[논문]호내 부유물질 거동 분석을 통한 도암댐 운영 방안에 관한 연구

염보민; 이혜원; 문희일; 윤동구; 최정현

doi:10.15681/kswe.2019.35.6.470

호내 부유물질 거동 분석을 통한 도암댐 운영 방안에 관한 연구
Study on the Management of Doam Dam Operation by the Analysis of Suspended Solids Behavior in the lake 원문보기

한국물환경학회지 = Journal of Korean Society on Water Environment, v.35 no.6, 2019년, pp.470 - 480

염보민 (이화여자대학교 환경공학과) , 이혜원 (이화여자대학교 기후환경변화예측연구센터) , 문희일 ((주)에코인) , 윤동구 ((주)에코인) , 최정현 (이화여자대학교 환경공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The Doam lake watershed was designated as a non-point pollution management area in 2007 to improve water quality based on watershed management implementation. There have been studies of non-point source reduction with respect to the watershed management impacting the pollutant transport of the reservoir. However, a little attention has been focused on the impact of water quality improvement by the management of the dam operation or the guidelines on the dam operation. In this study, the impact of in-lake management practices combined with watershed management is analyzed, and the appropriate guidelines on the operation of the dam are suggested. The integrated modeling system by coupling with the watershed model (HSPF) and reservoir water quality model (CE-QUAL-W2) was applied for analyzing the impact of water quality management practices. A scenario implemented with sedimentation basin and suspended matter barrier showed decrease in SS concentration up to 4.6%. The SS concentration increased in the scenarios adjusting withdrawal location from EL.673 m to the upper direction(EL.683 m and EL.688 m). The water quality was comparably high when the scenario implemented all in-lake practices with water intake at EL.673 m. However, there was improvement in water quality when the height of the water intake was moved to EL.688 m during the summer by preventing sediments inflow after the rainfall. Therefore, to manage water quality of the Doam lake, it is essential to control the water quality by modulating the height of water intake through consistent turbidity monitoring during rainfall.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Thematic maps of geographic information system in the study area.
그림 Fig. 2. Relationship between turbidity and SS concentration in Doam watershed and lake.
그림 Fig. 3. Subbasin map of the study area and CE-QUAL-W2 model grid.
그림 Fig. 4. Turbidity distribution in the lake after rainfall (July 13, 2017 field survey).
표 Table 1. Configuration of Scenario
그림 Fig. 5. Result of HSPF model calibration for the flow in Doam lake watershed.
그림 Fig. 7. Result of CE-QUAL-W2 model calibration for the SS concentration in Doam lake.
그림 Fig. 6. (a) Annual precipitation, (b) comparison of daily precipitation, (c) surface water levels and (d) inflow in 2008 and 2017.
그림 Fig. 8. Result of CE-QUAL-W2 model calibration for the vertical temperature and suspended solids in Doam lake.
그림 Fig. 9. Comparision of predicted SS concentration by withdrawal depth in scenario analysis.
그림 Fig. 10. Comparision of predicted SS concentration according to scenario analysis.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 비점오염원 저감대책이 호수 수질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 유역의 유출과 호내 거동을 분석하여 그 효과를 정량적으로 평가하고, 그 평가를 기반으로 댐 운영시 수질개선효과와 그 운영방안에 대한 가이드라인 제시하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 도암호 유역의 부유물질 유출량과 토사량을 모의하고, 부유물질의 호내 거동을 분석하기 위하여 HSPF 유역모델과 CE-QUAL-W2 호소모델을 연계 적용하였다.
본 연구에서는 비점오염원 저감대책이 호수 수질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 부유물질의 유역 유출과 호내 거동에 대한 분석을 통해 그 효과를 정량적으로 평가하고, 이를 기반으로 댐 운영시 수질개선 효과와 그 운영방안에 대한 지침을 제시하였다. 따라서 본 연구의 결과는 기존의 유역관리 및 호내 대책 중심의 수질개선대책 효과를 포함하여 도암호의 탁수 문제 해결을 위한 댐 운영의 가이드라인으로 활용될 수 있을 것이다.

