낙동강 수질변화과정의 해석에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

낙동강은 영남지역을 유역권으로 하여 그 중앙 저지대를 남류하여 남해로 흐르는 하천으로 유입연장 525km, 유역면적 23,859km2이며 강원도 태백시 동쪽 계곡에서 발원하여 경상북도, 대구시, 경상북도, 경상남도를 거처 부산 하구언에서 바다로 유입된다. 낙동강은 4대강 유역 중 가장 연약한 유역 및 수자원 특성을 들 수 있다. 2006년이후 기준으로 예상용수 부족량이 전국 최대이며, 또한 공업.농업용수의 공급률이 전국 최저의 부족량을 기록하고 있고, 용수 부족 문제를 가지고 있으며, 또한 낙동강 유역은 우리나라 연 강수량의 80% 수준을 보이고 있으며, 상류지역의 급한 하천경사와 하류의 완만한 경사를 보이는 하도특성과 한강의 1/4 수준의 다목적댐 저수용량, 하류지역 하천수의 높은 의존도(90%) 등 연약한 유역 및 수자원 특성을 보이고 있고, 강우유출과 물순환 구조에 대한 부족, 비합리적 수문관측망 체계, 유역특성의 적합한 수문환경 자료 구축 및 관리기술의 미흡, 매년 반복되는 홍수와 가뭄 등 전반적인 수자원 부족량에 대한 높은 불만족을 가지고 있다.
낙동강은 영양염류의 과다로 보에 녹조류가 대량으로 번식하여 녹색으로 변화는 녹조 현상을 유발하고 있으며, 하천에 유입된 영양염류는 제거하지 않으면 수중 생태계의 물질 순환 구조 속에 계속남아 있게 되므로, 녹조 현상이 자꾸 되풀이해서 나타나게 되었다. 녹조현상을 막기 위해서는 축산폐수, 산업폐수, 생활하수, 비점오염원를 충분히 정화하여 영양염류가 하천으로 유입되지 않도록 해야 한다. 유입된 영양염류를 제거하기 위해서 4대강 사업시 하천주위에 나무를 심어 조금이나마 녹조현상을 제거하는데 일조하였다. 낙동강 유역의 수질관리문제은 보 유역에서는 집중호우 시 탁수발생의 문제, 수질과 관련된 방류량의 결정 문제 부영양화 수질 문제 등이 제기될 수 있다. 낙동강 상류유역에서는 비점오염원, 축산폐수, 생활하수 등이 유입되며 유량 부족으로 인한 건천화 문제 등이 고려되며, 중류유역에서는 대규모 공업단지의 폐수처리장의 방류수 유입, 화학물질과 유독성 오염물질 유입 대도시 환경기초시설의 방류수 유입과 빈번히 발생하는 수질사고 등의 문제를 검토하여야 하고, 또한 하류유역에서는 취수원의 수질개선과 정수처리공정의 개선문제, 정체수역에서의 녹조 발생 등의 수질관리 문제, 하구언의 해수유입과 수질악화 문제 등이 검토되어야 한다.
낙동강의 경우 중.상류의 국가산업단지가 위치되어 있으며, 중류에는 250만 인구의 대도시가 존재하고 있어, 낙동강 중.하류의 수질은 연평균 3급수 수준이며, 대단위 상수원으로 사용하기 위해 고도정수처리 대책이 필요할 뿐 아니라 각종 수질오염사고에 취약하며, 더욱이 낙동강 하구둑의 완공으로 인한 유속의 감속으로 오염물질의 침전에 따른 수질 및 저질의 오염이 가속화 되고 있다. 낙동강은 비점오염원으로부터 하천으로 유입되는 오염물질은 정확한 오염원을 파악할 수 없을 뿐만 아니라 하천으로 유입되는 경로 역시 파악이 어려워 이들 오염원으로부터 발생되는 오염물질의 관리는 매우 어려운 실정이다. 그러므로 정부는 낙동강 수질개선 사업을 하였다. 낙동강 수질을 개선하기 위하여, 본류 48개, 지류 181개 지점을 선택하여, 상.중.하류로 구분하고 보별, 계절별, 지역별로 나누어 BOD, COD, SS, T-N, T-P, 수온, 클로로필-a등을 분석하여 낙동강의 10개 지류(내성천, 영강, 병성천, 위천, 감천, 금호강, 회천, 황강, 남강, 밀양강)를 분석하여 수질을 개선고져 하는 자료로 활용하고자 한다.
낙동강 수질관리에 대한 조사 연구는 행정기관, 대학, 민간업체 등에서도 그간 수 많은 조사 연구를 수행하여 왔지만 낙동강 유역의 점오염원, 비점오염원에 대한 효율적인 관리미흡으로 낙동강 수질은 아직도 개선되고 있지 못한 것이 사실이다. 4대강 사업의 현재의 낙동강의 수질에 어떠한 영향을 미치고 있는지를 고찰하고 적절한 수질관리를 할 필요가 있다. 4대강 뿐만 아니라 수많은 지천들의 정비사업도 뒤따라야 하기 때문에 4대강 사업이 낙동강의 수질에 미치는 영향을 객관적이고 타당성 있게 연구하는 것은 필요한 것이라고 할 수 있다. 그러나 낙동강 수질개선 사업후 지역마다 변화가 발생했지만 전반적으로 수질이 개선되고 있는 것으로 파악되고 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 제 2 장 문 헌 고 찰 3
• 1. 하천환경조사 3
• 1. 1 하천의 유역과 이수기능 3
• 1. 2 환경적 기능 5
• 1. 3 유역의 수자원조사 6
• 2. 하천관리의 변화 8
• 2. 1 하천 관리 8
• 2. 2 하천관리의 새로운 패러다임 11
• 3. 낙동강 사업 19
• 3. 1 과업의 개요 및 제원 19
• 3. 2 낙동강하천 수리 . 수문 변화 분석 21
• 3. 3 하천수 유속, 유량, 체류시간 26
• 3. 4 오염원의 유입 경향 26
• 3. 5 낙동강의 녹조 발생 32
• 3. 6 낙동강 수질변화 경향분석 37
• 제 3 장 연구방법 46
• 1. 대상지 및 자료수집 46
• 제 4 장 결과 및 고찰 54
• 1. 기상인자 54
• 1. 1 강우량 및 증발산량 . 가뭄피해 54
• 1. 2 기상인자가 수질에 미치는 영향 56
• 2. 낙동강의 수질 변화 57
• 2. 1 낙동강 본류의 년도별 수질 변화 (2000년-2016년) 57
• 2. 2 낙동강 본류의 월별 수질 변화 (2016년) 57
• 2. 3 낙동강 상, 중, 하류 수질 변화 59
• 3. 낙동강 지류의 수질 변화 63
• 3. 1 낙동강 유역의 오염원 현황 63
• 3. 2 낙동강 지류의 공공하수처리시설 용량과 하수처리 효과 65
• 3. 3 하수처리시설에 의한 오염물질 부하량 감소 67
• 3. 4 하수종말처리시설의 설치와 수질개선 68
• 3. 5 낙동강 지류의 지역별 수질 변화 70
• 3. 6 낙동강 본류와 지류의 수질 비교 71
• 3. 7 낙동강 수변 홍수터에 관한 고찰 73
• 제 5 장 결론 77
• 인 용 문 헌 79
• 부록 86
• ABSTRACT 135

