초록 ▼

우리나라의 경제발전 원동력인 각종 용수를 공급해 온 다목적댐 호수에서는 상류로부터 유입되는 비점오염물질로 인한 부영양화 등 다양한 수질문제가 대두되고 있다. 저수지 수질관리를 위해 인공습지 등 비점오염원 저감기술이 적용되고 있다. 그러나 인공습지는 최근 국내·외에서 오염이 진행된 호소 및 하천 등의 수역에 습지 또는 단순 식생대의 형태로 적용되면서 정화효과에 대한 문제 제기 등 적용결과에 대한 평가가 엇갈리고 있다. 또한 최근에는 비점오염원 저감과 생태기능제고 등 인공습지 실효성에 관심을 두기 보다는 홍보 또는 전시효과 등에 주안점

우리나라의 경제발전 원동력인 각종 용수를 공급해 온 다목적댐 호수에서는 상류로부터 유입되는 비점오염물질로 인한 부영양화 등 다양한 수질문제가 대두되고 있다. 저수지 수질관리를 위해 인공습지 등 비점오염원 저감기술이 적용되고 있다. 그러나 인공습지는 최근 국내·외에서 오염이 진행된 호소 및 하천 등의 수역에 습지 또는 단순 식생대의 형태로 적용되면서 정화효과에 대한 문제 제기 등 적용결과에 대한 평가가 엇갈리고 있다. 또한 최근에는 비점오염원 저감과 생태기능제고 등 인공습지 실효성에 관심을 두기 보다는 홍보 또는 전시효과 등에 주안점을 두고 만들어진 경우도 있다. 본 연구에서는 비점오염원 저감을 위해 설치한 국내·외 인공습지의 수질개선효과를 고찰하고 우리나라 다목적댐 유역에 설치된 인공습지의 구조와 기능을 분석한 후 비점오염원 저감기능 제고를 위한 인공습지의 설치 및 운영 개선방안을 제시하였다.
주요 연구내용으로는 국내 다목적댐 저수지의 비점오염원 실태와 이를 관리하기 위한 대책을 전반적으로 검토하였다. 그리고 본 연구의 주요 대상인 인공습지에 대해 설치, 운영, 수질개선효과 등에 대해 국내·외 자료를 종합 분석하였다. 이어 인공습지의 비점오염원 제거효과를 정량적으로 분석하고 이를 바탕으로 습지의 수질개선효과를 예측하는 모델을 검토하였고, 마지막으로 우리나라 인공습지의 오염저감, 유지관리 등 문제점 분석 등을 바탕으로 다목적댐 인공습지의 설치 및 운영 개선방안을 제시하였다.
강우와 함께 유출하는 비점오염물질을 저감하기 위한 처리시설을 설치할 때 고려해야 할 사항은 우리나라의 비점오염물질 유출 현상은 선진외국의 경우와 차이가 있다는 점이다. 미국, 유럽 등의 국가에서는 비교적 강우가 연중 균일하며, 가용토지가 풍부하여 습지 등의 방법으로 처리하는 데 큰 문제가 없다. 이에 비해 우리나라는 인구밀도가 높고 산업화가 단기간에 이루어졌으며 산지가 많아 지류하천의 경사가 급하고 강우의 계절적 변동이 커서 이들 국가의 방법이 적합하지 않은 경우도 있다. 따라서 비점오염물질 처리는 외국의 기술보다는 국내 기후와 유역 토지 이용 실정에 알맞은 처리방법을 선정하여 적용하여야 한다.
다목적댐 유역도 농지의 경제적 이용 확대 및 도시화·산업화의 진전으로 토지 개발이 가속화되고 대지·도로·주차장 등 불투수층 면적이 늘어남에 따라 호소 수질에 대한 비점오염원의 영향은 날로 커지고 있다. 일부 호소에서는 호소 상류의 경작지를 정비하는 등 비점오염원 자체를 제어하기 위한 노력을 기울이고 있으나, 비점오염원의 종류가 다양하고 분포지역이 광범위하여 이를 원천적으로 제어 또는 차단하기 위해서는 많은 비용과 시간이 요구된다. 또한 호소 상류의 경작지 정비나 농약 사용 제한과 같은 비점오염원 제어방안은 지역주민의 재산권 및 생업과 연계되는 사항으로 여러 어려움이 있다. 이러한 까닭으로 비점오염원으로 인한 호소 수질 오염을 효율적으로 방지하기 위해서는, 비점오염원 발생 자체를 사전에 차단하는 예방대책이 최우선으로 다루어져야 한다. 그리고 호수변에 설치하는 인공습지는 비점오염원 처리 기능 외에 오염원 입지의 근원적인 차단과 생태 복원 기능의 중요성도 강조되어야 할 부분이다.

(출처 : 국문요약 5p)

Abstract ▼

Multi-purpose dam construction projects contributed to Korea's industry and economy by spurring economic motivation. However, they are now being blamed for negative environmental impacts caused by the construction and operation of artificial reservoirs. In addition to point pollution sources, nonpoi

