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북한강 의암댐 발전방류가 하류 수질에 미치는 영향 분석
우수민 ( Soomin Woo ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),신민환 ( Minhwan Shin ),홍은미 ( Eunmi Hong ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-
하천은 댐 운영 특성 및 연속·불연속성 이론에 따라 하류 수백 km 까지 영향을 미칠 수 있다. 북한강 수계는 소양강댐, 춘천댐, 그리고 의암댐 등 하천/호수 구간이 연속적으로 분포하고 있으며 댐의 방류가 하류 하천 수질에 많은 영향을 미친다. 최근 기후변화의 영향으로 강수량 변동이 증가하고 있어, 댐 유입량 및 방류량의 변화가 크다. 따라서 본 과업은 댐 방류량과 연계된 하류 수질 변화를 분석하고 수질오염총량제 시행에 대비한 북한강 수계 댐 최적관리방안 도출을 목표로 하였다. 조사지점은 소양강 댐과 춘천댐 하류에 위치하고 있는 의암댐, 강원도와 경기도 경계지점의 하류 중 가장 상류에 위치하고 있는 청평댐, 의암댐 방류에 따른 하류 수질변화를 분석하기 위한 강촌교 그리고 강원도와 경기도 경계선에 위치하고 있는 경강교를 모니터링 지점으로 선정하였다. 모니터링은 계절별 2회(8회), 의암댐 방류의 영향을 분석하기 위한 동일날짜 분석 3회, 동일날짜의 일주기 조사(1회) 등을 실시하였으며, 일주기 조사를 제외한 모든 조사는 조사지점을 균등분할하여 3지점에서 상·중·하로 지점별 9개 시료를 채취하였다. 2019년부터 2020년까지 2년간의 수질농도 분석결과 의암댐의 평균 총인 농도는 0.022mg/L, 강촌교의 평균 총인 농도는 0.021mg/L, 경강교의 평균 총인 농도는 0.020mg/L, 청평댐의 평균 총인 농도는 0.021mg/L로 영양상태는 전 지점 모두 중영양상태인 것으로 나타났다. 평균 N/P비를 산정한 결과 의암댐의 평균 N/P비는 114.0, 강촌교 평균 N/P비는 134.3, 경강교 평균 N/P비는 127.5, 청평댐의 평균 N/P비는 148.2로 의암댐에서 가장 낮았으며, 청평댐에서 가장 높은 것으로 분석되었다. Chl-a 농도는 N/P비가 낮을수록 높고 N/P비가 높을수록 낮게 나타나는 경향을 보였다. 의암댐의 수질과 의암댐 방류에 의한 강촌교와 경강교 그리고 청평댐까지 조사된 수질자료의 평균값을 이용하여 수질농도를 비교한 결과 발전방류에 의한 지점별 농도의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다. 또한, 의암댐 방류에 의한 하류 수질농도 변화를 분석하기 위해 동일한 날 3시간 간격으로 조사를 실시한 결과도 마찬가지로 지점별 수질농도의 변화가 크지 않은 것으로 나타났으며, 수질농도는 방류의 영향보다는 계절변화에 따른 수질농도 변화가 더 큰 것으로 나타났다. 의암댐 방류에 따른 수질변화 일주기 조사 결과 수온의 경우 방류량과 상관없이 기온의 영향을 받아 변화하는 것으로 나타났으며 SS 항목에서 다소 증감의 변화가 있었으나 다른 유기물질과 영양염류의 수질농도 변화는 크지 않은 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 발전댐 하류수계 수질여건을 고려한 방류 시간 및 방류량 설정 및 수질총량제의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 발전방류가 아닌 홍수기 댐 방류에 따른 수질농도 변화를 추가적으로 분석할 필요가 있을 것으로 보여진다.
