한강상류 비점오염 관리지역의 강우시 비점오염부하 비교

김태유 ( Taeyoo Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),원철희 ( Chulhee Won ),이수인 ( Suin Lee ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

비점오염저감사업이 이루어지고 있는 소양댐 상류 유역에 대한 강우시 유출 특성을 파악하고, 비교하기위해 연구를 수행하였다. 연구 수행 기간은 2009년 6월부터 2009년 11월까지의 연구기간 중 강우량이 비교적 많은 7회의 강우사상에 대하여 단위면적당 유출량, 유량가중평균농도, 단위면적당 오염부하를 비교하며, 분석하였다. 강우사상별 단위면적당 총 유출량은 저감시설의 설치 유·무에 따라 명확한 경향이 나타나지 않았다. 자운천 유역의 SS, COD, BOD, DOC, TN, TP의 유량가중평균농도는 각각 4.0 ~ 1440.4 mg/L, 2.0 ~ 18.7 mg/L, 0.8 ~ 4.7 mg/L, 1.8 ~ 3.9 mg/L, 4.629 ~ 9.752 mg/L, 0.024 ~ 0.267 mg/L의 범위로 나타났으며, 덕두원 유역의 SS, COD, BOD, DOC, TN, TP의 유량가중평균농도는 각각 6.2 ~ 1001.1 mg/L, 1.9 ~ 9.2 mg/L, 0.6 ~ 2.8 mg/L, 1.6 ~ 3.2 mg/L, 4.600 ~ 7.836 mg/L, 0.039 ~ 0.226 mg/L의 범위로 나타났다. 지령골 유역의 SS, COD, BOD, DOC, TN, TP의 유량가중평균농도는 각각 3.4 ~ 1050.6 mg/L, 1.6 ~ 9.4mg/L, 0.7 ~ 2.6 mg/L, 1.5 ~ 3.2 mg/L, 6.412 ~ 7.515 mg/L, 0.08 ~ 0.342 mg/L의 범위로서 10차, 11차, 12차, 26차의 SS 항목에서는 비점오염 저감시설이 설치된 자운천과 덕두원 유역에 비해 다소 높은 것으로 나타났으며, TP는 대부분의 강우사상에서 지령골의 유량가중평균농도가 높았다. 자운천의 강우사상에 따른 SS의 단위면적당 오염부하는 0.24 ~1,397.85 kg/ha의 범위로 나타났으며, 덕두원과 지령골에서 산정된 SS의 단위면적당 오염부하는 각각 0.06 ~ 1,236.78 kg/ha와 0.29 ~ 894.81 kg/ha로서 8차와 9차 강우사상을 제외한 나머지 강우사상에서는 비점오염 저감시설이 설치되지 않은 지령골에서 더 많은 양이 발생하였다. TP의 경우 자운천과 덕두원 유역의 단위면적당 TP 오염부하는 각각 0.0006 ~ 0.33 kg/ha와 0.0005 ~ 0.21kg/ha의 범위로 나타났으며, 지령골 유역의 강우사상에 따른 단위면적당 오염부하는 0.003 ~ 0.29 kg/ha의 범위로서 저감시설이 설치된 자운천과 덕두원 유역보다 높게 나타났다. 단위면적당 오염부하에 기초할 때, 비점오염 저감시설이 설치된 소유역에서 SS와 TP 항목에 대한 저감효과가 나타났다. 하지만 짧은 모니터링기간과 자료의 부족으로 인해 비교 및 분석의 한계가 있다고 판단된다. 본 연구는 지속적인 모니터링으로 더 많은 자료가 확보될 때 비점오염 저감사업의 효과를 극대화시킬 수 있는 방안을 제시 할 수 있을 것으로 사료된다.