가설 설정

S0 시나리오는 현재 상태(2017년 조건)에서 발전방류를 재개하여 남대천으로 방류수가 유입되는 대조 시나리오이다. S1 시나리오는 사면보호공, 농로포장, 우회수로, 저감팬스 등 도암호 유역에서 시행되고 있는 비점오염저감대책이 향후 10년 동안에도 현재와 유사한 수준으로 연간 4,545 ㎥의 토사유출을 저감할 것을 가정하고(ME, 2014), HSPF 모델 내에서 최적관리기법(Best Management Practice; BMP) 효율을 고려하여 적용하였다.
도암호 유역에서 유입되는 탁수를 저감하기 위한 시나리오는 유역대책과 호내대책으로 구분하였다(Table 1). 수질개선 대책 시나리오는 2017년 기상, 유량 및 수질 조건에서, 2001년 이전과 유사하게 일평균 9시간, 40만 ㎥/day로 발전방류 하는 것으로 가정하였다. S0 시나리오는 현재 상태(2017년 조건)에서 발전방류를 재개하여 남대천으로 방류수가 유입되는 대조 시나리오이다.
호내대책(S2-S4)은 각 호소대책에 유역관리대책(S1)이 함께 적용된다고 가정하여 시나리오를 구성하였다. S2 시나리오는 호소 유입부에 10만 ㎥/day 용량의 침강지와 부유물질 차단막을 설치하여 토사유입을 저감하는 방안으로 구성하였다.