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우수민 ( Soomin Woo ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),강태성 ( Taeseong Kang ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
도암호 유역은 강우시 다량의 토사가 유출되면서 수질오염 문제가 대두되었으며, 2001년 3월 도암댐의 발전방류가 중단되었다. 2017년 12월 도암호 유역을 대상으로 비점오염원 관리지역 관리대책 종합평가를 실시하였으며, 비점오염원 관리지역 재지정 필요성이 규명되어 2018년 2월 비점오염원관리지역으로 재지정 및 고시되었다. 2019년 1월 도암호 유역을 대상으로 비점오염원 관리대책이 수립되었으며, 2020년 7월 도암호 비점오염원 관리대책 시행계획 수립용역이 착수되었다. 그러나 현재까지 도암호 유역에서 발생하는 흙탕물 문제는 크게 개선되지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 강원도 평창군 대관령면에 위치한 송천과 수하리, 용산리, 차항리, 횡계리를 포함하는 도암호 관리지역을 대상으로 유역 내 기설치된 비점오염저감시설의 유지관리 상태 파악을 위한 정밀조사와 강우시 소하천별 흙탕물 모니터링을 통해 도암호 유역 내 우심소유역을 선정하고자 하였다. 2021년을 기준으로 도암호 유역에 설치된 532개 비점오염저감시설을 양호·보통·불량·손망실로 나누어 유지관리 상태를 조사하였다. 각 소유역에 설치된 비점오염저감시설은 갈골천 소유역이 135개로 가장 많았으며, 납작골천 소유역이 108개로 다음으로 많은 것으로 나타났다. 이 중 갈골천 소유역 47개(35%), 납작골천 소유역 27개(25%)의 비점오염저감시설이 불량 또는 손망실로 조사되어 유지관리상태가 다른 소유역에 비해 미흡한 것으로 나타났다. 소하천별 흙탕물 모니터링은 2019년과 2021년에 각각 1회 수행하였다. 2019년 도암호 유역의 소하천별 흙탕물 모니터링은 8월 15일 발생한 87.2 mm의 강우에 대해 48개 지점을 조사하였다. 모니터링 결과 횡계천의 평균 SS 농도는 1,056.9 mg/L로 가장 높았으며, 그 다음으로는 용산천 808.5 mg/L로 높게 나타났다. 횡계천은 하류의 고랭지밭으로부터 유입되는 탁수로 인해 농도가 높게 나타난 것으로 조사되었으며, 용산천은 상동천 상류의 리조트와 고랭지밭에서 발생하는 탁수의 영향으로 조사되었다. 특히 용산천 상류 상동천의 평균 SS 농도는 1,167.5 mg/L로 용산천 전체의 평균농도보다 높았다. 2021년은 9월 1일 발생한 69.0 mm의 강우에 대하여 54개 지점을 조사하였다. 조사결과 고랭지 경작지가 집중되어 있는 상동천의 평균 SS 농도가 4,358.3 mg/L로 _______용산천 본류의 평균 SS 농도 1,728.9 mg/L보다 높은 것으로 나타났다. 2019년과 2021년 소하천별 흙탕물 모니터링 결과, 납작골천과 솔봉천 유역으로 구성된 상동천 유역에서 지속적으로 고농도의 흙탕물이 발생하는 것으로 조사되었다. 비점오염저감시설 및 소하천별 강우시 모니터링 결과를 종합한 결과 납작골천 소유역이 우심 소유역으로 선정되었다. 납작골천 소유역은 고랭지 경작지가 집중되어 있어 다량의 흙탕물이 발생하였으며, 도암호 유역 내 두번째로 많은 비점오염저감시설이 설치되어 있으나 관리 불량 비율이 높아 비점오염 저감능력이 다소 감소한 것으로 보인다. 또한 현재 유역 내 설치되어 있는 저감시설은 대부분 우회수로, 개비온 등 흙탕물 발생후 관리 시설로 비점의 근본적인 저감이 어려운 것으로 판단된다. 향후 도암호 비점 저감을 위해 기설치된 비점오염저감시설 중 유지관리가 불량하거나 손망실된 시설에 대해 수리 및 재설치와 같은 조치를 실행하고, 구조적 저감사업뿐만 아니라 농민이 함께 참여하는 거버넌스나 발생원 관리를 통한 방안이 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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우수민 ( Soomin Woo ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),강태성 ( Taeseong Kang ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
도암호 유역은 강우시 다량의 토사가 유출되면서 수질오염 문제가 대두되었으며, 2001년 3월 도암댐의 발전방류가 중단되었다. 2017년 12월 도암호 유역을 대상으로 비점오염원 관리지역 관리대책 종합평가를 실시하였으며, 비점오염원 관리지역 재지정 필요성이 규명되어 2018년 2월 비점오염원관리지역으로 재지정 및 고시되었다. 2019년 1월 도암호 유역을 대상으로 비점오염원 관리대책이 수립되었으며, 2020년 7월 도암호 비점오염원 관리대책 시행계획 수립용역이 착수되었다. 그러나 현재까지 도암호 유역에서 발생하는 흙탕물 문제는 크게 개선되지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 강원도 평창군 대관령면에 위치한 송천과 수하리, 용산리, 차항리, 횡계리를 포함하는 도암호 관리지역을 대상으로 유역 내 기설치된 비점오염저감시설의 유지관리 상태 파악을 위한 정밀조사와 강우시 소하천별 흙탕물 모니터링을 통해 도암호 유역 내 우심소유역을 선정하고자 하였다. 2021년을 기준으로 도암호 유역에 설치된 532개 비점오염저감시설을 양호·보통·불량·손망실로 나누어 유지관리 상태를 조사하였다. 각 소유역에 설치된 비점오염저감시설은 갈골천 소유역이 135개로 가장 많았으며, 납작골천 소유역이 108개로 다음으로 많은 것으로 나타났다. 