[논문]축산농가에서 배출되는 비점오염 물질이 소규모 유역에 미치는 영향

이수인; 신민환; 전제홍; 박병기; 이지민; 원철희; 최중대

doi:10.5389/ksae.2015.57.2.027

문제 정의

SWAT 모델을 이용하여 축산시설에서 발생하는 오염물질이 하천에 미치는 기여도를 평가 및 분석하고자 하였다. 유역내 축산시설에서 배출되는 축산 배출수의 배출 부하량을 저감한다고 가정하였을 때 유역의 말단에서의 오염부하가 어떻게 변하는지 삭감량을 모의하였다.
(2013)의 선행연구에서 SUFI-2 알고리즘에서 NSE 산정에 강우시 발생하는 첨두유량이 모형의 보정 효율을 평가하는데 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타난 바 있다. 그러나 연구대상지역의 유량 및 수질 모니터링 결과에서 보듯이 저유량 때의 배출 부하량은 고유량 때의 배출 부하량에 비해 매우 미비하기 때문에 본 연구의 목적인 축산농가의 배출부하량의 하천 기여율 분석에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.
축산비점오염원의 효과적인 관리를 위해서는 축산비점오염원 배출특성에 대한 종합적인 연구가 밑바탕 되어야 하며, 이러한 연구결과는 여타 분야의 비점오염연구 및 유역․수질관리에 크게 기여할 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서는 축산농가의 분뇨개별처리시설과 공공처리시설이 포함되어 있는 소규모유역을 대상으로 배경농도 (산림)와 축산 배출수, 그리고 유역의 말단에서 발생하는 비점오염물질을 모니터링하여 정량화하였으며, 모델링을 이용하여 축산농가에서 발생하는 비점오염물질이 소유역에 미치는 기여도를 분석하고자 하였다.
연구대상 유역 내의 축산농가에서 처리시설을 통하지 않은 배출수는 특정 배출구를 통해 유출되고 있고, 모니터링 또한 이 지점을 통해 이루어졌기 때문에 축산시설을 점오염원 시설로 가정하여, 모니터링 자료를 근거로 한 부하량 저감 시나리오를 적용하였다. 모니터링 결과를 입력자료로 구축한 시나리오A와 축산농가에서 배출되는 축산 배출수의 TN 부하량이 20 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오B, 40 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오C, 그리고 60 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오D 유역 말단에서의 오염부하가 어떻게 변화되는지 비교함으로써 축산농가 배출수가 하천에 미치는 영향에 대하여 평가하고자 하였다.
본 연구는 분뇨개별 처리시설과 자원화 시설이 있는 소규모 유역을 대상으로 배경농도 (산림)와 축산 배출수에서 발생하는 비점오염물질을 모니터링하고, 모니터링 결과를 바탕으로 모델을 적용하여 축산에서 발생하는 비점오염물질이 하천에 미치는 기여도를 평가하고자 하였다.
모의결과와 같이 축산시설에서의 배출부하 저감효율이 커질수록 말단에서도 부하량의 저감 효율이 커지는 것으로 나타났으나, 오염물질의 저감률에 비례하여 말단에서의 오염물질 저감율이 증가하지는 않는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 유역에서 축산농가에서 배출되는 오염물질을 모의하기 위해 SWAT 모델을 적용하였으며, 축산에서 배출되는 오염부하가 하천에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그러나 본 연구결과는 모델을 이용한 단순가정에 의한 결과이기 때문에 추가적인 모니터링을 통해 축산 비점오염물질 배출에 대한 정량적인 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