제안 방법

모델의 재현성을 평가하기 위하여 %Diff., RMSE (Root Mean Square Error) 및 NSE (Nash-Sutcliffe efficiency)를 산정하여 비교하였다. %Diff.
호내 유입되는 탁도를 CE-QUAL-W2의 경계조건으로 입력하기 위해 SS(Suspended Solid) 농도로 계산되는 HSPF 모델 결과를 탁도(Turbidity)로 환산하였다. 2017년 유입하천에서 실측된 탁도와 SS 농도값을 이용하여 SS-탁도 상관관계식을 도출한 후 탁도로 환산하였으며, 적용된 식은 다음과 같다.
CE-QUAL-W2 모델을 도암호에 적용하기 위해 수위-수표면적 및 수위-체적 곡선을 이용하여 호소 지형자료(Bathymetry File)을 구축하였다. 격자 구조는 수평 방향으로 40-770 m 범위의 경계면을 포함하여 총 18개로 이루어져 있으며, 수직 방향은 1 m 간격으로 총 52개의 격자로 구성하였다.
HSPF 모델을 도암호 유역에 적용하기 위해 수치고도모델(Digital Elevation Model; DEM), 토지피복도, 기상관측자료, 전국오염원조사자료, 유량 및 수질측정자료 등의 기초자료가 필요하다. DEM 분석을 통한 지형현황, 주요 비점오염배출지역 및 도암댐과의 연계성 등을 고려하여 전체유역을 총 24개소유역으로 세분하였다. 토지피복도는 1:25,000의 중분류 토지피복도를 HSPF 적용에 적합하게 변환하여 사용하였다.
호내대책(S2-S4)은 각 호소대책에 유역관리대책(S1)이 함께 적용된다고 가정하여 시나리오를 구성하였다. S2 시나리오는 호소 유입부에 10만 ㎥/day 용량의 침강지와 부유물질 차단막을 설치하여 토사유입을 저감하는 방안으로 구성하였다. 유효강우 2.
5 ㎜를 기준으로 강우시 10만 ㎥/day을 초과 하는 유량의 경우 비강우시의 침강지 정화효율을 적용하여 호내로 유입되도록 설계하였다(KRC, 2009). S3-1와 S3-2 시나리오는 남대천으로 발전방류시 현재 EL.673 m에 위치한 취수구 높이를 각각 EL.683 m와 EL.688 m으로 조정하여 방류시 부유물질의 농도 변화를 예측하였다. S4-1, S4-2, S4-3및 S4-4 시나리오에서는 유역과 호소대책 및 취수구 높이 변경을 종합적으로 평가하였다.
따라서 본 연구에서는 도암호 유역의 부유물질 유출량과 토사량을 모의하고, 부유물질의 호내 거동을 분석하기 위하여 유역모델 HSPF와 호소모델 CE-QUAL-W2를 연계 적용하였다. 구축된 유역-호소 모델을 활용하여 도암호 유역과 호내 대책을 분석하고, 댐 운영시 수질개선 효과와 그 운영방안에 대한 가이드라인을 제시하는 연구를 수행하였다.
도암호 발전방류 재개를 위해서는 호소수질기준 2등급 달성이 선행되어야 하므로, 유역과 호내 대책 및 취수구 높이 위치 변경을 고려하여 SS 농도 5.0 ㎎/L 이하일 때 연간 방류가능한 일수를 산정하였다. 그 결과, S4 시나리오의 EL.
도암호 유역 및 호내 수질개선 대책별 시나리오를 적용하여 각 시나리오에 대한 발전방류시 SS 농도를 비교하였다. 유역관리대책을 적용한 S1 시나리오를 모의한 결과, SS 평균농도는 미미하게 감소하였으나 유의미한 효과를 보이진 않았다.
도암호 유역에 적용된 HSPF 모델은 2017년 도암호 유역 송천상류(DS1), 차항천(DS2), 대관령천(DS3), 송천중류(DS4) 및 용평천(DS5) 5개 지점에서 월별 측정한 유량 및 부유물질 농도를 모의하여 유역모델의 재현성을 검토하였다(Fig. 5). 모델의 재현성을 평가하기 위하여 %Diff.
도암호 유역에서 유입되는 탁수를 저감하기 위한 시나리오는 유역대책과 호내대책으로 구분하였다(Table 1). 수질개선 대책 시나리오는 2017년 기상, 유량 및 수질 조건에서, 2001년 이전과 유사하게 일평균 9시간, 40만 ㎥/day로 발전방류 하는 것으로 가정하였다.
도암호 탁수현상 재현을 위해서 CE-QUAL-W2 모델은 2017년 1월 1일부터 2017년 12월 31일까지 기간에 대해 최소계산간격 0.9초, 최대계산간격 3600초, 입출력 간격은 1일로 설정하여 정확성 평가를 수행하였다. 도암호는 발전방류 중단 이후 2012년 중반까지 유입유량, 방류량 및 수위를 관측하였으나, 2012년 이후부터 연속적인 관측자료가 부재한 상황이다.