다양한 토지이용별 비점오염원 장기유출특성 분석

최지연 ( Jiyeon Choi ),류지철 ( Jichul Ryu ),김진선 ( Jinsun Kim ),박재홍 ( Jaehong Park ),신동석 ( Dongseok Shin ),이재관 ( Jaekwan Lee ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

도시화, 개발활동 등의 토지이용 고도화는 불투수면의 증가로 비점오염원 유발 및 자연적인 물순환 체계를 위협하여 수생태계에 악영향을 미친다. 더불어 기후변화로 인한 강우특성의 변화는 강우시 비점오염물질의 유출 증가, 도시홍수유발, 침수 발생빈도 증가 등 다양한 물환경 문제를 발생시킨다. 이에 환경부에서는 법률 및 제도를 통하여 비점오염원관리를 추진 하고 있으며, 2012년 환경부외 7개 부처가 합동으로 제2차 비점오염원관리 종합대책을 수립하여 도시, 농촌, 산림 등 분야별 비점오염원 관리 대책을 추진 중에 있다. 비점오염원의 효율적 관리를 위해서는 비점오염원 현황파악이 우선적으로 이루어져야 하며 이는 토지이용 형태별 장기적인 비점오염물질 유출에 관한 모니터링과 같은 기초조사연구가 절실히 요구된다. 특히 최근 들어 기후변화로 인한 강우특성의 변화는 불확실성이 높은 비점오염원 관리에 영향을 미치기에 장기적인 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 비점오염원 효율적 관리를 위한 기초조사 연구로써 장기간 축적된 데이터 활용 방안을 도모하고자 토지이용별 비점오염물질 장기유출특성 분석을 실시하였다. 본 연구의 수행을 위하여 비점오염원 유출 모니터링 사업(`07∼`16)자료를 인용하였다. 토지이용별 강우유출특성 파악을 위한 연구대상조사지점은 총 128 지점으로 환경부 토지피복지도 22개 중분류 항목 중 17개(습지, 수역 등 제외)항목에 해당된다. 강우유출수 조사기간은 `08년부터 `16년까지 2,506회의 강우사상을 대상으로 "강우유출수 조사방법"에 준하여 유량 및 수질모니터링이 수행되었다. 모니터링 분석결과, 토지이용별 평균 유출율, EMC 및 첨두농도에 대한 조사를 수행하였으며 조사지점별 유출율은 상대적으로 불투수율이 높은 대지지역에서 0.44로 다른 토지이용에 비해 높은 값을 보였다. TN, TP, SS 등 대부분 수질항목의 유량가중평균농도 및 첨두농도는 농업지역인 밭 또는 기타재배지에서 가장 높은 값을 보이는 것으로 분석되었다. 토지이용별 통 강우시간대비 첨두농도 발생시까지의 시간비율을 나타낸 것으로 총강수량 대비 첨두 농도가 발생하는 시점까지의 누적강수량 비율 분석 결과, 전, 답 등 일반 지역에서는 약 50% 수준인 반면 도시지역에서는 약 20% 수준으로 낮게 나타났다. 즉, 도시지역에서 비점오염물질 유출 영향을 최소화하기 위해서는 초기강우 관리가 중요하며, 향후 장기간 축적된 강우유출수 조사자료 분석을 통해 BMP, LID 기법 확산 및 도시 물순환 관리 등을 정량적으로 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 강우량, 강우시간, 첨두농도 등 인자를 이용하여 토지이용별 적정 비점오염관리 시기를 도출하였으며 이를 바탕으로 비점저감시설 및 LID 기법 설계에 활용할 경우 비용 효율적인 시설 설계에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

영농기간 논 강우유출수의 유량가중평균농도 산정

전지홍 ( Ji-hong Jeon ),최동혁 ( Donghyuk Choi ),정지연 ( Ji-yeon Jung ),김태동 ( Taedong Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

