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문제 정의
- 설계치 미준수 등에 의한 문제가 제기되고 있으며, 그 이외의 소규모 개발사업과 나지, 농지 등에서는 토사 유출에 관한 방지시설이 전무한 실정이다. 이에 연안역의 토사 유출에 관한 대책 수립을 위하여 현지 관측을 통한 토사 및 영양염류의 정량적 유출량 파악을 위한 방법의 제시가 필요하게 되었다.
- 본 연구는 연중 3개월간 일본 오끼나와현 이시가키섬의 玉 마. 태풍에 관한 토사 및 영양염류의 정량화된 연안역 *출량 을 분석한 현지 관측이며, 그에 따른 대안 마련을 목적으로 한다.
제안 방법
- 2002/8/13~2002/11/4까지 6개 지점 (SlA ~ St.F)에서 유속, 탁도 수심 계측을 하였고, 유역 내 3지점에서는 강우량을 측정하였다. 유속은 전자 유속계 ACM-16M, Compact EM, 탁도는 광학식 탁도계 ATU3-8M Compact CLW, 수심은 압력식수심계 Diver를 이용하여 15분 간격으로 측정하였다.
- Potable형 관측기기를 이용하여 연속계측과 수질측정을 동시에 수행하였고, 측정지점은 Fig. 3에 표시하였다. 각 측정지점과 관련한 집수영역의 지형 및 면적은 Table.
- 토사 유출이 관즉된 7회의 강우에 대하여 비교. 분석하였으며, No.5의 가우 량은 1년에 1회 정도, No.7은 9년에 1회 정도 관측되는 비 걸상 적인 강우 강도였다.
- F)에서 유속, 탁도 수심 계측을 하였고, 유역 내 3지점에서는 강우량을 측정하였다. 유속은 전자 유속계 ACM-16M, Compact EM, 탁도는 광학식 탁도계 ATU3-8M Compact CLW, 수심은 압력식수심계 Diver를 이용하여 15분 간격으로 측정하였다. 측정기기의 설치지점은 각 위치 교량에서 하천바닥까지 고정 설치하였으며, 하천의 유량 변화는는 댐 관리사무소의 자료를 이용하였다.
- C, D, E, F 지점에서 자동 채수기 6712 Portable Sampler(Isco)를 설치하여 흡입 채수하였다. 채수 샘플은 실험실로 이송 PO4-P(Ortho-phosphate), P-P(Particulate Phosphorus), T-P(Total Phosphorus), NH»-N(Ammonia), NCb-N(Nitrate), N(>-N(Nitrite), P-N(Particulate Nitrogen), T-N(Total Nitrogen) 등의 영양염류와 용존형 유기 탄소 (DOC : Dissolved Organic Carbcsi), 입자 형 탄소(P-C : Particulate Carbon), 현탁 물질 (SS : Suspended Solid), HN(Total Inorganic Nitrogen) 등을 분석하였다. 영양염류 농도는 AACS-口 (BLAN-LUEBBE), 용존형 유기 탄소 농도와 입자성 탄소 농도 분석은 TOC-5000A(SHIMADZU)의 분석 장비를 이용하였으며, SS는 Fig.
- 토사 유출과 식생의 피복율과의 관계를 알아보기 위하여 나지와 식생 피복 지역을 구분하여 같은 조건에서 관측(Fig. 11)을 실시하였다. 관측 기간은 2003/9/10~2003/9/11(1, 320분), 총 강우량 110m, 경사구배 1/150, 나지 면적 1, 898紀 .
- 관측기간 중 33회의 강우가 있었으나, 7회를 제외하고는 강우량이 10mm 미만으로 연안역에 토사 유출이 관측되지 않았다. 토사 유출이 관즉된 7회의 강우에 대하여 비교. 분석하였으며, No.
대상 데이터
- 측정기기의 설치지점은 각 위치 교량에서 하천바닥까지 고정 설치하였으며, 하천의 유량 변화는는 댐 관리사무소의 자료를 이용하였다. 2002/10/6- 2002/10/9, 2002/1아18~2002/10/19동 안 St.C, D, E, F 지점에서 자동 채수기 6712 Portable Sampler(Isco)를 설치하여 흡입 채수하였다. 채수 샘플은 실험실로 이송 PO4-P(Ortho-phosphate), P-P(Particulate Phosphorus), T-P(Total Phosphorus), NH»-N(Ammonia), NCb-N(Nitrate), N(>-N(Nitrite), P-N(Particulate Nitrogen), T-N(Total Nitrogen) 등의 영양염류와 용존형 유기 탄소 (DOC : Dissolved Organic Carbcsi), 입자 형 탄소(P-C : Particulate Carbon), 현탁 물질 (SS : Suspended Solid), HN(Total Inorganic Nitrogen) 등을 분석하였다.
- 관측 대상 지역은 동경 124。00 ”, 북위 24。30 ” 에 위치한 섬이며, 1998부터 5년간 평균 강우량(Fig. 2)을 관측, 2002 ~3년(2년간) 장마 기간인 5월과 태풍 기간 8, 9월의 연 3개월간 현강관츠 을 실시하였다. 관측대상 지역은 Fig 1과 같으며 최고봉은 해발 560m, 하천 전장 4.