가설 설정

3을 Point source로 가정하고 강우시와 비강우시 모니터링을 통해 얻은 유량과 오염부하 자료를 입력자료로 이용하여 모의하였다. 연구대상 유역 내의 축산농가에서 처리시설을 통하지 않은 배출수는 특정 배출구를 통해 유출되고 있고, 모니터링 또한 이 지점을 통해 이루어졌기 때문에 축산시설을 점오염원 시설로 가정하여, 모니터링 자료를 근거로 한 부하량 저감 시나리오를 적용하였다. 모니터링 결과를 입력자료로 구축한 시나리오A와 축산농가에서 배출되는 축산 배출수의 TN 부하량이 20 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오B, 40 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오C, 그리고 60 % 저감되었을 때를 모의한 시나리오D 유역 말단에서의 오염부하가 어떻게 변화되는지 비교함으로써 축산농가 배출수가 하천에 미치는 영향에 대하여 평가하고자 하였다.
5)에 미치는 오염부하 기여율을 나타내었다. 이는 부하량의 크기 비교 결과로 축산시설 오염물질이 하류로 유하하면서 외부의 오염물질이 없이 모두 하천 출구까지 이동한다고 가정한 결과이다. 유역 말단에서의 오염부하와 축산시설에서 하천으로 유입되는 배출부하 비교 결과 축산 배출수의 오염부하 기여율이 BOD는 0.

제안 방법

5 지점의 유출량 자료 및 평시와 강우시 모니터링 시기를 나타내었다. Fig. 3과 같이 평시 8회, 강우시 14회의 모니터링을 실시하였다. No.
No. 1~4 지점의 유출량은 횡단면에서의 흐름 단면적과 평균 유속을 측정하여 산정하였으며, No. 5 지점에서는 초음파 수위계 (Kalesto)를 설치하여 10분 간격으로 수위를 측정하고 수위-유량 관계 곡선식을 이용하여 유량으로 환산하였다.
본 연구의 모델 적용기간은 2008~2013년으로, 일 강수량 (mm), 일 최대·최저기온 (℃), 풍속 (m/sec), 일 수평면 일사량 (MJ/m²), 상대습도(%) 등은 모니터링 지역과의 인접거리가 각각 약 25 km와 12km 내외인 춘천과 가평 기상관측소 자료를 이용하였다. 각각의 기상인자에 대한 일별 자료를 dbf 파일 형태로 작성하여 모델의 입력 자료로 구축하였다. 또한 유역구분 및 하천망 구축을 위해 National Spatial Information Clearinghouse (http://www.
또한 유역구분 및 하천망 구축을 위해 National Spatial Information Clearinghouse (http://www.ngic.go.kr)에서 제공하는 수치지형도 (1:25,000)를 GIS프로그램을 이용하여 30×30 m 격자크기의 DEM을 구축하였으며, Environmental Geographic Information System, (EGIS,http://egis.me.go.kr)에서 제공하는 중분류 토지피복도(2009) 자료를 이용하여 SWAT 모형의 입력 자료를 구축하였다.
매개변수 추정은 사용자가 임의로 보정에 사용되는 변수를 추출할 수 있으며, 추출된 매개 변수는 사용자가 지정한 횟수만큼 반복적으로 모형 연산을 수행하여 최적 매개변수를 추정한다. 보정기간은 2013년 3월부터 10월까지이며, 모니터링을 통해 얻은 No. 5 지점의 실측 자료를 기준으로 유량과 TN 항목의 매개 변수를 보정하였다.
본 연구에서는 SWAT-CUP를 이용하여 SWAT 모형으로 모의된 유량과 수질을 보정하였다. 보정에는 2013년 3월부터 10월까지 실측된 일 유량을 자료와 실측을 통해 산정한 TN 오염부하를 사용하였으며, 유량에 민감한 매개 변수와 TN 보정에 대한 매개변수로 자동보정 하였다. 실측된 대상유역 말단에서 연구기간동안 측정된 유량 범위는 0.
본 연구에서는 SWAT-CUP를 이용하여 SWAT 모형으로 모의된 유량과 수질을 보정하였다. 보정에는 2013년 3월부터 10월까지 실측된 일 유량을 자료와 실측을 통해 산정한 TN 오염부하를 사용하였으며, 유량에 민감한 매개 변수와 TN 보정에 대한 매개변수로 자동보정 하였다.
기상 및 강우 자료는 대상 유역에 인접한 가평기상 관측소의 관측 자료를 이용하였으며, 모니터링 조사기간은 겨울철을 제외한 2013년 3월부터 10월까지 수행하였다. 선정된 5개의 모니터링 지점은 Table 1과 같으며, 강우시와 비강우시를 비교하여 모니터링을 실시하였다.
SWAT 모델을 이용하여 축산시설에서 발생하는 오염물질이 하천에 미치는 기여도를 평가 및 분석하고자 하였다. 유역내 축산시설에서 배출되는 축산 배출수의 배출 부하량을 저감한다고 가정하였을 때 유역의 말단에서의 오염부하가 어떻게 변하는지 삭감량을 모의하였다. Table 8과 같이 모의된 연구기간동안 말단에서의 TN 부하량은 8,898 kg 으로 나타났다.
2). 유역의 배경농도를 분석하기 위한 최상류 (No.1)지점과 축산농가에서 배출되는 오염물질이 하천의 유량과수질 농도에 미치는 영향 분석을 위해 축산에서 배출되는 유출수가 유입되는 지점 (No. 3)과 상류 (No. 2) 및 하류 (No. 4)를 모니터링 지점으로 선정하였다. No.
축산 배출수 모의를 위하여 축산 배출수 모니터링 지점인 No. 3을 Point source로 가정하고 강우시와 비강우시 모니터링을 통해 얻은 유량과 오염부하 자료를 입력자료로 이용하여 모의하였다. 연구대상 유역 내의 축산농가에서 처리시설을 통하지 않은 배출수는 특정 배출구를 통해 유출되고 있고, 모니터링 또한 이 지점을 통해 이루어졌기 때문에 축산시설을 점오염원 시설로 가정하여, 모니터링 자료를 근거로 한 부하량 저감 시나리오를 적용하였다.
축산농가에서 발생하는 비점오염물질의 유출을 특성 분석을 위해 유역 상류부터 말단까지 5개 지점 (두밀천상류 (No.1), 축산상류 (No. 2), 축산 배출수 (No. 3), 축산하류 (No. 4),유역말단 (No. 5))을 선정하여 유출량과 수질 농도를 분석하였다(Fig. 2). 유역의 배경농도를 분석하기 위한 최상류 (No.
평시와 강우시를 구분하여 수질농도를 분석하였다 (Table2). 수질농도 분석 결과 대상유역의 배경농도로 볼 수 있는 No.