참고문헌 (Reference)

1. , 나은혜, 진영헌, 김형래, 허규회, 박수영, 나길, 이영기, 2014년 조류(녹조) 발생과 대응 연차보고서, , 2014

2. , 권헌각, 유재정, 김문수, 송재기, 신찬기, 이철구, 이선연, 윤영삼, 낙동강의 장기 수질변동 추세분석 연구(1989-2005)28(3):400-417, , 2006

3. , 환경부, 2014년 조류(녹조)발생과 대응 연차보고서 정부간행물등록번호 11-1480000-001363-10, , 2015

4. , 천억세, 오염총량관리를 위한 낙동강우계 유량측전사업 최종보고서 정부 간행물 11-1480523-001415-10, , 2013

5. 수질측정망 운영계획, 환경부, 정부간행물 등록번호 11-1480000-001223-10, , 2014

6. 청계천 끝나지 않은 신화, 박성수, 사닥다리, 등록번호 제300-2006-00103호, , 2008

7. 생태하천 복원기술지침서, 환경부, 한국환경공단 정부간행물등록번호 11- 1480000-001158-01, , 2011

8. 하천식생의 평가기법 연구, 김우람, 가천대학교 일반대학원, 가천대학교 조경학과 석사학위논문, , 2015

9. 수생태계 건강성 조사 및 평가, 환경부, 발간등록번호 11-1480523-001757-01, , 2013

10. 2014년 기준 전국오염원조사 보고서, 박수지, 신동석, 심은용, 김은하, , 김용석, 최원식, 정제호, 배운일, 고은빈, 김연숙, 원다영,, 국립환경과학원 정부간행물 11-1480523-000429-10, , 2014