따라서 복합적인 토지피복 특성을 갖는 유역에서 강우에 의해 발생하는 유역 유출 및 수체의 수리⋅수질 모의를 위하여 농촌 및 도시지역에 통합 적용 가능한 HSPF 모델을 선정하였다.
도암호는 발전방류 중단 이후 2012년 중반까지 유입유량, 방류량 및 수위를 관측하였으나, 2012년 이후부터 연속적인 관측자료가 부재한 상황이다. 따라서 본 연구에서 구축한 2017년 도암호로 유입유량과 호내 수위에 대한 보정은 불가하여, 발전방류가 중단된 2002년부터 관측자료가 존재하는 2011년까지 기간 중 2017년과 강우현상이 유사한 기간의 자료를 활용하여 모델의 타당성을 평가하였다. 대관령 기상관측소 기준으로 도암호의 연평균 강수량은 2017년 1025.
따라서 본 연구에서는 도암호 유역의 부유물질 유출량과 토사량을 모의하고, 부유물질의 호내 거동을 분석하기 위하여 유역모델 HSPF와 호소모델 CE-QUAL-W2를 연계 적용하였다. 구축된 유역-호소 모델을 활용하여 도암호 유역과 호내 대책을 분석하고, 댐 운영시 수질개선 효과와 그 운영방안에 대한 가이드라인을 제시하는 연구를 수행하였다.
6 ㎜이다. 따라서 연평균 강수량이 가장 유사한 2008년의 유입유량과 수위자료를 기반으로 2017년의 모델 물수지를 비교하였다. 2008년과 2017년의 일강우량 패턴과 일최대강우강도를 비교하면, 2008년 7월 24일 212.
또한 CE-QUAL-W2 모델 결과에서 도출된 탁도 결과를 SS로 환산하여 도암댐 방류수의 수질을 평가하기 위하여 2017년 호내에서 실측된 탁도와 SS 농도값을 이용하여 SS 탁도 상관관계식을 도출한 후 SS 농도로 환산하였으며, 적용된 식은 다음과 같다.
모델의 재현성을 평가하기 위하여 2017년 현장조사를 실시한 도암호 유입부(DR1), 호내 중간부(DR2) 및 댐앞(DR3) 3개 지점에 대하여 모의결과와 실측치를 비교하여 Fig. 7에 제시하였다. SS의 RMSE는 1.
4). 수표면에서 수심 5 m 까지는 1 m 간격으로, DR1과 DR2 지점은 수표면에서부터 5 m 이하의 수심부는 5 m 간격으로, DR3 지점은 수표면에서부터 40 m 까지 10 m 간격으로 온도 및 탁도를 실측하였다. 도암호 유역에 현장조사 이전강우는 2017년 7월 7일부터 11일까지 총 82.
기상자료는 유역모델과 동일한 시자료를 사용하였다. 유입경계조건은 유입 유량, 수온 및 탁도의 HSPF 모의결과를 연계 적용하였다. 호내 유입되는 탁도를 CE-QUAL-W2의 경계조건으로 입력하기 위해 SS(Suspended Solid) 농도로 계산되는 HSPF 모델 결과를 탁도(Turbidity)로 환산하였다.
S2 시나리오는 호소 유입부에 10만 ㎥/day 용량의 침강지와 부유물질 차단막을 설치하여 토사유입을 저감하는 방안으로 구성하였다. 유효강우 2.5 ㎜를 기준으로 강우시 10만 ㎥/day을 초과 하는 유량의 경우 비강우시의 침강지 정화효율을 적용하여 호내로 유입되도록 설계하였다(KRC, 2009). S3-1와 S3-2 시나리오는 남대천으로 발전방류시 현재 EL.
DEM 분석을 통한 지형현황, 주요 비점오염배출지역 및 도암댐과의 연계성 등을 고려하여 전체유역을 총 24개소유역으로 세분하였다. 토지피복도는 1:25,000의 중분류 토지피복도를 HSPF 적용에 적합하게 변환하여 사용하였다. 기상자료는 기상청의 대관령과 강릉 기상관측지점의 대기기온(℃), 이슬점온도(℃), 전운량(할), 풍속(m/s), 풍향(Radian), 일사량(Ly/hr) 자료를 이용하였으며, 증발량(㎜/hr)과 증발산량(㎜/hr)은 Jensen-Haise 방법으로 산정하였다(KMA, 2018).
유입경계조건은 유입 유량, 수온 및 탁도의 HSPF 모의결과를 연계 적용하였다. 호내 유입되는 탁도를 CE-QUAL-W2의 경계조건으로 입력하기 위해 SS(Suspended Solid) 농도로 계산되는 HSPF 모델 결과를 탁도(Turbidity)로 환산하였다. 2017년 유입하천에서 실측된 탁도와 SS 농도값을 이용하여 SS-탁도 상관관계식을 도출한 후 탁도로 환산하였으며, 적용된 식은 다음과 같다.

