[논문]자연형 소하천정비사업 수질 및 유량특성 분석

연규방; 안경수; 연인성; 전계원

자연형 소하천정비사업 수질 및 유량특성 분석
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연규방 (충청대학 건설교통과) , 안경수 (인천대학교 토목환경시스템공학부) , 연인성 (충청대학 건설교통과) , 전계원 (강원대학교 방재기술전문대학원)

본 연구는 자연형 소하천의 유형별, 지역별 자연형 하천공법의 파악 및 시범사업의 적용.평가를 통하여 소하천 특성에 적합한 치수구조와 안정성을 갖추면서 생태계와 조화를 이루고, 친수성과 경관 등 소하천의 환경기능을 향상시키는데 필요한 공사시행의 설계도서를 작성하는데 그 목적을 가지고 수행되었다. 자연형 이동소하천정비 시범사업은 축제공, 배수공, 구조물공, 조경공 등의 공종과 자연석 쌓기, 식생축조블록, 그린리버블록 등 11개의 다양한 호안공법이 적용되어 2003년 12월에 준공하였다. 본 자연형 이동소하천 정비시범 사업에서는 공사 전.중.후에 '하천수질 및 유량측정, 홍수량 측정 및 수리분석 그리고 생태계, 하천수리'에 대한 모니터링 사업을 2003년부터 2006년 현재까지 계속적으로 수행하고 있다. 본 연구는 자연형 소하천정비 시범사업 중에서 유역 내 2003년부터 2005년까지 하천수질 및 유량측정 모니터링 결과를 분석한 것이다. 하천수질 및 유량측정은 하천환경계획을 위한 기본조사로서 효과적인 하천환경관리를 도모하기 위한 기준을 정하기 위한 것이다. 하천 수질 및 유량측정은 하천수질이 악화되는 갈수기를 택하여 월별 일일 4회(6시간 간격)에 걸쳐 시행되었고, 수질측정 항목은 BOD, DO, TP에 대하여 조사 분석되었다.

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문제 정의

본 연구는 자연형 소하천정비 시범사업 중에서 유역 내 2003년부터 2005년까지 하천수질 및 유량측정 모니터링 결과를 분석한 것이다. 하천수질 및 유량측정은 하천환경계획을 위한 기본조사로서 효과적인 하천환경관리를 도모하기 위한 기준을 정하기 위한 것이다.
따라서 본 자연형 소하천 시범사업에서는 소하천의 유형별, 지역별 자연형 하천공법의 파악 및 시범사업의 적용.평가를 통하여 소하천 특성에 적합한 치수구조와 안정성을 갖추면서 생태계와 조화를 이루고, 친수성과 경관 등 소하천의 환경기능을 향상시키는데 필요한 공사시행의 설계도서작성과 사전예측 모니터링을 수행하는데 그 목적을 가지고 수행되었다.

제안 방법

<그림 3>에서 볼 수 있는 바와 같이 현장에서는 수온, pH, DO 및 유량을 측정하였다. 그리고 채취된 시료는 실험실에서 즉시 분석하였으며, 장시간을 요하는 항목은 적절한 전처리 후 분석 전까지 냉장 (4℃이하)보관하여 수질공정시험법에 준하여 BOD, DO, SS, TP, TN 및 크로로필 a와 농약성분을 분석하였다.
일일 4회(6시간 간격)로 실시하였다. <그림 3>에서 볼 수 있는 바와 같이 현장에서는 수온, pH, DO 및 유량을 측정하였다. 그리고 채취된 시료는 실험실에서 즉시 분석하였으며, 장시간을 요하는 항목은 적절한 전처리 후 분석 전까지 냉장 (4℃이하)보관하여 수질공정시험법에 준하여 BOD, DO, SS, TP, TN 및 크로로필 a와 농약성분을 분석하였다.
이동소하천의 강우로 인한 직접적인 영향을 받지 않는 시기에 조사지점(LD1, LD2, LD3) 별로 월별 일일 4회(6시간 간격)로 수질측정조사와 함께 실시하였다. <그림 10>은 이동소하천의 2003년, 2004년, 2005년의 년도별 월평균유량을 비교하여 도시한 것으로서 하천정비공사가 완공전인 2003년도에는 년 평균유량은 0.
이동소하천의 수질조사는 강우로 인한 직접적인 영향을 받지 않는 시기에 하천 내 LD1, LD2, LD3 지점에 대하여 월별 일일 4회(6시간 간격)로 실시하였다. <그림 3>에서 볼 수 있는 바와 같이 현장에서는 수온, pH, DO 및 유량을 측정하였다.
하천수질 및 유량측정은 하천환경계획을 위한 기본조사로서 효과적인 하천환경관리를 도모하기 위한 기준을 정하기 위한 것이다. 하천 수질 및 유량측정은 하천수질이 악화되는 갈수기를 택하여 월별 일일 4회(6시간 간격)에 걸쳐 시행되었고, 수질측정항목은 수온, PH DO, BOD, TP, TN, SS, 클로로필a 등에 대하여 조사 분석되었고, 본 논문에서는 지면의 제한 관계로 BOD, DO, TP에 대하여 분석하였다.