11. 자연환경복원 기술 287. 한국수자원학회, 조현제, 홍선기, 오정민, 이창석, 하천설계 기준 해설, , 1999

12. 2014년 조류(녹조)발생과 대응연차보고서, 이경락, 김규원, 김태현, 정부간 행물등록번호 11-1480000-001363-10, , 2014

13. 전국 폐기물 발생 및 처리 현황(2014년도), 환경부, 한국환경공단 정부관 행물등록번호 11-B552584-000005-10, , 2015

14. EFDC 모형의 낙동강 수질해석 적용성 평 가, 최현구, 나창환, 김동일, 한권연, 한국수자원학회, 한국수자원학회지 45(7):685-686, , 2012

15. 가축분뇨에 의한 환경오염 영향 시범조사, 정동환, 발간등록번호 11-1480523-001744-01, , 2013

16. 제2차 물환경관리기본계획. 환경부 정부 3, 환경부, 0 http://www.me.go.kr, , 2016

17. 낙동강 유역 수질 특성 및 수자원 확보방안, 이준호, 경북대학교 석사학위 논문, , 2011

18. 중.소하천의 보가 하천 수질에 미치는 영향, 조용철, 경희대학교 환경응용 과학과 석사학위논문, , 2008

19. 낙동강 수계에서의 과불화 화합물 검출 특성, 권기원, 최진택, 황영도, 손희종, 염훈식, 대한환경공학회 35(2):84, , 2013

20. 낙동강 하천수질 예측에 관한 연구(고령지점), 엄흥석, 조덕호, 한국학술진 흥재단 환경정책 139(2):6-12, , 2005

21. 남한강우계인 여주지역 하천의 수질특성연구, 오재권, 한국방송통신대학교 환경 보건시스템학과 석사학위논문, , 2014

22. 보 영향을 고려한 연속형 저류함수 모형 개발, 신정훈, 세종대학교 대학원, 세종대학교 석사학 위논문, , 2012

23. 하천서식공간정보시스템 구축에 관한 기초연구, 라경석, 금오공과대학교 환경공학과 석사학위논문, , 2012

24. 낙동강 수계 용존 유기물질의 기원 특성 및 거동, 김정선, 부경대학교 대학원, 부경대학교 박사학위논문, , 2013

25. “통계분석법을 이용한 낙동강 수질 특성 평가.”, 박청길, 신성교, 백경훈, 송미경, 박해식, 한국물환경학회, 한국물환경학회지 17(6):693-701, , 2001

26. 4대강 살리기 사업에 따른 Chi-a 성장 제한요인 분석, 김민애, 충남대학 교 석사학위논문, , 2012

27. 국립환경과학원 2012년 기준 전국오염원 조사보고서, 환경부, 정부간행물 등록번호 11-1480523-000429-10, , 2014

28. 2012년 기준 전국오염원조사 보고서. 국립환경과학원, 김용석, 정부관행물 등록번호 11-1480523-000429-10, , 2012

29. 낙동강 수질관리를 위한 오염총량제도의 선진화 방안, 정주영, 경북대학교 석사학위논문, , 2009

30. 통계분석을 이용한 낙동강유역의 수질변화 특성 조사, 최길용, 한국수자원학회, 한국수자원학회논문집 45(11):1157-1158, , 2012

31. 21세기 하천관리의 관점에서 본 ‘4대강 살리기 사업＇, 박수택, 한국환경보건학회, 한국환경보 건학회 36(1);75, , 2010

32. 낙동강 유역의 수질관리를 위한 유역모델링 적용 연구, 안종호, 장재호, 한국물환경학회, 한국물환경학회지 28(3):415-419, , 2012

