[논문]새만금 비점오염원 관리지역에서의 목표설정 및 달성도 평가방법론 연구

김은정; 박배경; 김용석; 류덕희; 정광욱

doi:10.4491/ksee.2015.37.8.480

문제 정의

^7~11) 국내에서도 수질오염총량제 시행 이후 단위유역 말단에서 약 8일 간격으로 수질과 유량이 동시에 측정된 자료가 축적됨으로 인해 부하지속곡선을 이용한 여러 연구가 이루어지고 있으나, 주로 총량단위유역 수질현황 분석 시에 유량특성을 반영하여 해석하거나 총량목표수질 달성도 평가 방법론 제시 또는 목표수질 초과원인을 제시하는 등 수질오염총량제를 지원하기 위한 연구에 한정되고 있다.^7,12~17) LDC 방법을 이용하면 유량 구간에 따른 수질이나 부하량 분석이 가능하므로 본 연구에서는 비점에 의한 영향을 받는 유량 구간을 한정한 목표설정 및 달성도 평가방안에 LDC 방법을 적용하고자 한다.
관리항목이 수질항목 농도 또는 부하량인 경우 관리목표 설정을 위해서는 앞서 설명한 과정을 통해 현재 농도 또는 부하량을 기준으로 저감 효과를 분석한 후 달성가능한 수준의 목표를 제시한다. 관리목표 달성도 평가방법은 관리 항목의 종류에 따라 달라질 수 있으며 본 연구에서는 관리 항목이 수질항목인 경우에 대해서 부하지속곡선을 이용한 관리목표 설정 및 달성도 평가방안을 제시하고자 한다. 이에 대한 구체적인 내용은 2.
관리항목이 수질항목 농도 또는 부하량인 경우 관리목표 설정을 위해서는 앞서 설명한 과정을 통해 현재 농도 또는 부하량을 기준으로 저감 효과를 분석한 후 달성가능한 수준의 목표를 제시한다. 관리목표 달성도 평가방법은 관리 항목의 종류에 따라 달라질 수 있으며 본 연구에서는 관리 항목이 수질항목인 경우에 대해서 부하지속곡선을 이용한 관리목표 설정 및 달성도 평가방안을 제시하고자 한다.
9). 목표지점은 관리효과 평가의 효율성과 모니터링 가능성을 고려하여 선정하였다.
본 연구에서는 관리항목 및 관리목표 설정과 목표달성도 평가를 위하여 부하지속곡선을 이용한 방법론을 제안하였다. 부하지속곡선(LDC)이란 유량지속곡선(Flow Duration Curve, FDC)을 이루는 각 유량값에 기준이 되는 수질농도를 곱하여 산정된 각각의 부하량을 해당 유량값의 초과백분율에 따라 도시한 것으로, 분석지점에서 수질이 기준을 만족하는 경우의 부하량을 유량누적빈도에 따라 나타낸 것이다.
본 연구에서는 비점오염 관리지역에 대해 과학적인 관리 방안을 마련하기 위한 기초로 부하지속곡선과 유역모델을 이용한 관리목표 설정 및 목표 달성도 평가 방안을 제안하였다.
관리목적 및 항목을 결정하는 것은 해당지역 전문가나 이해당사자의 역할이 중요하며, 관리항목의 적합성을 판단하기 위해서는 모니터링 자료를 이용한 분석이 수반되어야 할 것이다. 본 연구에서는 수질항목을 관리항목으로 하는 경우 목표지점에서의 기준 부하지속곡선과 관측부하량을 비교하여 관리항목을 선정하는 방안을 제안하고자 하며 방법은 2.3절에 제시하였다.
본 연구에서는 유역 및 비점오염물질의 배출 특성과 달성가능성을 고려한 과학적인 관리목표 설정과 목표달성도 평가를 하는데 있어서 부하지속곡선과 유역모델을 이용하는 방법론을 제시하고, 최근 비점오염관리지역으로 지정된 새만금 유역에 대하여 시범적으로 적용해 보고자 한다. 본 연구에서 제시되는 방법론은 기존 비점관리지역의 관리목표 설정에 대한 평가에 이용될 수 있을 것이다.

