시료의 대표성을 고려하여, 연못의 주변이 아닌 연못의 중앙에서 채집하였다. 수심이 얕은 연꽃자생지에서는 직접 들어가 2지점에서 시료를 채집하였으며, 수심이 깊은 보트장에서는 보트를 타고 들어가 4지점에서 채집하였다.
대상 데이터
덕진연못에 대한 수질조사는 보트장과 연꽃자생지로 구분하여 2013년 11월부터 2014년 5월 까지 총 4회 이루어졌다. 본 기간 동안 총 23개의 시료가 채수되었다. pH는 현장에서 직접 측정하였으며, 물 시료는 4 L 멸균 채수병에 채수한 후 4℃를 유지한 상태로 실험실로 옮겨와 부유물질(Suspended Soilds, SS), 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 총질소(Total Nitrogen, TN), 총인(Total Phosphorous, TP), 클로로필-a(chlorophyll-a)에 대하여 수질오염공정시험법(ME, 2014b)을 따라 분석을 수행하였다.
퇴적물시료는 시료의 대표성을 고려하여, 연못의 주변이 아닌 연못의 중앙에서 채집하였다. 수심이 얕은 연꽃자생지에서는 직접 들어가 2지점에서 시료를 채집하였으며, 수심이 깊은 보트장에서는 보트를 타고 들어가 4지점에서 채집하였다. 퇴적물시료는 PVC 재질의 파이프를 이용하여 코아 형태로 채취하였다.
수심이 얕은 연꽃자생지에서는 직접 들어가 2지점에서 시료를 채집하였으며, 수심이 깊은 보트장에서는 보트를 타고 들어가 4지점에서 채집하였다. 퇴적물시료는 PVC 재질의 파이프를 이용하여 코아 형태로 채취하였다. 채취된 퇴적물은 COD, TN, TP 등의 항목에 대하여 수질오염공정시험기준 퇴적물편에 제시되어 있는 방법에 따라 분석하였다.
이론/모형
본 기간 동안 총 23개의 시료가 채수되었다. pH는 현장에서 직접 측정하였으며, 물 시료는 4 L 멸균 채수병에 채수한 후 4℃를 유지한 상태로 실험실로 옮겨와 부유물질(Suspended Soilds, SS), 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 총질소(Total Nitrogen, TN), 총인(Total Phosphorous, TP), 클로로필-a(chlorophyll-a)에 대하여 수질오염공정시험법(ME, 2014b)을 따라 분석을 수행하였다. 클로로필-a는 아세톤으로 클로로필 색소를 추출하여 663, 645, 630, 750 nm에서 흡광광도계(UV-Visible Spectrophotometer)로 클로로필-a양을 정량하였다.
덕진연못 집수구역 내에서 확보 가능한 빗물량을 계산하기 위하여 전주기상대의 강우기록을 바탕으로 Kajiyama의 유출고 공식(Kajiyama, 1928)에 따라 월평균우수유출량(손실량을 제외한 값)을 산정하였다(Table 4, Fig. 6). 산정결과, 집수구역내 우수 유출량은 덕진연못(현 담수량 기준)을 연간 31.
퇴적물시료는 PVC 재질의 파이프를 이용하여 코아 형태로 채취하였다. 채취된 퇴적물은 COD, TN, TP 등의 항목에 대하여 수질오염공정시험기준 퇴적물편에 제시되어 있는 방법에 따라 분석하였다. 퇴적물의 COD는 수분이 있는 시료를 과망간산칼륨용액으로 1시간 가열시켜 산화시킨 다음 티오황산나트륨으로 소비된 산소의 양을 적정하여 정량하였다.
성능/효과
1 mg/L범위를 보이며 III(보통)등급~VI(매우나쁨)등급 사이를 보였다. TP는 최대 2.16 mg/L로 TP의 농도가 매우 높은 지점도 있었으며, 평균 0.26 mg/L, 0.04~2.2 mg/L의 범위로 III(보통)등급~VI(매우나쁨)등급사이를 보였다. SS는 평균 17.