대상 데이터

CE-QUAL-W2 모델을 도암호에 적용하기 위해 수위-수표면적 및 수위-체적 곡선을 이용하여 호소 지형자료(Bathymetry File)을 구축하였다. 격자 구조는 수평 방향으로 40-770 m 범위의 경계면을 포함하여 총 18개로 이루어져 있으며, 수직 방향은 1 m 간격으로 총 52개의 격자로 구성하였다. 기상자료는 유역모델과 동일한 시자료를 사용하였다.
격자 구조는 수평 방향으로 40-770 m 범위의 경계면을 포함하여 총 18개로 이루어져 있으며, 수직 방향은 1 m 간격으로 총 52개의 격자로 구성하였다. 기상자료는 유역모델과 동일한 시자료를 사용하였다. 유입경계조건은 유입 유량, 수온 및 탁도의 HSPF 모의결과를 연계 적용하였다.
본 연구대상지는 강원도 평창군 대관령면 송천을 포함하여 도암호 유역 151.2 ㎢, 유로연장은 22.72 ㎞이다. 도암댐은 1989년 8월 남한강 최상류인 송천을 막아 15.
본 연구에서는 2017년 7월 13일 도암호 내 탁수 거동을 파악하기 위해 도암호 유입부(DR1), 호내 중간부(DR2) 및 댐앞 (DR3) 3개 지점에서 현장조사를 실시하였다(Fig. 4). 수표면에서 수심 5 m 까지는 1 m 간격으로, DR1과 DR2 지점은 수표면에서부터 5 m 이하의 수심부는 5 m 간격으로, DR3 지점은 수표면에서부터 40 m 까지 10 m 간격으로 온도 및 탁도를 실측하였다.

이론/모형

토지피복도는 1:25,000의 중분류 토지피복도를 HSPF 적용에 적합하게 변환하여 사용하였다. 기상자료는 기상청의 대관령과 강릉 기상관측지점의 대기기온(℃), 이슬점온도(℃), 전운량(할), 풍속(m/s), 풍향(Radian), 일사량(Ly/hr) 자료를 이용하였으며, 증발량(㎜/hr)과 증발산량(㎜/hr)은 Jensen-Haise 방법으로 산정하였다(KMA, 2018).
도암호는 산간지역에서 대형댐 건설로 인하여 형성된 인공호로, 길이와 깊이 방향으로 수질 변화가 크고 폭이 좁은 수지형 수체의 특성을 가지고 있다. 따라서 수체의 흐름과 수심 방향의 수리 및 수질 특성을 파악하기 위해서 횡방향 평균 2차원 모델 CE-QUAL-W2 모델을 적용하였다(Kim and Kang, 2013; Kim et al., 2001). CE-QUAL-W2 모델은 1986년 미공병단(U.
본 연구는 비점오염원 저감대책이 호수 수질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 유역의 유출과 호내 거동을 분석하여 그 효과를 정량적으로 평가하고, 그 평가를 기반으로 댐 운영시 수질개선효과와 그 운영방안에 대한 가이드라인 제시하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 도암호 유역의 부유물질 유출량과 토사량을 모의하고, 부유물질의 호내 거동을 분석하기 위하여 HSPF 유역모델과 CE-QUAL-W2 호소모델을 연계 적용하였다. 호내 수온 및 탁도의 수평⋅수직 분포 모의 결과, 구축된 모델은 탁수의 중층유입 및 호내 장기 체류 현상을 잘 나타내어 도암호 유역과 도암호의 특성을 적절히 반영하는 것으로 판단된다.

