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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 화성호의 주요 유입하천(남양천, 자안천, 어은천) 유역의 오염원 조사와 유입하천의 강우 시기별 수질 및 유량조사를 통하여 오염부하량의 산정 및 유입하천의 오염부하량 유달율을 산정함으로써, 비점오염원에 대한 보다 명확한 대책 마련을 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 1회 강우사상에 따른총오염부하량은 EMC 농도를 구한 후 총유출유량을 곱하고 총강우지속시간을 곱하여산정하였다. 점오염원량은 강우 시작 전 평상시에 측정된 값을 기초로 산정되었으며, 총오염부하량에서 점오염원값을 빼준 값을 비점오염원 값으로 산정하였다.
- 조사지점은 화성호의 주요 유입하천인 남양천, 자안천, 어은천의 하류에서 실시하였다. 강우시 현장조사는 7월 8 ~ 10일에 걸쳐 실시하였으며, 선행무강우일수는 5일이고 총 강우량 42.5mm로 약 12 ~ 15회 동안 조사하였다. 평상시와 강우시 조사에서 시료채취 후 실험실로 가져와 수질공정시험법에 준하여 SS, BOD, COD, T-N, T-P를 실험하였다.
- 본 연구에서는 평상시와 강우시로 나누어 수질 및 유량조사를 하였다. 조사지점은 화성호의 주요 유입하천인 남양천, 자안천, 어은천의 하류에서 실시하였다.
- 대한 기여율을 산정하였다. 산정방법은 각각에 대한 점오염부하량과 비점오염부하량을 구한 후 각각에 대한 유달율을 산정한 후에 전체 유달율에 대한 점오염과 비점오염에 대한 기여율을 산정하였으며, 표 6. 과그림 1.
- 오염물질 발생 부하량과 화성호 유입하천의 유입 부하량을 산정한 결과를 바탕으로 화성호 유입하천의오염물질 월별 유달율을 산정하였다. 산정방법은 화성호 유입 오염물질 부하량(kg/mon)을 유역 내 오염물질발생 부하량(kg/mon)으로 나눔으로써 산정하였으며 표 4.
- 점오염원량은 강우 시작 전 평상시에 측정된 값을 기초로 산정되었으며, 총오염부하량에서 점오염원값을 빼준 값을 비점오염원 값으로 산정하였다. 산정된 각 지점별 총 오염부하량 및 점오염부하량과 비점오염부하량 값의 계산 결과는 표 2.
- 화성호 유입하천의 부하량과 오염물질 발생부하량을 이용하여 유달율을 산정한 후 점오염원과 비점오염원에 대한 기여율을 산정하였다. 산정방법은 각각에 대한 점오염부하량과 비점오염부하량을 구한 후 각각에 대한 유달율을 산정한 후에 전체 유달율에 대한 점오염과 비점오염에 대한 기여율을 산정하였으며, 표 6.
- 화성호 유입하천의 연간 오염물질 발생부하량과 화성호로 유입되는 오염물질의 연간부하량을 구한 후 화성호 유입하천의 오염물질에 대한 연간 유달율을 산정하였다. 산정방법은 화성호 유입 오염물질 부하량 (kg/yr)를 유역 내 오염물질 발생부하량(kg/yr)으로 나눔으로써 산정하였으며 표 5.
- 화성호 유입하천의 오염물질에 대한 오염부하량과 유달율 그리고 유달율에 대한 기여율을 산정하였다. 오염원이 집중되어 있는 남양천과 어은천에서는 대체적으로 높은 값을 나타내었으며, 강우가 집중되는 시기에는 비점오염물질에 대한 유달율과 기여율이 평소에 비해 두 배 이상 높게 나타났다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 평상시와 강우시로 나누어 수질 및 유량조사를 하였다. 조사지점은 화성호의 주요 유입하천인 남양천, 자안천, 어은천의 하류에서 실시하였다. 강우시 현장조사는 7월 8 ~ 10일에 걸쳐 실시하였으며, 선행무강우일수는 5일이고 총 강우량 42.
이론/모형
- 비점오염부하량은 화성시의 강우사상(1998-2003년)을 기준으로 작성되었으며, 비점오염부하량의 산정은 강우시 오염부하량의 총량에 대한 강우량의 비를 이용하여 산정하였다. 표 3.
- 5mm로 약 12 ~ 15회 동안 조사하였다. 평상시와 강우시 조사에서 시료채취 후 실험실로 가져와 수질공정시험법에 준하여 SS, BOD, COD, T-N, T-P를 실험하였다.
