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안양천 유역의 소유역별 오염총량 산정
Calculation of Total Amount of Pollutant Load by Sub-Watersheds in the Anyangcheon Watershed 원문보기

한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집, 2008 May 22, 2008년, pp.1981 - 1984  

이길성 (서울대학교 공과대학 건설환경공학부) ,  김경태 (서울대학교 공과대학 건설환경공학부) ,  김상욱 (서울대학교 BK21 SIR 사업단) ,  정은성 (서울대학교 공학연구소)

초록
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기존 하천에 실시되고 있던 농도 규제의 근본적인 한계를 극복하고자 우리나라 4대강에 오염 총량관리제도가 실시되었다. 그러나 1999년부터 약 8년 동안 실시된 오염총량관리제도에 기술적 제도적 문제들이 발견되고 있다. 본 연구에서는 오염총량관리제도의 많은 문제점들 중에 기준유량에 대한 문제점과 오염부하량의 할당에 대한 문제점에 중점을 두었다. 총량관리단위유역은 대표적인 도시하천 중 하나이며 한강의 지류인 안양천 유역이며, 목표수질은 1991년 환경부 하천환경수 질기준인 5등급으로 결정하였으며, 관리물질은 1차관리물질인 BOD(Biochemical Oxygen Demand)이다. 기준유량은 평균저수량과 평균갈수량을 사용하여 비교하였고, 발생부하량을 계산하였으며, 발생부하량에 의한 배출부하량을 계산하고, HSPF(Hydrologic Simulation Program - FORTRAN) 모형을 사용하여 배출부하량으로 인한 유달부하량을 산정하여 허용부하량을 계산하였다. 마지막으로 목표수질을 만족시키기 위해 삭감부하량을 계산하였고, 삭감부하량을 안양천 유역의 각 소유역별로 할당하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 우리나라 중·소규모 하천의 대부분이 갈수기시 하천이 흐르지 않고, 댐 등의 인위적인 방류량에 의존하고 있기 때문이다. 그러나 저수량은 365일 중 275번째에 해당되는 유량이므로, 나머지 90일 동안 목표수질을 만족시키기 못할 수 있기에 365일 중 355일을 만족시킬 수 있는 갈수량을 사용하여 비교하였다.
  • 현재 4대강 유역에 실시되고 있는 오염총량관리제도를 안양천 유역에 적용하였다. 목표수질은 환경부 고시 하천수질환경기준 5등급이며, 관리물질은 1차계획기간의 대상물질인 BOD 이며, 기준유량은 오염총량관리제도상의 평균저수량과 이를 보완하기 위해 평균갈수량을 선정하여 비교하였으며, 수질모형은 장기유출 및 수질모의가 가능한 HSPF를 사용하였다. 오염원 그룹별로 발생부하량을 계산하고, 이로 인해 배출되는 배출부하량을 계산한 후, 수질모형을 이용하여 유달부하량과 허용총량을 계산하였다.
  • 목표수질을 설정하고 기준유량을 설정한 다음, 발생부하량 및 배출부하량을 산정한 후 HSPF를 이용하여 유달부하량을 산정하였다. 오염부하량을 계산하는 과정은 다음식과 같다.
  • 목표수질은 환경부 고시 하천수질환경기준 5등급이며, 관리물질은 1차계획기간의 대상물질인 BOD 이며, 기준유량은 오염총량관리제도상의 평균저수량과 이를 보완하기 위해 평균갈수량을 선정하여 비교하였으며, 수질모형은 장기유출 및 수질모의가 가능한 HSPF를 사용하였다. 오염원 그룹별로 발생부하량을 계산하고, 이로 인해 배출되는 배출부하량을 계산한 후, 수질모형을 이용하여 유달부하량과 허용총량을 계산하였다. 평균저수량과 평균갈수량을 이용하여 각각의 삭감부하량을 각 소유역에 동일부하량 삭감에 의한 방법과 동일비율 삭감에 의한 방법을 이용하여 할당하였다.
  • 오염원 그룹별로 발생부하량을 계산하고, 이로 인해 배출되는 배출부하량을 계산한 후, 수질모형을 이용하여 유달부하량과 허용총량을 계산하였다. 평균저수량과 평균갈수량을 이용하여 각각의 삭감부하량을 각 소유역에 동일부하량 삭감에 의한 방법과 동일비율 삭감에 의한 방법을 이용하여 할당하였다. 기준유량 측면에서 비교해보면 두 가지 할당방법 모두에서 평균갈수량이 평균저수량보다 더 많은 삭감량을 보였으며, 할당방법 측면에서 비교해보면 총삭감부하량을 같은 양으로 각 소유역별로 할당하면 왕곡천, 오전천, 수암천, 삼성천, 삼봉천, 시흥천에서 배출부하량보다 삭감부하량이 더 많게 되어 이러한 소유역에서는 오염부하량을 배출하지 않아야 된다는 비합리적인 결론에 도달하지만, 총삭감부하량을 같은 비율로 삭감하게 되면 비교적 합리적인 방법으로 할당할 수 있다.

대상 데이터

  • 목표수질은 1991년 환경부 고시에 따라 현재 안양천 유역의 하천수질환경기준인 5등급으로 설정하였고, 관리물질은 오염총량관리제도의 1차 계획기간 중 관리물질인 BOD를 사용하였다.
  • 총량관리대상유역은 유역면적 287.15 km2, 유로연장 32.38 km인 한강의 지류인 안양천 유역이며, 2000년을 기준으로 도시지역이 43.03% (123.31 km2), 녹지지역이 41.98% (120.28 km2)로 우리나라 대표적인 도시하천 중 하나이다. 안양천 하구를 최종 출구점으로 하여 상류방향으로 도림천, 목감천, 시흥천, 삼봉천, 삼성천, 수암천, 학의천, 산본천, 당정천, 오전천, 왕곡천 유역까지 11개의 소유역으로 이루어져 있다.
  • 현재 4대강 유역에 실시되고 있는 오염총량관리제도를 안양천 유역에 적용하였다. 목표수질은 환경부 고시 하천수질환경기준 5등급이며, 관리물질은 1차계획기간의 대상물질인 BOD 이며, 기준유량은 오염총량관리제도상의 평균저수량과 이를 보완하기 위해 평균갈수량을 선정하여 비교하였으며, 수질모형은 장기유출 및 수질모의가 가능한 HSPF를 사용하였다.

이론/모형

  • 허용총량을 산정하기 위해 U.S EPA에서 권장하고 있는 장기유출 및 수질 모의를 할 수 있는 HSPF 모형을 사용하였다. 그림 1과 그림 2는 HSPF 모형의 BOD 농도 보정 및 검증을 나타낸다.
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