본 연구에서는 토지피복 중 교통지역을 대상으로 장기 모니터링된 비점오염원 부하유출 결과를 검 보정 자료로 적용하여 SWMM 모형을 지점별로 구축하였다. SWMM을 통해 모의된 EMCs값의 변동범위는 BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P 농도가 각각 5.7~14.4 mg/L, 12.9~59.6 mg/L, 13.74~46.20 mg/L, 2.03~5.21 mg/L, 그리고 0.117~0.415 mg/L이었다. 또 이 결과를 현장 실측치와 비교한 결과, 실측치에 대한 모의치 오차(%)가 각각 4.2%, 4.8%, 2.3%, 5.7%, 14.4%으로 총인의 14.4%를 제외하고 오차범위가 10% 이하이었다. 문헌조사 결과와의 비교에서도, BOD, T-P의 경우는 문헌조사 농도변화 범위 내에 포함되었으며, CODMn, SS의 경우 범위보다 낮게 산정되었다. 그러나 T-N의 경우 범위보다 높았다. 이러한 차이는 기존 문헌이 조사된 시기와 토지이용형태가 달라진 최근의 비점오염원 유출 농도를 장기 모니터링하고, 이 결과를 바탕으로 구축, 모의 된 EMCs의 경우 실측값을 잘 대변하였다. 따라서 문헌 결과와의 일부 차이는 조사 시기별 토지이용 형태에 의한 차이로 보이며, 향후 좀 더 다양한 강우사상 및 지점에 대한 모니터링을 통해 국내 대푯값으로 적용할 수 있는 EMCs를 산정할 수 있을 것으로 판단된다.
Pollutant unit load (unit-load) reported by Ministry of Environment (MOE) in 1995 has been a useful method for watershed management and environmental policy decision. The unit-load has been estimated using effective rainfall ratio method. However, reliability of unit-load determined by the method has been criticized especially for paddy field and upland conditions. In this paper the unit-load of paddy field estimated by effective rainfall ratio method was compared with continuous monitoring data. Annual loads was simulated by the method choosing 5~6 storm events randomly from whole events collected. Probability distribution of difference between results by the method and measured data was investigated. The results showed that unit-load derived by the method was generally lesser than measured unit-load and showed wide variations. Therefore, unit-load estimation of paddy fields by effective rainfall ratio method need caution.
The nutrients in livestock manure produced during fermentation processes in public livestock recycling centers are used as fertilizers. However, the large amounts of swine manure produced in intensive livestock farms can be a nonpoint source of pollution. In this experiment, we investigated the chemical properties, inorganic components, and heavy metal contents in 101 samples of liquid swine manure collected from 28 public livestock recycling centers throughout the nation. Results showed that the average pH of the samples was alkaline (pH range 5.18 to 9.54), and their maximum EC was $53.2dS\;m^{-1}$. The amounts of total nitrogen and total phosphorus were in the range of 1000 - 2000 and $200-800mg\;L^{-1}$ while potassium, which constituted 47% of the total inorganic ions recovered from the liquid swine manure, amounted to $1500mg\;L^{-1}$. The most distinctive heavy metals recovered from the liquid swine manure were copper and zinc although the amounts of both heavy metals were much lesser than those of the standards as livestock liquid fertilizer set by the Rural Development Administration. On the other hand, the amount of nitrogen decreased rapidly with an increasing fermentation period from immature to mature, assumed to be lost as volatile compounds, such as ammonia, which are the major odor components during the fermentation process.