TN은 새만금호 퇴적물(평균 450~1,000 mg/kg)보다 평균 3배 이상 높은 수치를 보였으며, 1개 연꽃자생지 조사지점(7,285 mg/kg) 에서는 ‘하천호소퇴적물 오염평가기준’을 상회하기도 하였다. TP도 지점에 따라 최대 1,180 mg/kg까지 관찰되었고, 전체적으로는 새만금호(평균 509~540 mg/kg) 보다 약 1.3배 높은 것으로 조사되었다. 이 같은 결과를 볼 때, 덕진연못의 퇴적물은 연못의 부영양화를 야기하는 중요한 영양염 공급원으로 판단된다.
환경부에서 제시한 비점오염저감기술 중 자연형 기술은 상당부분 LID기술에 해당된다(ME, 2014a). 과도하게 도시화 되지 않은 덕진연못 유역의 상태와 유역면적을 볼 때 LID기술을 이용한 덕진연못 물 확보는 이론적으로 충분히 가능할 것으로 판단된다.
덕진연못의 퇴적물 분석결과 COD는 15.9~45.1 g/kg (평균 28.5 g/kg), TN은 2,499~7,285 (평균 4,436 mg/kg), TP는 227~1,180 (평균 715 mg/kg)의 값을 보였다(Table 2). 퇴적물 내 COD와 TN의 농도는 연꽃자생지가 보트장 보다 두 배 가량 더 높게 나타났다.
유기질 퇴적물로부터 영양염 용출이 있다고 하더라도 지속적인 물갈이가 이루어진다면 그 영향은 어느 정도 완화될 수 있기 때문이다. 본 연구결과, 덕진연못의 집수구역면적은 연못의 담수량에 비하여 매우 크기 때문에 유역 내에 내린 강우만 잘모아도 덕진연못의 수생태환경 유지에 충분한 물갈이용수를 제공할 수 있을 것으로 평가되었다.
본 연구의 조사결과도 양질의 물갈이용수부족과 오랜 기간 호수바닥에 쌓인 유기질퇴적물이 덕진연못 수질악화의 가장 큰 요인임을 지시하고 있다. 그러나, 덕진연못에서는 양질의 물갈이용수를 확보하는 것이 더 시급한 것으로 보인다.
6). 산정결과, 집수구역내 우수 유출량은 덕진연못(현 담수량 기준)을 연간 31.5회나 물갈이할 수 있을 만큼 많은 양이었다(Table 5). 시기별로 보면 풍수기인 6-9월 중의 우수유출은 연못을 25회 물갈이할 수 있는 양이며, 갈수기/평수기에 해당하는 10월에서 다음해 5월에 이르는 8개월 동안의 우수유출도 6.
5 g/kg), TN은 2,499~7,285 (평균 4,436 mg/kg), TP는 227~1,180 (평균 715 mg/kg)의 값을 보였다(Table 2). 퇴적물 내 COD와 TN의 농도는 연꽃자생지가 보트장 보다 두 배 가량 더 높게 나타났다. 이는 연꽃자생지에 고사된 연꽃이 쌓인 것과 관련이 있는 것으로 보인다.
7%만 모아도 현재 덕진연못의 생태환경유지가 가능하다. 현 연못의 유기퇴적토를 약 1 m 준설하여 담수량이 2배가량 증가된다고 해도 강우유출량의 약 1/4만 모아 유입시키면, 덕진연못 수생태유지에 충분하다는 결론이 나온다.
후속연구
연간 4-6회 물갈이는 현재의 덕진연못 담수량을 기준으로 할 때 887~1,458 m3 /day에 해당한다(Table 3). 그러나 앞서도 논의했듯이 덕진연못에서는 유기질퇴적물이 중요한 수질악화요인이어서 향후에는 이를 준설할 필요가 있다. 만약 1 m를 준설한다고 하면 저수량은 2배 가까이 늘어나게 된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
오송지가 건강한 수생태환경을 보이는 이유는?
