[논문]만대·가아·자운지구 비점오염 유출특성 분석 및 저감사업 평가

우수민; 금동혁; 홍은미; 임경재; 신민환

doi:10.5389/ksae.2022.64.1.065

만대·가아·자운지구 비점오염 유출특성 분석 및 저감사업 평가
Characteristics of Non-point Pollution Runoff in Mandae, Gaa, and Jaun Districts and Evaluation of Reduction Projects 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.64 no.1, 2022년, pp.65 - 77

우수민 (EM Research Institution) , 금동혁 (EM Research Institution) , 홍은미 (Department of Environmental Sciences, Kangwon University) , 임경재 (Department of Environmental Sciences, Kangwon University) , 신민환 (EM Research Institution)

Abstract ▼ AI-Helper

Due to muddy water from the highland fields upstream of Soyangho Lake, the Mandae, Gaa, and Jawoon have been redesignated as NPS management areas. This study aims to evaluate the adequacy and supplementation points of the implementation plan by analyzing the operation status of muddy water generation and reduction facilities through on-site investigations by NPS management area to achieve the effective nonpoint pollution reduction goal in the implementation of the implementation plan established in 2020. The SS load calculated based on the survey results from July to October 2019 from 2017 showed a decreasen in 2019 compared to 2017. Both and the Jawoon were analyzed to have decreased. However, the amount of precipitation also decreased by about 27%, so it was judged that the effect of the reduction project was not significant. As a result of the detailed investigation of abatement facilities, about 86% of the 793 facilities installed in the management area were evaluated as 'good'. As a result of a detailed investigation by subwatersheds, subwatersheds 105 and 106 in the Mandae were analyzed as apprehensive subwatersheds. appeared to fall. In addition, it was analyzed that the effect of reducing muddy water in the Mandae district was insufficient due to the high ratio of leased farmers, lack of efforts to reduce turbid water in leased farmland, conversion to annual crops, and neglect of bare land. In the case of Gaa district, although the abatement facilities are concentrated in the upstream, muddy water was also found to be severe.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1 Monitoring point by management watershed
그림 Fig. 2 Location of non-point source reduction facility
표 Table 1 Example For Maintenance Status Assessment Table (Slope Stabilize)
그림 Fig. 3 Investigation Point Location
표 Table 2 Information of investigation in management area
그림 Fig. 4 SS load (2017~2019) for each management watershed
표 Table 3 Rainfall characteristics by Year
표 Table 4 Pollution load and EMC by year for each management watershed
표 Table 5 Management status of non-point pollution reduction facility
그림 Fig. 5 Turbidity, SS concentration in Mandae
표 Table 6 Turbidity and SS concentration range of Mandae
그림 Fig. 6 Population of turbidity and SS concentration in Mandae
그림 Fig. 7 Turbidity, SS concentration in Ga-a
표 Table 7 Turbidity and SS concentration range of Ga-a
그림 Fig. 8 Population of turbidity and SS concentration in Ga-a
표 Table 8 Turbidity and SS concentration range of Jawoon
그림 Fig. 9 Turbidity, SS concentration in Jawoon
그림 Fig. 10 Population of turbidity and SS concentration in Jawoon
표 Table 9 Ratio of highland fields

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 비점오염원관리지역이 재지정됨에 따라 2017년부터 2020년까지 수행한 강우시, 비강우시 모니터링 결과 및 2020년 수행한 소하천별 정밀조사를 바탕으로 2020년 수립된 시행계획의 추진에 효과적 비점오염저감 목표 달성을 위해 비점오염원관리지역별 현장조사를 통한 흙탕물 발생을 분석하고, 현장조사를 통해 기 설치된 저감시설의 운영상태를 분석하여 시행계획의 적절성 및 보완점을 평가하는데 있다.
본 연구는 소양호 유역 내 만대⋅가아⋅자운지구의 하천 모니터링 및 저감시설 조사를 통해 우심 소유역을 분석하고 비점오염 저감을 위해 추진되고 있는 소양호 상류 비점오염원관리지역 관리대책 시행계획의 적절성을 평가하였다