가설 설정

LID 적용을 위해 기존 불투수면의 20%가 투수면으로 변환된다고 가정하였으며 도로청소는 유역 내 교통지역의 15%가 청소되며 문헌³³⁾에서 제시된 포장도로 청소의 TP 저감효율을 참고하여 도로노면에 축적된 양의 70%가 저감된다고 가정하였다. CSOs 및 미처리 배제수 처리는 전주천에서 산정된 미처리배제수를 CSOs 및 미처리배제수로 가정하여 모델에 적용하였고 시나리오별로 10%, 30%, 50%, 100%를 가정하였다. 만경 C03, 동진 A14, 고부 A14의 경우 시나리오1~시나리오4 모두 녹비작물 및 양분관리를 통해 사용비료의 30% 감소를 가정하였고, 축산계 비점관리를 통해 축산계 배출부하량이 시나리오1, 2, 3, 4에 대하여 각각 10%, 30%, 50% 저감된다고 가정하였다.
전주A20의 경우 시나리오1~시나리오4 모두 LID 및 도로청소 적용을 공통적으로 고려하였고, CSOs 및 미처리 배제수 처리는 시나리오1, 2, 3, 4에 대하여 각각 10%, 30%, 50%, 100%를 적용하였다. LID 적용을 위해 기존 불투수면의 20%가 투수면으로 변환된다고 가정하였으며 도로청소는 유역 내 교통지역의 15%가 청소되며 문헌³³⁾에서 제시된 포장도로 청소의 TP 저감효율을 참고하여 도로노면에 축적된 양의 70%가 저감된다고 가정하였다. CSOs 및 미처리 배제수 처리는 전주천에서 산정된 미처리배제수를 CSOs 및 미처리배제수로 가정하여 모델에 적용하였고 시나리오별로 10%, 30%, 50%, 100%를 가정하였다.
그러나 관리지역 내 다른 소유역에 대한 저감방안은 아직 검토되지 않았으므로 이에 대한 구체적인 저감 시나리오 적용은 현재 어려우며 장래 점오염원 변화를 고려하기도 어려운 상황이다. 따라서 관리유량 구간의 현재 유달부하량이 일정비율(10%)로 줄어드는 상황을 가정하여 관리목표를 설정하였으며 그 결과는 Table 3에 함께 제시하였다. 분석 결과 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 관리목표수질은 각각 TP 0.
CSOs 및 미처리 배제수 처리는 전주천에서 산정된 미처리배제수를 CSOs 및 미처리배제수로 가정하여 모델에 적용하였고 시나리오별로 10%, 30%, 50%, 100%를 가정하였다. 만경 C03, 동진 A14, 고부 A14의 경우 시나리오1~시나리오4 모두 녹비작물 및 양분관리를 통해 사용비료의 30% 감소를 가정하였고, 축산계 비점관리를 통해 축산계 배출부하량이 시나리오1, 2, 3, 4에 대하여 각각 10%, 30%, 50% 저감된다고 가정하였다.