수질오염총량제가 시행되고 비점오염원의 중요성이 강조되면서 경작지에서의 비점오염부하량이 중요한 이슈로 대두되고 있다. 우리나라의 경우 토지피복 종류에서 단일항목으로는 자연상태인 산림을 제외하고 가장 많은 비중을 차지하는 것이 논임에도 불구하고 논에서의 비점오염부하특성에 관한 연구는 드문 실정이다. 강우유출수의 유량가중평균농도(Event mean concentrations; EMCs)는 그 값에 유출량을 곱하여 비교적 간단하게 비점오염부하량을 구할 수 있어 비교적 널리 사용되는 개념이다. 본 연구에서는 영농기간동안 강우시 논에서의 EMCs를 산정하였다. 연구대상지역은 경상북도 안동시 남선면에 위치한 논으로 면적이 1,493㎥이다. 2011년 7월 7~8일 총 25mm에 대한 강우유출수를 총 8회에 걸쳐 시료를 채취하였으며 유량도 함께 측정하였다. 논에서의 강우시 수질을 분석한 결과, BOD₅는 0.60~1.01 mg/L, SS는 1.00~3.00 mg/L, TN은 0.82~2.07 mg/L, TP는 0.19~0.31 mg/L인 것으로 나타났으며, 표준편차는 BOD₅, SS, TN, TP 각각 0.17 mg/L, 0.79 mg/L, 0.47 mg/L, 0.04 mg/L인 것으로 나타나 강우시의 수질변동은 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 농경지 비점오염원의 뚜렷한 특징은 강우가 지속될수록 토양유실이 높아 SS는 극한값을 나타내며 이에 따라 시비에 의해 투여된 인이 토양에 부착되어 토양유실과 함께 유출됨으로써 SS와 함께 높은 인의 값을 나타낸다. 그러나 논의 경우에는 담수가 되어 있는 상태에서 강우에 의한 유출이 일어나기 때문에 빗물의 타격에 의한 토양의 분산이 우선 발생하지 않기 때문에 강우시 SS의 농도의 변화는 다른 토지피복에서의 변화보다 매우 작으며 이러한 특징은 다른 토지피복과의 가장 뚜렷한 차이점이다. 유량을 고려한 강우유출수의 유량가중평균농도는 BOD₅, SS, TN, TP 각각 0.91mg/L, 2.11 mg/L, 2.07 mg/L, 0.31 mg/L인 것으로 나타났다. 선행연구에 의한 비영농기 강우유출수의 유량가중평균농도는 BOD₅, SS, TN, TP 각각 1.50 mg/L, 159 mg/L, 4.71 mg/L, 1.14 mg/L와 비교해 볼 때, 영농기의 수질이 낮게 나타났으며, 특히 SS에서 큰 차이를 나타내었는데 이는 영농기와 비영농기의 담수와 비담수의 차이에 기인하는 것으로 판단된다.

복합토지이용에 따른 비점오염물질 유출특성

주소희 ( So Hee Ju ),신재영 ( Jae Young Shin ),이수인 ( Su In Lee ),박민지 ( Min Ji Park ),최중대 ( Joong Dae Choi ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

