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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 해발 600 m 이상의 고랭지 농업지역에서 재배작물의 종류, 비료의 종류와 시비량에 따른 강우시 비점오염물질의 유출특성을 파악하여 비점오염저감시설 및 최적관리방법의 개발을 위한 자료와 경지단위의 비점오염부하 원단위 산정 및 수질오염총량제를 위한 기초자료를 수집하고자 한다.
제안 방법
- 8%)으로 구성되어 있다. 강우유출수는 고랭지 밭 중앙의 콘크리트 배수로를 통해 모니터링 지점으로 이동하며, 콘크리트 배수로가 끝나는 지점에 지름이 60 cm인 원형 철제 배수로를 설치하여, 수위를 측정하고, 수질 시료를 채수하기 위한 부대시설을 설치하였다.
- 고랭지 밭지역을 2008년 3월부터 2009년 12월까지 총 13회의 강우사상을 관측하여, 2008년과 2009년의 연오염부하를 비교하였다.
- 하지만 2008년과 2009년의 연 강우량이 다르며, 연 강우량 중에서도 유출이 발생한 강우사상의 총 강우량이 다르다. 따라서 연 오염부하를 유효연강우량(강우시 유출이 발생한 강우사상의 강우량 합)으로 나눈 1 mm 강우량 당 연 오염부하를 이용하여 비교․분석하였다.
- 유출수량은 수위-유량 곡선을 유도한 후, 각 각우사상별로 측정된 수위자료를 이용하여 계산하였다. 수위-유량 곡선은 수위와 폭을 이용하여 계산된 단면적과 실측된 유속으로부터 산정된 유량과 최초 수위로부터 유도하였다. 유출수의 수위 측정은 최종유출부에 부자식 자동 수위계를 설치하여 5분 간격으로 측정하였다.
- 연구지역의 시비량과 재배작물 그리고 영농방법을 고려하여 연 오염부하를 비교하였다. 연구지역의 연 강우량이 다르며, 연 강우량 중에서도 유출이 발생한 강우사상의 총 강우량이 다르기 때문에 연 오염부하를 유효연강우량(강우시 유출이 발생한 강우사상의 강우량 합)으로 나눈 1 mm 강우량 당 연 오염부하를 이용하여 비교․분석하였다.
- 연구지역의 시비량과 재배작물 그리고 영농방법을 고려하여 연 오염부하를 비교하였다. 연구지역의 연 강우량이 다르며, 연 강우량 중에서도 유출이 발생한 강우사상의 총 강우량이 다르기 때문에 연 오염부하를 유효연강우량(강우시 유출이 발생한 강우사상의 강우량 합)으로 나눈 1 mm 강우량 당 연 오염부하를 이용하여 비교․분석하였다.
- 유출수 분석을 위한 시료는 유출 시작 후부터 유출이 종료할 때까지 10분∼1시간의 간격으로 자동채수기(ISCO 6712 auto sampler)를 이용하여 임의 채취하였다.
- 모니터링 장비는 동절기를 제외하고 연중 설치하였으며, 강우시 모니터링은 2008년 3월부터 2009년 12월 사이의 강우사상 중 유출이 발생하는 경우에 한해서 수행하였다. 유출수량은 수위-유량 곡선을 유도한 후, 각 각우사상별로 측정된 수위자료를 이용하여 계산하였다. 수위-유량 곡선은 수위와 폭을 이용하여 계산된 단면적과 실측된 유속으로부터 산정된 유량과 최초 수위로부터 유도하였다.
- 수위-유량 곡선은 수위와 폭을 이용하여 계산된 단면적과 실측된 유속으로부터 산정된 유량과 최초 수위로부터 유도하였다. 유출수의 수위 측정은 최종유출부에 부자식 자동 수위계를 설치하여 5분 간격으로 측정하였다. 강우량은 모니터링 지점에 설치된 자기우량계의 자료를 사용하였다.
- 이후 6월 하순경(20일～25일)에 무를 파종하였으며, 9월 중순(15일∼20일)에 수확하였다.
- 표 2에는 조사기간 동안의 모니터링 자료로부터 산정된 오염부하를 단위면적당 오염부하, 평균 오염부하, 연 오염부하로 구분하여 제시하였다. 수질 항목에서 2009년의 오염부하가 2008년의 오염부하보다 컸다.