제안 방법

본 연구를 통해 조사된 비점오염 관리지역별 저감시설 유지관리 현황조사 및 소유역별 정밀조사를 바탕으로 흙탕물 발생 우심소유역을 분석하고 효과적으로 비점오염원관리지역의 흙탕물 저감 목표를 달성하기 위해 시행계획상의 우심 소유역과 비교⋅검토하였다.
비점오염 관리지역 내 흙탕물 발생 우심 소유역을 분석하기 위해 강우시 하천별 SS 농도를 정밀조사하였다. 조사지점은 지적도의 지목구분에서 ‘천’과 ‘구’를 분류하고, 항공사진을 통해 하천 합류부 및 접근성 등을 고려한 조사 가능 여부 지점을 판단하여 선정하였다.
비점오염원관리지역의 비점오염저감시설의 상태를 평가하기 위해 현장 전수조사를 수행하였다.
만대⋅가아⋅자운지구를 대상으로 연도별 SS EMC 및 부하량을 산정한 결과, 부하량은 감소하는 것으로 나타났으나 강수량 또한 감소하여 부하량의 감소가 온전히 저감사업의 성과로 단정짓기에는 어려움이 있고, 만대지구와 가아지구의 EMC 농도는 강우강도 증가에 따라 증가한 것으로 분석되어 강우에 의한 영향을 많이 받는 것으로 나타나는 등 저감사업에 의한 영향은 미비한 것으로 판단되었다. 이에 저감사업의 문제점을 분석하기 위해 저감시설 정밀조사 및 소양호 상류 비점오염원 관리대책 시행계획 기준 소유역별로 정밀조사를 실시하였다. 저감시설 정밀조사 결과 저감시설의 유지관리 상태는 전반적으로 양호한 것으로 나타났지만 하천별 SS 정밀조사 결과 만대지구는 전체적으로 높은 농도의 흙탕물이 발생되고 있고 있으며, 가아지구는 상류 소유역에서 농도가 높은 것으로 분석되었다.

대상 데이터

3과 같이 ‘소양호 상류 비점오염원 관리대책 시행계획’ 소유역 기준 만대지구 102 소유역 13개 지점, 101 소유역 11개 지점 등 총 54개 지점을 선정하였다
비점오염관리지역별 흙탕물 발생경향 분석을 위해 WAPLE 시스템을 활용하여 SS 항목의 연도별 EMC 및 부하량을 산정하였다. EMC는 2017년부터 2019년 7월부터 10월까지 물골교 19회, 솔정교 18회, 자운교 16회 수행된 강우조사 결과를 활용하였다. 조사한 강우 사상들의 평균강수량, 최대 강우강도, 평균강우강도를 산정하여 연도별값을 Table 3에 정리하였다.
3과 같이 ‘소양호 상류 비점오염원 관리대책 시행계획’ 소유역 기준 만대지구 102 소유역 13개 지점, 101 소유역 11개 지점 등 총 54개 지점을 선정하였다. 가아지구, 자운지구 또한 동일한 기준으로 정밀조사 지점을 선정하였으며, 가아지구 조사 지점은 최상류 소유역인 201 소유역 13개, 202 소유역 7개 지점 등 총 28개 지점을 선정하였고 자운지구는 306 소유역 25개 지점, 305 소유역 11개 지점 등 총 72개 지점을 선정하였다. 만대지구와 가아지구는 199.
0 mm)가 발생한 2020년 8월 6일 조사를 수행하였다. 또한 비점오염원 관리지역 내 주요한 비점오염원인 고랭지밭의 비율을 산정하여, 정밀 조사 결과와 연계하여 우심 소유역을 선정하였다 (Table 2).
만대지구는 총 332개의 개별 비점오염 저감시설에 대한 조사가 이루어졌으며, 80.4% (267개)는 양호, 2.7% (9개)는 보통, 6.6% (22개)는 불량, 10.2% (34개)는 손⋅망실로 분류되었다
가아지구, 자운지구 또한 동일한 기준으로 정밀조사 지점을 선정하였으며, 가아지구 조사 지점은 최상류 소유역인 201 소유역 13개, 202 소유역 7개 지점 등 총 28개 지점을 선정하였고 자운지구는 306 소유역 25개 지점, 305 소유역 11개 지점 등 총 72개 지점을 선정하였다. 만대지구와 가아지구는 199.0 mm의 강우 (선행강우 310.5 mm)가 발생한 2020년 8월 5일 조사가 수행되었고, 자운지구는 84.0 mm의 강우 (선행강우 381.0 mm)가 발생한 2020년 8월 6일 조사를 수행하였다. 또한 비점오염원 관리지역 내 주요한 비점오염원인 고랭지밭의 비율을 산정하여, 정밀 조사 결과와 연계하여 우심 소유역을 선정하였다 (Table 2).
조사한 강우 사상들의 평균강수량, 최대 강우강도, 평균강우강도를 산정하여 연도별값을 Table 3에 정리하였다. 부하량은 2017년부터 2019년의 7월부터 10월까지 강우 및 비강우시 조사결과를 사용하여 분석하였다 (Fig. 4, Table 4).
조사지점은 지적도의 지목구분에서 ‘천’과 ‘구’를 분류하고, 항공사진을 통해 하천 합류부 및 접근성 등을 고려한 조사 가능 여부 지점을 판단하여 선정하였다

