선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 낙동강으로 유입되는 지류인 계성천을 대상으로 부하지속곡선 방법과 현장 조사 결과를 이용하여 수질개선을 위한 최적의 관리구간, 관리조건, 관리유역, 관리오염원을 선정하고 이를 바탕으로 계성천 수질개선을 위한 최적의 삭감방안을 제안하였으며 그 결과는 다음과 같다.
- 본 연구는 낙동강으로 유입되는 지류인 계성천을 대상으로 부하지속곡선 방법과 현장 조사 결과를 이용하여 우선관리 유역 및 최적 관리조건을 추적하여 관리유역에 적합한 맞춤형 삭감계획을 제안함으로서 우리나라 지류총량관리의 기초자료가 되고자 한다.
- 이런 이유로 본 연구에서는 관리구간의 수질개선을 위한 관리조건을 분석하기 위하여 부하지속곡선을 이용하여 유량 및 계절 조건에 따른 수체 손상정도를 파악하였다.
제안 방법
- 4) 관리구간의 수질개선을 위해 관리오염원의 최적의 삭감계획으로는 양파 마늘 재배 시 주요 발생원인 시비량을 줄이고 동절기 농경지의 물꼬높이를 상향 조정하여 농업배출수의 유출을 최대한 억제하는 등의 저영향영농(Low Impact Farming)을 실행하고 농업배수를 재이용하여 관리유역에서 배출되는 오염물질이 관리구간으로 유입되는 것을 억제하는 방안을 제안하였다.
- 계성천의 구간별 수질오염도를 분석하여 가장 수질이 악화된 구간을 찾아 우선관리가 필요한 관리구간으로 설정하고자 구간별 수질오염도를 분석하였다. 구간은 6개 측정지점을 기준으로 발원지부터 옥천2교(G1)까지를 I 구간으로 하고 옥천2교(G1)에서 계성교(G2)까지를 II 구간, 계성교(G2)부터 화영교(G3)까지를 III 구간, 화영교(G3)부터 상대포교(G4)까지를 IV 구간, 상대포교(G4)에서 계성천(G5)까지를 V 구간, 계성천(G5)부터 남송교(G6)까지를 VI 구간으로 총 6개의 구간으로 구분하였으며 수질오염도는 지점별 산술평균 수질을 이용하였다.
- 1). 관리구간의 수체 손상도는 계성천(G5) 지점의 자료를 이용하여 부하지속곡선을 작성하고 실측자료를 도식화하여 유량 및 계절조건에 따른 수체 손상도를 분석하였으며 관리구간의 수체손상 특성의 원인을 추적하고자 관리구간 시작지점인 상대포교(G4) 지점에 대하여 동일한 분석을 실시하였다.
- 관리구간의 수체손상 특징이 계성천 상류유입 또는 지천유입(관곡천 유역, 남지배수 유역) 중 어느 곳의 영향을 크게 받는지를 파악하기 위해 관리구간 시작지점인 상대포교지점에 대하여 계성천과 동일한 방법으로 분석하였으며 그 결과는 Table 4와 같다.
- 관리유역인 관곡천 하류유역에서 저유량 동절기(관리조건)에서 T-N을 많이 배출하는 오염원을 파악하여 적절한 삭감대안을 마련하고자 관곡천 하류유역의 오염원을 정밀조사 분석하였다. 관곡천 하류유역은 전형적인 농업지역으로 관곡천 말단에 위치한 상대포양배수장에서 농업용수를 취수하여 관곡천 하류 유역의 농경지에 공급하고 사용된 농업 배수는 관곡천을 따라 다시 관곡천 말단으로 이동하여 상대포양배수장을 통해 관리구간으로 유입된다.
