지구관측 위성용 전자광학탑재체의 성능평가를 위한 직경 1.1m 시준기 개발

우수민(Soomin Woo),안수미(Sumi An),김종운(Jongun Kim),강명석(Myeongseok Kang),양호순(Hosoon Yang),조정현(Junghyun Cho) 한국항공우주학회 2019 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2019 No.11

모니터링을 통한 도암호 유역의 우심소유역 선정

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.

모니터링을 통한 도암호 유역의 우심소유역 선정

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.

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.

도암호 유역 소하천에서 탁수 발생지 비점오염원 유출특성 분석

권혁준 ( Kwon Hyeokjoon ),이재완 ( Lee Jaewan ),임정하 ( Lim Jungha ),우수민 ( Woo Soomin ),김종건 ( Kim Jonggun ),임경재 ( Lim Kyeongjae ),홍은미 ( Hong Eunmi ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

도암호 유역은 비점오염원 관리지역으로 강우시 토사 유실로 인한 수질오염이 빈번하게 발생되는 지역이다. 기존 도암호 유역에서는 유역 말단에서의 모니터링을 통한 유량가중평균농도 산정 또는 모형을 이용한 모의유출로 유역 말단부 오염부하량 산정 등과 같은 연구가 주로 행해졌으며, 유역 전체 하천을 대상으로 오염물질 발생원 모니터링을 수행한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2019년 8월 15일 강우 모니터링과 2019년 10월 18일 비강우 모니터링을 하였으며, 이후 SS(Suspended Solid), 탁도, TP(Total Phosphorus), TN(Total Nitrogen), BOD(Biochemical Oxygen Demand) 항목의 수질분석을 실시하였다. 분석된 시료를 바탕으로 조사지점의 비점오염원 유출특성에 대해 분석하였다. 분석결과 강우시 전체 지점에서 고농도 탁수가 발생했으며, 하천별 오염물질의 편차가 크게 나타났다. 그중에서도 횡계천은 전체 유역 중 SS 평균농도가 가장 높았으며, 고농도 탁수가 발생한 지역은 대부분 고랭지밭 부근이였다. 반면 비강우시에는 하천공사가 진행된 곳을 제외하고 탁수가 발생하지 않았다. 따라서 도암호 유역 중 고농도 탁수 발생지역에서 오염물질 발생원의 특성을 고려한 최적관리기법 적용으로 탁수 배출 저감이 필요할 것으로 판단된다.

비점오염저감시설의 종류별 오염부하 저감효과 분석

정현용 ( Hyeonyong Jeong ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),신동석 ( Dongsuk Shin ),우수민 ( Soomin Woo ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

사면보호시설의 종류별 유출특성과 오염부하 저감효과 분석

정현용 ( Hyeonyong Jeong ),금동혁 ( Donghyuk Kum ),유나영 ( Nayeong Yu ),우수민 ( Soomin Woo ),임경재 ( Kyoungjae Lim ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

