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수량-수질 연계모의를 통한 수질보전 필요유량 산정 방안
Instream Flow for Water Quality Preservation used to Integrated Water Quantity and Quality Analysis 원문보기

한국수자원학회 2010년도 학술발표회, 2010 May 10, 2010년, pp.875 - 878  

서재승 (한국건설기술연구원 수자원연구실) ,  이동률 (한국건설기술연구원 수자원연구실) ,  최시중 (한국건설기술연구원 수자원연구실) ,  강성규 (한국건설기술연구원 수자원연구실)

초록
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본 연구에서는 하천유지유량 중 수질보전 필요유량 산정을 위하여 한국건설기술연구원과 SEI-US가 공동으로 개발한 K-WEAPq(Korea-Water Evaluation and Planning System Linked QUAL2K) 모형을 이용하여 충주댐상류 수계를 대상으로 수량-수질연계모의를 수행하였다. 수질 보전 필요유량은 환경기초시설 등을 이용하여 하천에 유입되는 수질오염원을 최대한 처리한 후 남는 오염부하량을 고려하여 적정수질을 유지할 수 있는 유량이다. 수질을 개선하기 위한 수질보전 필요유량 산정시, 수질이 악화된 경우에는 적은 유량으로 수질개선에 큰 효과를 얻을 수 있지만, 수질이 좋은 경우에는 많은 유량으로도 수질개선효과가 크지 않다. 그러므로 본 연구에서는 목표수질을 달성하는 유량과 수질개선효과가 큰 유량을 비교 검토하여 대상지점의 적정수질 관리 유량을 선정하고, 이때의 수질(수량관리수질)을 제시하였다. 본 연구의 결과를 활용하면 장래 하천 수량 및 수질의 연중변화를 파악할 수 있고, 대상지점의 목표 수질 및 적정 수질에 따른 수질보전 필요유량을 산정하여 하천 관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 그림을 보면 수질개선을 위한 희석용수로서의 필요유량은 수질이 나쁜 상황에서는 적은양으로 큰 효과 볼 수 있지만 수질이 비교적 좋은 상황에서는 많은 양의 희석용수가 필요하여 수질개선효과가 적은 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서는 K-WEAPq를 이용한 일별 수량-수질 연계분석을 통하여 하천수질 개선효과가 좋은 유량 및 목표수질을 달성하는 유량을 산정하여 이중 작은 유량을 수질보전 필요유량으로 결정하였다.
  • 본 연구에서는 하천유지유량 중 수질보전 필요유량을 산정하기위하여 2016년을 목표연도로 하고, 평가대상항목 및 목표수질기준은 수질관련 정책 및 기존의 연구결과를 참고하여 BOD를 평가 대상 항목으로 선정하였고, 환경부의 "중권역별 목표수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간“에 고시된 목표기준을 적용하였다.
  • 본 연구에서는 수질보전 필요유량을 산정하기 위하여 K-WEAPq를 이용하여 일별 수량-수질 연계분석을 수행하였다. 분석 결과 연중 수질현황 곡선을 도출하고 이를 이용하여 목표수질을 달성하는 유량과 수질개선효과가 큰 유량을 비교 검토하여 대상지점의 적정수질 관리유량을 선정하고, 이때의 수질(수량관리수질)을 제시하였다. 또한 수질현황곡선을 이용하면 각 대상지점별로 환경부에서 제시하는 수질등급별 농도를 달성하기 위한 유량을 산정할 수 있다.
  • 수질보전 필요유량을 산정하기 위하여 수량-수질 연계분석이 가능하도록 수질모의 대상 수계구간을 결정하고 그림 2와 같이 용수수급네트워크를 구축하였다. 수질예측모형의 소구간 길이는 1 ㎞ 단위로 하고 구간수는 61개로 구분하였다.
  • 160 ㎏/일에서, 2015년 32,947 ㎏/일로 다소 감소했다. 유량 자료를 산정하기 위하여 본 연구에서 산정된 자연 유량 및 댐 방류량 자료, 취수시설의 취수량 및 회귀율 등을 이용하여 K-WEAPq 모형을 통한 물수지 분석을 수행하였고, 국토해양부에서 제공되는 유량결과와 비교하였다. 기준년도인 2003년 영춘 지점의 모의유량 및 관측유량을 비교한 결과 계산유량이 관측유량에 비해 다소 과소 추정되었으나 상관계수 0.