성능/효과

9 ㎎/L로 모델 결과가 SS의 계절별 경향을 적절히 모의하는 것으로 분석되었다. DS2 지점과 DS5 지점의 RMSE가 각각 20.8 ㎎/L와 39.9 ㎎/L으로 모델치에 비하여 실측값이 비교적 높게 나타났다. 이는 현장조사가 이루어진 2017년 하절기는 2018년 2월 평창동계올림픽 개최를 위한 도로 등의 기반시설 공사로 인한 일시적인 오염원 유출이 있었고, 모델에서 이를 정량적으로 반영하지 못한 결과로 판단된다.
이는 현장조사가 이루어진 2017년 하절기는 2018년 2월 평창동계올림픽 개최를 위한 도로 등의 기반시설 공사로 인한 일시적인 오염원 유출이 있었고, 모델에서 이를 정량적으로 반영하지 못한 결과로 판단된다. SS 농도의 인위적 요인을 모두 고려하지 못하여 정량적 평가에는 한계가 있지만, 모델 예측값이 실측값의 경향을 대체로 잘 모의하고 있으며, 여름철 집중강우시 최고 농도를 모의하는 것으로 판단되었다.
64의 값을 보이며 신뢰구간 안에 포함되는 것으로 분석되었다. SS 보정 결과, 지점별 RMSE는 2.3-39.9 ㎎/L로 모델 결과가 SS의 계절별 경향을 적절히 모의하는 것으로 분석되었다. DS2 지점과 DS5 지점의 RMSE가 각각 20.
4 %로 비점배출부하량이 훨씬 더 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. TN은 점배출부하량이 18.7 %, 비점배출부하량이 81.3 %이며, TP는 점배출부하량이 21.1%, 비점배출부하량이 78.9 %로 모든 항목에서 비점배출부하량의 비중이 높은 것으로 나타났다.
0 ㎎/L 이하일 때 연간 방류가능한 일수를 산정하였다. 그 결과, S4 시나리오의 EL.673 m 방류시에 약 290일 방류가 가능하였고 그 외에 다른 시나리오도 SS 농도 기준으로는 약 280일 가량으로 방류가 가능하였다. 연간 EL.
Donigian (2000)의 %Diff. 기준에 따라 모델의 재현성을 평가한 결과, 전 지점에서 3.91-25.64의 값을 보이며 신뢰구간 안에 포함되는 것으로 분석되었다. SS 보정 결과, 지점별 RMSE는 2.
8 ㎎/L로 예측되었다. 따라서 EL.673 m에서 연중 취수하고 여름철 특정 시기에 EL.688 m로 취수구 높이를 변경하는 시나리오를 구성한 경우 평균 수질이 가장 양호하게 예측되었다.
688 m에서 방류하는 경우 더 높은 SS 농도의 저감효과를 보였다. 따라서 연중 EL.673 m에서 취수하며 다량의 토사가 집중강우시 유입되는 특정시기에 취수구 위치를 EL.688 m로 변경하여 방류하는 것이 수질개선에 가장 효과적인 대책으로 분석되었다. 호소수질기준 2등급 달성을 위해 SS 농도 5.
0 ㎎/L 이하로 방류되는 일수는 약 290일로 동일하게 예측되나 SS 평균 농도는 상대적으로 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 취수구 높이에 따라 SS 농도가 달라지는 점을 고려하여 강우시 지속적인 탁도 모니터링을 통해 취수구 높이를 유동적으로 변경하는 방안이 수질 개선 효과가 가장 효과적으로 판단된다(Fig. 10).
수온 연직 분포는 그림에서 보는 바와 같이 4월에는 상하층 간의 수온 차이가 거의 없는 것으로 나타나며, 6월에는 수심이 깊어짐에 따라 수온이 다소 감소하는 경향을 보이고 있다. 모델 결과를 통하여 도암호의 열수지가 수표면 수온의 연중 변화와 수온 성층 및 전도 현상을 실제와 유사하게 재현하고 있는 것으로 판단된다. SS 분포는 4월에는 모델이 호내 탁도 분포를 잘 모의하고 있는 것으로 판단되나 6월에는 탁도의 중층 유입하는 경향은 재현하고 있으나 모델값이 중층과 심층에서 과대평가되는 것을 보인다