- 관측된 데이터를 부하지속곡선을 이용하여 평가하기 위해, 관측자료의 부하량을 관측 유량과 관측 수질 농도를 이용하여 계산한 후 각 일유량을 유황곡선의 유량자료와 비교하여 초과 부하량 백분율(percent of days load exceeded)에 대응하는 초과 유량 백분율(percent of days flow exceeded)의 값을 결정하여 도식화 하였다. 이때, 측정수질의 누적유량빈도별 분포와 수체손상 정도를 파악하기 위하여 X축인 누적유량빈도의 초과유량 백분율(percent of days flow exceeded)을 5개의 조건으로 구분하여 홍수량 기간인 초과누적유량 백분율 0~10 %를 조건 A로 하였으며, 풍수량 기간인 10~40 %를 조건 B, 평수량 기간인 40~60 %를 조건 C, 저수량 기간인 60~90 %를 조건 D, 갈수량 기간인 90~100 %를 조건 E로 구분하였다(Cleland, 2003; Nevada, 2003).
- (2011)은 유역모형으로부터 보간 된 3년간 일 유량을 이용한 유량지속곡선에 실측유량을 도식화 한 결과, 실측유량이 고유량 일부를 제외하고 보간된 누적유량빈도를 대변하는 것으로 나타나 간헐적이지만 정기적인 실측유량자료가 다년간 축적될 경우 하천의 전체 누적유량빈도를 대변할 수 있다고 한 바 있다. 따라서 유량지속곡선은 측정된 유량자료를 이용하여 최대유량에서 최소유량 순으로 데이터를 배열하고 초과하는 일수를 백분율로 계산하여 유량지속곡선을 작성하였다. 평가 기준수질은 본 연구기간에 측정된 실측자료의 평균수질을 이용하였는데 상대포교 지점은 T-N 1.
- 4~5와 같다. 부하지속곡선에 도식할 측정부하량(측정 유량과 농도의 곱)은 계절의 변이성을 고려하여 수온이 높으며 수도작을 하는 5월에서 10월을 하절기로 하고 수온이 낮으며 밭농사 형태의 영농이 이루어지는 11월에서 4월을 동절기로 구분하여 도식하여 분석하였다. 여기서 도식한 측정부하량이 부하지속곡선의 위쪽에 위치하는 경우는 평가 기준수질을 초과하여 수체가 손상된 것을 의미하고 아래에 있는 경우는 손상되지 않은 것을 의미한다.
- 수질 오염도 분석결과로 볼 때 계성천 수질개선을 위해 관리가 필요한 구간은 V 구간, II 구간 순으로 나타났으며 이 중 오염도가 가장 심각하여 우선관리가 필요한 V 구간을 관리구간으로 설정하였다.
- 실측된 유량 및 수질 자료로부터 산정된 실측 부하량을 각 실측유량에 대응하는 초과 유량 백분율의 값을 결정하여 부하지속곡선에 도식화 하였으며 그 결과는 Fig. 4~5와 같다. 부하지속곡선에 도식할 측정부하량(측정 유량과 농도의 곱)은 계절의 변이성을 고려하여 수온이 높으며 수도작을 하는 5월에서 10월을 하절기로 하고 수온이 낮으며 밭농사 형태의 영농이 이루어지는 11월에서 4월을 동절기로 구분하여 도식하여 분석하였다.
- 2와 같이 연구를 진행하였다. 연구절차 및 방법은 계성천에서 측정된 수질 유량자료를 이용하여 1)계성천 구간별로 대상물질(T-N)에 대한 수질 오염도를 분석하여 오염도가 가장 높은 구간을 관리구간으로 선정하였으며 2)부하지속곡선 등을 이용하여 관리구간의 수체 손상도를 분석하여 유량 및 계절에 대한 관리조건을 선정하였고 3)수체 손상도 및 유역현황, 삭감여력 등을 고려하여 우선순위가 가장 높은 유역을 관리유역으로 선정하고 4)관리유역의 오염원을 정밀분석하여 오염원 중 수체 손상구간에 미치는 영향이 큰 오염원을 관리오염원으로 선정였으며 5)관리오염원을 대상으로 관리조건에서 수질을 개선할 수 있는 삭감대안을 마련하였다.