이론/모형

비점오염관리지역별 흙탕물 발생경향 분석을 위해 WAPLE 시스템을 활용하여 SS 항목의 연도별 EMC 및 부하량을 산정하였다. EMC는 2017년부터 2019년 7월부터 10월까지 물골교 19회, 솔정교 18회, 자운교 16회 수행된 강우조사 결과를 활용하였다.

성능/효과

6), 탁도는 167∼7,970 NTU, SS농도는 164.3∼5,718.0 mg/L로 조사되었으며, 평균 탁도와 평균 SS농도는 101 소유역이 가장 낮고, 105 소유역과 106 소유역이 높게 나타났다
가아지구의 각 시설 구분에 따라 사면보호시설, 수로형시설, 기타 시설은 관리상태가 양호한 것으로 조사되었으나, 일부 불량으로 분류된 시설은 식생토낭, 침사지, 집수정, 식생토낭 각 1건씩으로 침식 및 퇴적, 영농활동에 의한 영향으로 평가되었다. 가아지구는 총 147개의 개별 비점오염 저감시설에 대한 조사가 이루어졌으며, 90.5% (133개)는 양호, 5.4% (8개)는 보통, 2.7% (4개)는 불량, 1.4% (2개)는 설치 위치 확인이 필요한 것으로 평가되었다. 가아지구의 각 시설 구분에 따라 사면보호시설, 수로형시설, 기타 시설은 관리상태가 양호한 것으로 조사되었으나, 침사지 시설은 다른 시설들에 비해 관리상태가 좋지 않은 것으로 나타났다.
관리지역 내에 설치된 793개의 시설 중 약 86%의 시설이 ‘양호’등급으로 평가되어 관리지역 내 개별 비점오염저감시설의 유지관리 상태는 전반적으로 양호한 것으로 나타났다(Table 5)
만대⋅가아⋅자운지구를 대상으로 연도별 SS EMC 및 부하량을 산정한 결과, 부하량은 감소하는 것으로 나타났으나 강수량 또한 감소하여 부하량의 감소가 온전히 저감사업의 성과로 단정짓기에는 어려움이 있고, 만대지구와 가아지구의 EMC 농도는 강우강도 증가에 따라 증가한 것으로 분석되어 강우에 의한 영향을 많이 받는 것으로 나타나는 등 저감사업에 의한 영향은 미비한 것으로 판단되었다
본 연구에서 선정한 우심 소유역과 시행계획상의 비점오염 관리지역 시행계획 우선순위 소유역을 비교한 결과, 시행계획 우선순위 1순위 또는 2순위로 잘 일치하는 것으로 나타났다. 각 지구별로 비점오염원 유출특성에 따라 적절한 비점저감시설이 설치된다면, 흙탕물 발생이 점차 저감될 것으로 기대할 수 있을것으로 판단되며, 향후 지속적인 비점오염 저감 사업 추진을 통해 관리 목표 연도에는 비점오염원관리지역의 큰 흙탕물 개선효과가 기대된다.
연도별 부하량 산정결과로는 흙탕물이 점차 저감되는 것으로 보일 수 있겠으나, 해당 비점오염원 관리지역의 2019년 강수량 또한 2017년 대비 약 27% 감소한 것으로 나타났다. 이에 SS EMC 및 부하량 분석 결과로 판단할 때, 비점저감시설의 효과 보다는 아직 강우에 의한 영향이 흙탕물 발생에 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타나, 비점오염저감사업의 효과가 크게 나타나지 않고 있다고 판단된다.
