Nitrogen, Phosphorus, and Organic Carbon Discharges in the Imgo Small Agricultural Watershed Catchment

임고천상류 소규모 농업유역에서 하천으로의 질소, 인 및 유기물의 부하

Since high concentrations of N, P, and organic C cause the excessive eutrophication in water systems, the control of nutrient export from agricultural nonpoint sources has become important. This study was conducted to estimate discharges of N, P, and organic C from a small agricultural watershed of the upper Imgo stream in Youngchun, Kyongbuk. Of the total area(1.420ha), 25% was agricultural land including paddy, upland and orchards and most of the remainder was forest. The resident population in the watershed was 194 in 80 households and relatively small numbers of livestocks including cow were raised. Mean concentrations of nutrients in the stream water were 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 and 2.52mg/L for $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P and COD respectively. Annual discharges in 1997 were 28,991kg of $NO_3-N$. 3,010kg of $NH_4-N$, 37,006kg of Total N. 590kg of Total P, and 29,138kg of COD. There was a strong positive relationship between stream flow and precipitation, and also most of the nutrient discharges occurred in the rainy season (May to August). Since there was no any other industries in the watershed, agricultural practices and sewage from the resident households, forest runoff and livestock wastes were the major sources of NPS discharges. A combination of management options, including management of soil erosion and fertilizer application, could lead to reductions in nutrient exports.

영양염류는 하천이나 저수지의 부영양화를 유발하며 농경지는 영양원소의 주된 오염원으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 비점오염원에 의한 영양염류 유출 현상을 구명하기 위하여 경북 영천군 임고천 상류의 소유역에서 질소, 인, 유기물의 연간 부하량을 조사하였다. 유역 총면적은 1,420ha 였고 그 중에서 논과 밭을 포함한 경작지 면적은 약 25% 였으며 나머지는 대부분 산림이었고, 한우와 돼지 등의 가축 사육이 농가별로 소규모로 이루어지고 있었다. 조사 기간 동안 하천수중의 $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 농도는 각각 4.95, 0.80, 6.72, 0.07 및 2.51mg/L였다. 97년도 연간 총 하천유수량은 6,681,500m3로 평가되었으며, $NO_3-N$, $NH_4-N$, Total N, Total P 및 COD의 연간 부하량은 각각 28,991, 3,010, 37,006, 590, 29,138kg으로 추정되었다. 강우량과 하천 유수량 사이에는 밀접한 정의 상관관계가 있었으며, 오염물질의 배출량 또한 유수량이 증가함에 따라 증가하였고 화학비료의 시용 시기와도 일치하여 강우량이 많았던 5월부터 8월 사이에 대부분의 영양염류의 부하가 발생하였다. 조사유역의 산업이 농업활동에 국한되어 있는 것을 감안할 때 이들 오염물질의 부하는 농경지로부터의 유실과 축산활동 등을 포함한 농업 비점오염원에 의한 것으로 볼 수 있으며 각 비점오염원별 부하량 정도를 구명하고 이를 제어할 수 있는 다양한 대책이 강구되어야 할 것이다.