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유역-호소 통합수질예측 기법을 이용한 물왕저수지 수질개선효과 분석
A Study on Mulwang Reservoir Water Quality Improvement Effect Using Watershed-Reservoir Integrated Prediction 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.59 no.3, 2017년, pp.51 - 62  

오희상 (ETWATERS Inc.) ,  이한필 (Konkuk University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since living environment has improved, waterfront space using and clear water demand have increased. Ministry of Environment (ME) designated polluted reservoir (worse than 4th grade) as a priority management reservoir to improve water quality (better than 3rd grade) accordingly. Minstry of Agricultu...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구는 중점관리저수지로 최초 지정된 물왕, 왕송, 기흥 저수지 중 물왕저수지의 친수활동을 위한 수질개선 가능성을 예측하고자 BASINS/ WinHSPF와 EFDC-WASP을 연계 구축하여, 유역을 함께 고려한 동적모의를 통해 점・비점오염원 및 내부생산에 대한 수질개선 시나리오를 적용하였다.
  • 본 연구에서는 중점관리저수지로 최초 지정된 기흥, 물왕, 왕송저수지 중 물왕저수지를 대상으로 농업용 저수지의 친수활동을 위한 수질개선 가능성을 예측하고자 BASINS/ WinHSPF와 EFDC-WASP을 연계 구축하여 유역관리를 통한 유입부하량 변화와 호소관리를 통한 수질개선효과를 보다 정밀하게 예측하고 그 방법론을 제시하고자 한다.

가설 설정

  • 따라서 토지기반의 모의에 있어서는 CBOD 혹은 BOD5로서의 차이보다는 입력 자료와 보・검증 과정에서 예측의 신뢰성 확보를 위해 적용되는 매개변수가 더욱 큰 영향을 미칠 수 있다. 이러한 모의특성을 감안할 때, 1) 자연현상에서 CBOD와 BOD5의 경향성이 일정수준 이상 일치해야 한다는 점, 2) 점오염 입력자료 등이 BOD5를 기준 으로 입력되었다는 점, 3) 비점오염 유출 및 하천구간에서의보・검증이 실측자료인 BOD5를 토대로 이루어졌으므로, 매개변수의 조정에서 이미 환산과정이 포함될 수 있다는 점 등으로부터 본 연구에서 모의 결과로서의 CBOD와 실측 BOD5를 동일한 관점으로 가정하여 모의가 이루어졌다.
  • 시흥시에서 계획하고 있는 수질개선 방안은 하수관거정비 사업 및 원목감오수차집시설이 있으며, 한국농어촌공사에서 계획하고 있는 수질개선방안은 인공습지와 침강지 설치가 있다 (Table 4). EFDC-WASP에 적용한 하수관 거정비사업에 의한 수질개선효과는 유역 내 미처리구역 인구 비율과 동일하게 생활계 배출부하량이 감소한다고 가정하여 장래부하량을 입력하였다. 또한 농업용저수지 수질개선사업 조사・설계편람 (Korea Rural Community Corporation, 2009)에 제시된 효율을 시나리오별 수질정화시설 설계용량에 맞춰 삭감비율을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
농업용 호소의 수질 관리 원칙은 무엇인가? 현재 농업용 호소의 수질은 환경정책기본법 시행령 제2조에 의한 호소의 생활환경기준 중 “약간나쁨”등급 (IV등급) 이내로 관리함을 원칙으로 하고 있으며, 농림축산식품부장관은 “약간나쁨”등급을 초과하는 농업용 호소를 중점관리시설로 지정하여 관리하도록 할 수 있다 (Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, 2016). 이에 따라 한국농어촌공사에서는 농업용 호소의 관리계획을 수립하고 사업을 시행하고 있다.
본 논문의 연구 대상인 물왕 (흥부)저수지의 현재 문제점과 특징은 무엇인가? 잘 알려진 낚시 및 여가장소로서 연중 많은 주민들이 이용하고 있다. 이에 따라 저수지 주변의 식당 및 낚시터로부터 오염물질이 유입되고 있으며, 유역 내 도시화 및 개발 사업에 의한 오염원이 지속적으로 증가하고, 인구 증가에 따른 점 및 비점오염원 유입의 증가로 수질이 저하되어 이로 인해 호소 수환경이 악화되고 있는 실정이다. 또한 저수율 감소로 인해 수위가 낮아지는 시기에는 바람에 의한 퇴적물의 재부유와 녹조발생 등 부영양화에 의한 수질오염에 취약한 구조를 가지고 있으며, 유역의 많은 부분이 불투수층으로 이루어져 있어 초기 강우유출수의 농도가 높고 저수지로의 유달시간이 짧아 하천의 자정능력이 미약하여 저수지 내로 오염물질 유입량이 많은 특징을 갖고 있다.
국내 호소의 수질모의에 적용되는 모형은 무엇이 있으며, 이 모형은 어떻게 이용되었는가? 현재까지 모형을 이용하여 농업용저수지의 수질개선대책 수립을 수행한 연구는 미흡한 실정이며, 저수지의 수질변화 예측에 국한되어 있는 경우가 대부분이다. 국내 호소의 수질모의에 적용된 모형은 WASP (Water Quality Analysis Simulation Program), EFDC-WASP (Environmental Fluid Dynamics Code-Water Quality Analysis Simulation Program) 등이 있으며, 탐진호 (WASP5, Kwak, 2001), 보령호 (WASP5, Lee, 2002), 수옥정저수지 (WASP6, Lee et al., 2006), 화곡 저수지 (WASP7, Lee et al., 2008), 영주호 (HSPF 및 EFDCWASP, Park et al., 2010), 왕송저수지 (WASP7.3, Song et al., 2011) 등의 수질변화 예측에 이용되었다. WASP의 경우 DYNHYD (The Dynamic Estuary Model Hydrodynamics Program)를 이용하여 유동해석이 가능하나 1차원 모형이므로 수심방향으로 상이한 수질특성을 호소의 유동모의에 적용하는 데에는 한계가 있으며, 유역 내 오염원 변화 반영이 취약하다.
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참고문헌 (28)

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