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하천차수별 토지이용 특성이 농업용 저수지유역 수질에 미치는 영향 분석
이승재 ( Seung-jae Lee ),윤춘경 ( Chungyeong Yoon ),이한필 ( Han-pil Rhee ),최강원 ( Gangwon Choi ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
우리나라에서는 농업용수의 60% 이상이 농업용 저수지에서 공급을 받고 있으며, 대부분의 농업용 저수지의 크기가 작고 수심이 얕은 소규모 저수지의 형태를 가지고 있다. 그리하여 유입되는 토사나 오염물질이 증가하여 저수지의 부영 양화를 유발할 가능성이 높아진다. 저수지 수질에 영향을 미치는 주요 인자들은 여러 연구자들에 의해 알려져 있지만, 수질 측정지점의 부족으로 인해 수질에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기가 매우 어렵다. 수질관측망은 점적인 관측 형태를 취하는 반면에 수질에 영향을 미치는 인자들은 공간적인 분포형태를 취하고 있기 때문에 결과를 반영하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 농업용저수지 유역에 하천을 기준으로 200 m단위의 buffer zone 4개를 생성하여 하천에서의 거리에 따른 토지이용의 공간적 변화와 상류하천의 차수가 수질에 미치는 영향에 대하여 각 인자간의 상관성을 분석하였다. 상관분석결과 하천차수를 9차까지 고려한 소유역의 상관성이 토지이용형태와 가장 유의하게 나타났으며, 7차까지 고려한 소유역의 상관성은 토지이용형태를 잘 반영하지 못한 것으로 나타났다. 특히 주거지역의 경우 상류 소하천이나 분산지역에 많이 분포하고 있는 것으로 판단되어 농촌지역의 생활하수 처리하는데 보다 관심을 기울여야 하는 것으로 나타났다. 다중회귀분석결과 논과 밭의 영향력이 가장 큰 것으로 나타나 농경지의 관개용수, 비료시비 그리고 토양유실에 대한 대책이 필요할 것으로 나타났으며, 제안된 모형을 통하여 다양한 계획에 대한 수질 영향을 즉각적으로 살펴볼 수 있으며, 보다 합리적인 유역관리를 도출하는데 기여할 것으로 판단된다.
NPS-WET 모형을 이용한 인공습지의 수질정화효과 분석
이한필 ( Han-pil Rhee ),윤춘경 ( Chungyeong Yoon ),정광욱 ( Kwang-wook Jung ),손영권 ( Yeongkwon Son ),정지연 ( Jiyeon Jung ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
Construction of combination system of catch canals and wetlands were planned for water-quality improvement of discharges from agricultural area in lower Dong-jin river basin. In this study, variation of water-quality by designated combination systems was analyzed using NPS-WET model. And NPS-WET model was also performed to assessment for propriety of design factor and operating plan. Result of simulation was showed that pollutants in discharges is removed significantly. BOD of 30.7 ~ 39.0%, T-N of 46 ~ 60%, T-P of 40.7 ~ 57.0% and SS of 68.2 ~ 74.7% were reduced through wetlands. Nutrients reduction of wetlands was more conspicuous in summer, because vital activity of microorganism, macrophyte and algae was augmented with rising of air and water temperature. Effluents from wetlands can affect water-quality of catch canal drains, especially water-quality on junction point to Dong-jin river. This result was showed significantly on low-flowed catch canal (Un-san). On the other hand, water-quality of high-flowed catch canal (Won-pyeong) was not that definite. Wetland of appropriate size is necessity for treatment of large amount of water. NPS-WET is useful tool for assessment of water-quality improvement effect through designated wetland with various operating plan.