대상 데이터

5)을 모니터링 지점으로 선정하였다. 기상 및 강우 자료는 대상 유역에 인접한 가평기상 관측소의 관측 자료를 이용하였으며, 모니터링 조사기간은 겨울철을 제외한 2013년 3월부터 10월까지 수행하였다. 선정된 5개의 모니터링 지점은 Table 1과 같으며, 강우시와 비강우시를 비교하여 모니터링을 실시하였다.
3 지점은 비강우시에는 산림유출수가 흐르지 않으며, 축산농가에서 개별처리과정을 거치지 못한 오염물질 (뇨)가 하천으로 그대로 유입되는 지점이다. 또한 연구대상 유역에서 발생하는 비점오염물질이 하천에 미치는 영향을 분석하고자 유역에서 발생한 유출수가 북한강 본류와 합쳐지기 전인 지점 (No. 5)을 모니터링 지점으로 선정하였다. 기상 및 강우 자료는 대상 유역에 인접한 가평기상 관측소의 관측 자료를 이용하였으며, 모니터링 조사기간은 겨울철을 제외한 2013년 3월부터 10월까지 수행하였다.
본 연구의 모델 적용기간은 2008~2013년으로, 일 강수량 (mm), 일 최대·최저기온 (℃), 풍속 (m/sec), 일 수평면 일사량 (MJ/m2), 상대습도(%) 등은 모니터링 지역과의 인접거리가 각각 약 25 km와 12km 내외인 춘천과 가평 기상관측소 자료를 이용하였다.
연구대상 유역은 경기도 가평군 두밀리 일대로 두밀천과 달전천이 합류되어 하류로 흐르며 유역 총 면적은 1,839 ha이다 (Fig. 1). 이 중 논, 밭, 과수원 등과 같은 농경지가 차지하는면적은 182 ha로 전체 유역의 약 9.