강우시 지표유출수와 함께 유출되는 비점오염물질은 강우특성과 지표수의 수리·수문학적 특성과 연계되어 있으므로 예측과 정량화 및 인위적인 조절이 어려워 하천수질에 큰 영향을 미친다.(전지홍 등., 2005). 그러므로 비점오염으로부터 수역의 수질을 적절히 관리하기 위해서는 토지이용을 고려한 비점오염원 부하량의 합리적인 조사 등이 필요하며, 이를 위해서 토지이용 형태별 장기적인 비점오염물질 유출에 관한 모니터링 조사가 절실히 요구된다. 이에 본 연구에서는 복합토지이용형태에서 발생하는 비점오염 유출특성을 파악하기 위해 연구대상지점을 강원도 춘천시 공지천 유역으로 선정하여 2015년 3월부터 10월까지의 강우사상에 대한 오염물질별 오염부하 및 유량가중평균농도를 산정하였다. 공지천 유역은 전체면적 44.815 ㎢ 중 산림지역 51.4%, 농업지역 31.7% 시가화 건조지역 12.3%, 초지 2.8%, 나지 1.2%, 수역 0.6%로 이루어져 있다. 연구기간 동안 발생된 강우량의 범위는 4.7 ~ 74 mm로 나타났으며, 모니터링 일수는 총 8회이다. 선행무강우일수는 0.8 ~ 19.4일이고, 강우강도는 0.62 ~ 3.82 mm/hr의 범위로 나타났다. 총 유출량은 17362.6 ~ 347652.5 ㎥, 유출률은 0.08 ~ 0.11의 범위로 나타났다. 강우모니터링 결과, 유량가중평균농도(EMC)는 SS 1.71 ~ 207.8 mg/L(평균 58.9 mg/L), BOD 1.1 ~ 5.4 mg/L(평균 3.2 mg/L), COD_MN 1.9 ~ 25.2 mg/L(평균 9.4 mg/L), TOC 2.2 ~ 6.3 mg/L(평균 4.1 mg/L) mg/L, T-N 3.9 ~ 11.4 mg/L (평균 7.8 mg/L), T-P 0.1 ~ 0.7 mg/L(평균 0.4 mg/L)의 범위로 나타났다. 공지천 유역의 말단의 경우 다른 지점에 비해 주거와 상가 그리고 도로가 주변에 밀집이 되어있는 도시지역으로 불투수층 비율이 높아 작은 강우에도 분류식 하수관거로부터 유입되는 강우유출수로 인해 유량이 급격하게 증가하는 경향을 보이고 있다. 공지천 유역의 수질 항목간 Pearson 상관계수를 분석한 결과, 누적오염부하량비 그래프에서 대부분 강우 사상이 1 이상으로 나타나 초기 유출효과가 있는 것으로 나타났으며, 누적유출량이 40%일 때 약 50%의 오염부하가 배출되는 것으로 조사되었다. 강우 초기에 오염물질 농도가 급격히 상승하고 강우가 지속될수록 감소하는 경향으로 초기유출효과가 크게 나타났다. 그러나 본 연구 결과 2015년 1년간의 짧은 연구기간동안의 자료이며, 2015년 강수량은 547.9 mm로 지난 30년간(1985년 ~ 2014년)의 평균 강수량은 1,256.8 mm의 43.6%에 불과한 것으로 나타났다. 따라서 복합토지이용형태에 대한 추가적인 장기모니터링 연구를 통해 다양한 강우형태에 따른 유출특성을 파악해야 할 것으로 판단된다.

고속도로 자동차 통행량에 따른 강우유출수 유출 특성 분석

최지연,홍정선,강희만,김이형 한국습지학회 2016 한국습지학회지 Vol.18 No.3

본 연구는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법 53조2항에 해당하는 고속도로에서의 효과적인 비점오염관리를 위해 자동차 운행대수에 따른 고속도로의 강우유출 특성을 분석하여 비점오염 저감시설 설치 방안을 제공하고자 수행하였다. 연구대상지점은 총 5지점으로 경부, 서해안, 호남 및 통영대전 고속도로로 지점에 따라 2006~2008년과 2015년에 총 44회의 강우사상을 대상으로 모니터링을 수행하였다. 모니터링 결과, 평균 선행건기일수(ADD)는 6.2일, 평균 강우량은 19.2 mm로 조사되었다. 단위면적당 일평균 차량 통행량(ADT/CA)의 경우 경부고속도로 지점인 H-4에서 49.4대/day·m2으로 가장 높았으며 다른 지점의 경우 10대/day・m2미 만으로 조사되었다. 조사대상 지점에서 발생되는 비점오염물질의 농도는 평균적으로 TSS는 63.5 mg/L, BOD는 24.9 mg/L, TN은 3.35 mg/L, TP는 0.63 mg/L, Total Zn은 298 ug/L로 국내에서 발표된 고속도로 관련 강우유출수 EMC 값보다 비교적 낮게 조사되었다. 한편, 조사대상지점의 오염물질 농도와 ADT/CA간의 상관관계 분석결과, SS에서 R2값이 0.585로 가장 높은 상관성을 나타냈다. ADT/CA와 TSS EMC 와의 상관관계식을 통하여 국내 고속도로 평균 TSS EMC가 73.7 mg/L일 때 ADT/CA는 13 대/일・m2으로 이를 기준으로 단위면적당 차량의 통행량이 13대보다 높을 경우 입자상 물질의 발생량이 높은 지역으로 고려, 비점오염관리가 필요한 지역으로 제시할 수 있으며 본 연구에서는 선행연구에서 제시된 ADT에 단위면적을 고려하였기에 기존에 수행되었던 연구보다 일반화된 단위로 활용도 및 적용성이 높을 것으로 판단된다. This study was conducted to analyze the runoff characteristics of the highway depending on the number of vehicles and to provide the installation proposal of an NPS pollution reduction facility. There were a total of 5 monitoring sites used for the study namely, Gyeongbu, Seohaean, Honam and Tongyeoung Dageon highway. Monitoring events started from 2006 until 2015 having a total of 44 storm events. According to monitoring statistics, the average antecedent dry days (ADD) and rainfall was 6.2 days and 19.2 mm, respectively. The Gyeongbu Highway (H-4) was recorded having the highest Average Daily Traffic and Catchment Area (ADT/CA) with 49.4 car/day·m2 while other site were less than 10 car/day・m2. The average concentration of the NPS pollutants generated from monitoring sites were 63.5 mg/L(TSS), 24.9 mg/L(BOD), 3.35 mg/L(TN), 0.63 mg/L(TP) and 298 ug/L(Total Zn). This exhibited lower values in comparison to the remarks of highway related runoff EMC values published in Korea. Moreover, through the results of the correlation analysis between the contaminant concentration and ADT/CA, R2 value of SS showed the highest correlation with 585. Through the correlation equation between ADT/CA and EMC of TSS, when there is 73.7 mg/L of TSS EMC found from a domestic highway, ADT/CA ratio is normally 13 car/day・m2. Therefore, in a case of more than 13 cars passing through a certain area, the area can be considered and present as the point of generation of nonpoint source pollutants. Also, in this study, since it considered a unit area ADT indicated in previous studies, it was determined that it has a high applicability and utilization in generalized units than conventional study which were conventionally done.

