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하천유역에서의 기저유출 분석을 통한 총질소 하천오염부하량 연구
A Study of Total Nitrogen Pollutant Load through Baseflow Analysis at the Watershed 원문보기

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.31 no.1, 2015년, pp.55 - 66  

최윤호 (국립환경과학원 유역총량연구과) ,  금동혁 (강원대학교 지역건설공학과) ,  류지철 (국립환경과학원 유역총량연구과) ,  정영훈 (강원대학교 지역건설공학과) ,  김용석 (국립환경과학원 유역총량연구과) ,  전지홍 (안동대학교 환경공학과) ,  김기성 (강원대학교 지역건설공학과) ,  임경재 (강원대학교 지역건설공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It has been well known that it is not easy to quantify pollutant loads driven by non-point source pollution due to various factors affecting generation and transport mechanism of it. Especially pollutant loads through baseflow have been investigated by limited number of researchers. Thus in this stu...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 효율적인 하천유역을 관리하기 위해서는 지표수뿐만 아니라 기저유출에 대한 관리가 필요하다고 판단하였다. 이에 본 연구의 목적은 환경부에서 8일 간격으로 측정하고 있는 하천 유량 및 수질 자료를 이용하여 하천으로 유입되는 오염 부하를 직접유출량, 기저유출량, 그리고 점오염원 방류량으로 구분하여 그 특성을 평가하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 4대강 물환경연구소 및 국내 주요 대학및 기업 등에서 오염부하량 산정 및 비점원단위 산정을 위해 이용하고 있는 NI(Numeric Integration)방법을 통해 오염 부하 산정 모듈을 개발하였다. 본 연구에 사용된 NI 방법의 식 (1)은 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 하천유역의 일일유량을 산정하여 기저유출량을 산정하고, 하천 오염부하를 산정 평가하기 위해 WAPLE 시스템을 개발하였으며, 이 시스템을 이용하여 하천에 유입되는 직접유출량과 하수처리장 방류량 및 기저유출량에 의한 오염부하를 구분하여 정량화하고자 하였다. 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 확장하여 산정된 일일유량 자료에 대해서결과의 정확성을 평가하기 위해 결정계수(R2)를 분석하였다. 또한 결과의 정확성을 판가름하기 위해서 유효지수(Nash-sutcliffe model efficiency coefficient: NSE)를 이용하여 평가하였다.
  • 첫 번째는 환경부에서 8일 간격으로 실측하고 있는 유량자료와 국토부 일 유량 자료를 수집하여 기저유출량을 분석하였고, 두 번째는 일일 유량 및 환경부 8일 간격 실측 수질을 이용하여 하천 오염 부하를 산정하는 시스템을개발하고, 직접유출량과 기저유출량에 의한 오염부하를 산정하였다. 세 번째는 이를 바탕으로 하천 오염 부하 중 직접유출량 오염 부하를 제외한 나머지 오염부하 중에서 하수처리장 방류량 및 기저유출량 오염부하를 분리하여 하천오염부하를 정량화하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 효율적인 하천유역을 관리하기 위해서는 지표수뿐만 아니라 기저유출에 대한 관리가 필요하다고 판단하였다. 이에 본 연구의 목적은 환경부에서 8일 간격으로 측정하고 있는 하천 유량 및 수질 자료를 이용하여 하천으로 유입되는 오염 부하를 직접유출량, 기저유출량, 그리고 점오염원 방류량으로 구분하여 그 특성을 평가하고자 하였다. 첫 번째는 환경부에서 8일 간격으로 실측하고 있는 유량자료와 국토부 일 유량 자료를 수집하여 기저유출량을 분석하였고, 두 번째는 일일 유량 및 환경부 8일 간격 실측 수질을 이용하여 하천 오염 부하를 산정하는 시스템을개발하고, 직접유출량과 기저유출량에 의한 오염부하를 산정하였다.
  • 1%로 기저 유출량이 가장 높게 나타났다. 특히, 평 저수기 및 갈수기 하천유량이 기저유출량이라고 볼 때 YbB 유역의 경우는 하천에서의 기저유출량뿐만 아니라 하수처리장 방류량도 미치는 영향이 크기 때문에 유량지속곡선을 작성하여 유황 별로 평가하고자 하였다. Fig.

가설 설정

  • 여기서 사용되는 Eckhardt 필터 방법을 이용한 직접/기저 유출 분리는 단순히 유량 자료만을 이용하여 직접유출과기저유출량을 분리하기 때문에, 비가 내리지 않는 시기에도 직접유출량이 발생된다고 분석하는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위하여 강우가 10mm 이하로 발생할 경우 직접유출량보다는 기저유출량 형태로 하천에 유입 된다고 가정하였다. 강수량 자료의 경우 연구 대상유역인 YbB에 위치하고 있는 광주기상관측소지점, GbA에 위치하고 있는 장수기상관측지점, NbB에 위치하고 있는 봉화기상관측지점에 대해서 5년간 (2006~2010년)의 강수량 자료를 수집하였다(Table 3).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오염물질 유입에 대한 우리나라 기후의 특성은? 우리나라는 기후 특성상 풍수기에는 지표유출에 의한 오염물질 유입이 많지만 건기 시에 대부분 오염물질은 기저 유출을 통해 발생한다. 일반적으로 기저유출에 의한 오염물질의 유입은 넓은 면적을 따라 연중 내내 유입되어 하천의 기본수질에 지속적인 영향을 미치게 된다(Choi et al.
효율적인 하천유역 수질관리의 필요사항은? 본 연구와 같이 효율적인 하천유역 수질관리를 위해서는 직접유출량에 의한 오염부하뿐만 아니라 하수처리장 방류량 및 기저유출량에 의한 오염부하도 같이 고려하여야 할 것으로 생각된다. 그리고 향후 본 연구 결과는 직접유출량 위주의 수질관리 방안이 아닌 기저유출량으로 인한 오염부하 제어를 위한 기초자료 및 특성화된 하천유역 수질관리 방안으로서 건기 시 맞춤형 유역수질관리 방안을 제시하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
일단위 유량 측정이 힘들 경우 활용되는 방법은? 그러나 모든 하천이나 유역에서 일단위 유량 측정이 이루어지지 않고 있다. 환경부에서도 총량 측정망 및 지류 측정망에서 8일 간격으로 유량과 수질을 측정하고 있으나 8일 간격 유량자료를 일일유량으로 확장하는 작업이 필요하다. 일일유량 확장방법에는 비유량법, 회귀식, 수문모형 등을 이용한 방법이 있다(Mandal and Cunnane, 2009; U.S.
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참고문헌 (29)

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