제안 방법

2009년~2012년에 대하여 보정된 유역모델과 부하지속곡선 방법을 이용하여 우선관리유역별 저감 시나리오에 따라 관리목표를 설정하였다. 관리유량구간에서 저감 시나리오 적용 시 예측된 부하량 분포 또는 일정비율 저감시킨 부하량 분포의 90퍼센트가 만족하도록 목표수질 부하지속곡선을 작성하며 이때 유량지속곡선에 곱해지는 수질이 목표수질이 되도록 하였다.
4 mg/L로 설정되어 있다. TP의 경우 총량 목표수질이 없으므로 만경 B와 동진 A에 설정된 중권역 목표수질인 0.2와 0.1 mg/L를 각각 만경강 유역과 동진강 유역에 위치한 지점들의 목표로 적용하였다. SS의 경우는 하천 생활환경기준 I~III 등급 이상에 해당하는 25 mg/L를 기준으로 하였다.
각각의 수질기준을 이용하여 기준 부하지속곡선을 작성하였으며, 관측된 유량 및 수질 자료를 이용해 산정된 부하량과 비교하였다(Fig. 6~8). 분석 결과 전 지점에서 BOD, TP, SS 중 TP가 기준 부하지속곡선의 초과율이 가장 높게 나타났으며, 고유량 뿐 아니라 중간 유량 또는 저유량 구간에서도 초과되는 것으로 관찰되었다.
부하지속곡선을 이용하여 관측된 자료를 평가하기 위해서는, 관측 유량과 수질 농도를 이용하여 관측 부하량을 산정한 후 각 유량을 유량지속곡선의 유량 자료와 비교하여 초과 유량 백분율(percent of days flow exceeded)값을 결정한다. 결정된 백분율 위치에 관측부하량을 표시하며 이를 부하지속곡선과 함께 도시하여 비교한다.
관리목표 설정 지점 중 현재 실측 농도 및 유량이 존재하는 지점은 군포교 지점 밖에 없으므로 본 지점에서의 실측 자료를 이용하여 목표달성도를 평가하였다. 앞서 설정된 목표수질 0.
제안된 관리목표 설정방법에 따라 2013년에 비점관리지역으로 선정되어 관리목표 설정이 필요한 새만금 유역에 대하여 시범적으로 적용하여 관리목표(안)을 제안하였다. 관리유량 구간은 비점오염원의 영향이 크고 극단적인 홍수량 구간을 제외한 5~40% 유량 구간으로 설정하였으며, 부하지속곡선을 이용해 BOD, TP, SS에 대한 분석을 실시한 결과 고유량 구간에서 발생하는 비점오염원 관리 측면과 새만금 수질개선 목표 수질 항목 등을 고려하여 TP를 관리항목으로 선정하였다. 우선관리 소유역으로 선정된 전주A20, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 대한 관리효과를 평가할 수 있는 만경대교와 동진대교를 주 목표지점으로 하고 전주A20, 동진A14의 관리효과를 평가할 수 있는 전주천 말단과 군포교 지점을 부 목표지점으로 하였다.
2009년~2012년에 대하여 보정된 유역모델과 부하지속곡선 방법을 이용하여 우선관리유역별 저감 시나리오에 따라 관리목표를 설정하였다. 관리유량구간에서 저감 시나리오 적용 시 예측된 부하량 분포 또는 일정비율 저감시킨 부하량 분포의 90퍼센트가 만족하도록 목표수질 부하지속곡선을 작성하며 이때 유량지속곡선에 곱해지는 수질이 목표수질이 되도록 하였다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 시나리오 3의 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 목표수질은 각각 TP 0.
관리유량구간에서 저감시나리오 적용시 예측된 부하량 분포 또는 일정비율을 저감시킨 부하량 분포의 90퍼센트가 만족하도록 목표수질 부하지속곡선을 작성하며 이때 유량지속곡선에 곱해지는 수질이 목표수질이 되도록 하였다 (Fig. 3). 즉, 관리목표는 농도값으로 제시되나 실질적으로 관리유량 구간에서의 유달부하량이 관리대상이 된다.