축사 주변지역 비점오염물질의 유출특성

황정석(Jeong Suk Hwang),박영기(Young Ki Park),원찬희(Chan Hee Won) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.8

본 연구는 초기 강우시 축사주변 지역을 대상으로 강우 유출수와 함께 배출되는 비점오염물질의 특성에 대하여 분석 하였다. 강우량에 따른 유출특성 중 수리·수문-농도곡선 분석결과 유량이 증가함에 따라 농도가 점점 증가하는 경향을 보였으며, 첨두 유량이 발생한 후에는 급격히 감소하였다. 축사주변지역에서의 유량평균가중농도(EMCs)는 TSS EMC 146.80∼424.95mg/L, COD EMC 11.64∼55.66mg/L, BOD EMC 6.66∼49.88mg/L, T-N EMC 7.650∼43.825mg/L, T-P EMC 0.711∼3.855mg/L였다. 또한 TSS와 BOD, COD, T-N 그리고 T-P의 오염물질별 상관계수를 분석해보면 0.53∼0.95를 나타내었으며, 정량화 된 EMCs와 강우 유출량(㎥) 등 다른 요소들간의 회귀분석을 통한 상관관계를 분석한 결과는 3차 다항식으로 설명되었으며, 물질별 결정계수는 TSS 0.767∼0.835, T-N은 0.773∼0.901로 비교적 높게 분석되었다, 이는 두 항목간 상관관계가 높다는 것을 의미하며, 강우유출량이 많을수록 EMC가 증가한다는 것을 의미한다. 이는 추후 강우유출량을 모니터링하면 유출량에 따른 유량가중평균농도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. In this research, it was analyzed that the effect of the non-point source pollution that occurs in the lower reaches of the livestock area. The analysis on the hydro- and polluto-graphs showed that the concentration of pollution gradually increased as the flow rate increased and, after reaching the peak flow rate, the flow rate dropped drastically. For Event Mean Concentration (EMC), in the lower reaches of livestock area, TSS EMC was 146.80∼424.95mg/L, COD EMC 11.64∼55.66mg/L, BOD EMC 6.66∼49.88mg/L, T-N EMC 7.650∼43.825mg/L and T-P EMC 0.711∼3.855mg/L. According to the results of the analysis on the correlations between pollutants, TSS and BOD, COD, T-N and T-P had correlations at a 0.53∼0.95 confidence level. In addition, according to the result of the analysis on the correlations between EMC (mg/L) and storm runoff (㎥), the correlation was well explained by a Cubic regression. In addition, among the determination coefficients, TSS and T-N were relatively high, at 0.767∼0.835 and 0.773∼0.901 respectively, which indicates that EMC goes up as the storm runoff increases. Therefore, it is expected that EMC can be forecasted according to the amount of runoff (㎥). The results of this research will be a practical information for the assessment of the non-point source pollution that occurs in the lower reaches of the livestock area.