북한강 수계의 농업소유역에 대하여 하천수(2년)와 지하수(1년) 수질을 모니터링하여 분석하였다. 농업소유역의 주요한 비점원 오염물질인 총질소, 질산성 질소, 총인, BOD, TSS 및 대장균 농도를 주기적으로 측정하였다. 계절에 따른 수질의 변화 및 지하수와 하천수 수질과의 관계 비교를 통하여 토지이용이 수질에 미치는 영향을 분석하였다. 연구유역의 지하수 수위와 총질소, 질산성 질소의 농도의 벼농사와 밀접한 관련이 있었고 지하수와 하천수의 질소농도의 변화도 밀접한 관련이 있음이 나타나 벼농사가 하천의 질소농도에 많은영향을 주는 것으로 나타났다. 그러나 토지이용(벼농사)과 지하수 및 하천수의 총인, BOD, 대장균 농도 사이에는 일정한 관계를 발견할 수 없었다. 본 연구결과는 농업소유역의 수질변화를 이해하고 소하천의 수질관리정책을 개발하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
A five-year field monitoring was conducted to monitor characteristics of suspended solid (SS) export from paddy fields. The observed EMCs of SS ranged 1.2~517 mg/L (avg. 52.1 mg/L) during storm period. The concentration of SS during non-storm period were 1.1~349.5 mg/L (avg. 36.1 mg/L). Monthly load of SS was high during summer when rainfall amount was high. The load was higher than that of May when tillage effect is expected. There was no significant relationship between SS EMCs and rainfall or drainage amount. However, effects of rainfall and drainage were found to be significant for event load of SS. But, there was no apparent relationship between rainfall amount of cropping period and load of SS for that period. The observed SS load was 164.8~456.0 kg/ha (avg. 301.2 kg/ha) and mostly occurred during storm period. This study results also suggested that SS load estimation by USLE equation for paddy field could be overestimated, if not carefully handled. Monitoring studies for various climate, soil, and agricultural management are required to get better scope of SS export from paddy fields.
This study investigated the chemical properties of Organic Soil Amendments (OSAs) made from organic waste. It also assessed the effectiveness of using these OSAs in the soil layer of Green Infrastructure (GI) to reduce stormwater runoff and non-point source pollutants. The goal was to improve the national environmental value through resource recycling and contribute to the circular economy transformation and carbon neutrality of urban GI. The OSAs used in this study consisted of spent coffee grounds and food waste compost. They were found to be nutrient-rich and stable as artificial soils, indicating their potential use in the soil layer of GI facilities. Applying OSAs to bio-retention cells and permeable pavement resulted in a reduction of approximately 11-17% in stormwater runoff and a decrease of about 16-18% in Total Phosphorus (TP) discharge in the target area. Increasing the proportion of food waste compost in the OSAs had a positive impact on reducing stormwater runoff and pollutant emissions. This study highlights the importance of utilizing recycled resources and can serve as a foundation for future research, such as establishing parameters for assessing the effectiveness of GI facilities through experiments. To enable more accurate analysis, it is recommended to conduct studies that consider both the chemical and biological aspects of substance transfer in OSAs.
도시지역의 소하천은 불투수 면적의 증가 및 우수관거의 발달로 인해 유역의 오염물질 및 강우 유출수의 유달률이 증가한 반면 비강우시에 현저하게 유량이 감소되어 하천환경에 심각한 문제를 나타내고 있다. 본 연구에서는 도시 하천의 유량과 수질 문제를 저감하기 위해 개발된 초기강우 저류 및 처리시설을 효율적으로 운영하기 위해 SWMM 도시유역모델 적용 결과와 자동모니터링 시스템을 이용하는 종합관리시스템을 개발하였다. 본 연구의 대상 지역인 관평천 유역의 대부분의 강우사상에서 오염물질은 초기 4시간의 강우 유출수에 집중되어 있는 것으로 관찰되었으며 이는 처리시설의 용량 결정에 있어 가장 중요한 인자로 작용한다. 본 시험 유역에서 유역모델인 SWMM을 이용하여 계산한 결과 처리시설에서 수용할 수 있는 초기우수 유출량은 약 6 mm의 누적강우량으로 산정되었으며 이는 대상지역에서 발생하는 대부분의 소규모 강우에 대해 처리가 가능하다는 것을 의미한다. 본 연구 결과는 강우-유출 모델과 연계한 초기우수 처리시설 운영을 위한 가이드라인을 제시하고 있으며, 하천 수질 모델과 연결할 경우 유입하천에 미치는 영향을 사전에 예측할 수 있으며, 유역의 조건과 연계하여 도시하천의 유역연계 종합 수질관리를 위한 중요한 자료를 제공할 수 있을 것이다.