관리항목 선정, 우선관리유역 및 목표지점 선정, 유역특성을 고려한 최적관리기법 선정, 비점오염물질 저감 효과 분석, 관리목표 및 달성기간 설정 과정을 통하여 관리목표를 설정하는 방안을 제시하였고, 관리항목과 관리목표 설정 시 비점오염원의 특성을 반영할 수 있도록 고유량 구간을 한정하여 분석을 실시하였다.
기상, 오염원, 저수지 방류량, 취수량, 외부유역 유입량, 관개용수량, 하수처리장, 점오염 부하 등 입력 자료를 이용하여 구축된 모형에 대하여 국토해양부 수위-유량자료 및 환경부 수질총량측정망 수질·유량자료를 이용하여 2009~2012년에 걸쳐 유량 및 수질에 대한 검·보정을 실시하였다.
또한 EPA²⁹⁾에 따르면 수문학적 조건에 따라 부하에 기여하는 오염원의 종류가 달라지며, 유량지속곡선의 고유량 구간에서 비점오염원의 상대적 중요도가 커지는 것을 알 수 있다(Table 1). 따라서 여러 수질 항목에 대하여 기준부하지속곡선(해당 수질기준을 적용한 부하지속곡선)을 작성한 후 관측부하량과 함께 도시하여 관리유량 구간에서 초과율이 높은 항목을 관리항목으로 선정하며, 관리유량 구간은 고유량 구간을 중심으로 해당 유역, 수질 및 유달부하량 특성에 따라 그 범위를 설정하도록 하였다.
그러나 우리나라에서 강우유출이 발생하는 유효강우를 10 mm 라고 할 때 평수량(Q185) 미만의 저수기간은 강우유출수가 없는 기간으로 가정할 수 있으므로²⁸⁾ 50~100% 유량 구간은 제외하였다. 또한 주요 지점에 대한 유량 구간별 BOD, TP, SS 부하량 분포변화 분석 결과 전반적으로 40% 이상의 구간에서는 변화량이 크지 않으므로 high flow와 moist condition에 해당하는 0~40% 구간을 비점오염원에 의해 영향을 받는 구간으로 간주하였다(Fig. 5). 극단적인 홍수량 구간은 관리대상에서 제외하는 것이 정책목적에 적합하므로 결론적으로 관리유량 구간은 5~40% 구간으로 설정하였다.
본 연구에서 관리목표 설정을 위해 비점의 영향이 큰 관리유량 구간을 한정하여 목표로 하는 부하지속곡선을 작성하고 그에 따라 목표수질을 정하는 방법을 적용하였다. 목표부하지속곡선은 계획한 비점오염물질 저감 대책 후의 부하량이 해당 곡선을 초과하지 않는 수준으로 설정한다.
비점오염원 관리지역으로 선정된 지역에 대하여 기존의 문제점을 보완하여 관리목표 및 달성도 평가방안 설정 방법을 마련하였으며 순서 및 개요를 Fig. 2에 제시하였다. 관리항목 선정, 우선관리유역 및 목표지점 선정, 유역특성을 고려한 최적관리기법 선정, 비점오염물질 저감효과 분석, 관리목표 및 달성기간 설정 과정을 통하여 관리목표를 정하게 되며 마지막으로 관리목표 달성도 평가방안을 제시하는 순서로 하였다.
비점오염원관리 목표지점에 대한 관리목표 설정을 위해 저감 후 예측부하량을 산정하였다. 이를 위하여 2009년~2012년에 대하여 보정·검증이 완료된 유역모델(HSPF)에새만금유역 비점오염원 관리대책³²⁾에 제시된 비점오염원 저감 시나리오를 적용하여 목표지점에서의 수질 및 유달부 하량을 예측하였다.
새만금 유역모델(HSPF) 구축을 위하여 DEM, 토지피복도, 하천도, 유역경계도 등을 사용해서 소유역을 분할하였으며, 만경강 유역이 87개, 동진강 유역이 83개로 총 170개의 소유역으로 구분되었다(Fig. 4). 기상, 오염원, 저수지 방류량, 취수량, 외부유역 유입량, 관개용수량, 하수처리장, 점오염 부하 등 입력 자료를 이용하여 구축된 모형에 대하여 국토해양부 수위-유량자료 및 환경부 수질총량측정망 수질·유량자료를 이용하여 2009~2012년에 걸쳐 유량 및 수질에 대한 검·보정을 실시하였다.