- 11)을 실시하였다. 관측 기간은 2003/9/10~2003/9/11(1, 320분), 총 강우량 110m, 경사구배 1/150, 나지 면적 1, 898紀 . 식생 서식면적 1, 035 m', 시간 최대 강우량 14姬이었으며, 관측 결과는 Fig 12.
- 2)을 관측, 2002 ~3년(2년간) 장마 기간인 5월과 태풍 기간 8, 9월의 연 3개월간 현강관츠 을 실시하였다. 관측대상 지역은 Fig 1과 같으며 최고봉은 해발 560m, 하천 전장 4.6km, 유역면적 16.14k紀, 관측 면적 중 산림人 역면적이 전 면적의 70%를 차지하고 있었고, 1997년 댐 건추 에 따른 하류 지역 농지(밭)의 비중이 증가되고 있었다. 연간 강우량 2061師, 하구에서 2.
- 관측지점 St.C를 기준으로 No.5, No.7에서 500ppm을 초과하는 높은 농도의 탁도 수치가 관측되었으며, 이외 5회의 강우이서 는 60~400ppm의 탁도가 관측되었다. 강우 강도와 탁도와의 관계는 Fig.
- 본 연구는 연중 3개월간 일본 오끼나와현 이시가키섬의 玉 마. 태풍에 관한 토사 및 영양염류의 정량화된 연안역 *출량 을 분석한 현지 관측이며, 그에 따른 대안 마련을 목적으로 한다.
- 유속은 전자 유속계 ACM-16M, Compact EM, 탁도는 광학식 탁도계 ATU3-8M Compact CLW, 수심은 압력식수심계 Diver를 이용하여 15분 간격으로 측정하였다. 측정기기의 설치지점은 각 위치 교량에서 하천바닥까지 고정 설치하였으며, 하천의 유량 변화는는 댐 관리사무소의 자료를 이용하였다. 2002/10/6- 2002/10/9, 2002/1아18~2002/10/19동 안 St.
데이터처리
- 채수 샘플은 실험실로 이송 PO4-P(Ortho-phosphate), P-P(Particulate Phosphorus), T-P(Total Phosphorus), NH»-N(Ammonia), NCb-N(Nitrate), N(>-N(Nitrite), P-N(Particulate Nitrogen), T-N(Total Nitrogen) 등의 영양염류와 용존형 유기 탄소 (DOC : Dissolved Organic Carbcsi), 입자 형 탄소(P-C : Particulate Carbon), 현탁 물질 (SS : Suspended Solid), HN(Total Inorganic Nitrogen) 등을 분석하였다. 영양염류 농도는 AACS-口 (BLAN-LUEBBE), 용존형 유기 탄소 농도와 입자성 탄소 농도 분석은 TOC-5000A(SHIMADZU)의 분석 장비를 이용하였으며, SS는 Fig. 4와 같이 탁도 측정을 통한 환산값으로 계산하였다. Table 2에서 분석항목과 방법 및 사용기기를 나타내었다.
성능/효과
- (1) 비정기적 강우강도(연간 1회 정도 발생 가능한 강우)가 연안역에 유출되는 전체 토사량의 40% 정도에 영향을 미치고 있음이 관측되었다. 즉 비정기적 강우 강도에 대한 연안역 토사 유출 방지대책을 고려하지 않으면 안 될 것이다.
- (2) 상대적으로 토사 유출량이 많은 강우에서 영양염류가 입자 상태의 인(P)이 유출되었으며, 토사 유출이 작은 강우에서는 용존 상태의 탄소(C)와 질소(N)가 유출되었다.
- (3) 강우와 조석과의 시간적 변화에 따라 연안역에 유출된 토사가 감조영역에서 주기적 유동을 하고 있는 것이 관측되었다
- (4) 나지와 식생 서식지역(피식 율 98%)의 강우 시 유출되는 탁도의 유출 응답률은 나지가 10배가량 높은 유출 수치를 나타내고 있음이 관측되었다.
- E 지점의 탁도, 유량, 용존성 영양염류 농도 변화를 나타내었다. SS의 농도와 관련한 NH, -N, NCh-N, NQrN의 총합으로 TIN을 계산하였으며, DOC의 변동은 보이지 않았지만, No.4와 No.5에서는 NO3-N, THN의 농도가 No.5에 대한 PO『P(4시간 간격)는 명확히 증가함을 확인할 수 있었다
- 7에서 500ppm을 초과하는 높은 농도의 탁도 수치가 관측되었으며, 이외 5회의 강우이서 는 60~400ppm의 탁도가 관측되었다. 강우 강도와 탁도와의 관계는 Fig. 6에서와같이 총 강우량보다 시간 최대 강우량에 밀접한 관계가 있는 것으로 관측되었다.
후속연구
- 연안역의 토사 유출 저감을 위한 대안으로 개발지역의 침사지 용량규제에서 유출수의 SS 농도규제로의 변환이, 침사지 미설 치지역(소규모 개발지역, 나지, 농지 등)에서는 토사 유출구 주변에 식생 그린벨트 설치의 검토가 필요할 것이다.
- (1) 비정기적 강우강도(연간 1회 정도 발생 가능한 강우)가 연안역에 유출되는 전체 토사량의 40% 정도에 영향을 미치고 있음이 관측되었다. 즉 비정기적 강우 강도에 대한 연안역 토사 유출 방지대책을 고려하지 않으면 안 될 것이다.
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