Infiltration is a process by which precipitation infuses into subsurface soils. The process determines the surface flow and baseflow volume, and it is one of most important hydrological processes regarding nonpoint source pollution management. Therefore, the Ministry of Environment has developed a guideline to determine the impervious area ratio to understand the hydrological process in administrative districts and watersheds. The impervious area ratio can be determined using land use or land cover maps. Three approaches were explored to determine the impervious area ratio in 25 districts in Seoul. The impervious area ratio was determined by employing the Land registration map and Land property data in the first approach, Land property map in the second approach, and Land cover map in the third approach. The ratio ranged from 38.96% to 83.01% in the first approach, 38.98% to 83.02% in the second approach, and 37.62% to 76.63% in the third approach. Although the ranges did not provide any significant differences in the approaches, some districts displayed differences up to 9.48% by the approach. These differences resulted from the fact that the data were land use or land cover, especially in the area of airport, residential complex area, and school sites. In other words, division of the pervious and impervious areas in an individual plot was not allowed in the Land registration map, while it was allowed in the Land cover map. Therefore, it was concluded that there is a need to revise the guideline so that a reasonable impervious area ratio can be determined in the districts.
여자만은 유기물 오염이 점차 진행되어 가고 있으며, 해역의 수질관리를 위하여 유역으로부터 유입하는 육상기인 오염물질을 GIS 기법을 이용하여 발생부하량과 배출부하량을 산정하였다. 목표수질을 달성하기 위해 해역의 환경용량을 초과하여 유입하는 육상오염물질의 양을 박스모델로 계산하여 삭감부하량과 허용유입부하량을 평가하였다. 여자만의 수질을 해역생활환경기준 I등급으로 회복하기 위한 허용부하량을 산정한 결과, 생물화학적산소요구량은 배출부하의 39.3%, 총인은 30.8%를 삭감해야 하고, 총질소의 경우 6.9%의 낮은 배출부하 삭감률을 나타내었다. 유역의 오염원 현황과 발생부하량 현황을 볼 때 토지계가 차지하는 오염부하 비중이 높고, 배출부하량에서도 가장 큰 비중을 차지하였다. 여자만의 해양환경 보호와 개선을 위해서는 육상기원 오염물질 중 점오염원 뿐만 아니라 축산계 및 토지계 부하 등 비점원 오염원에 대한 관리가 필요하다는 것을 시사한다.
본 연구에서는 1980년대부터 수행되어온 비점오염원과 관련된 연구동향을 1) 비점오염물질의 유출특성, 2) 처리기술, 3) LID 및 GI 기술, 4) 관리방안 및 정책의 4개 분야로 나누어 검토하고, 향후 연구방향을 제시하였다. 비점오염원과 관련된 연구는 2010년 이전까지는 주로 비점오염물질의 유출특성에 관한 연구가 주를 이루었으며, 최근에는 LID 및 GI 기술 개발 효과평가 및 적용이 주를 이루고 있었다. 비점오염원의 대책마련을 위해서는 사회 지리 환경 기상 등 많은 분야를 접목한 연구가 이루어져야 하지만 아직까지는 많이 미흡한 실정이었다. 또한, 지역적으로 비점오염의 발생 원인물질과 최적 저감대책이 다를 수밖에 없으므로 중앙정부에 의한 일률적인 대책과 가이드라인보다는 지역의 특성을 고려한 대책과 가이드라인의 마련이 필요하였다. 아울러 관주도가 아니라 민간주도로 비점오염원을 관리할 수 있는 법과 제도의 마련이 필요하였다. 아울러 관주도가 아니라 민간주도로 비점오염원을 관리할 수 있는 법과 제도의 마련을 위한 연구가 수행되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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