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효과적인 오염총량관리를 위한 데스크탑 기반의 LDC 평가 시스템 개발
Development of Desktop-Based LDC Evaluation System for Effectiveness TMDLs 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.58 no.4, 2016년, pp.67 - 74  

류지철 (Water Pollution Load Management Research Division, National Institute of Environmental Research) ,  황하선 (Water Pollution Load Management Research Division, National Institute of Environmental Research) ,  이성준 (Water Pollution Load Management Research Division, National Institute of Environmental Research) ,  김은경 (Water Pollution Load Management Research Division, National Institute of Environmental Research) ,  김용석 (Water Pollution Load Management Research Division, National Institute of Environmental Research) ,  금동혁 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  임경재 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University) ,  정영훈 (Water Resources Research Centre, K-Water Institute)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Load Duration Curve (LDC) can be used as a method for load management of point and non-point pollution source because the LDC easily assesses the water quality corresponding to hydrological changes in a watershed. Recently, the application of LDC to total pollution load management is a growing inter...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구의 목적은 1) 우리나라 환경부 8일 간격 유량 및 수질에 대한 모니터링 지점 (총량측정망) 과 월 1회 수질에 대한 모니터링 지점 (일반측정망)의 자료를 DB로 구축하고 2) 이를 자동으로 연계하여 FDC (Flow Duration Curve)/LDC를 구축해 줄 수 있는 데스크탑 기반의 LDC 평가시스템을 개발하는 데 있다.
  • 따라서 본 연구에서는 환경부 총량측정망 지점의 2007년부터 2012년까지의 유량 및 수질 정보를 시스템의 통합 Data Base(DB)로 구축하여 시스템의 사용자가 별도로 측정자료를 구축하지 않아도 자동으로 시스템에서 지정된 기간만큼 추출되어 LDC 작성에 사용될 수 있도록 하였다.
  • (2010)의 연구에서는 낙동강 최상류 유역인 황지천, 소도천, 철암천 지역의 유량 및 수질 자료 (BOD5, TN, TP)를 이용하여 부하지속곡선을 작성하였으며 수질 항목별로 부하량이 초과하는 유량 조건은 각기 다른 것으로 나타났다. 또한 연구 결과를 이용하여 유역에 적합한 BMPs 등을 제시하였으며 한국 실정에 맞는 부하지속곡선 적용에 대하여 논의하였다. Shin (2013) 연구에서는 한강유역의 14개 지점의 유량 및 수질 자료를 이용하여 부하지속곡선, 유량-부하량 곡선을 작성하였으며 이를 이용하여 각 유역의 부하량 특성을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 개발된 LDC 평가 시스템이 FDC 및 LDC를 좀더 효율적으로 작성할 수 있으며 오염총량관리에 효과적으로 사용될 수 있는지 평가하기 위해서 오염총량관리가 시행중에 단위유역들을 대상으로 시스템을 적용하였다.
  • 본 연구에서는 데스크탑 기반의 LDC 평가 시스템이 실제 LDC 방법의 이용자가 입력자료는 최대한 쉽고 빠르게 입력할 수 있으며 결과자료를 매우 직관적이고 시각적으로 획득 할 수 있도록 구성하였다. 이를 위해 Open Source GIS인 DotSpatial을 활용하여 GIS기반 시스템 인터페이스를 개발하였고, FDC/LDC 분석을 위한 모듈과 미계측 지역에서 LDC를 분석할 수 있는 모듈을 개발하여 시스템에 탑재 하였다.
  • 본 연구에서는 사용자의 편의를 고려하고, 오염총량관리 제도에 유용하게 활용될 수 있는 데스크탑 기반의 LDC 평가시스템을 개발하였으며 이를 실제 유역에서 그적용성을 평가하였다.
  • 이와 더불어 사용자가 직접 전국 총량 단위유역 및 소유역 별 점/비점 오염부하량 자료를 DB에 입력하여 저장할 수 있도록 하였고 DB로 저장된 오염부하량 자료를 오염부하지속곡선 작성 시 해당 단위유역 또는 지류의 오염부하 특성에 관한 기본 정보를 제공할 수 있도록 하였다. 또한이 DB는 사용자가 데스크탑에 본 시스템을 설치하게 되면 자동으로 데스크탑에 저장되도록 설계하였고 필요시 마다 자동으로 시스템 내 모듈들과 연계되어 사용 될 수 있도록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
오염부하지속곡선의 장점은? 오염부하지속곡선 (Lord Duration Curve: LDC) 방법은 실측 자료를 바탕으로 한 계절별 유량 변동에 따른 다양한 하천 수질의 영향을 평가 할 수 있으며 현재 오염부하량 및 삭감 허용 부하량을 쉽게 산정할 수 있고 이해할 수 있도록 해주는 방법으로 미국의 많은 주에서 총량관리계획 수립 및 이행평가에 사용하고 있어 현행 총량관리 이행평가 및 지류총량관리를 위한 적합한 방법으로 판단된다 (US EPA, 2007). 이런 이유로 우리나라에서도 최근 LDC를 이용한 총량관리 및 지류 총량관리의 효과적인 계획 수립 및 평가를 위한 연구가 많이 진행되고 있다 (Hwang et al.
오염부하지속곡선이란? 오염부하지속곡선 (Load Duration Curve; LDC)은 다양한 유량 조건의 수질 모니터링 자료로부터 오염부하량을 산정하여 유량 지속 간격 (초과 확률)별 목표수질 대비 관측 부하량을 도식화 한 곡선으로, 유역의 유황 변화에 따른 수질 특성을 눈으로 쉽게 파악할 수 있고, 목표수질 초과 빈도 및 삭감 부하량에 대한 정보를 파악하기에 용이한 장점을 가지고 있으며, 점오염원 및 비점 오염원 부하량 관리 기법으로 사용될 수 있다 (Nevada Division of Environmental Protection, 2003).
LDC를 이용한 총량관리 및 지류 총량관리의 효과적인 계획 수립 및 평가를 위한 국내 연구의 한계점은? 그러나 이러한 연구들은 모두 엑셀 프로그램의 spread sheet를 기반으로 LDC가 작성되어 있어 대상유역의 LDC를 구축하는데 많은 시간이 필요하였다. 또한 특정 유역에서만 LDC가 연구되었고 국가에서 모니터링 되고 있는 모든 지점에서 LDC에 대해 구축되어 연구된 적이 없기 때문에 이러한 연구들만을 바탕으로 현 오염총량관리 제도와 향후 지류 오염총량관리 제도에서의 활용이 불가능하다.
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참고문헌 (16)