이론/모형

대상유역의 SWAT 모형 적용성 평가에는 유효지수 (NashSutcliffe model efficiency coefficient: NSE)와 결정계수(R²)를 이용하였다. NSE와 R²는 1에 가까울수록 모형의 예측치가 실측치를 잘 모의하는 것을 의미하며, NSE 산정 공식은 식 (2)과 같다.
축산농가에서 배출되는 오염물질이 소유역에 미치는 기여도를 평가하기 위해서 SWAT 모델을 이용하였다. 모델의 보정은 SWAT-CUP 이용하였으며, 대상 지역에 SWAT 모델적용성 평가는 NSE와 R²를 이용하였다.
2), GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation), Parasol (Parameter Solution), MCMC (Markov Chain Monte Carlo), PSO (Particle Swarm Optimization)의 5가지 통계 알고리즘이 구성되어있다. 본 연구에서 이용한 SUFI-2 알고리즘은 순차적이고 반복적인 매개변수 산정 프로그램으로 다섯 가지 알고리즘 중 보다 사용이 간편하고 다양한 연구자들 (Abbaspour 등, 2007; Rostamian 등, 2008)에 의하여 적용성을 검증 받았다. 매개변수 추정은 사용자가 임의로 보정에 사용되는 변수를 추출할 수 있으며, 추출된 매개 변수는 사용자가 지정한 횟수만큼 반복적으로 모형 연산을 수행하여 최적 매개변수를 추정한다.
수질 분석은 SS, COD, BOD, TN, TP 항목을 Standard Methods (APHA et al, 1995)와 수질오염 공정시험방법(Ministry of Environment, 2009)에 따라 분석하였으며, 탁도는 다항목 수질 측정기 (WQC-22A)를 이용하여 현장에서 측정하였다. 분석한 유량과 수질농도를 이용하여 각 수질항목별 오염부하를 계산하였으며, 오염부하 계산식은 식 (1)와 같다.
축산농가에서 배출되는 오염물질이 소유역에 미치는 기여도를 평가하기 위해서 SWAT 모델을 이용하였다. 모델의 보정은 SWAT-CUP 이용하였으며, 대상 지역에 SWAT 모델적용성 평가는 NSE와 R²를 이용하였다.