이 중 갈골천 소유역 47개(35%), 납작골천 소유역 27개(25%)의 비점오염저감시설이 불량 또는 손망실로 조사되어 유지관리상태가 다른 소유역에 비해 미흡한 것으로 나타났다. 소하천별 흙탕물 모니터링은 2019년과 2021년에 각각 1회 수행하였다. 2019년 도암호 유역의 소하천별 흙탕물 모니터링은 8월 15일 발생한 87.2 mm의 강우에 대해 48개 지점을 조사하였다. 모니터링 결과 횡계천의 평균 SS 농도는 1,056.9 mg/L로 가장 높았으며, 그 다음으로는 용산천 808.5 mg/L로 높게 나타났다. 횡계천은 하류의 고랭지밭으로부터 유입되는 탁수로 인해 농도가 높게 나타난 것으로 조사되었으며, 용산천은 상동천 상류의 리조트와 고랭지밭에서 발생하는 탁수의 영향으로 조사되었다. 특히 용산천 상류 상동천의 평균 SS 농도는 1,167.5 mg/L로 용산천 전체의 평균농도보다 높았다. 2021년은 9월 1일 발생한 69.0 mm의 강우에 대하여 54개 지점을 조사하였다. 조사결과 고랭지 경작지가 집중되어 있는 상동천의 평균 SS 농도가 4,358.3 mg/L로 _______용산천 본류의 평균 SS 농도 1,728.9 mg/L보다 높은 것으로 나타났다. 2019년과 2021년 소하천별 흙탕물 모니터링 결과, 납작골천과 솔봉천 유역으로 구성된 상동천 유역에서 지속적으로 고농도의 흙탕물이 발생하는 것으로 조사되었다. 비점오염저감시설 및 소하천별 강우시 모니터링 결과를 종합한 결과 납작골천 소유역이 우심 소유역으로 선정되었다. 납작골천 소유역은 고랭지 경작지가 집중되어 있어 다량의 흙탕물이 발생하였으며, 도암호 유역 내 두번째로 많은 비점오염저감시설이 설치되어 있으나 관리 불량 비율이 높아 비점오염 저감능력이 다소 감소한 것으로 보인다. 또한 현재 유역 내 설치되어 있는 저감시설은 대부분 우회수로, 개비온 등 흙탕물 발생후 관리 시설로 비점의 근본적인 저감이 어려운 것으로 판단된다. 향후 도암호 비점 저감을 위해 기설치된 비점오염저감시설 중 유지관리가 불량하거나 손망실된 시설에 대해 수리 및 재설치와 같은 조치를 실행하고, 구조적 저감사업뿐만 아니라 농민이 함께 참여하는 거버넌스나 발생원 관리를 통한 방안이 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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만대·가아·자운지구 비점오염 유출특성 분석 및 저감사업 평가
우수민 ( Woo Soo-Min ),금동혁 ( Kum Dong-Hyuk ),홍은미 ( Hong Eun-mi ),임경재 ( Lim Kyoung-jae ),신민환 ( Shin Min-hwan ) 한국농공학회 2022 한국농공학회논문집 Vol.64 No.1
Due to muddy water from the highland fields upstream of Soyangho Lake, the Mandae, Gaa, and Jawoon have been redesignated as NPS management areas. This study aims to evaluate the adequacy and supplementation points of the implementation plan by analyzing the operation status of muddy water generation and reduction facilities through on-site investigations by NPS management area to achieve the effective nonpoint pollution reduction goal in the implementation of the implementation plan established in 2020. The SS load calculated based on the survey results from July to October 2019 from 2017 showed a decreasen in 2019 compared to 2017. Both and the Jawoon were analyzed to have decreased. However, the amount of precipitation also decreased by about 27%, so it was judged that the effect of the reduction project was not significant. As a result of the detailed investigation of abatement facilities, about 86% of the 793 facilities installed in the management area were evaluated as ‘good’. As a result of a detailed investigation by subwatersheds, subwatersheds 105 and 106 in the Mandae were analyzed as apprehensive subwatersheds. appeared to fall. In addition, it was analyzed that the effect of reducing muddy water in the Mandae district was insufficient due to the high ratio of leased farmers, lack of efforts to reduce turbid water in leased farmland, conversion to annual crops, and neglect of bare land. In the case of Gaa district, although the abatement facilities are concentrated in the upstream, muddy water was also found to be severe.