대상 데이터
- 2009년에는 객토 없이 무를 재배하였다. 5월 10일에 경운(심경)과 함께 입상퇴비로 질소 215.0 kg/ha, 인산 191.3 kg/ha, 칼륨 111.2 kg/ha를 시비하였다. 이후 6월 하순경(20일～25일)에 무를 파종하였으며, 9월 중순(15일∼20일)에 수확하였다.
- 유출수의 수위 측정은 최종유출부에 부자식 자동 수위계를 설치하여 5분 간격으로 측정하였다. 강우량은 모니터링 지점에 설치된 자기우량계의 자료를 사용하였다. 유출수 분석을 위한 시료는 유출 시작 후부터 유출이 종료할 때까지 10분∼1시간의 간격으로 자동채수기(ISCO 6712 auto sampler)를 이용하여 임의 채취하였다.
- 모니터링 지점은 강원도 평창군 대관령면 횡계2리에 위치한 고랭지밭으로서 위치와 집수구역의 형상은 그림 1과 같다. 밭의 경사도는 10%와 23%로 구분되어지며, 집수구역 면적은 16,998.
이론/모형
- 유출수 분석을 위한 시료는 유출 시작 후부터 유출이 종료할 때까지 10분∼1시간의 간격으로 자동채수기(ISCO 6712 auto sampler)를 이용하여 임의 채취하였다. 시료의 분석은 Standard Methods (APHA et al., 1995)와 수질오염 공정시험법(환경부, 2001)에 준하여 SS, COD, BOD, DOC, TN, TP 등의 항목을 분석하였다.
성능/효과
- 1. SS와 TN의 2008년과 2009년의 연 오염부하는 큰 차이를 보이지 않았으며, COD와 BOD 그리고 TP는 2008보다 2009년에 2배 이상 증가한 것으로 나타났다.
- 2. 재배작물이 2008년 감자와 2009년 무로 달랐기 때문에 영농의 시작, 시비일자 등 영동활동이 매우 달랐다. 특히 무의 파종은 6월말에 실시되어 장마기간에는 완전히 성장하지 못해 불완전한 지표피복을 가지며, 무 잎의 지표피복 효과가 감자보다 약하기 때문에 강우에 의한 오염물질 배출이 더 큰 것으로 판단된다.
- 3. 따라서 시비량보다 작물과 지표피복의 효과가 오염물질의 배출에 더 큰 영향을 줄 수도 있다. 또한 농경지의 재배작물과 피복재에 의한 지표피복은 비점오염 저감에 효과적인 것으로 판단 할 수 있으며, 오염물질의 배출에 영향을 주는 인자들이 매우 다양하기 때문에 일괄적인 최적관리방법의 도입보다는 지역의 특성을 조사하여 지역의 특징에 맞는 최적관리방법이 도입되어야 할 것이다.
- 표 1은 2008년과 2009년에 관측한 13회의 강우사상에 대한 수문분석이다. 밭의 토지이용 특성상 강우량이 적을 때 유출이 발생하지 않았으며, 유출은 주로 장마기간에 집중된 것으로 확인되었다. 또한 연 유효강우량은 2008년 420.
- 시비량만을 생각할 때 2009년의 오염부하는 2008년의 오염부하보다 감소해야하지만, COD와 BOD 그리고 TP 부하는 2배 이상 증가하는 것으로 나타났고, TN은 큰 차이가 없었다.
후속연구
- 따라서 7월과 8월에는 무의 잎이 충분히 성장하지 않아 감자에 비하여 지표피복의 효과가 작기 때문에 강우에 의한 오염물질의 유출이 큰 것으로 판단된다. 더욱 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해서는 시기별로 작물의 지표피복 효과에 대한 조사가 필요할 것으로 판단된다.
- 따라서 시비량보다 작물과 지표피복의 효과가 오염물질의 배출에 더 큰 영향을 줄 수도 있다. 또한 농경지의 재배작물과 피복재에 의한 지표피복은 비점오염 저감에 효과적인 것으로 판단 할 수 있으며, 오염물질의 배출에 영향을 주는 인자들이 매우 다양하기 때문에 일괄적인 최적관리방법의 도입보다는 지역의 특성을 조사하여 지역의 특징에 맞는 최적관리방법이 도입되어야 할 것이다.
- 본 연구에서 조사된 자료와 분석된 결과는 토지이용별 비점오염부하의 산정과 저감기술의 개발에 활용할 수 있으며, 수질오염총량제의 신뢰성을 향상시킬 것으로 판단된다.
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