535km^2$으로 덕진연못의 약 1/7에 불과하지만, 저수량은 $47,200m^3$으로 덕진연못의 반이 넘는다. 작은 집수구역으로도 오송지가 건강한 수생태환경을 보이는 이유는 강우의 상당부분이 땅으로 침투되어 오송지로 서서히 유입되는 자연배수시스템을 갖추고 있기 때문이다. 저영향개발(LID)은 물순환상태를 개발이전의 상태로 복원하는 도시개발기법이다.
전주를 대표하는 명소인 덕진연못의 수질이 불량한 이유는?
77km^2$의 집수유역을 가진다. 그러나 무분별한 도시화로 인하여 덕진연못으로 유입되는 과거 하천이 차단되었고, 상류에서 양수되는 지하수와 수면에 내리는 강우로만 유지되고 있는 실정이다. 양질의 물갈이용수 부족은 호저에 쌓인 유기퇴적물과 함께 덕진연못 수생태환경 악화의 주범으로 지목되고 있다. 본 연구에서는 덕진연못 수생태 유지용수확보방안에 대하여 고찰하였다.
양질의 물갈이용수 부족으로 초래되는 것은?
그러나 무분별한 도시화로 인하여 덕진연못으로 유입되는 과거 하천이 차단되었고, 상류에서 양수되는 지하수와 수면에 내리는 강우로만 유지되고 있는 실정이다. 양질의 물갈이용수 부족은 호저에 쌓인 유기퇴적물과 함께 덕진연못 수생태환경 악화의 주범으로 지목되고 있다. 본 연구에서는 덕진연못 수생태 유지용수확보방안에 대하여 고찰하였다.
참고문헌 (17)
Hong, M.S. and Kim, Y.W. (1969) Geological map of korea (Samrye) 1:50,000. Korea Institute of Geoscience And Mineral Resources, p.32.
Hargreaver, J.A. and Tucker, C.S. (2004) Managing ammonia in fish ponds. Southern Regional Aquaculture Center Publication Number 4603, p.7.
Jeonbuk Institute (2009) A study on developing integrated measure for water management. Jeonju City.
Kajiyama, A. (1928) Flood forecasting for Han, Nakdong, and Daedong Rivers in Korea. Japan Society of Civil Engineers.
Kaiserli, A., Voutsa, D. and Samara, C. (2002) Phosphorus fractionation in lake sediments - Lakes Volvi and Koronia, N. Greece. Chemosphere, v. 46, p.1147-1155.
KICT(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) (2005) A Basic plan for obtaining lake maintenance water and water quality improvement in Deokjin Park. Jeonju City.
Kim, S.H., Kim, K., Lee, M., Jeong, H.J., Kim, W.J., Park, J.G. and Yang, J.S. (2009) Enhanced benthic nutrient flux during monsoon periods in a coastal lake formed by tideland reclamation. Estuaries and Coasts, v.32, p.1165-1175.
Kim, K., Oh C.H., Kim S.H. and Choi S.H. (2014) A survey of water sources and flow rates for restoration of water-ecosystem in the Deokjin Park Watershed. Jeonju City.
Lee, M.H. (2010) A study for chemical composition of the Saemangeum Lake sediment. Master Dissertation. Kunsan National University, Jeonbuk.
Martens, C.S. and Klump, J.V. (1979) Biogeochemical cycling in an organic-rich coastal marine basin-I. Methane sediment-water exchange processes. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.44, p.471-790.
Miller, N., Quinton, J.N., Barberis, E. and Presta, M. (2009) Variability in the mobilization of sediment and phosphorus across 13 European Soils. Journal of Environmental Quality, v.38, p.742-750.
USEPA (2000) Low impact development: A Literature Review, EPA-841-B-00-005.
White, J.R., Fulweiler, R.W., Li, C.Y., Bargu, S., Walker, N.D., Twilley, R.R. and Green, S.E. (2008) Mississippi River flood of 2008: observations of a large freshwater diversion on physical, chemical, and biological characteristics of a shallow estuarine lake. Environmental Science & Technology, v.43, p.5599-5604.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.