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낙동강 유역 내 하수처리구역의 비점 배출 부하량 분석
Analysis on Load of Non-point Source from Sewage Treatment Districts in Nakdong River 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.48 no.9, 2015년, pp.695 - 709  

신현석 (부산대학교 공과대학 사회환경시스템공학과) ,  김미은 (부산대학교 공과대학 사회환경시스템공학과) ,  김재문 (부산대학교 공과대학 사회환경시스템공학과) ,  장종경 ((주) 이메트릭스)

초록
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지속적인 개발과 도시화로 인하여 하천으로 유입되는 비점오염원의 비율 역시 점차 증가하는 추세이며 비점오염원이 수질악화에 미치는 영향은 점점 더 커지고 있다. 하천의 수질오염을 발생시키는 비점오염원 해결방안을 모색하고 있지만 도시화에 따른 수문현상변동 및 자연현상과 관련된 문제라 연구에 어려움이 많다. 본 연구에서는 기존의 총량원단위법과 달리 유역의강우 및 도시화 특성과 처리장 운영자료를 활용하여 차별화된 비점오염원 산정 방법을 제시하였다. 하수처리장의 배수구역 내 관거시스템을 합류식으로 가정하여 강우 시 하수처리장의 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장 강우유 입량, 하수처리장 우회유량(bypass) 및 하천토구의 CSO의 3가지로 크게 구분하여 적용함으로써 오염부하량을 산정함으로써 오염총량 단위유역 및 하수처리구역의 관리를 위한 비교자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The inflow of nonpoint pollution sources due to sustainable development and urbanization is gradually increasing and causes a diversity of water pollution. There are lots of difficulties to find a solution as the problems related to variation of hydrological and natural phenomenon. A differentiated ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기존의 원단위를 이용한 비점오염량 산정방법과 달리 강우특성과 유역의 도시화 정도를 고려한 차별화된 CSO 산정 및 해당 하수처리장 운영자료 기반의 강우유입량과 우회유량 산정을 통해 처리장 및 대상유역의 현황을 고려한 하수처리구역의 비점오염 발생량에 대한 산정 방법을 제시하였다. 비점오염원을 우회유량, CSO 유량, 강우유입량 3가지로 구분하여 낙동강유역의 강우 및 도시화 특성과 하수처리장 운영자료를 통해 오염부하량을 산정하였다.
  • 본 연구에서는 낙동강유역 내 처리장의 유입·방류자료와 강우자료를 활용하여 기존에 오염부하량 산정방법이 아닌 새로운 산정방법을 제시하였다.

가설 설정

  • 비점오염원을 우회유량, CSO 유량, 강우유입량 3가지로 구분하여 낙동강유역의 강우 및 도시화 특성과 하수처리장 운영자료를 통해 오염부하량을 산정하였다. 강우유입량은 수문/기상자료와 처리장관측자료 등을 토대로 하수처리장 운영자료 분석을 실행했고 우회유량은 강우량이 3 mm보다 크고 10 mm보다 적은 경우는 시간최대유량만큼 방류되고 10 mm보다 큰 경우는 시간최대유량의 2배가 방류되는 것으로 가정하여 산정하였다. CSO 유량은 처리구역/배수구역 면적비를 통해 3개의 그룹으로 구분하고 기 구축된 검증된 SWMM-온천천 모형의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 유사한 유역을 각 그룹의 대표유역으로 선정하여 비선형적인 관계가 고려되는 신경망모형을 이용하여 산정하였다.
  • , 2009)의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 면적비가 유사한 소유역을 선정하였다. 도시의 불투수면적비와 처리/배수구역 면적비는 도시화 정도가 증가 할수록 처리시설이 증가한다는 근거를 바탕으로 불투수면적비와 처리/배수구역 면적비는 유사하다고 가정하였다. Table 3은 각 그룹별 대표 소유역의 불투수 면적비와 하수처리장의(처리/배수) 비 대표값을 분류한 것이다.
  • 우회유량은 건기평균유량에 유량변동부하율을 곱하여 시간최대유량으로 전환한 후 강우 지속기간 동안만 우회유량이 발생하는 것으로 가정하여 값을 산정하였고, 강우량이 3 mm 보다 크고 10 mm보다 적은 경우는 시간최대유량만큼 방류되고, 10 mm보다 큰 경우는 시간최대유량의 2배가 방류되는 것으로 가정하여 산정하였으며 우회유량 산정식은 Table 2와 같다.
  • 하수처리장으로 유입하기 전 처리장 유입 전단에 위치한 토구에서 3Q를 차집하고, 3Q 외에 유량은 월류수(CSOs)로 가정하여 방류하천으로 1차 처리되며 토구에서 차집 된 3Q는 하수처리장에서 1일에 처리할 수 있는 1Q(Rainfall Inflow)를 제외한 나머지 2Q가 우회유량(Bypass)으로 처리된다고 가정하였다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
낙동강 유역의 유역면적은? 낙동강 유역의 유역면적은 23,790 km2로 남한 면적의 약 23.9%를 차지하고 있다.
낙동강 유역의 지리적 특징은? 9%를 차지하고 있다. 이 유역의 위치는 낙동강수계를 중심으로 동경 127°29′∼129°18′ , 북위35°03′∼37°13′사이에 위치하고 있으며 우리나라 제2의 하천유역이라고 불린다. 북쪽으로는 한강유역, 서쪽으로는 금강 및 섬진강 유역과 접하고 있으며 동쪽으로는 태백산맥이 동해안 유역과 분수령을 형성하고 있다. Fig.
비점오염원이 오염원 관리에 부정적인 이유는? 이에 따라 비점오염원(Nonpoint Source Pollution, NPS)을 정량적으로 산정하고자 하는 연구가 꾸준히 진행되어 오고 있다. 다양한 변화로 발생되는 유역 내 비점오염원은 강우 및 유역의 수문특성과 연계되어 있어 정량적 산정 및 과학적 분석 등 오염원 관리에 어려움을 발생시킨다. 유역에서 발생되는 비점오염부하량은 일반적으로 지목별 원단위를 산정하거나 비점오염원 모형의 구축을 통하여 산정하여 왔다.
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참고문헌 (15)

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  4. Hwang, S.H. (2011). A Study on Discharge Load Change of Nonpoint Pollution Source by Watershed Management Using Long Term Runoff Model of Urban Area, a Master's Thesis, University of Seoul. 

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  14. Shin, H.S. (2009). "The NPS Analysis and CSO Management Based on SWMM for Oncheon Basin." Journal of Korean Society on Watre Quality, Vol. 25, No. 2, pp. 268-280. 

  15. Zushi, Y. (2008). "Existence of Nonpoint Source of Perfluorinated Compounds and Their Loads in the Tsurumi River Basin." Japan. Journal of Chemosphere, Vol. 71, No. 8, pp. 1566-1573. 

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