고랭지 밭에서 경사도의 차이에 의한 비점오염물질 유출특성

신재영 ( Jaeyoung Shin ),신민환 ( Minhwan Shin ),최용훈 ( Yonghun Choi ),황문영 ( Moonyoung Hwang ),양희정 ( Heejung Yang ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

밭에서 발생하는 비점오염물질은 강우조건(강우량, 강우강도), 토양, 시비량, 경사도 등에 따라 다양한 형태로 나타난다. 따라서 밭에서 발생하는 비점오염물질의 효율적인 관리를 위해서는 영향인자에 대한 자세한 분석이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 경사도가 다른 고랭지 밭 두 지점을 선정하여 비점오염물질 유출특성에 대해 파악하고 효율적인 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구지점은 강원도 평창군 대관령면에 위치하고 있으며 두 지점의 경사도는 각각 4.9%와 16.8%로 나타났다. 연구기간은 2011년 4월부터 10월까지 유출이 발생한 8회의 강우사상에 대해 모니터링을 수행하였다. 연구 결과 유출이 발생한 강우량의 범위는 42.0 ~ 293.5 mm이며 강우강도는 1.03 ~ 6.31mm/hr의 범위를 나타냈다. 유출률은 경사도 4.9%의 밭에서 0.05 ~ 0.54(평균 0.31)이며 경사도 16.8%의 밭에서는 0.26 ~ 0.57(평균 0.42)의 범위를 나타냈다. 또한 채취된 수질 시료를 이용하여 EMC를 산정한 결과 경사도 4.9%의 밭에서 SS 762.1 ~ 3,155.1(평균 1,956.8) mg/L, BOD5 4.5 ~ 14.9(평균 9.6) mg/L, CODCr 16.1 ~ 62.0(평균 42.6)mg/L, CODMn 7.5 ~ 43.2(평균 17.9) mg/L, TN 9.602 ~ 21.021(평균 15.8) mg/L, TP 2.544 ~ 6.763(평균 4.634) mg/L로 나타났으며, 경사도 16.8%의 밭에서는 SS 79.2 ~ 2,015.5(평균 938.5) mg/L, BOD5 6.0 ~ 64.7(평균 14.6) mg/L, CODCr 21.9 ~ 75.4(평균 53.2) mg/L, CODMn 4.3 ~ 33.1(평균 23.2) mg/L, TN 10.937 ~ 46.295(평균 24.9) mg/L, TP 2.611 ~ 11.197(평균 5.358) mg/L으로 나타났다. 두 지점의 유출률은 경사도와 비례하여 증가하였으며, SS를 제외한 모든 수질항목의 EMC 값도 증가한 것으로 나타났다. SS의 경우에는 경사도 16.8%의 밭이 4.9%의 밭에 비해 낮은 값으로 나타났는데 이는 등고선 방향으로 경운을 하여 토양 입자의 유실이 적었으며 16.8%의 밭에 설치되어 있는 자연배수로의 영향으로 판단된다. 본 연구 결과와 같이 동일한 강우조건의 밭이라 할지라도 경사도에 따라 유출률에 차이를 보이게 되고 유출률의 차이는 비점오염물질의 농도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 밭에서 발생하는 비점오염물질의 효율적인 관리를 위해서는 장기적인 모니터링을 통해 영향인자에 대한 파악이 필수적이라 판단된다.