대상 데이터

대상 하천의 유량과 수질 조사지점 선정은 하천시설기준(건설교통부, 2002), 접근성, 안전성, 지속측정 가능지역 및 오염원 발생량 등을 고려하여 상류 1개소, 중류 1개소, 하류 1개소를 선정하였으며, 유량과 수질조사 지점을 동일하게 하였다. 유량과 수질 조사지점 위치도는 <그림 2>와 같으며 조사항목과 자세한 위치는<표 1>과 같다.

성능/효과

1. 이동소하천의 하천정비공사가 완공 전인 2003년도의 BOD가 6.7(mg/ℓ), 공사가 완료 후인 2004년도 1.9(mg/ℓ), 2005년도 1.5(mg/ℓ)이었고, 총인(TP)의 년 평균농도는 2003년도 0.18(mg/ℓ), 2004년도 0.084(mg/ℓ), 2005년 0.055(mg/ℓ)로서 하천정비 공사 전에 비해 BOD와 TP 농도가 많이 저하되어 수질환경이 점차 안정적으로 향상되어 가고 있음을 알 수 있었다.
2. DO의 년 평균농도는 2003년도 8.6(mg/ℓ), 2004년도 9.0(mg/ℓ), 2005년 9.5(mg/ℓ)로서 하천수질환경 기준 I 등급 이상에서 DO의 년 평균농도가 안정적으로 상승 변화하고 있음을 알 수 있었다. 이동소하천 유역에는 하천오염 방지를 위한 시설들을 특별히 설치하지 않았지만 공사 시행 후 주민들이 하천환경을 깨끗이 유지하기 위하여 오염물질의 배출을 자제하는 등의 노력으로 하천수질환경 지표가 향상된 것으로 판단된다.
3. 이동소하천의 강우로 인한 직접적인 영향을 받지 않는 시기에 조사한 년 평균유량은 2003년도에는 0.034(m³/sec), 2004년도 0.03(m³/sec)그리고 2005년도 0.029(m³/sec)로 조사기간 중 년평균유량은 비슷하게 측정되었다.
<그림 9>는 이동소하천의 2003년, 2004년, 2005년의 월별 평균 총인(TP) 농도를 비교하여 도시한 것으로서 하천정비공사가 완공전인 2003년도에는 년 평균농도는 0.18 mg/ℓ로 조사되었고, 공사가 완료 후인 2004년도에는 0.084 mg/ℓ, 2005년에는 0.055 mg/ℓ로서 하천정비 공사 전에 비해 TP 농도가 많이 저하되어 수질 환경이 점차 안정적으로 향상되어 가고 있음을 알 수 있었다.
<그림 7>은 이동소하천의 2003년, 2004년, 2005년의 월별 평균 DO 농도를 비교하여 도시한 것으로서 하천정비공사가 완공전인 2003년도에는 년 평균농도는 8.6 mg/ℓ로 조사되었고, 공사가 완료 후인 2004년도에는 9.0mg/ℓ, 2005년에는 9.5mg/ℓ로서 하천수질환경기준 I등급 이상에서 DO의 년 평균농도가 안정적으로 상승 변화하고 있음을 알 수 있었다.

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