洛東江 下流地域의 水質特性 및 管理方案 : 三浪津地點을 中心으로 = The water quality characteristics and management on the lower Nakdong river basin:A case study Samrangjin site

국문 초록 (Abstract)

낙동강 수질은 댐과 낙동강 하구언 영향 및 중류(강정)부터 낙동강 하구둑까지 하상구배가 매우 완만하여 유속이 느리고, 체류시간이 길어 하천이라기 보다는 호소적 성질이 강하게 나타나는 이곳에서 상수원, 공업용수 및 농업용수를 취수하다 보니 하천유지용수는 줄어들어 자정능력은 감소되는 반면, 사용된 용수는 하·폐수가 되어 낙동강 하류지역으로 다시 유입되어 수질을 악화시켜 수질관리 및 용수이용을 어렵게 하고 있다.
특히, 낙동강 중·하류지역의 급속한 도시화와 산업화로 인하여 정화되지 못한 생활하수 및 산업폐수의 무분별한 방류로 낙동강 하류지역에 심각한 수질오염을 야기 시키고 있으며 갈수기에는 낙동강의 유하량 부족과 더불어 하구둑으로 인한 하류유역의 폐쇄로 강 하류부의 유속이 0.03m/ses이하로 거의 정체되어, 오염물질이 강의 저부에 퇴적됨으로서 오염저니층이 형성되고, 수역의 영향단계가 점점 증가하여 부영양화로 인한 짙은 갈색이나 녹색으로 번식하는 부영양화현상이 자주 나타나고 있다.
따라서 본 연구에서는 낙동강 하구둑 건설로 인하여 하류지역 중 가장 오염이 심각한 삼랑진지점을 중심으로, 수질특성을 파악해 봄으로서, 수질 악화 원인 및 각종 오염지표값과 어떠한 상관관계가 있는지 밝혀 보고자 한다.
낙동강 본류인 삼랑진지점의 수질오염 실태를 파악하기 위하여, 2000년 1월부터 2000년 12월까지 BOD, COD, Chlorophyll-a는 일주일 간격으로, 총인, 총질소는 월 단위로 수질실험을 수행하였으며, 낙동강 하류지역인 삼랑진지점을 대상으로 한 문헌연구 및 수질실험을 통하여 수질악화 원인을 분석한 결과는 다음과 같다.
1. 삼랑진지점에서 낙동강 하구둑 부근에 있는 도시와 농촌, 공단등에서 유입된 영양물질로 인하여 낙동강 하류지역은 Vollenweider(1968)에 의하면 삼랑진지점의 연평균 T-P 농도가 146㎍/L로 과영양단계에 완전히 진입한 것으로 나타났으며, U.S. EPA에서는 Chl.-a 농도가 10㎎/㎥ 이상이며 부영양화로 분류하고 있는데 삼랑진의 Chl.-a의 월평균 농도가 14.8-157.5㎎/L로서 부영양화 수준을 초과함으로 삼랑진지점의 부영양화가 매우 심각하여 수질오염의 전형적인 과영양 상태로 평가되었다.
2. 낙동강 하류지역인 삼랑진에서 하구둑 사이의 하천 표류수를 1일 취수능력으로 볼 때 2,729.8천ton/day을 취수함으로서 갈수기때의 낙동강 4댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 남강댐)의 방류량 보다 취수량이 많아 그 만큼의 하천유지용수가 줄어들어 희석효과 및 자정작용이 감소하는 반면, 낙동강 중·하류의 오·폐수의 양은 일정하게 유입됨으로 인하여 수질은 더욱 더 악화되는 것으로 나타났다.
3. BOD, COD, T-N, T-P와 Chl.-a사이에서는 BOD와 Chl.-a간의 상관계수가 0.798로 가장 높게 나타났으며, Chl.-a와 BOD간의 직선회귀 모형을 적합시킨 결과 Chl.-a의 BOD 전환계수는 0.0178552로 나타났으며 결정계수가 63.7%로 낮게 나타났다.
4. BOD, COD, T-N, T-P와 Chl.-a의 총량과 강수량, 삼랑진유량, 취수량, 댐방류량, 하구언 방류량들간의 상관분석에서는 취수량을 제외하고는 각 변인들간에 높은 상관성이 있음을 보여 주고 있으며 BOD, COD, T-N, T-P와 Chl.-a의 총량간에도 높은 상관관계가 있음을 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Department of Environmental Engineering, Graduate School, Miryang National University
The water quality of Nakdong river is slow because of the effect of a dam and a estuary dyke and a slow grade of riverbed from the midstream to a estuary dyke. In addition the stay hours are prolonged. So it has a stronger property of lakes and marshes than river. Because the water supply, industrial wastewater and agricultural wastewater are taken from here, the maintenance water sinks. Then the self-cleansing power is decreased and the used water becomes the sewage or wastewater. It flows into the lower reaches of Nakdong river. That makes the water quality worse and causes difficulty for water-purity control and use of water.