- 관측된 데이터를 부하지속곡선을 이용하여 평가하기 위해, 관측자료의 부하량을 관측 유량과 관측 수질 농도를 이용하여 계산한 후 각 일유량을 유황곡선의 유량자료와 비교하여 초과 부하량 백분율(percent of days load exceeded)에 대응하는 초과 유량 백분율(percent of days flow exceeded)의 값을 결정하여 도식화 하였다. 이때, 측정수질의 누적유량빈도별 분포와 수체손상 정도를 파악하기 위하여 X축인 누적유량빈도의 초과유량 백분율(percent of days flow exceeded)을 5개의 조건으로 구분하여 홍수량 기간인 초과누적유량 백분율 0~10 %를 조건 A로 하였으며, 풍수량 기간인 10~40 %를 조건 B, 평수량 기간인 40~60 %를 조건 C, 저수량 기간인 60~90 %를 조건 D, 갈수량 기간인 90~100 %를 조건 E로 구분하였다(Cleland, 2003; Nevada, 2003).
- 지류총량관리는 대상 지류하천에서 가장 오염도가 높은 관리유역을 선정하고 관리유역에 집중적인 삭감노력을 투입하여 지류의 수질을 개선하고자 하는 제도인 점을 감안하여 본 연구는 Fig. 2와 같이 연구를 진행하였다. 연구절차 및 방법은 계성천에서 측정된 수질 유량자료를 이용하여 1)계성천 구간별로 대상물질(T-N)에 대한 수질 오염도를 분석하여 오염도가 가장 높은 구간을 관리구간으로 선정하였으며 2)부하지속곡선 등을 이용하여 관리구간의 수체 손상도를 분석하여 유량 및 계절에 대한 관리조건을 선정하였고 3)수체 손상도 및 유역현황, 삭감여력 등을 고려하여 우선순위가 가장 높은 유역을 관리유역으로 선정하고 4)관리유역의 오염원을 정밀분석하여 오염원 중 수체 손상구간에 미치는 영향이 큰 오염원을 관리오염원으로 선정였으며 5)관리오염원을 대상으로 관리조건에서 수질을 개선할 수 있는 삭감대안을 마련하였다.
대상 데이터
- 계성천 지점에서 측정된 113개 자료 중 기준수질을 초과하여 손상된 것으로 판단되는 자료는 48개(42.5 %)로 나타났다(Table 3). 이를 유량조건별로 분석해 보면 12개 측정자료 중 8개가 초과한 E그룹(90~100 %)의 초과율이 66.
- 계성천의 구간별 수질오염도를 분석하여 가장 수질이 악화된 구간을 찾아 우선관리가 필요한 관리구간으로 설정하고자 구간별 수질오염도를 분석하였다. 구간은 6개 측정지점을 기준으로 발원지부터 옥천2교(G1)까지를 I 구간으로 하고 옥천2교(G1)에서 계성교(G2)까지를 II 구간, 계성교(G2)부터 화영교(G3)까지를 III 구간, 화영교(G3)부터 상대포교(G4)까지를 IV 구간, 상대포교(G4)에서 계성천(G5)까지를 V 구간, 계성천(G5)부터 남송교(G6)까지를 VI 구간으로 총 6개의 구간으로 구분하였으며 수질오염도는 지점별 산술평균 수질을 이용하였다.
- 연구 유역 내 수질 및 유량 측정자료는 국가측정망인 계성천 지점(MOE, 2012)과 경상남도 오염총량관리 기본계획수립을 위한 측정지점인 상대포교 지점(Gyeongsannam-do, 2015) 그리고 지류총량 시범적용 연구를 위해 측정한 5개 지점(상류에 위치한 순으로 옥천2교, 계성교, 화영교, 상대포교, 남송교)의 자료(NIER, 2015)를 활용하였다. 국가측정망 지점인 계성천은 2012년부터 8일 간격으로 수질과 유량을 측정해 오고 있으며 상대포교 지점은 2012년 2월부터 12월까지 8일 간격으로 측정하였고 지류총량 연구에서 측정한 옥천2교 등 5개 지점의 자료는 2015년 4월부터 월 1~4회 간격으로 측정하였다.
- 본 연구 유역은 낙동강 지류인 계성천유역으로 유역면적은 약 106.9 km2이며 유로연장은 31.1 km이다. 행정구역은 경남 창녕군 창녕읍, 영산면, 남지읍의 일부이며 총량관리 낙본I 단위유역의 일부이다(Fig.