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기상레이더 강수량 추정 값의 댐 유역 홍수 유출모의 적용
조영현,우수민,노준우,이을래,Cho, Yonghyun,Woo, Sumin,Noh, Joonwoo,Lee, Eulrae 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.3
본 연구에서는 국내 산지지형을 대표하며, 타 댐 유역에 비해 비교적 수문(수위/유량)관측소와 자료가 많은 용담시험유역에 기상레이더 강수량 추정 값(RAR)을 적용해 산지지형 댐 유역에서 강우의 시공간적 변동성과 이에 따른 홍수량의 정확한 분석을 통해 홍수 시 댐 유입량의 정확한 산정 등에 활용할 목적으로 홍수 유출모의를 수행하였다. 모의에는 최근 5년(2014~2018년) 동안 발생한 비교적 독립적인 총 8개의 홍수사상을 적용하였으며, 모형은 HEC-GeoHMS와 ModClark 방법을 통해 분포형 강우를 적용할 수 있는 비교적 간단한 모형인 HEC-HMS를 활용하였다. 아울러 이 과정에서 레이더 강수량의 모형적용을 위해 NCL 및 Python 기반의 자료처리 스크립트 프로그램을 개발하여 활용하였다. 연구 결과로서 기상레이더 강수량 추정 값(RAR)이 관측에 비해 다소 과소 추정(R<sup>2</sup> 0.86)된 것을 알 수 있었고, 기존 지점관측 기반 유역평균 강수량을 사용한 방법과의 비교에서는 레이더 강수량을 적용한 모형이 유역의 강우-유출 도달시간 등과 관련된 매개변수 값의 큰 조정 없이도 홍수유출을 효율적으로 (8개모의 평균 E<sub>NS</sub> 0.863, R<sup>2</sup> 0.873, 그리고 PBIAS 7.49%) 잘 모의하는 것을 파악할 수 있었다. In this study, we applied the Radar-AWS Rainrates (RAR), weather radar-based quantitative precipitation estimations (QPEs), to the Yongdam study watershed in order to perform the flood runoff simulation and calculate the inflow of the dam during flood events using hydrologic model. Since the Yongdam study watershed is a representative area of the mountainous terrain in South Korea and has a relatively large number of monitoring stations (water level/flow) and data compared to other dam watershed, an accurate analysis of the time and space variability of radar rainfall in the mountainous dam watershed can be examined in the flood modeling. HEC-HMS, which is a relatively simple model for adopting spatially distributed rainfall, was applied to the hydrological simulations using HEC-GeoHMS and ModClark method with a total of eight independent flood events that occurred during the last five years (2014 to 2018). In addition, two NCL and Python script programs are developed to process the radar-based precipitation data for the use of hydrological modeling. The results demonstrate that the RAR QPEs shows rather underestimate trends in larger values for validation against gauged observations (R<sup>2</sup> 0.86), but is an adequate input to apply flood runoff simulation efficiently for a dam watershed, showing relatively good model performance (E<sub>NS</sub> 0.86, R<sup>2</sup> 0.87, and PBIAS 7.49%) with less requirements for the calibration of transform and routing parameters than the spatially averaged model simulations in HEC-HMS.
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