남·북한강 상류 수계의 인북천 유역 만대지구, 가아지구, 내린천 유역 자운지구, 송천 유역 대기지구, 골지천 유역, 도암호 유역 등 6개 지역이 비점오염원관리지역으로 지정되었으며, 다양한 비점오염저감시설의 설치를 통해 강우시 하천으로 유입되는 오염물질을 저감하고자 노력하고 있다. 비점오염 저감을 위해 돌망태, 옹벽, 사면보호시설, 식생토낭, 침사지, 작목전환 등 다양한 개별 비점오염저감시설을 설치하였다. 그러나, 기후변화에 따른 집중호우 등의 원인으로 뚜렷한 비점오염 저감효과가 나타나지 않고 있으며, 개별 비점오염저감시설의 명확한 저감효율이 정량화되지 않아 탁수저감 기여도 및 효율성 평가 시 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 비점오염 저감시설을 5개 시설과 21개 명칭으로 구분하였으며, 선행연구에서 진행된 문헌을 통해 오염부하와 농도의 저감효율을 정리하였다. 이 중 저감효율 자료가 부족한 시설에 대하여 인공강우 실험을 통한 저감효율 실증화 실험을 수행하였다. 인공강우 실험은 비점오염원관리지역 내 경사밭의 특성을 고려하여 경사도 28%, 사면폭 5 m, 사면길이 30 m의 시험포에서 수행하였으며, 씨드스프레이, 코이어롤+식생매트, 그리고 사면매트 등 3개의 저감시설을 적용하였다. 저감효율은 대조구(나지상태) 대비 저감시설별 저감되는 유출량과 수질농도를 이용하여 산정하였다. 제거효율법을 통한 오염부하 저감효율 산정 결과 SS 항목의 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났다. SS 저감효율은 씨드스프레이가 97.4%로 가장 높았으며, 코이어롤과 사면매트 모두 90% 이상의 저감효율을 보였다. 수질항목별 오염부하를 비교한 결과 사면매트가 BOD 81.9%, SS 97.7%, T-N 90.9%, 그리고 T-P 80.1%의 저감효율이 있는 것으로 나타났다. 그러나, 씨드스프레이의 경우 시공시 자재에 혼합되어 있던 비료, 접착재, 색소 등이 유출되면서 BOD와 T-P 항목 등 모든 수질항목에서 뚜렷한 저감효과가 나타나지는 않았다. 따라서, 급경사면의 흙탕물 저감을 위해서는 사면보호시설의 설치가 우선되어지나, 유기물과 영양염류와 관련된 오염물질 정량화는 장기간의 모니터링을 통해 추가 분석이 필요할 것으로 보여진다.

강우강도에 따른 도암호 유역 비점오염원 유출 특성 모니터링

권혁준 ( Hyeokjoon Kwon ),홍은미 ( Eunmi Hong ),임경재 ( Kyungjae Lim ),임정하 ( Jungha Lim ),우수민 ( Soomin Woo ),정기은 ( Kieun Jeong ),노연정 ( Yeonjung Noh ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

도암호 유역이 위치한 강원도 평창군 대관령면 일대는 고랭지 농업이 주로 이루어지는 곳으로 강우시 토양 유실로 인한 하천의 수질오염이 빈번하게 발생하고 있다. 강우시 호수와 하천으로 유입되는 특징을 가지고 있는 비점오염원은 불특정 발생원에서 불특정 기상조건과 경로에 의해 발생하여 지속적인 모니터링에는 어려움이 따른다. 이러한 비점오염원 중에서도 농촌지역에서 발생되는 비점오염원은 정확한 기작이 분석되지 않고 있어 수질오염에 큰 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구는 도암호 유역 송천 모니터링을 통해 강우강도에 따른 비점오염원 유출 특성 분석을 하여 추후 비점오염원 관리방안 제시 및 기초자료 제공에 목적이 있다. 본 연구에서는 2019년 7월 강우시 도암호 유역의 송천 상류에서 2회 모니터링을 하였으며, Biochemical Oxygen Demand (BOD), Suspended Solids (SS), 탁도, Total Phosphorus (T-P), PO₄-P, Total Nitrogen (T-N) NO₃-N, NH₃-N, Total Organic Carbon (TOC)을 분석하였다. 분석 결과 평균 BOD 1회차 측정값 0.83, 2회차 측정값 2.33mg/L, SS 517.1, 395.5mg/L, 탁도 479, 351 NTU, T-P 0.179, 0.304mg/L PO4-P 0.043, 0.063mg/L, T-N 7.49, 5.69mg/L, NO₃-N 2.26, 2.00mg/L, NH₃-N 0.065, 0.057mg/L, TOC 11.1, 6.7mg/L를 나타내었다. 두 모니터링기간 5일선행강우는 발생하지 않았으며 1차 모니터링기간 일 강우량과 시간당 평균 강우강도가 높아 이에 따른 비점오염원 유출량의 차이를 보인 것으로 판단된다. 추후 지속적인 모니터링과 분석을 통한 강우강도에 따른 효율적인 비점오염원 저감 대책과 관리 방안이 필요할 것으로 보인다.