688 m로 취수위치를 변경할 때보다 수질이 양호한 것으로 나타났다. 모의 결과를 살펴보면 6월 말부터 7월 중순까지의 집중 강우 시 호내 SS 농도가 매우 높게 예측되었고, 집중 강우 이후 7월 11일부터 8월 26일까지 유역에서 유입된 토사가 방류와 침전으로 제거되는 시기에 EL.688 m에서 방류하는 경우 SS 농도가 상대적으로 낮아졌다. S4 시나리오에서 2017년 7월 18일 기준 SS 농도를 비교한 결과를 Fig.
6 % 감소하는 것으로 예측되었다. 선택방류 취수구 위치를 기존 EL.673 m에서 상층 방향인 EL.683 m와 EL.688 m으로 이동시켜 수질을 모의한 S3 시나리오에서는 SS 농도는 기존 대비 증가하는 것으로 나타났다. 이는 2017년 6월 29일부터 7월 11일까지 313.
673 m 방류시에 약 290일 방류가 가능하였고 그 외에 다른 시나리오도 SS 농도 기준으로는 약 280일 가량으로 방류가 가능하였다. 연간 EL.673 m에서 방류하고 여름철 특정 시기에만 EL.688 m으로 취수구 높이를 상승 변경시에 SS 5.0 ㎎/L 이하로 방류되는 일수는 약 290일로 동일하게 예측되나 SS 평균 농도는 상대적으로 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 취수구 높이에 따라 SS 농도가 달라지는 점을 고려하여 강우시 지속적인 탁도 모니터링을 통해 취수구 높이를 유동적으로 변경하는 방안이 수질 개선 효과가 가장 효과적으로 판단된다(Fig.
유량 보정 결과, 지점별 RMSE는 0.09-0.55 ㎥/s, NSE는 –0.14-0.62으로 모델 결과가 실측값을 적절히 모의하는 것으로 분석되었다.
유역과 호내 대책 및 취수구 높이 변경에 따른 수질개선효과를 검토한 결과, 유역 토사유실 저감대책시나리오의 경우 저감효과가 미미하게 나타났다. 선택방류 취수구 위치를 상층 방향으로 조정한 시나리오에서는 SS 농도는 증가하였다.
유역과 호내 대책 및 취수구 높이 변경을 복합적으로 고려한 S4 시나리오를 적용하여 수질을 예측한 결과, 연중 EL.673 m에서 취수하면 EL.683 m와 EL.688 m로 취수위치를 변경할 때보다 수질이 양호한 것으로 나타났다. 모의 결과를 살펴보면 6월 말부터 7월 중순까지의 집중 강우 시 호내 SS 농도가 매우 높게 예측되었고, 집중 강우 이후 7월 11일부터 8월 26일까지 유역에서 유입된 토사가 방류와 침전으로 제거되는 시기에 EL.
선택방류 취수구 위치를 상층 방향으로 조정한 시나리오에서는 SS 농도는 증가하였다. 유역과 호소대책 및 취수구 높이 변경을 종합적으로 적용한 시나리오 분석결과, 현재 취수구 위치인 EL.673 m에서 연중 취수할 때 수질이 양호한 것으로 나타났지만 여름철 집중 강우 이후 호내로 유입된 토사가 제거되는 시기에 EL.688 m에서 방류하는 경우 더 높은 SS 농도의 저감효과를 보였다. 따라서 연중 EL.
도암호 유역 및 호내 수질개선 대책별 시나리오를 적용하여 각 시나리오에 대한 발전방류시 SS 농도를 비교하였다. 유역관리대책을 적용한 S1 시나리오를 모의한 결과, SS 평균농도는 미미하게 감소하였으나 유의미한 효과를 보이진 않았다. 호내에 침강지 및 부유물질 차단막을 설치하는 S2시나리오의 경우, 연간 평균 SS 농도는 약 4.
호내 수온 및 탁도의 수평⋅수직 분포 모의 결과, 구축된 모델은 탁수의 중층유입 및 호내 장기 체류 현상을 잘 나타내어 도암호 유역과 도암호의 특성을 적절히 반영하는 것으로 판단된다.
688 m로 변경하여 방류하는 것이 수질개선에 가장 효과적인 대책으로 분석되었다. 호소수질기준 2등급 달성을 위해 SS 농도 5.0 ㎎/L 이하의 방류가능일수를 산정한 결과, 유역과 호내 대책 및 취수구 높이 변경 시나리오 적용시, 취수구 높이 EL.673 m에서 방류하는 경우에 약 290일 방류가 가능하였다. 그 외 다른 시나리오도 약 280일 가량으로 차이가 거의 없었다.