33. 낙동강 중 상류의 영양염류 저감에 따른 수질영향분석, 김희철, 경북대학 교 박사학위논문, , 2012

34. 낙동강 본류의 유하시간 및 정체구간 수질변화 조사연구, 유재정, 국립환 경연구소, , 2001

35. GEOTOOL 모형을 이용한 낙동강 수질 유효유량 산정 기법연구, 박민기, 부산대학교 대학원, 부산대학교 석사학위논문, , 2008

36. 낙동강우계 지류.지천 수질 및 유량 모니터링 3년차 보고서, 임태호, 낙동 강물환경연구소, , 2015

37. 면적강우량 산정 기법을 이용한 낙동강 유역의 강우 관측망, 민경훈, 인 하대학교 석사학위논문, , 2014

38. 낙동강 본류구간 유류오염물질 거동 해석 및 시나리오 모델링, 문현생, 나은혜, 김태규, 이수을, , 수질통합관리센터 11-1480523-001696-01, , 2013

39. 물금 취수원수와 낙동강 유역수의 주요 물질들에 관한 상관성, 이석희, 배은진, 김성훈, 신라대학교 신소재 화학전공 낙동강연구논논총. (3);107-122, , 2001

40. 수문우영에 따른 서낙동강 수질변화에 관 한 이차원 수치모의, 김영도, 권재현, 신찬기, 이남주, 상수도학회지 21(1):102-105, , 2007

41. 자연형 하천공법 적용에 따른 하천 환경기능 향상에 관한연구, 노승철, 서 울시립대학교 토목공학과 석사학위논문, , 2006

42. 비모수 통계기법을 이용한 낙동강 수계의 수질 장기 경향 분석, 김주화, 이화여자대학교 환경공학과 석사학위논문, , 2001

43. 도심하천복원과 지역주민 거주환경의식의 상호관계에 관한 연구, 전수빈, 동아대학교 조경학과 석사학위논문, , 2013

44. 부산취수장 인근 공단 설치가 낙동강 취수원 수질에 미치는 영향, 김좌관, 한국수처리학회, 한국수처리학회지 17(4)141-149, , 2009

45. 인공신경망을 이용한 수질예측시스템 개발 연구(강정보 중심으로), 황삼진, 계명대학교 박사학위논문, , 2012

46. “비모수 통계기법을 이용한 낙동강 수계의 수질 장기 경 향 분석”, 김주화, 박석순, 한국물환경학회, 한국물환경학회지 20(1):65-82, , 2004

47. 자연 생태계 보전 및 환경복원을 위한 자연형 하천정비에 관한 연구, 남정길, 연세대학교 환경공학과 석사학위논문, , 2004

48. 낙동강 중류 수계의 미량오염물질 농도분포 및 제거특성에 관한 연구, 박찬갑, 영남대학교 박사학위논문, , 2012

49. 방류 하천 수질 개선을 위한 가축분뇨 최적 처리 시스템 구축에 관한 연구, 김월봉, 대진대학교 토목환경공학과 석사학위논문, , 2014

50. 인공식물섬 조성에 의한 수생태계 개선효과에 관한 연구. 강원대학교 대학원, 권오병, 이학박사논문, , 2002

51. 낙동강 수질오염총량제 시행에 따른 태백시의 효율적 유역관방안 에 관한 연구, 김대남, 강원대학교 석사학위논문, , 2008

52. 낙동강수계 수질오염총량관리를 위한 시범소유역 유황별 유달율 산정방법 연구, 박재범, 손태석, 신현석, 한국물환경학회, 한국물환경학회지 5(25);792-806, , 2009

53. 낙동강 및 유역 내 호소 조류발생 실태조사. 국립환경연구원 낙동강물환경연구소, 유재정, 최병근, 이재정, 오수택, 양상용, 서정관, 행정간행물등록번호 11-1480083-000178-10, , 2002

54. 등 낙동강 수계 하 . 폐수 처리시설의 방류수가 하천에 미치 는 조류성장 잠재력에 관한 연구, 서정관, 국립환경연구원, , 2002

55. 낙동강 중하류에서의 수질 장기 모니터링과 인위적인 유량조절 을 통한 수질 개선효과 가능성, 홍동균, 부산대학교 석사학위논문, , 2011