강우시 하천관개지역 논에서의 관개기와 비관개기의 COD와 SS 농도의 비교

이정범 ( Jung Bum Lee ),김진수 ( Jin Soo Kim ),이사굉 ( Si Hong Li ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

산업체나 도시에서 유출된 점원오염이 오수처리기술의 진전과 함께 상당량 제거됨에 따라 호소와 같은 폐쇄성 수역에서 농업 등에 의한 비점원오염이 차지하는 비율은 점점 증대되고 있다. 특히 논에서 발생하는 비점원오염 경우에는 수원에 따라 물관리 형태가 달라지게 되어 오염물질의 배출부하의 형태도 다르게 된다. 본 연구의 목적은 하천관개의 논을 대상으로 강우시 관개기와 비관개기에서의 COD (화학적산소요구량)과 SS (부유물질)의 농도를 비교함으로써, 논에서의 비점오염배출 특성을 파악하고자 한다. 본 연구는 충청북도 청원군 옥산면 소로리에 있는 용배수로가 분리된 23.4 ha의 대구획 광역논 지구를 대상으로 수행되었다. 본 연구에서는 4개의 강우사상에 대하여 배수로 말단에서의 COD와 SS 농도변화 특성을 파악하였다. 수질샘플링은 비관개기(2011년 11월 하순~2012년 4월 초순)와 관개기 (2012년 6월 하순~7월 초순)에 각각 2회씩 수행되었다. COD의 유량가중 평균농도는 비관개기에 각각 28.8, 30.0 mg/L, 관개기에는 각각 13.6, 8.4 mg/L로 관개기보다 비관개기에 2.7배 높게 나타났다. 이는 비관개기에서 수확 후 논 표면에 남아 있던 벼의 일부 잔재가 유출되면서 COD농도를 증가시켰기 때문으로 판단된다. 한편, SS의 유량가중평균농도는 비관개기에 각각 59.0, 69.7 mg/L, 관개기에 각각 59.5 mg/L, 44.6 mg/L로 두 시기에 큰 차이를 보이지 않았고, 밭 유출수에서 SS 농도보다 훨씬 작게 나타났다. 이는 비관개기에 논토양이 비담수로 노출되어 있으나, 토양에 있는 벼의 뿌리가 토양 침식을 억제하고 있기 때문으로 판단된다. 향후, 지속적인 오염물질 농도변화를 파악하여 논에서의 영양염류의 유출 메커니즘을 구명된다면 더 효율적인 비점오염관리의 기초자료로 가치가 있을 것으로 생각된다.

강우시 저탄장 지역의 비점오염물질 유출특성

박운지 ( Woonji Park ),전제홍 ( Jehong Jeon ),최용훈 ( Yonghun Choi ),문정숙 ( Jeongsuk Moon ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

본 연구에서는 저탄장지역을 대상으로 강우시 장기모니터링을 통한 비점오염물질의 유출특성을 파악하고, 추후 저탄장 지역의 비점오염원의 효율적인 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구지점은 강원도 태백에 위치한 광리를 쌓아두는 폐석장으로 유역면적은 총 458,472 ㎡ 이며, 저탄장에는 강우로 인해 발생하는 강우유출수의 오염물질 배출량을 줄이기 위한 콘크리트 배수로와 침사지 시설이 설치되어 있다. 강우시 비점오염물질의 유출특성을 분석하기 위해 2011년부터 2013년까지 유출이 발생한 강우사상에 대해 모니터링을 수행하였다. 연구결과 강우에 의해 유출이 발생한 최저 강우량은 14.0 mm 인 것으로 나타났으며, 강우사상의 강우량은 14.0∼197.5 mm의 범위로 나타났다. 그리고 평균 강우강도는 0.7∼5.0 mm/hr 인 것으로 나타났으며, 강우유출수의 유출률은 0.01∼0.16으로 나타났다. 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC)는 SS 43.1∼1322.9 mg/L(평균 312.2 mg/L), BOD5 0.7∼4.7 mg/L(평균 2.5 mg/L), CODCr 10.1∼260.0 mg/L(평균 82.5 mg/L), CODMn 3.4∼42.6 mg/L(평균 16.8 mg/L), TN 1.0∼9.9mg/L(평균 4.8 mg/L), TP 0.02∼0.43 mg/L(평균 0.2 mg/L) 그리고 TOC 9.6~42.6 mg/L(평균 27.5 mg/L)로 산정되었다. 기존의 대규모의 저탄시설 지역에서 2008-2010년 연구한 결과에 비해 유출률이 4배 이상 낮고 EMC 값도 많은 차이를 보였는데, 이는 저탄장 시설의 토지피복 상태가 상이하기 때문인 것으로 판단된다. 이처럼 동일한 저탄장 지역이라도 토지피복 상태에 따라 강우시 유출특성이 매우 다르게 나타나기 때문에 비점오염원의 효과적인 관리를 위해서는 지속적인 모니터링뿐만 아니라, 발생되는 비점오염 물질의 관리를 위해 강우량, 면적, 피복율 그리고 침사지 시설 등의 영향에 대한 추가적인 모니터링을 통한 다각적이고 체계적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.