  1. Han, S., H. S., Shin, and S., Kim, 2007. Applicability of Load Duration Curve to Nakdong River Watershed Management. Journal of Korean Society on Water Environment 23(5): 620-627. 

  2. Hwang, H. S., C. G., Yoon, and J. T., Kim, 2010. Application Load Duration Curve for Evaluation of Impaired Watershed at TMDL unit Watershed in Korea. Journal of Korean Society on Water Environment 26(6): 903-909. 

  3. Hwang, H. S., B. K. Park, Y. S. Kim, K. J. Park, S. Cheon, and S. J. Lee, 2011. Research on the Applicability of the Load Duration Curve to Evaluate the Achievement of Target Water Quality in the Unit Watershed for a TMDL. Journal of Korean Society on Water Environment 27(6): 885-895. 

  4. Kim, J., B. A. Engel, Y. S. Park, L. Theller, I. Chaubey, D. S. Kong, and K. J. Lim, 2012. Development of Web-based Load Duration Curve System for Analysis of Total Maximum Water Quality Characteristics in a Waterbody. Journal of Environmental Management 97: 46-55. 

  5. Kim, E., J. Ryu, H. Kim, Y. S. Kim, and D. S. Shin, 2015. Application of the Load Duration Curve (LDC) to Evaluate the Achievement Rate of Target Water Quality in the Han-River Watershed. Journal of Korean Society on Water Environment 31(6): 732-739. 

  6. Lee, S. J., 2011. A Legal Study on Quantity Regulation System of Water-Quality Pollutants. Korean Public Land Law Association 52: 403-424. 

  7. Lee, H. C. and E. T. Lee, 2003. A Study on the Channel Forming Discharge Estimation and the Hydraulic Geometry Characteristics of the Alluvial Stream. Journal of Korea Water Resources Association 36(5): 823-838. 

  8. Ministry of Environment (MOE), 2010. Act on the improvement of water quality and support for residents of the riverhead of the Han river system. Act No.10335. Sejong, Korea. 

  9. Ministry of Environment (MOE), 2014. Scheduling Plan for Water Quality Monitoring Site. 11-1480000-001223-10. Sejong, Korea. 

  10. Nevada Division of Environmental Protection, 2003. Load Duration Curve Methodology for Assessment and TMDL Development. Reno, NV, USA, Available from: URL: http://ndep.nv.gov/bwqp/loadcurv.pdf 

  11. National Institute Environmental Research (NIER), 2015. Development of Decision Support System and Study of Pilot Project Design and Evaluation to Implement Total Maximum Daily Load for Tributaries. 11-1480523-002254-01. Incheon, Korea. 

  12. Park, J., and S. Y. Oh, 2012. Methodology for the Identification of Impaired Waters Using LDC for the Management of Total Maximum Daily Loads. Journal of Korean Society on Water Environment 28(5): 693-703. 

  13. Park, J., K. Kim, J. Jung, K. Hawng, M. Moon, S. Ham, and B. Lim, 2013. Water Quality Characteristics Evaluation by Flow Conditions Using Load Duration Curve. Journal of Environmental Impact Assessment 22(4): 319-327. 

  14. Shin, G. Y., 2013. development and assessment of load duration curve for total water pollution loading system. Ph.D. diss., Chuncheon, Korea: Kangwon University. 

  15. U.S. Environmental Protection Agency (US EPA), 2007. An Approach for Using Load Duration Curve in the Development of TMDLs. EPA 841-B-07-006. Washington D.C. USA. 

  16. Yun, S., J. Ryu, and J. Oh, 2013. Water Quality Management Measure for TMDL Unit Watershed Using Load Duration Curve. Journal of Korean Society of Water and Wastewater 27(4): 429-438. 

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