실측 수질과 유량을 이용하여 관리지점에서의 관측 유달 부하량을 산정한 후 관리유량 구간에서 목표수질 부하지속곡선을 초과하는지 여부로 달성도를 평가하였다. 실측값의 불확실성을 감안하여 관리유량 구간 관측부하량이 목표수질 부하지속곡선을 초과하는 것이 전체 관측부하량 갯수의 10퍼센트를 넘지 않으면 관리목표를 달성한 것으로 보았다.
관리목표 설정 지점 중 현재 실측 농도 및 유량이 존재하는 지점은 군포교 지점 밖에 없으므로 본 지점에서의 실측 자료를 이용하여 목표달성도를 평가하였다. 앞서 설정된 목표수질 0.16 mg/L(시나리오 3)과 0.15 mg/L(일정비율 저감 시나리오)에 따른 목표수질 부하지속곡선을 이용하여 분석하였다. 관리유량 구간에서의 초과율은 목표수질이 0.
여러 수질항목 중에서 수질 기준이 존재하는 항목인 BOD, TP, SS에 대하여 분석을 실시하였다. BOD의 경우 2단계 총량 목표수질이 존재하며 전주A, 만경B, 정읍A, 동진A, 고부 A, 원평A에 대하여 각각 5.
관리유량 구간은 비점오염원의 영향이 크고 극단적인 홍수량 구간을 제외한 5~40% 유량 구간으로 설정하였으며, 부하지속곡선을 이용해 BOD, TP, SS에 대한 분석을 실시한 결과 고유량 구간에서 발생하는 비점오염원 관리 측면과 새만금 수질개선 목표 수질 항목 등을 고려하여 TP를 관리항목으로 선정하였다. 우선관리 소유역으로 선정된 전주A20, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 대한 관리효과를 평가할 수 있는 만경대교와 동진대교를 주 목표지점으로 하고 전주A20, 동진A14의 관리효과를 평가할 수 있는 전주천 말단과 군포교 지점을 부 목표지점으로 하였다.
이를 위하여 2009년~2012년에 대하여 보정·검증이 완료된 유역모델(HSPF)에새만금유역 비점오염원 관리대책32)에 제시된 비점오염원 저감 시나리오를 적용하여 목표지점에서의 수질 및 유달부 하량을 예측하였다.
저감 효과를 반영한 예측부하량 산정 방법은 유역모델을 이용하여 저감시나리오를 적용하여 산정하는 방법과 현재 수준에서 일정한 삭감률을 적용하여 산정하는 방법으로 구분하였다.
각 우선관리 소유역에 대한 적용 시나리오는 Table 2에 제시하였다. 전주A20의 경우 시나리오1~시나리오4 모두 LID 및 도로청소 적용을 공통적으로 고려하였고, CSOs 및 미처리 배제수 처리는 시나리오1, 2, 3, 4에 대하여 각각 10%, 30%, 50%, 100%를 적용하였다. LID 적용을 위해 기존 불투수면의 20%가 투수면으로 변환된다고 가정하였으며 도로청소는 유역 내 교통지역의 15%가 청소되며 문헌³³⁾에서 제시된 포장도로 청소의 TP 저감효율을 참고하여 도로노면에 축적된 양의 70%가 저감된다고 가정하였다.
제안된 관리목표 설정방법에 따라 2013년에 비점관리지역으로 선정되어 관리목표 설정이 필요한 새만금 유역에 대하여 시범적으로 적용하여 관리목표(안)을 제안하였다. 관리유량 구간은 비점오염원의 영향이 크고 극단적인 홍수량 구간을 제외한 5~40% 유량 구간으로 설정하였으며, 부하지속곡선을 이용해 BOD, TP, SS에 대한 분석을 실시한 결과 고유량 구간에서 발생하는 비점오염원 관리 측면과 새만금 수질개선 목표 수질 항목 등을 고려하여 TP를 관리항목으로 선정하였다.