초지로 분류된 골프장의 유출특성

신민환 ( Minhwan Shin ),최재완 ( Jaewan Choi ),최용훈 ( Younghun Choi ),서지연 ( Jiyeon Seo ),이재운 ( Jaewoon Lee ),최중대 ( Joongdae Choi ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

토지피복분류의 대분류 7개의 항목 중 초지에 해당하고, 세분류 48개의 항목 중 골프장에 해당하는 토지피복에 대하여 강우유출수를 조사하였다. 연구기간은 2008년 6월부터 2009년 5월까지이고, 총 11회의 강우사상에 대하여 유량측정과 수질분석을 실시하였다. 유량측정은 웨어와 수위계를 설치하여 유량으로 환산하였고, 수질분석은 자동시료채취기를 설치하여 15∼120분 간격으로 채취한 뒤 수질오염공정시험방법에 따라 9개의 수질항목을 분석하였다. 조사대상의 유역면적은 우수관망도와 등고선 자료 그리고 현장조사를 통한 데이터를 수집하고, ArcGIS 프로그램을 이용하여 산정하였다. 산정된 유역면적은 5.5 ha로 나타났고, 유역면적은 18개의 골프장 홀 중 2개의 홀에 해당하는 유역이다. 골프장에서 발생하는 강우의 패턴을 정확하게 분석하기 위해 조사지점에 자기우량계를 설치하여 분단위 강우량을 조사하였다. 조사결과 강우사상당 강우 발생량은 11~58.5 mm의 범위로 나타났고, 강우에 따른 총 유출량은 19.7~847.9 m³의 범위로 나타났다. 강우량에 따른 총 유출량의 유출률은 0.01~0.305로 선행무강우일수와 강우강도에 따라 큰 차이를 나타냈다. 각 강우사상별로 유량가중평균농도(Event Mean Concentration : EMC)를 산정한 결과 BOD₅ 4.2~10.8 mg/L, COD_Mn 33.7~51.4 mg/L, TOC 14.1~30.9 mg/L, SS 3.6~16.6 mg/L, T-N 1.545~16.080 mg/L, NH₃-N 0.076~5.28mg/L, NO₃-N 0.22~1.882 mg/L, T-P 1.045~4.514 mg/L, PO₄-P 0.029~2.611 mg/L의 범위로 나타났다. 초지로 분류되어 있는 골프장의 경우 일반 초지와는 다르게 잔디 관리를 위한 농약 및 비료사용으로 인해 초기의 농도가 높게 산정되었고, 모든 항목의 높게 나타났다. 또한 골프장의 잔디관리를 위하여 골프장에서 발생하는 강우유출수를 빠르게 배수 되도록 설계되어 있어, 일반적인 초지와 다르게 적은 양의 강우가 발생하여도 유출이 발생하는 특성이 있었다. 따라서 골프장에서 발생하는 오염부하는 일반초지와 다른 방법의 관리가 필요하고, 정확한 오염부하 산정을 위하여 장기적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한 본 연구의 결과는 골프장에서 발생하는 오염부하의 정량적인 지표로 사용할 수 있을 것이다.