성능/효과

이는 축산 배출수가 하천을 오염시키는 오염원이지만 강우시 하천의 탁수를 유발함에 있어 축산 배출수보다는 산림이나, 주변 농경지로부터 발생하는 입자성 부유물질, 토사 등의 영향이 더 큰 것으로 판단된다. No. 3 지점 수질분석결과 BOD, TN, TP 평균농도 비교결과 강우시에 비강우시보다 높게 나타났으나, COD는 비강우시에 더 높게 나타났다. 이는 축산 배출수가 상시 배출되지 않고 간헐적으로 발생하며, 배출량이 일정하지 않기 때문에 농도의 최고값과 최대값의 차이가 크게 나타났기 때문으로 판단된다.
SWAT모형의 보정 결과 실측 유량에 대한 NSE는 0.76, R²는 0.79로 나타났으며 (Fig. 4), TN 실측치와 예측치 보정 결과 NSE는 0.74, R²는 0.83으로 나타나 (Fig. 5), Ramanarayananet al. (1997)과 Moriasi et al. (2007)이 제시한 모델 적용시 신뢰구간을 잘 만족하여 SWAT 모형이 실제 자연현상을 잘 모의 하는 것으로 나타났다. 하지만 저유량에서 모형 예측값이 실측값에 비해 과소 평가되는 것으로 나타났으며, 이에 따라 연간 총 유량 비교 결과에서 차이가 있는 것으로 나타났다.
이는 오염물질이 하류로 유하하면서 산지로부터 유출되는 유출수와 함께 희석되어 수질 농도가 낮아질 뿐만 아니라 하천에서의 자정작용으로 오염물질이 정화되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 축산 배출수가 하천에 미치는 기여도를 평가하기 위해 SWAT 모형을 적용한 결과 유량의 NSE는 0.76, R²는 0.79, TN 항목의 NSE는 0.74, R²는 0.83으로 자연현상을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 이를 이용하여 TN 배출부하 값을 20 %와 40 % 그리고 60 %를 저감한다고 가정하였을 경우 유역 말단의 오염부하를 18.
모니터링 분석결과 강우시와 비강우시 BOD와 COD, TN 그리고 TP의 수질 농도는 축산에서 발생하는 배출수에서 가장 높게 측정되었으나, SS와 탁도 분석결과 평시에는 축산농가가 고농도의 오염물질을 배출하는 오염원이었지만, 강우시에는 다른 지점에서 더 높은 값을 나타내었다. 이는 축산농가가 하천의 수질을 악화에 영향을 미치는 오염물질을 배출하는 오염원임을 나타내는 결과이지만, 강우시 하천의 탁수를 유발함에 있어 축산 배출수보다는 산림이나, 주변 농경지로부터 발생하는 입자성 부유물질, 토사 등의 영향이 더 큰 것으로 보여진다.
53 %가 저감되는 것으로 모의되었다. 모의결과와 같이 축산시설에서의 배출부하 저감효율이 커질수록 말단에서도 부하량의 저감 효율이 커지는 것으로 나타났으나, 오염물질의 저감률에 비례하여 말단에서의 오염물질 저감율이 증가하지는 않는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 유역에서 축산농가에서 배출되는 오염물질을 모의하기 위해 SWAT 모델을 적용하였으며, 축산에서 배출되는 오염부하가 하천에 미치는 영향에 대해 분석하였다.
축산시설에서 배출되는 COD 배출부하의 기여율의 변동이 가장 크게 나타났으며, TN의 기여율이 가장 높은 것으로 나타났다. 반대로 SS 오염부하는 유역 말단에 미치는 기여율이 가장 낮았으며, 기여율의 변동도 크게 나타나지 않았다.
이는 강우시에는 축산배출수가 산림으로부터 발생하는 강우유출수와 함께 희석되어 하천으로 유입되었으며, 평시에는 축산농가에서 개별처리과정을 거치지 못한 오염물질 (뇨)가 하천으로 그대로 유입되었기 때문으로 판단된다. 반면, 유역말단 (No. 5) 지점의 농도를 비교한 결과 말단에서의 평균 수질농도는 평시에는 BOD는 0.21~3.34 mg/L, COD는 1.9~32.8 mg/L, TN은 1.818~5.965 mg/L, TP는 1.0~0.097 mg/L, SS는 0.0~7.0 mg/L, 탁도는 0~7 NTU로 나타났다. 이는 유역의 배경농도와의 차이가 크게 나타나지 않는 결과이다.