대상 데이터

새만금 비점오염관리지역은 넓은 면적을 차지하고 있으며 비점오염원을 관리하기 위해서는 발생 및 유출을 최소화하는 종합적인 관리방안이 필요하므로, 한꺼번에 전체 비점오염관리지역에 대한 대책을 세우는 것 보다는 우선관리 지역을 선정하여 단계적으로 관리하는 것이 합리적이다. 따라서 비점오염 관리지역 내 17개 총량소유역 중 수질오염 우심지역을 포함하는 소유역을 선정하고 이 중 기존의 비점관리대책이 계획되어 있는 소유역을 제외하고 4개의 우선관리 소유역을 선정하였다.³²⁾
새만금 유역에서 비점관리의 필요성이 요구되는 항목 설정을 위하여 주요 지점에 대한 여러 수질 항목의 기준 부하지속곡선과 관측 부하량이 필요하다. 따라서 약 8일 간격의 수질 및 유량 측정을 통해 장기간의 자료가 누적되어 있는 총량측정망 지점에 대하여 2006년~2013년까지 8년간 자료를 이용하여 분석을 실시하였다. 새만금 총량 유역 내에 존재하는 총량 측정망은 전주A, 만경A, 만경B, 탑천A, 정읍A, 고부A, 동진A, 원평A의 8개 지점이며 이 중 비점관리지역과 상관이 없는 만경A, 탑천A 지점을 제외한 6개 지점을 선정하였다.
관리지역 내에서 비점오염물질의 배출이 특정 소유역에서 크게 문제가 되거나 지역의 범위가 커서 모든 지역을 한꺼번에 관리하기 힘든 경우에는 우선관리 소유역을 선정하여 해당 소유역에 대한 관리계획을 먼저 세울 수 있다. 모니터링 자료를 이용한 시공간적 분석을 통해 강우기에 본류 수질에 영향을 크게 미치는 소유역을 우선관리 대상으로 선정한다.
9%를 차지하고 있다. 새만금 유역에 설정된 비점관리지역과 이에 포함되는 17개 총량 소유역을 Fig. 1에 제시하였다.
따라서 약 8일 간격의 수질 및 유량 측정을 통해 장기간의 자료가 누적되어 있는 총량측정망 지점에 대하여 2006년~2013년까지 8년간 자료를 이용하여 분석을 실시하였다. 새만금 총량 유역 내에 존재하는 총량 측정망은 전주A, 만경A, 만경B, 탑천A, 정읍A, 고부A, 동진A, 원평A의 8개 지점이며 이 중 비점관리지역과 상관이 없는 만경A, 탑천A 지점을 제외한 6개 지점을 선정하였다.
우선관리 소유역은 전주A20, 만경C03, 동진A14, 고부A14이며, 이들에 대한 관리효과를 모두 평가할 수 있는 만경대교(M2)와 동진대교(D2)를 주 목표지점으로 하고 전주A20, 동진A14의 관리효과를 평가할 수 있는 전주천 말단(M1)과 군포교 지점(M1)을 부 목표지점으로 하였다(Fig. 9). 목표지점은 관리효과 평가의 효율성과 모니터링 가능성을 고려하여 선정하였다.
제안된 관리목표 달성도 평가방법을 현재 시점(2014년) 기준으로 적용해보기 위하여 목표수질 부하지속곡선과 최근 5년간(2010년~2014년)의 관측부하량 자료를 함께 도시하였다(Fig. 10).

이론/모형

비점오염원 관리목표 설정을 위하여 새만금 유역에 대하여 HSPF모형을 구축하였다. HSPF 모형은 복합적인 토지피복 특성을 갖는 유역에서 강우에 의해 발생하는 유역유출 및 수체에서의 수리·수질 모의를 위한 대표적인 유역모형으로 1960년대 초반 스탠포드 유역모형(Stanford Watershed Model)으로 처음 개발되었으며, 이후 미국 환경청(US.