대상 데이터

  • 수질보전 필요유량을 산정하기 위한 대상 지점은 충주댐 상류에 위치하고 있는 영월, 영월1, 영춘지점을 선정하였다. 대상지점이 포함되어 있는 충주댐 상류 유역은 남한강상류, 평창강, 충주댐 등 세 개의 중권역 및 50개의 소권역으로 이루어져 있으며, 유역면적은 6705.06 ㎢, 유로연장 375 ㎞이다. 행정구역상으로는 강원도, 충청북도, 경상북도 등 3개도의 14개 시군으로 구성되어 있으며, 골지천, 평창강, 주천강 등이 포함되어 있다.
  • 수질보전 필요유량을 산정하기 위한 대상 지점은 충주댐 상류에 위치하고 있는 영월, 영월1, 영춘지점을 선정하였다. 대상지점이 포함되어 있는 충주댐 상류 유역은 남한강상류, 평창강, 충주댐 등 세 개의 중권역 및 50개의 소권역으로 이루어져 있으며, 유역면적은 6705.
  • 장래수질분석에 사용된 유량자료는 1967~2008년에 대하여 산정된 자연유량 자료를 비교·분석하여 연평균 유량의 중간값을 가진 평균년인 1984년의 자연유량 자료를 이용하였다.
  • 수질예측모형의 소구간 길이는 1 ㎞ 단위로 하고 구간수는 61개로 구분하였다. 장래의 오염부하량 예측자료는 물환경관리기본계획 수립을 위한 연구에서 산정된 표준유역별 오염부 하량 자료를 이용하였고, 2003년 자료와 수질측정망의 실측자료를 이용하여 검보정을 수행한 후 2015년 장래수질을 예측하였다. 본 연구의 장래 수질 분석에 사용된 남한강상류, 평창강, 충주댐 중권역의 BOD 배출부하량은 2003년 35.
  • 06 ㎢, 유로연장 375 ㎞이다. 행정구역상으로는 강원도, 충청북도, 경상북도 등 3개도의 14개 시군으로 구성되어 있으며, 골지천, 평창강, 주천강 등이 포함되어 있다. 환경부의 수질측정망을 이용하여 각 중권역의 대표지점인 영월 1, 평창강3, 충주댐 지점 수질의 연간 변화를 보면 BOD는 1 ㎎/L 내외로 안정적이며, COD는 2~3 ㎎/L 의 범위로 과거에 비해서 약간 증가하는 경향을 보였다.

데이터처리

  • 본 연구에서는 수질보전 필요유량을 산정하기 위하여 K-WEAPq를 이용하여 일별 수량-수질 연계분석을 수행하였다. 분석 결과 연중 수질현황 곡선을 도출하고 이를 이용하여 목표수질을 달성하는 유량과 수질개선효과가 큰 유량을 비교 검토하여 대상지점의 적정수질 관리유량을 선정하고, 이때의 수질(수량관리수질)을 제시하였다.

이론/모형

  • 본 연구에서는 하천유지유량 중 수질보전 필요유량을 산정하기위하여 2016년을 목표연도로 하고, 평가대상항목 및 목표수질기준은 수질관련 정책 및 기존의 연구결과를 참고하여 BOD를 평가 대상 항목으로 선정하였고, 환경부의 "중권역별 목표수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간“에 고시된 목표기준을 적용하였다. K-WEAPq 모형을 이용한 수량-수질 연계모의를 통하여 수질보전 필요유량을 산정하였다.
  • 수질보전 필요유량 산정을 위한 평가대상항목은 BOD로 선정하고 목표수질 기준은 환경부에서 “중권역별 수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간”에 고시한 목표수질 기준을 사용하였다.
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