0 NTU 값을 나타내었다. 분석 결과 BOD를 제외한 모든 수질 항목에서 강우시에 높은 값으로 나타났지만 그 차이가 크게 나타나지 않았다. BOD의 경우 평시 수질농도가 강우시의 수질농도가 더 크게 나타났으나, BOD 또한 강우의 유무로 대소 구분을 명확히 판정하기엔 그 차이가 크게 나타나지는 않았다.
3)에서 강우시발생한 오염부하이다. 분석결과 No.3 오염부하는 BOD 0.9~5,714.0 kg/day, COD 3.5~9,628.7 kg/day, SS 0.5~2,944.2 kg/day, TN 0.7~3,554.9 kg/day, TP 0.0~146.4 kg/day의 범위로 산정되었다. 축산농가 배출수 (No.
평시와 강우시를 구분하여 수질농도를 분석하였다 (Table2). 수질농도 분석 결과 대상유역의 배경농도로 볼 수 있는 No. 1 지점의 평시 BOD 농도는 0.8~5.52 mg/L, COD 농도는1.6~21.6 mg/L, TN 농도는 1.225~4.810 mg/L, TP 농도는 0.012~0.425 mg/L, SS는 0.3~0.9 mg/L 그리고 탁도는 0.0~4.0 NTU 값을 나타났으며, No. 1 지점의 강우시 BOD 농도는 0.4~5.2 mg/L, COD 농도는 1.2~33.8 mg/L, TN 농도는 1.256~9.825 mg/L, TP 농도는 0.019~0.774 mg/L, SS는 0.4~575.0mg/L 그리고 탁도는 0.0~4.0 NTU 값을 나타내었다. 축산 상류 지점인 No.
82 %는 펜션 등의 시가화 지역으로 구성되어 있다. 수치지형도를 분석한 결과 85~905 m의 표고를 나타내고 있으며, 유역 평균 경사도는 48.47 %로 나타났다. 유역내에는 약 6,300두의 돼지 축산농가와 자원화 시설이 포함되어 있으며, 이 중 약 4,400두에서 배출되는 뇨는 유역 내 개별처리시설을 통해 처리한 후 하천으로 방류 되고 있다.
보정에는 2013년 3월부터 10월까지 실측된 일 유량을 자료와 실측을 통해 산정한 TN 오염부하를 사용하였으며, 유량에 민감한 매개 변수와 TN 보정에 대한 매개변수로 자동보정 하였다. 실측된 대상유역 말단에서 연구기간동안 측정된 유량 범위는 0.33~23.68 m³/s의 범위로 나타났으며, 평균 유량은 1.46 m³/s로 조사되었다. TN 부하량은 93.
이는 부하량의 크기 비교 결과로 축산시설 오염물질이 하류로 유하하면서 외부의 오염물질이 없이 모두 하천 출구까지 이동한다고 가정한 결과이다. 유역 말단에서의 오염부하와 축산시설에서 하천으로 유입되는 배출부하 비교 결과 축산 배출수의 오염부하 기여율이 BOD는 0.5~55.4 %, COD는 0.1~81.2 %, TN은 1.1~57.3 %, TP는 0.4~35.5 %, SS는 0.0~11 %의 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 평균적으로 BOD는 8.
83으로 자연현상을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 이를 이용하여 TN 배출부하 값을 20 %와 40 % 그리고 60 %를 저감한다고 가정하였을 경우 유역 말단의 오염부하를 18.95 %와 23.39 % 그리고 30.53 %를 저감할 수 있는 것으로 나타났다.
Table 8과 같이 모의된 연구기간동안 말단에서의 TN 부하량은 8,898 kg 으로 나타났다. 이와 비교하여 축산시설에서 배출되는 오염물질의 부하량을 20 %와 40 % 그리고 60 % 저감된다고 가정하고 모의한 결과 유역의 말단에서 TN 부하량은 7,212 kg와 5,525 kg 그리고 3,838 kg으로 각각 18.95 %, 23.39 %, 그리고 30.53 %가 저감되는 것으로 모의되었다. 모의결과와 같이 축산시설에서의 배출부하 저감효율이 커질수록 말단에서도 부하량의 저감 효율이 커지는 것으로 나타났으나, 오염물질의 저감률에 비례하여 말단에서의 오염물질 저감율이 증가하지는 않는 것으로 나타났다.