성능/효과

1) 또한 종합대책을 근거로 한 “수질 및 수생태 보전을 위한 법률”에 따라 2007년부터 광주광역시, 도암호, 소양호, 임하호, 수원시, 새만금, 골지천의 7개 지역을 비점오염원 관리지역으로 지정하여 관리해오고 있으며 최근 소양호와 임하호는 관리목표를 달성함으로 인해 관리지역에서 해제되었다.
유량지속곡선은 특정기간 동안의 시계열 유량 자료의 누적 빈도를 나타내는 것으로, 전기간 일유량 자료를 최대 유량에서 최소 유량 순으로 배열하여 식 (1)에 따라 특정 유량을 초과하는 일수를 백분율(초과 유량 백분율)로 계산 후 초과 유량 백분율 0~100% 순으로 유량값을 도시한다.¹²⁾ 초과 유량 백분율 0%의 유량은 기록상의 최고 하천 일유량에 해당되고 100%는 최소 하천 일유량에 해당하며, 초과 유량 백분율을 산정하면 관측 전 기간 동안 발생하는 일유량의 빈도를 파악할 수 있다.
25) 상류 하천에서 유입되는 오염원은 점오염원과 비점오염원으로 구분되며, 2009년 기준 만경강의 BOD와 TP 배출부하량 중 비점오염원이 차지하는 비중은 각각 66.4%와 55.1%였으며, 동진강의 경우 각각 70.9%와 69.4%를 차지하는 것으로 분석되었다.²⁷⁾ 또한 만경강과 동진강 유역은 농경지의 비율이 높고 토지계와 축산계에서 유발되는 농업비점오염원이 전체 오염물질 배출량의 큰 비중을 차지하고 있는 실정이며, 도시, 공업단지 등도 상류 하천 수질에 영향을 주고 있다.
31) HSPF 모형은 국내·외의 다양한 유역에 대하여 적용되어 왔으며 도시와 농촌이 혼재되어 있는 유역에 대한 장기유출 모의가 가능하여 새만금 유역의 비점오염배출 모의에 적합하다고 판단되었다.
5). 극단적인 홍수량 구간은 관리대상에서 제외하는 것이 정책목적에 적합하므로 결론적으로 관리유량 구간은 5~40% 구간으로 설정하였다.
따라서 관리유량 구간의 현재 유달부하량이 일정비율(10%)로 줄어드는 상황을 가정하여 관리목표를 설정하였으며 그 결과는 Table 3에 함께 제시하였다. 분석 결과 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 관리목표수질은 각각 TP 0.35, 0.17, 0.60, 0.15 mg/L로 시나리오 4 보다도 낮은 값으로 나타났다. 일정 저감 비율은 정책적인 목표와 실현가능성을 감안하여 설정하여야 하며 좀 더 세부적인 근거자료 마련과 이해당사자들 간의 논의가 필요하다고 사료된다.
6~8). 분석 결과 전 지점에서 BOD, TP, SS 중 TP가 기준 부하지속곡선의 초과율이 가장 높게 나타났으며, 고유량 뿐 아니라 중간 유량 또는 저유량 구간에서도 초과되는 것으로 관찰되었다. 이는 기존의 새만금 유역에 대한 관리가 점오염원 중심으로 이루어져 비점오염원 주요 대상물질인 TP의 배출부하량이 크게 나타나며, 점오염원의 경우도 오랫동안 BOD 중심의 관리에 집중되었고 TP는 최근에서야 총인처리시설을 설치하는 등 관리 초반단계에 있기 때문이라고 판단된다.
실측 수질과 유량을 이용하여 관리지점에서의 관측 유달 부하량을 산정한 후 관리유량 구간에서 목표수질 부하지속곡선을 초과하는지 여부로 달성도를 평가하였다. 실측값의 불확실성을 감안하여 관리유량 구간 관측부하량이 목표수질 부하지속곡선을 초과하는 것이 전체 관측부하량 갯수의 10퍼센트를 넘지 않으면 관리목표를 달성한 것으로 보았다.
유역모델에 저감 시나리오를 적용한 관리목표 설정 시 우선관리 소유역 4개에 대해서만 저감 시나리오를 적용하였으므로 본류 지점(만경대교, 동진대교, 군포교)에서의 영향은 상대적으로 적게 나타났다(Table 3). 이는 우선관리 소유역은 전체 관리지역 중 작은 일부분이며 우선관리 소유역에서의 저감량은 본류 목표지점에서의 유달부하량에 비하여 상대적으로 매우 작은 값을 가지기 때문이라 판단된다.
전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 10%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 10%감소를 가정한 시나리오 1과 시나리오 1조건에서 CSOs 및 미처리배제수 처리 30%, 축산계 배출부하량 30% 감소를 가정한 시나리오 2의 경우 전주천 말단에서 각각 0.66과 0.65 mg/L로 설정되었으며, 만경대교, 동진대교, 군포교의 경우 시나리오 미적용시와 비교하여 변화가 없는 것으로 나타났다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 시나리오 3의 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 관리목표수질은 각각 0.
65 mg/L로 설정되었으며, 만경대교, 동진대교, 군포교의 경우 시나리오 미적용시와 비교하여 변화가 없는 것으로 나타났다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 시나리오 3의 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 관리목표수질은 각각 0.38, 0.18, 0.64, 0.16 mg/L로 설정되었다. 시나리오 3과 같은 조건에서 전주A20의 CSOs 및 미처리배제수 처리만 100%로 가정한 경우(시나리오 4) 만경대교, 전주천 말단에서의 관리목표수질은 각각 0.
관리유량구간에서 저감 시나리오 적용 시 예측된 부하량 분포 또는 일정비율 저감시킨 부하량 분포의 90퍼센트가 만족하도록 목표수질 부하지속곡선을 작성하며 이때 유량지속곡선에 곱해지는 수질이 목표수질이 되도록 하였다. 전주A20에 LID적용, 도로청소, CSOs 및 미처리배제수 처리 50%를 가정하고, 만경C03, 동진A14, 고부A14에 비료 30% 감소, 축산계 배출부하량 50% 감소를 가정한 시나리오 3의 경우 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교의 목표수질은 각각 TP 0.38, 0.18, 0.64, 0.16 mg/L로 설정되었다. 현재 유달부하량이 일정비율(10%)로 줄어드는 상황을 가정하여 설정한 관리목표는 만경대교, 동진대교, 전주천 말단, 군포교에서 각각 TP 0.

