SWAT 모형을 이용한 비점오염물질배출계수 적용성 평가 = The Evaluation of Applicability for Nonpoint Pollutants Discharge Coefficient using SWAT model

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 오염총량관리에 적용 가능한 유역모형인 SWAT 모형을 이용하여 금강상류 유역에 대한 비점오염물질배출계수의 적용성을 평가하였다.
SWAT 모형의 보정 결과 금본A유역에 대하여 유량 0.96, SS 0.91, BOD 0.61, TN 0.59, TP 0.90의 상관관계를 나타내었으며, 초강A유역은 유량 0.94 SS 0.90, BOD 0.57, TN 0.53, TP 0.65의 상관관계로 금본A 및 초강A유역 모두 모형의 결과값과 실측값이 양호한 상관관계를 나타내는 것으로 평가되었다. 금본A유역은 평수월 5월, 저수월 12월, 초강A유역은 평수월 4월, 저수월 1월로 선정하였으며, 선정된 해당 월의 배출부하량과 비점오염물질배출계수를 적용한 연평균 배출부하량을 비교한 결과 금본A·초강A유역 모두 비점오염물질배출계수를 적용한 배출부하량이 특정유량시기의 배출부하량보다 크게 산정되었으며, 금강상류 유역에 대하여 특정유량시기의 해당 월과 비점오염물질배출계수를 적용한 연평균 배출부하량이 같은 값을 갖기 위해서는 비점오염물질배출계수를 금본A유역은 평수기 0.42, 저수기 0.10, 초강A유역은 평수기 0.24, 저수기 0.10을 적용해야 하는 것으로 산정되었다.현재 기술지침에 수록되어 있는 비점오염물질배출계수의 적용성을 평가하기 위하여 본 연구의 대상유역인 금본A·초강A 단위유역에 대하여 총량관리소유역별로 특정유량시기에 따라 선정된 월에 해당하는 모형 결과인 비점배출부하량과 연평균 비점배출부하량에 비점오염물질배출계수를 적용하여 비교한 결과 금본A유역은 평수기 0.41, 저수기 0.13으로 산정되었고, 초강A유역은 평수기 0.36, 저수기 0.11로 산정되었다. 금강상류 유역내에 포함되어 있는 금본A유역과 초강A유역은 전반적으로 평균경사, 평균표고, 집중강우시기 등의 유역특성이 비슷하지만 평수월 및 저수월 선정에도 차이가 나타났으며, 비점오염원의 배출량 및 유출정도의 차이를 나타냈다. 따라서 3대강 수계에서 범용적으로 적용되고 있는 비점오염물질배출계수는 현실성이 낮은 것으로 판단되며, 강우량, 강우강도, 지형, 경사, 토지피복과의 관계를 고려하여 산정하는 것이 타당하기 때문에 유역모형을 이용하여 공간적인 분포, 지형적인 변수들이 고려된 비점오염물질배출계수를 산정하는 것이 하나의 대안이 될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Discharge of nonpoint pollutants is caused by amount of rainfall, rainfall moving, rainfall intensity. And the discharge pattern of nonpoint pollutants is affected by the distribution of rainfall during the year.
The purpose of this study is to evaluate applicablity of nonpoint pollutants discharge coefficient in the upstream of the Keum river using the SWAT model which is available Total Maximum Daily Load(TMDL).
The selected study area is Keumbon A and Chogang A of the TMDL watershed. Keumbon A is located in the upstream of the Yongdam reservior and Chogang A is located in the upstream of the Daecheong reservior.
The result of the nonpoint discharge loading compared annual average nonpoint discharge loading applied nonpoint pollutants discharge coefficient and nonpoint discharge loading of SWAT model in Keumbon A and Chogang A. The annual average nonpoint discharge loading applied nonpoint pollutants discharge coefficient is more estimated than the nonpoint discharge loading of SWAT model. It suggested that nonpoint pollutants discharge coefficient based on TMDL Technical guideline is inappropriate in Keumbon A and Chogang A.
The nonpoint pollutants discharge coefficient of Keumbon A estimated 0.41 in the normal water season, 0.13 in the low water season by SWAT model. And Chogang A estimated 0.36 in the normal water season, 0.11 in the low water season.
Following the study, the watershed characteristics of the Keumbon A and Chogang A in the upstream of Keum river are similar to each other. But nonpoint characteristic discharges and pollutants loading are different to each other. Therefore, nonpoint pollutants discharge coefficient based on TMDL Technical guideline is not realistic, The alternative of nonpoint pollutants discharge coefficient estimation can use the watershed model by building amount of rainfall, rainfall intensity, geographical features, slope, landuse.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 제1절 연구배경 및 목적 = 1
• 제2절 연구내용 및 범위 = 2
• 1. 연구내용 = 2
• 2. 연구범위 = 3
• 제3절 연구동향 = 3
• 1. 국내연구동향 = 3
• 2. 국외연구동향 = 4
• 제2장 이론적 배경 = 6
• 제1절 비점오염물질 배출계수에 관한 이론적 배경 = 6
• 1. 비점오염물질 배출계수 적용방법 = 6
• 2. 비점오염물질 배출계수 산정절차 = 8
• 제2절 SWAT 모형의 이론적 배경 = 13
• 1. SWAT 모형의 개요 = 13
• 2. SWAT 모형의 수문순환 = 16
• 3. SWAT 모형의 수질모의 = 18
• 제3장 연구방법 = 23
• 제1절 연구대상지역 = 23
• 1. 유역 현황 = 23
• 제2절 SWAT 모형의 입력자료 생성 = 26
• 1. 유역 구분 = 26
• 2. 지형자료 = 28
• 3. 강우 및 기상자료 = 31
• 4. 오염부하량 자료 = 33
• 5. 입력자료 생성 = 34
• 제3절 모형의 보정 및 검증자료 = 35
• 1. 유량 및 수질 보정자료 = 35
• 2. 유량 및 수질 검증자료 = 37
• 제4장 연구결과 및 고찰 = 40
• 제1절 모형의 보정 및 검증 = 40
• 1. 유량 보정 및 검증 = 41
• 2. 수질 보정 및 검증 = 45
• 제2절 비점오염물질배출계수 적용성 평가 = 54
• 1. 배출부하량 비교 = 55
• 2. 비점오염물질배출계수 적용성 평가 = 59
• 제5장 결론 = 64
• 참고문헌 = 66
• ABSTRACT = 68
• 감사의 글 = 70