이승재 ( Seung-jae Lee ),윤춘경 ( Chungyeong Yoon ),이한필 ( Han-pil Rhee ),최강원 ( Gangwon Choi ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
우리나라 수질오염총량관리계획에서 여러 가지 수질 저감 계획이 수계에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 모델의 적용이 필요하다. 수질오염총량관리계획에서 유역의 수질오염 부하량을 계산하기 위해서는 재현성이 확보된 모형의 적용이 필수적이며, 자연현상을 현실적으로 반영 할 수 있는 모델이어야 한다. 하지만 현재 수질오염총량관리계획에서는 부하량 할당모델이며, 정적 모형인 QUAL2E를 적용하고 있다. 본 연구에서는 다양한 모형의 적용을 통하여 수질오염총량관리제를 적용하는데 보다 합리적이고 적합한 모형을 찾는데 도움을 주고자 다양한 모형의 적용을 통한 비교분석을 실시하였다. 기존에 이용되고 있는 QUAL2E모형과 환경부에서 개발한 spreadsheet를 기반으로 하는 모형을 우선 적용하고 분석하였으며, 미국내 수질오염총량관리제도를 위한 간단 모형으로 STEPL, Region 5 Load Estimation model, WTM, PLOAD, 그리고 L-THIA NPS 모형을 비교분석하였다. 그리고 현재 수질오염총량관리계획에서 적용 준비 중인 유역모델로 HSPF를 적용 및 비교분석 하였다. 적용지역으로는 2004년 처음으로 수질오염총량관리제를 실시하여 충분한 데이터가 누적되어 있는 경안천 유역으로 선정하였다. 본 연구를 통하여 수질오염총량관리계획 수립시 적용되는 모형의 장단점을 파악하여 보다 적절한 모형을 선정하고 적용할 수 있는 바탕이 될 것으로 판단된다.
유역모형과 호소모형의 직접연계를 통한 유역통합모의시스템 개발
손영권 ( Yeongkwon Son ),윤춘경 ( Chungyeong Yoon ),이승재 ( Seungjae Lee ),조문수 ( Moonsoo Cho ),최강원 ( Kangwon Choi ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
장기간에 걸친 오염물질의 유입과 축적으로 담수호의 자정능력은 한계를 보이고 있으며 이를 해소하기 위해 많은 대책을 수립하고 있다. 매년 500 지점에 대해 14개 항목(COD, T-N, T-P 등)을 지점 당 2∼4회/년 조사하고 있으며, 격년마다 전국 저수지 및 담수호에 대한 일제조사를 실시하고 있다. 하지만 대부분의 담수호에서 비점오염원이 차지하는 비율이 95년에 20.7%에서 05년 35.2%로 증가하지만 원인 및 규모에 대한 검토가 미흡하다. 따라서 모형을 통한 비점오염원 발생지역 확인 및 적절한 비점오염저감시설 적용이 필요한 실정이다. 하지만 유역모형과 호소모형은 그 입력자료가 상이할 뿐만 아니라 모의결과의 형식 또는 항목이 다르다. 따라서 효과적인 유역 및 호소모형의 적용을 위해서는 각각의 모형을 연계해 주는 작업이 필요하다. 본 연구에서는 유역모형으로 HSPF, 호소모형으로는 EFDC를 선택하여 유역모형의 결과를 호소모형으로 직접 연계할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 유역모형의 수정은 RCHRES 모듈을 중심으로 수행하였으며, RCHRES 모듈은 수리(HYDR), 침전(SINK), 흡착(ADCALC), 온도(HTRCH), 부유물(SEDTRN), 영양물질(CONS, GQUAL, RQUAL), 그리고 입출력(RPTOT, RBAROT, RPRINT)섹션으로 이루어져 있다. 이 중 HYDR, RQUAL섹션의 모의항목을 수정하여 주었다. 개발된 유역통합모형을 화옹 담수호 유역에 적용하였으며, 유역모형의 검보정은 유량자료의 부족으로 인해 수질항목에 대해서만 실시하였다. 따라서 모형 매개변수 중 수리, 수문에 관한 변수는 석문담수호 유역에 적용되어 검증 및 보정이 완료된 유역모형에서 참고하였다. 남양천은 중류에서 남양하수처리장이 유입되는 지역으로 BOD, T-N, T-P 농도가 모두 높았다. 계절별로 동절기에 높은 농도를 보이고 있으며, 하절기에 낮은 농도를 보이는 경향이 있었다. 유역모형을 이용하여 모의한 결과는 실측값을 매우 잘 반영하고 있었다. 수질모형 적용 결과 자안천과 남양천이 만나는 지점에서 T-N과 T-P는 비교적 유사한 경향을 보이지만 COD는 약간 다른 경향을 보였다. 이는 BOD와 COD간의 변환과정에서 나오는 오차일 것으로 판단되며, 보다 정확한 모의결과를 위해 현장 실측자료의 분석을 통해 유역모형에서 호소모형으로 연계하는 과정을 체계화해야 할 것이다.