0 NTU 값을 나타내었다. 축산 상류 지점인 No. 2 지점의 평시 BOD 농도는 0.8~5.5 mg/L, COD농도는 1.8~37.4 mg/L, TN 농도는 2.115~12.202 mg/L, TP농도는 0.014~0.434 mg/L, SS는 0.667~13 mg/L 그리고 탁도는 1.0~55.0 NTU 값을 나타났으며, 강우시 No. 2 지점의BOD 농도는 0.2~5.5 mg/L, COD 농도는 1.8~49.9 mg/L, TN농도는 2.214~14.053 mg/L, TP 농도는 0.0~0.613 mg/L, SS는 0.5~1026.9 mg/L 그리고 탁도는 0.0~958.0 NTU 값을 나타내었다. 분석 결과 BOD를 제외한 모든 수질 항목에서 강우시에 높은 값으로 나타났지만 그 차이가 크게 나타나지 않았다.
02 %의 비율을 차지하였다. 축산시설에서 배출되는 COD 배출부하의 기여율의 변동이 가장 크게 나타났으며, TN의 기여율이 가장 높은 것으로 나타났다. 반대로 SS 오염부하는 유역 말단에 미치는 기여율이 가장 낮았으며, 기여율의 변동도 크게 나타나지 않았다.
0~11 %의 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 평균적으로 BOD는 8.5 %, COD는 11.8 %, TN은 17.37 %, TP는 5.41 %, SS는 3.02 %의 비율을 차지하였다. 축산시설에서 배출되는 COD 배출부하의 기여율의 변동이 가장 크게 나타났으며, TN의 기여율이 가장 높은 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구에서는 유역에서 축산농가에서 배출되는 오염물질을 모의하기 위해 SWAT 모델을 적용하였으며, 축산에서 배출되는 오염부하가 하천에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그러나 본 연구결과는 모델을 이용한 단순가정에 의한 결과이기 때문에 추가적인 모니터링을 통해 축산 비점오염물질 배출에 대한 정량적인 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
본 연구와 같이 축산농가에서 배출되는 오염물질의 배출특성에 대한 분석 결과는 축산비점오염원이 하천에 미치는 영향에 대한 평가와 비점오염저감 대책 수립에 필요한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 짧은 연구기간동안의 모니터링 결과를 바탕으로 모델링이 이루어졌으며, 이는 축산 비점오염 물질 정량화를 평가하기에 한계가 있는 것으로 판단된다. 따라서, 지속적인 모니터링 분석을 통한 자료의 축적과 다양한 모델을 이용한 적용 및 분석을 통한 비점오염물질의 정량적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
현재까지 축산 비점오염원은 접근이 어렵고 관리주체가 모호하여 좀처럼 규명 되지 않았으며, 전국적으로 그 영향이 정량화되지 않아 실질적인 관리 및 대책마련에 어려움이 있다. 따라서 가축분뇨의 발생으로부터 처리, 자원화에 이르기까지 각 관리체계에 있어서 축산비점오염의 배출경로와 수계 오염부하, 수질환경 영향을 정밀하게 분석하여 향후 대책마련을 위한 기초자료 확보가 필요하다. 축산비점오염원의 효과적인 관리를 위해서는 축산비점오염원 배출특성에 대한 종합적인 연구가 밑바탕 되어야 하며, 이러한 연구결과는 여타 분야의 비점오염연구 및 유역․수질관리에 크게 기여할 것으로 기대된다.
그러나 본 연구는 짧은 연구기간동안의 모니터링 결과를 바탕으로 모델링이 이루어졌으며, 이는 축산 비점오염 물질 정량화를 평가하기에 한계가 있는 것으로 판단된다. 따라서, 지속적인 모니터링 분석을 통한 자료의 축적과 다양한 모델을 이용한 적용 및 분석을 통한 비점오염물질의 정량적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한, 축산농가에 국한적인 모델 분석이 아닌 논, 밭, 과수원 등 다양한 농업 비점오염원에서 배출되는 오염물질이 하천에 미치는 영향에 대한 평가도 함께 이루어져야 할 것으로 보여진다.