후속연구

그 외 다른 시나리오도 약 280일 가량으로 차이가 거의 없었다. 따라서 강우시 지속적인 모니터링을 통해 취수구 높이를 유동적으로 변경하는 것이 도암호 수질관리 및 방류하천에 미치는 영향에 유리할 것이며 추후 이를 고려한 현실적인 관리체계를 설정할 필요가 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 비점오염원 저감대책이 호수 수질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 부유물질의 유역 유출과 호내 거동에 대한 분석을 통해 그 효과를 정량적으로 평가하고, 이를 기반으로 댐 운영시 수질개선 효과와 그 운영방안에 대한 지침을 제시하였다. 따라서 본 연구의 결과는 기존의 유역관리 및 호내 대책 중심의 수질개선대책 효과를 포함하여 도암호의 탁수 문제 해결을 위한 댐 운영의 가이드라인으로 활용될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비점오염관리지역 지정제도에 근거하여 도암호에서 추진된 사업은?	비점오염관리지역 지정제도 는 비점오염원에서 유출되는 강우유출수로 인하여 하천이나 호소 등의 이용목적, 주민의 건강, 재산이나 자연생태계에 중대한 위해가 발생하거나 발생할 우려가 있는 지역의 수질 을 관리하기 위하여 도입되었다. 이 제도에 근거하여 도암호 유역에서는 도암호 말단지점에서 SS 항목이 호소수질 Ⅱ등 급인 5.0 ㎎/L 이하로 유지되도록 저감사업이 추진되어 왔 다. 도암호의 수질개선대책은 주로 상류유역의 비점오염원을 관리하여 호내로 유입되는 토사를 저감시키는 침사지, 식생 수로, 식생매트, 작목전환 등 유역관리대책 중심으로 시행되 었다.
	도암댐이란?	72 ㎞이다. 도암댐은 1989년 8월 남한강 최상류인 송천을 막아 15.6 ㎞의 지하도 수로를 통해 강릉시에 위치한 강릉수력발전소에서 전력을 생산하기 위해 건설된 유역변경식 댐이다. 도암댐은 1990년 에 준공되어 운영되었으나, 도암호 상류 유역의 오염원 유입 으로 인해 발전 방류지역인 강릉남대천에서 수질오염문제가 야기되어 2001년 이후 가동이 정지된 상태이다.
	고랭지 농업의 경우에 토양유실이 가속화되는 이유는?	국토의 대부분이 산림으로 이루어진 우리나라는 경작지 확 보를 위한 개간이나 지력 증진을 위해 성행되는 객토, 기계 화 영농을 위한 밭두렁 제거 등 비합리적인 토지이용으로 토 양유실 문제가 심각하다. 특히 지형이 높고 경사가 심한 곳 에서 이루어지는 고랭지 농업의 경우에는 작물 재배 기간 외 에는 밭고랑이 나지상태로 유지되며, 강우를 배제할 수 있는 빗물 우회수로나 배수로가 거의 없어 강우에 의한 토양유실 이 가속화된다(Cho, 2018; Heo et al., 2008; Jang and Kim, 2018; Lee et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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