The rapid urbanization and industrialization of the middle and the lower reaches of Nakdong river causes the indiscreet discharge of uncleanly living sewage and industrial wastewater. And the water quality of lower reaches of Nakdong river is getting seriously worse. Owing to the water shortage of Nakdong river and the closing of lower reaches because of the estuary dyke in the dry season. the velocity of a moving fluid is almost accumulated under 0.03m/ses. Then an pollutant is piled up on the bottom of the river. Polluted sediment is formed and nutrition level of waters is increased more and more. The eutrophication state propagated to dark brown or green from eutrophication often comes out.
Therefore in this study, we focus on Samrangjin site which is extremely polluted in lower area by Nakdong river estuary dyke construction. And we grasp the water trait. Then we will find the relation with water quality aggrevation cause and several pollution index estimate.
For grasp the water pollution state of Samrangjin site. Nakdong river main stream, we had the water examination of BOD, COD, Chlorophyll-a once a week and of total phosphorus and total nitrogen once a month from Jan. 2000 to Dec. 2000.
The following is the analysis result of water quality aggrevation cause from the document study and water examination for Samrangjin site. lower Nakdong river basin.
1. Because of the flowed nutrients from urban, rural and industrial complex near Nakdong river estuary dyke in Samrangjin spot. According to Vollenweider (1968), the yearly mean T-P concentration of Samrangjin spot in lower Nakdong river basin came to eutrofication with 14.8 mg/L. Chl.-a concentration is over 10mg/㎥, so U.S. EPA classifies in eutrophication. The monthly mean Chl.-a concentration of Samrangjin is 14.8-157.5mg/L and it exceeds the eutrophication. And the extremely serious eutrophication of Samrangjin site is estimated as the typical eutropic state of water pollution.
2. On the assumption that driffted water between Samrangjin, lower Nakdong river basin and estuary dyke is the daily taking-water capacity, it takes water 2,729.8 thousand ton/day.
The taking-water amount is more than discharging amount of four Nakdong river dams (Andongdam, Yimhadam, Hapcheondam, Namgangdam) in the dry season.
While the dilution effect and the self-cleansing power is decreased by getting low of the used water, the waste-water amount of mid-low Nakdong river is fixed. So the water quality is getting worse and worse.
3. Among BOD, COD, T-N, T-P and Chl.-a, the correlation coefficient between BOD and Chl.-a is the highest by 0.0178552. As a suitableness result of between straight regression model, the conversion coefficient of Chl.-a to BOD is 0.0178552 and coefficient of determination is 63.7%. It shows low numerical value.
4. In correlation analysis between BOD, COD, T-P, T-N, total amount of Chl.-a and rainfall, Samrangjin flow rate, taking-water amount, dam discharging amount, estuary dyke discharging amount, it shows high relation among the changing cause besides taking-water amount. And it also shows high relation among BOD, COD, T-P, T-N, total amount of Chl.-a.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 秒錄 = i
• List of Tables = v
• List of Figures = vi
• I. 서론 = 1
• II. 낙동강 수질에 관한 문헌 연구 =4
• 1. 조사지 개황 = 4
• 2. 낙동강 수질현황 = 7
• 3. 낙동강의 각 지류가 본류 수질에 미치는 영향 = 11
• III. 연구내용 및 실험방법 = 15
• 1. 조사시기 및 조사항목 = 15
• 2. 삼랑진 유량 산정 = 15
• 3. 낙동강 하구언 방류량 산정 =15
• 4. 4개댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 남강댐)의 방류량 산정 = 16
• 5. 삼랑진의 강수량 산정 = 16
• 6. 취수량 산정 = 16
• 7. 이화학적 수질 분석 = 16
• 8. 용어정의 = 17
• IV. 결과 및 고찰 = 20
• 1. 낙동강 하류지역인 삼랑진지점에서의 수질 특성 = 20
• 1) 생물화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand) = 20
• 2) 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand) = 23
• 3) 총질소(T-N) 총인(T-P) = 24
• 4) 클로로필a(Chlorophy11-a) = 27
• 2. 삼랑진지점의 오염지표값에 대한 변수들간의 상관분석 및 직선회귀 분석결과 = 30
• 1) 각 변수들간의 상관계수 = 31
• 2) 각 변수들간의 직선회귀 적합 결과 =32
• 3. 삼랑진지점의 오염지표값에 대한 총량BOD, 총량T-P, 총량T-N, 총량COD, 총량Chl.-a에 대한 상관분석 및 직선회귀 분석결과 = 40
• 4. 관리방안 = 55
• 1) 낙동강 하류지역의 저니(底泥) 준설 = 56
• 2) 유지수량 확충 = 56
• 3) 하수처리체계를 질소·인 중심으로 전환 = 56
• 4) 총량규제와 생태계 복원 = 56
• 5) 기타 = 58
• VI. 결론 = 59
• 참고문헌 = 62
• Abstract = 65
• 부록(Appendix) = 68