성능/효과
- BOD의 경우 전체 하천에서 기여율이 1~2배 사이로 점오염물질에 대한 영향이 근 것으로 나타났으며, T-N의 경우에는 점오염물질에 대한 영향이 월등히 높은 것을 알 수 있었다. 반면, T-P에 대한 기여율은 남양천의 점오염물질이 차지하는 비율이 월등히 높았으며, 자안천은 근 차이를 보이지 않았으며, 어은천은 오히려 비점오염물질에 대한 영향이 더 근 것으로 나타났다.
- 기여율 산정 결과 전체적으로 점오염물질의 유달율이 전체 유달율에 더 근 영향을 미치는 것으로 나타났다. BOD의 경우 전체 하천에서 기여율이 1~2배 사이로 점오염물질에 대한 영향이 근 것으로 나타났으며, T-N의 경우에는 점오염물질에 대한 영향이 월등히 높은 것을 알 수 있었다.
- BOD의 경우 전체 하천에서 기여율이 1~2배 사이로 점오염물질에 대한 영향이 근 것으로 나타났으며, T-N의 경우에는 점오염물질에 대한 영향이 월등히 높은 것을 알 수 있었다. 반면, T-P에 대한 기여율은 남양천의 점오염물질이 차지하는 비율이 월등히 높았으며, 자안천은 근 차이를 보이지 않았으며, 어은천은 오히려 비점오염물질에 대한 영향이 더 근 것으로 나타났다.
- 산정 결과 화성호 유역 내 전체 연간 유달율은 BOD, T-N, T-P가 각각 0.021, 0.054, 0.039로 나타났다. BOD 유달율은 남양천에서 0.
- 오염원이 집중되어 있는 남양천과 어은천에서는 대체적으로 높은 값을 나타내었으며, 강우가 집중되는 시기에는 비점오염물질에 대한 유달율과 기여율이 평소에 비해 두 배 이상 높게 나타났다. 이는 남양천과 어은천은오염원이 집중되어 있으나 하천이 직선화되어 있고, 자정작용을 위한 조건이 미비하기 때문으로 판단되며, 이들 하천에 대한 자정능력을 증가시킬 수 있는 대책 마련이 필요할 것이다.
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1.1 평상시 오염물질 부하량 조사
조사결과 유기오염물질의 기준항목인 BOD는 평균 3.2 mg/L로 비교적 낮은 값을 보였다
. 영양염류는 하천 수질 기준항목에는 없지만, 하천수가 화성호로 유입되기 때문에 이를 조사하는 것은 장래 호소수질을 위해서 중요한 판단자료로 활용할 수 있다. - 화성호로 유입되는 유입하천의 오염물질에 대한 월별 유달율을 산정한 결과 남양천의 유달율이 가장 높았고 어은천, 자안천의 순이었다. 또한 대체적으로 건기보다는 우기 때에 최고 0.
후속연구
- 432 mg/L로 나타났다. 3개 하천의 질소와 인 농도는 전체적으로 높고 남양천과 어은천에는 인구증가와 더불어 생활하수 유입 증가 등으로 인해 화성호에 영향을 미칠 것으로 예상되므로 환경기초시설의 영양염류 처리가 중요할 것으로 판단된다.
- 차지하는 부하량이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 연간 오염부하량의 예측을 바탕으로 하여각 하천의 상황에 적합한 비점오염물질 저감대책을 마련해야 할 것이다.
- 특히, 강우시 오염물질의 유출은 점오염원과 비점오염원 모두에서 비점오염의 형태로 유출될 수있으므로 이러한 유출에 대한 집중적인 관리를 행한다면 화성호의 안정적인 수질확보는 충분히 가능할 것이다. 따라서, 이러한 유달율 산정을 통해 하천 수계 특성에 적합한 소유역의 유달율 적용을 통해 점 및 비점오염원에 대한 효율적인 관리를 위한 자료로 이용함으로써 하천 및 수계 관리를 위해 보다 실효성 있는 관리 방안을 마련할 수 있을 것이다.
- 어은천의 경우는 T-N을 제외하고는 비점오염원이 차지하는 부하량이 매우 높았다. 어은천 유역도 개발이 이루어지고 있는 실정이라 남양천과 마찬가지로 불투수층의 증가로 인한 비점오염부하량 증가가 우려되고 있는 바 이에 대한 적절한 대책을 마련해야 할 것이다.
