Economic Management of River Water Quality by Utilization of Self Purification-An Environmental Resource

환경자원의 자정능력 선용을 통한 경제적 하천 수질관리

The object of this study was to evaluate the management alternatives with respect to the attainable water quality and total cost(construction+O & M cost) in order to devise a reasonable water quality management system. Joong Ryang-cheon stream located Seoul, Korea was taken as the study area, and dissolved oxygen concentration as the water quality index. Water quality simulation model QUAL2E and linear programming optimization technique were used for scientific and rational analyses. It was assumed that the improvement of water quality could be obtained by the treatment of major point sources where imaginary treatment plants were constructed. And by this, the relationship between total cost of the treatment plants and the stepwise improvement of water quality was studied. The result showed that 3.5mg/l of DO(=dissolved oxygen) level at best could be attained in Joong Ryang-cheon stream during summer. When the DO standard was set 3.0mg/l in the severely polluted regions, more than 5.0mg/l of DO level can be achieved by the construction of 4 treatment plants. Also, the cost comparisons showed that the uniform treatment method is economically inefficient(\$24.8{\times}10^8$) in comparison with the least cost method(\$22.9{\times}10^8$), and there is little difference between the least cost method and the the zoned treatment method(\$23.0{\times}10^8$) that is regarded as more equitable, which shows the characteristics of this basin.

합리적인 수질관리를 위하여 여러가지 수질관리정책들을 수질과 비용의 측면에서 평가하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구의 대상지역은 서울동북부의 중랑천유역으로 하였으며, 용존산소를 수질지표로 하였다. 과학적인 분석을 위하여 수질예측모형인 QUAL2E와 최적화기법의 하나인 선형계획법을 사용하였다. 중랑천에 가상의 처리장을 설치하여 점오염원을 처리함으로써 수질을 개선하도록 하였으며, 수질기준의 변화에 따른 유역내 처리장의 총비용을 검토하였다. 연구결과에 의하면 여름기간에 중랑천에서 유지할 수 있는 용존산소량(DO)은 3.5mg/l 정도였다. 그러나 오염이 심한 지역의 수질기준을 3.0mg/l로 고정할 경우, 그 외의 지역에서는 4 개의 처리장을 설치하여 5.0mg/l 이상의 DO도 유지시킬 수 있었다. 처리자간의 평등성에 따른 정책비교에 의하면, 균등처리(UT)인 경우(\$24.8{\times}10^8$)가 최소비용(LC)의 경우(\$22.9{\times}10^3$)보다 더 많은 처리비용이 소용되었다. 그리고 LC보다 더 공평한 방법인 지역별 균등처리(ZUT)의 경우(\$23.0{\times}10^8$)는 거의 차이가 없어, 적은 비용의 증가로도 평등성(Equity)을 높일 수 있는 중랑천의 지역적 특성을 발견하였다.