- 연구 유역 내 수질 및 유량 측정자료는 국가측정망인 계성천 지점(MOE, 2012)과 경상남도 오염총량관리 기본계획수립을 위한 측정지점인 상대포교 지점(Gyeongsannam-do, 2015) 그리고 지류총량 시범적용 연구를 위해 측정한 5개 지점(상류에 위치한 순으로 옥천2교, 계성교, 화영교, 상대포교, 남송교)의 자료(NIER, 2015)를 활용하였다. 국가측정망 지점인 계성천은 2012년부터 8일 간격으로 수질과 유량을 측정해 오고 있으며 상대포교 지점은 2012년 2월부터 12월까지 8일 간격으로 측정하였고 지류총량 연구에서 측정한 옥천2교 등 5개 지점의 자료는 2015년 4월부터 월 1~4회 간격으로 측정하였다.
- 1 km이다. 행정구역은 경남 창녕군 창녕읍, 영산면, 남지읍의 일부이며 총량관리 낙본I 단위유역의 일부이다(Fig. 1).
성능/효과
- 1) 계성천에서 수질오염도가 가장 높아 우선관리가 필요한 관리구간은 V 구간(상대포교~계성천)으로 나타났으며 부하지속곡선을 이용하여 관리구간의 수체손상도를 분석한 결과 유량조건에 따른 수질 손상도는 E그룹(0.9~1.0)의 초과율이 66.7 %로 가장 높았으며 계절조건에 따른 손상도는 동절기가 하절기 보다 높게 나타나 관리구간에서 관리가 필요한 유량 및 계절 조건은 동절기 저유량 조건으로 분석되었다.
- 2) 관리구간으로 유입되는 오염원은 남지배수 유역과 관곡천 상류와 하류유역에 위치하는데 이중 남지배수 유역은 유역면적과 오염원이 적고, 관곡천 상류유역은 유역에서 배출된 오염물질 전체가 저수지로 유입되어 홍수기를 제외하고는 방류가 없어 관리구간의 수질에 미치는 영향이 적어 관리유역은 상대적으로 면적이 넓고 오염원이 많으며 관리구간의 수질에 미치는 영향이 큰 관곡천 하류유역으로 설정하였다.
- 3) 관리유역의 오염원 조사 결과, 동절기 저유량 조건에서 오염물질을 가장 많이 배출하는 관리오염원은 동절기 양파 마늘 재배에 따른 비강우시 관개수로 분석되었다.
- 본 연구에서 부하지속곡선을 이용하여 관리구간의 수체손상 평가 결과로만 보면 저유량, 동절기 조건에서 수체가 손상된 것으로 나타나 손상원인은 점오염원이며 삭감방안으로는 환경기초시설 방류수질 개선 등을 추천할 수 있을 것이다. 또한, 관리유역의 오염원 조사결과로만 보면 점오염원은 거의 없고 대부분 오염물질은 농경지에서 배출되는 농업비점오염원이므로 관리기간은 고유량 조건이 되어야 할 것으로 판단되는 등 서로 상반되는 결과가 도출되었다.
- 본천 6개 지점에서 측정된 평균 T-N 수질은 옥천2교(G1), 계성교(G2), 화영교(G3), 상대포교(G4), 계성천(G5), 남송교(G6) 지점에서 각각 1.418 mg/L, 2.544 mg/L, 1.767 mg/L, 1.774 mg/L, 4.379 mg/L, 3.975 mg/L로 나타났는데(Fig. 3), 이를 기준으로 구간별 수질오염도를 분석해 보면 II 구간과 V 구간에서는 수질이 악화되는 것으로 나타났으며 그 외 III구간, IV 구간, VI 구간은 수질이 개선 또는 유지되는 것으로 나타났다.
- 상대포교 지점에서 측정된 38개 자료 중 기준수질을 초과하여 손상된 것으로 판단되는 자료는 16개(42.1 %)로 나타났으며 이를 유량조건별로 분석해 보면 계성천 지점과는 다르게 고유량 조건인 A그룹(66.7 %)과 B그룹(58.3 %)에서 초과율이 높았으며 나머지 그룹에서는 25.0 % ~ 33.3 %로 비슷한 초과율을 보였다. 이를 계절별로 분석해 보면 동절기는 총 17개 자료 중 7개가 초과하여 41.