후속연구

비점오염원 관리기법에 의한 저감 효과를 분석하는 방법은 각 모델마다 다르며 적용할 수 있는 관리기법의 종류및 적용 방식에도 차이가 있다.³⁰⁾ 따라서 적용하고자 하는 유역모델의 종류에 따라 적합한 분석 방법을 설정하여야 하며, 비구조적 관리기법에 대해 정량적인 효과분석이 가능하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.
또한 이에 대한 효과를 평가할 수 있는 목표지점도 더 추가되어야 하며 현재 설정된 관리목표 지점에서의 목표 값도 그에 따라 수정되어야 할 것이다. 결국 비점오염원관리지역에 대한 효과적인 관리를 위해서는 우선적 관리가 필요한 유역부터 단계별로 관리대책을 세우고 관리지역을 확장시켜야 하며, 각 단계에서의 관리효과 평가와 함께 추가 대책들을 고려하여 단계별로 목표를 수정해나가는 적응형 관리(adaptive management) 개념이 도입되어야 할 것이라고 사료된다.
기본적으로 강우 시 수질 및 유량 측정이 상시적으로 이루어지는 것이 가장 바람직하며, 이러한 모니터링이 불가능한 경우 부하지속곡선을 이용한 관리항목 선정 시 관리유량 구간에서 부하량이 주로 분포하는 기간(월, 계절 등)을 찾아 해당 기간에서 집중적으로 모니터링하는 방법도 고려할 수 있다. 또한 관리목표 평가 지점에서의 유역이 총량 단위유역 규모 이상인 경우는 총량수질측정망과 같은 빈도의 정기적인 수질 및 유량 측정으로도 관리유량 구간에서의 모니터링 자료 확보가 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서 제시되는 방법론은 기존 비점관리지역의 관리목표 설정에 대한 평가에 이용될 수 있을 것이다. 또한 비점오염원 관리지역은 점차적으로 확대될 계획에 있으므로 앞으로 선정될 지역에 대하여 과학적이고 합리적인 관리목표를 설정하는데 본 연구가 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 저감 시나리오 적용 시 우선관리유역에 대한 관리방안만 고려하였으나, 단계적으로 관리유역을 확대하여 최종적으로는 새만금 비점관리지역 전체에 대한 관리 대책이 필요하므로 향후 모든 유역에 대한 시나리오를 적용한 분석이 필요하다고 생각된다. 또한 이에 대한 효과를 평가할 수 있는 목표지점도 더 추가되어야 하며 현재 설정된 관리목표 지점에서의 목표 값도 그에 따라 수정되어야 할 것이다. 결국 비점오염원관리지역에 대한 효과적인 관리를 위해서는 우선적 관리가 필요한 유역부터 단계별로 관리대책을 세우고 관리지역을 확장시켜야 하며, 각 단계에서의 관리효과 평가와 함께 추가 대책들을 고려하여 단계별로 목표를 수정해나가는 적응형 관리(adaptive management) 개념이 도입되어야 할 것이라고 사료된다.
본 연구 결과는 기존의 비점오염관리지역 관리목표 설정 및 달성도 평가방법에서의 단점을 보완하여 비점오염부하의 발생 특성과 유역특성을 고려한 과학적인 방법론을 제안함으로서 향후 비점오염관리지역에 대한 관리대책, 시행 계획 수립 및 이행평가 시 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 유역 및 비점오염물질의 배출 특성과 달성가능성을 고려한 과학적인 관리목표 설정과 목표달성도 평가를 하는데 있어서 부하지속곡선과 유역모델을 이용하는 방법론을 제시하고, 최근 비점오염관리지역으로 지정된 새만금 유역에 대하여 시범적으로 적용해 보고자 한다. 본 연구에서 제시되는 방법론은 기존 비점관리지역의 관리목표 설정에 대한 평가에 이용될 수 있을 것이다. 또한 비점오염원 관리지역은 점차적으로 확대될 계획에 있으므로 앞으로 선정될 지역에 대하여 과학적이고 합리적인 관리목표를 설정하는데 본 연구가 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 저감 시나리오 적용 시 우선관리유역에 대한 관리방안만 고려하였으나, 단계적으로 관리유역을 확대하여 최종적으로는 새만금 비점관리지역 전체에 대한 관리 대책이 필요하므로 향후 모든 유역에 대한 시나리오를 적용한 분석이 필요하다고 생각된다. 또한 이에 대한 효과를 평가할 수 있는 목표지점도 더 추가되어야 하며 현재 설정된 관리목표 지점에서의 목표 값도 그에 따라 수정되어야 할 것이다.
향후 목표 지점에 대하여 실측 데이터가 축적된 경우 모든 지점에 대하여 이와 같은 평가가 이루어 질 수 있을 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현재 설정된 비점오염원 관리지역에 대한 관리목표의 한계점은 무엇인가?	4% 이하로 낮추거나 2009년도 대비 배출량을 250 톤/년 저감하는 것으로 설정되어 있다.2) 그러나 이들 관리목표는 과학적 근거가 부족한 상태에서 연평균 개념의 수질기준으로 설정됨으로써 강우 시 주로 발생하는 비점오염원에 의한 수질변화 특성을 반영하지 못하고 있다. 또한 달성가능성, 지역현황 등이 고려되지 않은 획일화된 기준을 적용하여 임하호와 소양호의 경우 관리대책 지정 시부터 지속적으로 관리목표를 달성하는 결과를 초래하였다. 관리목표 달성도 평가의 경우 3년 평균, 연속 2회 관리목표 유지 시 목표를 달성한다는 총량제 평가방법을 준용하고 있어 비점 오염 관리를 위한 차별화된 평가방법이 미흡한 실정이다. 따라서 비점오염관리지역의 효과적인 관리를 위해서는 비점오염물질 배출 및 해당 유역 특성을 고려한 과학적인 관리목표 설정과 관리목표 달성도 평가방법이 필요하다고 판단된다.
	환경부에서 "비점오염원관리 종합대책"을 수립한 계기는 무엇인가?	환경부는 점오염원 위주의 관리만으로 공공수역 수질개선에 한계가 있음을 인식하고 관계부처 합동으로 “비점오염원관리 종합대책(2004, 2012)”을 수립하여 비점오염원을 관리하기 시작하였다.1) 또한 종합대책을 근거로 한 “수질 및 수생태 보전을 위한 법률”에 따라 2007년부터 광주광역시, 도암호, 소양호, 임하호, 수원시, 새만금, 골지천의 7개 지역을 비점오염원 관리지역으로 지정하여 관리해오고 있으며 최근 소양호와 임하호는 관리목표를 달성함으로 인해 관리지역에서 해제되었다.
	"수질 및 수생태 보전을 위한 법률"에 따라, 비점오염원 관리지역으로 지정한 곳은?	환경부는 점오염원 위주의 관리만으로 공공수역 수질개선에 한계가 있음을 인식하고 관계부처 합동으로 “비점오염원관리 종합대책(2004, 2012)”을 수립하여 비점오염원을 관리하기 시작하였다.1) 또한 종합대책을 근거로 한 “수질 및 수생태 보전을 위한 법률”에 따라 2007년부터 광주광역시, 도암호, 소양호, 임하호, 수원시, 새만금, 골지천의 7개 지역을 비점오염원 관리지역으로 지정하여 관리해오고 있으며 최근 소양호와 임하호는 관리목표를 달성함으로 인해 관리지역에서 해제되었다. 따라서 현재 5개 지역이 관리지역으로 설정되어 있으며, 이 중 새만금, 골지천 유역은 현재 시행계획이 수립 중에 있다.

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