- 우기 때에 유달율이 높은 이유는 강우 집중시 점오염물질 뿐만 아니라 비점오염물질의 유입이 단시간에 집중되어 유입되고, 강우로 인한 유속 및 유량 증가로 인해 오염물질의 양은 많고 체류시간은 감소하여 자정작용에 필요한 시간이 부족하게 되어 유달율이 높은 것으로 판단된다. 유달율이 높으며, 오염물질이 자정작용을 충분히 거치지 못하고 하천 하류로 흘러와 화성호로 유입되므로 이러한 사항을 고려하여 하천에 적합한 대책마련이 필요할 것이다.
- 남양천의 경우 강우시 동안 비점오염부하량이 전체의 80% 이상을 차지하였다. 이는 남양동의 개발로 인한불투수층의 증가가 비점오염부하량에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있으며, 이러한 비점오염부하량에 대한저감방안을 위한 대책을 마련해야 할 것이다. 자안천의 경우 BOD와 T-N, T-P가 차지하는 비점오염부하량이 비교적 낮았다.
- 오염원이 집중되어 있는 남양천과 어은천에서는 대체적으로 높은 값을 나타내었으며, 강우가 집중되는 시기에는 비점오염물질에 대한 유달율과 기여율이 평소에 비해 두 배 이상 높게 나타났다. 이는 남양천과 어은천은오염원이 집중되어 있으나 하천이 직선화되어 있고, 자정작용을 위한 조건이 미비하기 때문으로 판단되며, 이들 하천에 대한 자정능력을 증가시킬 수 있는 대책 마련이 필요할 것이다. 자안천은 주변에 농경지와 산업단지가 근접 해 있지만, 하폭이 넓고 유속이 늘며 하천 내에 수초가 많이 자생하고 있어 자정작용은 다른 하천에 비해 잘 이루어지고 있는 것으로 판단되며, 산업단지에서 유출되는 오염물질의 처리와 농경지의 비료등에 대한 처리 및 관리가 철저히 이루어진다면 화성호 오염에 미치는 자안천의 영향을 감소시킬수 있을 것이다.
- 017로 나타나 연간 T-P의 유달율은 자안천이 가장 낮은것을 알 수 있었다. 이를 통하여 자안천의 자정능력이 가장 뛰어난 것으로 판단하였으며, 남양천의 경우 자정능력을 높일 수 있는 방안 또는 오염물질을 인위적으로 처리함으로써 하천 내로 유입되는 오염물질의 농도를 저감시킬 수 있는 방안이 고려되어야 할 것으로 판단된다.
- 자안천은 주변에 농경지와 산업단지가 근접 해 있지만, 하폭이 넓고 유속이 늘며 하천 내에 수초가 많이 자생하고 있어 자정작용은 다른 하천에 비해 잘 이루어지고 있는 것으로 판단되며, 산업단지에서 유출되는 오염물질의 처리와 농경지의 비료등에 대한 처리 및 관리가 철저히 이루어진다면 화성호 오염에 미치는 자안천의 영향을 감소시킬수 있을 것이다. 점오염물질에 대한 처리는 기존의 하수처리장과 현재 준공 중인 하수처리장의 용량으로 안정적으로 처리할 수 있을 것으로 판단되며, 비점오염물질에 대한 처리는 하천 특성에 맞게 적절히 고려해야 할 것으로판단된다. 특히, 강우시 오염물질의 유출은 점오염원과 비점오염원 모두에서 비점오염의 형태로 유출될 수있으므로 이러한 유출에 대한 집중적인 관리를 행한다면 화성호의 안정적인 수질확보는 충분히 가능할 것이다.
- 점오염물질에 대한 처리는 기존의 하수처리장과 현재 준공 중인 하수처리장의 용량으로 안정적으로 처리할 수 있을 것으로 판단되며, 비점오염물질에 대한 처리는 하천 특성에 맞게 적절히 고려해야 할 것으로판단된다. 특히, 강우시 오염물질의 유출은 점오염원과 비점오염원 모두에서 비점오염의 형태로 유출될 수있으므로 이러한 유출에 대한 집중적인 관리를 행한다면 화성호의 안정적인 수질확보는 충분히 가능할 것이다. 따라서, 이러한 유달율 산정을 통해 하천 수계 특성에 적합한 소유역의 유달율 적용을 통해 점 및 비점오염원에 대한 효율적인 관리를 위한 자료로 이용함으로써 하천 및 수계 관리를 위해 보다 실효성 있는 관리 방안을 마련할 수 있을 것이다.
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