따라서, 지속적인 모니터링 분석을 통한 자료의 축적과 다양한 모델을 이용한 적용 및 분석을 통한 비점오염물질의 정량적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한, 축산농가에 국한적인 모델 분석이 아닌 논, 밭, 과수원 등 다양한 농업 비점오염원에서 배출되는 오염물질이 하천에 미치는 영향에 대한 평가도 함께 이루어져야 할 것으로 보여진다.
본 연구와 같이 축산농가에서 배출되는 오염물질의 배출특성에 대한 분석 결과는 축산비점오염원이 하천에 미치는 영향에 대한 평가와 비점오염저감 대책 수립에 필요한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 짧은 연구기간동안의 모니터링 결과를 바탕으로 모델링이 이루어졌으며, 이는 축산 비점오염 물질 정량화를 평가하기에 한계가 있는 것으로 판단된다.
따라서 가축분뇨의 발생으로부터 처리, 자원화에 이르기까지 각 관리체계에 있어서 축산비점오염의 배출경로와 수계 오염부하, 수질환경 영향을 정밀하게 분석하여 향후 대책마련을 위한 기초자료 확보가 필요하다. 축산비점오염원의 효과적인 관리를 위해서는 축산비점오염원 배출특성에 대한 종합적인 연구가 밑바탕 되어야 하며, 이러한 연구결과는 여타 분야의 비점오염연구 및 유역․수질관리에 크게 기여할 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서는 축산농가의 분뇨개별처리시설과 공공처리시설이 포함되어 있는 소규모유역을 대상으로 배경농도 (산림)와 축산 배출수, 그리고 유역의 말단에서 발생하는 비점오염물질을 모니터링하여 정량화하였으며, 모델링을 이용하여 축산농가에서 발생하는 비점오염물질이 소유역에 미치는 기여도를 분석하고자 하였다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	SWAT 2009의 개발 목적은?	SWAT 2009 (Rev. 477)모형은 미국 농무성 농업연구소에서 개발된 유역모델로서, 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 물과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대한 토지관리방법의 영향을 예측하기 위하여 개발되었다(Neitsch et al., 2005).
	비점오염원이란?	비점오염원관리 업무편람에 따르면 비점오염원은 공장, 하수처리장, 축사 등과 같이 오염물질 배출 지점이 명확한 점오염원을 제외하고 오염물질이 불특정하게 배출되는 도시, 도로,농지, 산지 등을 말한다 (Ministry of Environment, 2006). 특히 우리나리는 전체 국토의 25 %를 농업지역이 차지하고 있는데, 하천 및 호소에 유입되는 오염물질 중 약 30 % 이상이 농업활동 등에 의한 농업비점오염원으로 분석되고 있다 (Shin, 2013; Shin et al, 2011; Jung et al.
	축산시설이 하천 수질에 큰 영향을 끼치는 이유는?	축산시설은 폐수 처리 및 재활용 시설이 운영되고 오염물질 배출지점이 일정하여 점오염원으로 분류되어 있지만, 부실한 관리로 강우-유출수와 함께 배출되는 축산분뇨 등은 농업지역 비점오염원의 일부분으로 정의하기도 한다. 이러한 축산 폐수는 다른 폐수에 비해 오염부하가 훨씬 높아 하천 수질에 큰 영향을 끼치고 있다 (Lee et al., 2001). 축산농가로부터 발생하는 미처리 배출수는 공공처리시설의 배출수 수질과 비교하여 7~28배의 고농도로 하천에 유입되고 있음에도 불구하고(Ministry of Environment, 2006), 세분류 토지이용에 대해 토지계 원단위를 새롭게 제정하기 위한 연구에서 축산지역이 제외되어 있으며, 축산비점오염원의 배출특성 규명 및 정량화가 수행되지 않는 실정이다.

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