- 2 %의 초과율을 보여 동절기의 초과율이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 조합해 보면 관리구간 말단인 계성천 지점은 동절기, 저유량 조건에서 수체 손상이 심한 것으로 나타나 관리조건은 동절기, 저유량으로 설정하였다.
- 3 %로 비슷한 초과율을 보였다. 이를 계절별로 분석해 보면 동절기는 총 17개 자료 중 7개가 초과하여 41.2 %의 초과율을 보였으며 하절기는 총 21개 자료 중 9개가 초과하여 42.9%의 초과율을 보여 동절기와 하절기의 초과율이 비슷한 것으로 나타나 계성천 지점과 다르게 고유량 조건에서 수체손상이 심한 것으로 나타났으며 계절적 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.
- 2%로 비슷한 초과율을 보였다. 이를 계절별로 분석해 보면 동절기는 총 54개 자료 중 29개가 초과하여 49.2 %의 초과율을 보였으며 하절기는 총 54개 자료 중 19개가 초과하여 35.2 %의 초과율을 보여 동절기의 초과율이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 조합해 보면 관리구간 말단인 계성천 지점은 동절기, 저유량 조건에서 수체 손상이 심한 것으로 나타나 관리조건은 동절기, 저유량으로 설정하였다.
- 5 %)로 나타났다(Table 3). 이를 유량조건별로 분석해 보면 12개 측정자료 중 8개가 초과한 E그룹(90~100 %)의 초과율이 66.7 %로 가장 높았으며 그 다음으로 B그룹(10~40 %)이 41.2 %, C그룹(40~60 %)이 40.9 %, D그룹(60~90 %)이 38.2 %, A그룹(90~100 %)이 36.4 %순으로 나타났으나 E그룹 외 유량 그룹에서는 36.4%~41.2%로 비슷한 초과율을 보였다. 이를 계절별로 분석해 보면 동절기는 총 54개 자료 중 29개가 초과하여 49.
후속연구
- 5) 부하지속곡선을 이용한 수체손상 평가 시 저유량 조건에서 초과원인은 대부분 점오염원에 의한 영향으로 알려져 있지만 본 연구에서는 양파 마늘 재배에 따른 비강우시 비점오염원이 원인인 것으로 분석되었으므로 향후 부하지속곡선을 이용한 수체손상 평가 시 현장조사를 병행하면 보다 정확한 평가가 이루어 질 것으로 판단된다.
- 6) 또한, 지류총량관리를 위한 관리유역 및 관리조건, 관리 오염원 추적을 위해서는 보다 많은 실측자료 확보 및 정밀한 현장조사, 다양한 수체손상 평가 방법의 개발이 필요하며 관리오염원을 저감할 수 있는 다양한 관리방법이 추가적으로 연구되어야 할 것으로 판단된다.
- 따라서 관리유역 내 관리오염원은 동절기 양파 마늘 재배에 따른 비점오염물질의 유출이며 이에 따른 삭감계획으로는 양파 마늘 재배 시 주요 발생원인 시비량을 줄이고 동절기 농경지의 물꼬높이를 상향 조정하여 농업배출수의 유출을 최대한 억제하는 등의 저영향영농(Low Impact Farming)을 실행하고 관리유역 말단에 위치한 양배수장을 이용하여 농업배수를 재이용하여 관리유역에서 배출되는 오염물질이 관리구간으로 유입되는 것을 억제하는 방안 등이 적정할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 부하지속곡선을 이용하여 관리구간의 수체손상 평가 결과로만 보면 저유량, 동절기 조건에서 수체가 손상된 것으로 나타나 손상원인은 점오염원이며 삭감방안으로는 환경기초시설 방류수질 개선 등을 추천할 수 있을 것이다. 또한, 관리유역의 오염원 조사결과로만 보면 점오염원은 거의 없고 대부분 오염물질은 농경지에서 배출되는 농업비점오염원이므로 관리기간은 고유량 조건이 되어야 할 것으로 판단되는 등 서로 상반되는 결과가 도출되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.