Multi-purpose dam construction projects contributed to Korea's industry and economy by spurring economic motivation. However, they are now being blamed for negative environmental impacts caused by the construction and operation of artificial reservoirs. In addition to point pollution sources, nonpoint pollution sources spreading in upstream areas raise diverse environmental issues such as the accumulation of sediments, abnormally turbid waters, floating garbage, and eutrophication. Especially, in cases of abnormal turbidity provoked by soil inflows from cultivated land upstream after heavy rainfalls, the possibility remains that it can seriously disturb the ecosystem and water quality of the entire watershed area.
Recently, nonpoint sources in artificial reservoirs have caused more environmental issues because nonpoint sources are lightly regulated, while point sources are regulated strictly and controlled by wastewater treatment facilities. Thus, many mitigation methods are being considered to control contaminants from nonpoint sources, including detention ponds, complex contact oxidation facilities, nonpoint source treatment plants, and constructed wetlands. However, most mitigation methods lack practicality because there has been little feedback based on applications in the field.
This study aims to analyze, in detail, the mechanisms of environmental issues in artificial reservoirs, evaluate the effectiveness of the suggested mitigation methods quantitatively, and propose some measures regarding the construction and operation of wetlands according to feedback from field applications. Furthermore, this study serves to improve the effectiveness of mitigation methods in the field in order to develop new and existing reservoirs in a sustainable manner.
Constructing artificial wetlands, in spite of being induced originally to treat the discharge from point sources, has been suggested as one of the most applicable methods to control the quality of water flowing into artificial reservoirs. Artificial wetlands are favorable over other mitigations due to their low cost, easy operation, and large treatment capacity. In addition, artificial reservoirs are environmentally friendly as they provide an alternative habitat for wildlife.
In Korea, artificially constructed wetlands around reservoirs are classified into several types based on their structure and function. They range from small marsh areas vegetated with aquatic plants to wetlands with large surface areas that include recreation areas and leisure facilities.
While many previous studies show that artificial wetlands are effective in treating sewage and wastewater, there is still a debate whether the constructed wetlands could be effective when they are adapted upstream of artificial reservoirs. This is due, in part, because some constructed wetlands have been surveyed to be less-effective in controlling pollutants from nonpoint sources during certain periods, such as rainy or cold seasons.
The main reason why existing constructed wetlands show less-effectiveness in certain periods can be summarized as follows. First of all, inflow amounts entering constructed wetlands show extreme seasonal variations, while inflow amounts are relatively stable for the constructed wetlands dealing only with sewage. Additionally, heavy rainfall affects the inflow quantity and effluence ratio of the contaminants from nonpoint sources. Secondly, because contaminants are discharged from a number of nonpoint sources and mixed in a wetland, the biochemical properties of the contaminants are hard to control. Thirdly, the chemical reactions in a constructed wetland proposed to treat nonpoint contaminants in reservoirs could be altered seriously because of poor operation and management. Many wetlands composed artificially upstream are exposed to external natural variations such as fallen leaves, decaying plant matter, overgrown vegetation, eutrophication, sedimentation, and inflow variations. Moreover, due to their large surface areas, their maintenance becomes a burden. This study found that many wetlands are operated without the control of inflow and that little care is taken to maintain the constructed wetlands as per their suggested technical designs.
Thus, it is advised to design the types and technical specifications of each constructed wetland based on much consideration of the physical properties of the entire watershed area and biochemical properties of the pollution sources, including detailed surveys of the suggested sites, rather than adapting previous applications without any alterations. Secondly, it is important to monitor not only the quality, but also the quantity of the inand outflow of the constructed wetlands regularly. The monitoring parameters should be decided carefully according to detailed surveys regarding the properties of the pollution sources, and it is desirable to survey the concentrations of the specific chemicals of the main pollutants such as Nitrogenous and Phosphorus compounds. Thirdly, it is necessary to find the best operating conditions and establish detailed operating instructions for each constructed wetland, which define the frequency and the scope of tasks to keep the wetlands in a desirable state. The tasks should include removing accumulated sediments, regular monitoring and inspection, and seasonal control of the hydraulic facilities. Lastly, adopting ordinary mitigation facilities such as constructed wetlands is desirable, though it is also necessary to directly control the nonpoint sources of pollution as well. For instance, a waterway should be installed near cultivated land in order to prevent the inflow of soil. Development activities upstream should be limited as they may potentially affect water quality.

(출처 : Abstract 142p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 서 언 ... 3
• 국문요약 ... 5
• 목차 ... 7
• 표목차 ... 9
• 그림목차 ... 11
• 제1장 ․ 서 론 ... 13
• 1. 연구의 필요성 및 목적 ... 13
• 2. 연구내용 및 방법 ... 14
• 제2장 ․ 저수지의 주요 비점오염원과 관리실태 ... 16
• 1. 대규모 저수지의 주요 비점오염원 ... 16
• 2. 저수지 유역 비점오염원 관리기술 실태 ... 38
• 3. 주요 다목적댐의 비점오염원 저감시설 설치 실태 ... 53
• 4. 자연형 비점오염원 저감시설 설치 및 운영의 시사점 ... 63
• 제3장 ․ 비점오염원 저감을 위한 인공습지의 효과 분석 ... 65
• 1. 국내의 인공습지를 이용한 비점오염원 처리 사례 ... 65
• 2. 외국의 인공습지를 이용한 비점오염원 처리 사례 ... 103
• 3. 인공습지에서의 오염처리효율 예측 모형 ... 110
• 4. 인공습지 설치·운영 관련 설문조사 ... 121
• 5. 인공습지 설치효과에 대한 평가 ... 125
• 제4장 ․ 저수지 비점오염원 저감을 위한 인공습지의 개선방안 ... 127
• 1. 습지의 종합적인 유지관리체계 구축 ... 127
• 2. 습지의 오염원 제거 기능 강화 ... 129
• 3. 퇴적물과 습지식물 연계 관리 ... 130
• 4. 수위 관리 ... 131
• 5. 습지 내 체류시간 관리 ... 132
• 6. 준설과 식생의 연계 관리 ... 133
• 7. 모기 등 해충 관리 ... 134
• 8. 다용도 습지 기능 유도 ... 134
• 9. 적절한 모니터링 실시 ... 135
• 제5장 ․ 결 론 ... 137
• 참 고 문 헌 ... 139
• Abstract ... 142
• 끝페이지 ... 161