Pollutant Loading Estimate from Yongdam Watershed Using BASINS/HSPF

A mathematical modeling program called Hydrological Simulation Program-FORTRAN (HSPF) developed by the United States Environmental Protection Agency(EPA) was applied to the Yongdam Watershed to examine its applicability for loading estimates in watershed scale. It was run under BASINS (Better Assessment Science for Integrating point and Nonpoint Sources) program, and the model was validated using monitoring data of 2002 ${\sim}$ 2003. The model efficiency of runoff was high in comparison between simulated and observed data, while it was relatively low in the water quality parameters. But its reliability and performance were within the expectation considering complexity of the watershed and pollutant sources and land uses intermixed in the watershed. The estimated pollutant load from Yongdam watershed for BOD, T-N and T-P was 1,290,804 kg $yr{-1}$, 3,753,750 kg $yr{-1}$ and 77,404 kg $yr{-1}$,respectively. Non-point source (NPS) contribution was high showing BOD 57.2%, T-N 92.0% and T-P 60.2% of the total annual loading in the study area. The NPS loading during the monsoon rainy season (June to September) was about 55 ${\sim}$ 72% of total NPS loading, and runoff volume was also in a similar rate (69%). However, water quality was not necessarily high during the rainy season, and showed a decreasing trend with increasing water flow. Overall, the BASINS/HSPF was applied to the Yongdam watershed successfully without difficulty, and it was found that the model could be used conveniently to assess watershed characteristics and to estimate pollutant loading in watershed scale.

BASINS/HSPF를 이용한 용담댐 유역의 오염부하량 산정

본 연구는 용담댐 유역 2002 ${\sim}$ 2003년 동안의 모니터링 자료를 이용하여 BASINS/HSPF모형의 보정을 퐁하여 본 모형의 댐 유역관리에 적용성을 검토하였다. 1. BASINS는 유역의 오염현황을 신속하고 용이하게 파악가능하고 예측모형의 입력 자료를 자동적으로 생성해주기 때문에, HSPF와 같은 유역종합 수질모형을 사용자의 목적에 맞게 적용할 수 있었다. BASINS적용을 위한핵심 GIS자료인 유역도와 하천도, DEM, 토지이용도, 수질측정자료 등을 BASINS형식에 맞게 변환 ${\cdot}$ 입력하여그 적용성을 확인하였다. 2.유역단위 오염 부하량을 추정하기 위하여 HSPF모형을 이용해서 모형의 보정 기간인 2002 ${\sim}$ 2003년까지의 유출량 및 수질을 모의 분석하였다. 모의결과 유출량에 대한 모형효율은 높았으나 수질의 경우 보정지점 및 특정항목에서 모형 효율이 상대적으로 낮게 나타나서 보다 상세한 측정자료 확보 및 보정이 필요할 것으로 판단되었다. 하지만 유역이라는 광범위하고 복합적인 특성을 고려해 볼 때 허용한 수 있는 범위의 수질을 묘사한 것으로 판단된다. 3. 용담댐 유역의 부하량 산정결과, 유출량이 1,296.5 $10^6\;m^3\;yr^{-1}$이었고, 각 오염원별로 비점오염부하량이 차지하는 비율은 각각 57.2%, 92.6%, 60.2%정도로 유역내비점오염부하량 비율이 높게 나타났다. 연간 배출되는 비점오염부하량 중 강우기 (6월 ${\sim}$ 9월)에 배출되는 부하량은 55${\sim}$72%로 나타났고, 이 기간 동안의 유출량이 69%임을 고려할 때 오염부하량이 강우 유출량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 수질농도는 유량증가에 따라 비례하여 증가하지 않았고 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 4.본 연구에서는 용담댐 유역에 대한 BASINS/HSPF의 적용성을 검증하였으며, 현재 오염총량계산에 있어서 원단위방법에 의한 오염부하량산정의 개선필요성이 제기되고 있는 상황에서 BASINS/HSPF를 이용한 오염부하량 산정에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.