자운지구는 총 314개의 개별비점오염저감시설에 대한 조사가 이루어졌으며, 86.9% (273개)는 양호, 4.1% (13개)는 보통, 1.0% (3개)는 불량, 8.0% (25개)는 설치 위치확인이 필요한 것으로 평가되었다. 자운지구의 각 시설 구분에 따라 사면 보호시설, 수로형시설, 침사지시설은 관리상태가 양호한 것으로 조사되었다.
5 mg/L로 다른 소유역에 비해 낮은 탁도와 SS농도를 보였다. 자운지구에서 비점오염저감시설이 집중적으로 설치된 301, 302, 304, 306 소유역의 상류는 정밀조사 결과 비교적 탁도와 SS농도가 낮게 나타났으나 소유역 하류에서는 탁도와 SS농도가 증가하는 것으로 조사되었다. 301∼304 소유역은 탁도와 SS농도가 253∼300 NTU, 340.
이에 저감사업의 문제점을 분석하기 위해 저감시설 정밀조사 및 소양호 상류 비점오염원 관리대책 시행계획 기준 소유역별로 정밀조사를 실시하였다. 저감시설 정밀조사 결과 저감시설의 유지관리 상태는 전반적으로 양호한 것으로 나타났지만 하천별 SS 정밀조사 결과 만대지구는 전체적으로 높은 농도의 흙탕물이 발생되고 있고 있으며, 가아지구는 상류 소유역에서 농도가 높은 것으로 분석되었다. 그러나 자운지구는 저감시설이 밀집한 상류 유역은 흙탕물 농도가 상대적으로 적은 것으로 나타났고, 상대적으로 저감시설이 적었던 중류 소하천 유역의 흙탕물 농도가 높은 것으로 분석되었다.

후속연구

본 연구에서 선정한 우심 소유역과 시행계획상의 비점오염 관리지역 시행계획 우선순위 소유역을 비교한 결과, 시행계획 우선순위 1순위 또는 2순위로 잘 일치하는 것으로 나타났다. 각 지구별로 비점오염원 유출특성에 따라 적절한 비점저감시설이 설치된다면, 흙탕물 발생이 점차 저감될 것으로 기대할 수 있을것으로 판단되며, 향후 지속적인 비점오염 저감 사업 추진을 통해 관리 목표 연도에는 비점오염원관리지역의 큰 흙탕물 개선효과가 기대된다.
2026년까지 만대⋅가아⋅자운지구에는 다양한 저감대책이 시행계획에 따라 추진될 계획인데 우심소유역에 적절한 저감 사업이 계획되어 있어 흙탕물 개선 노력에 큰 성과가 이루어질 것으로 판단된다. 하지만 이 뿐만 아니라 효과적으로 관리 목표 달성을 위해서는 저감시설의 유지관리상태 및 소유역별 흙탕물 농도를 지속적으로 모니터링하여, 현행되고 있는 저감사업의 효율을 평가하고 보완하는 것이 중요할 것으로 사료된다.
현장조사를 통해 분석된 비점오염원관리지역별 우심 소유역은 대부분 고랭지밭 비율이 높은 반면 상대적으로 저감시설은 부족한 것으로 효과적인 흙탕물 저감을 위해서는 분석된 우심소유역에 추가적인 저감사업의 추진이 필요할 것으로 판단된다.

참고문헌 (12)

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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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