The purpose of this study is to analyze the spatial characteristics of Namgang-Dam watershed for a Total Maximum Daily Loads (TMDL). Three TMDL target sites, Gyeonghogang1, 2, Namgang-Dam2, are located within Namgang-Dam watershed. Under the current criterion for TMDLs, 3-year arithmetic mean BOD concentration of the target sites should not exceed the target concentration for 2 consecutive years. Two and three times of violation were observed for Gyenghogang2 and Namgang-Dam2 sites while no violation was found for Gyeonghogang1 site. However, no violation was found since 1999 for all three sites. Correlation between each 12 stations within the watershed were analyzed and cluster analysis was conducted to figure out the spatial characteristics of the watershed. Correlation coefficient between Gyonghogang1 and 2 was high (0.758) while the coefficients between lake station (Namgang-Dam2) and stream stations (Gyonghogang1 and 2) were very low. Dendrogram indicated that all of three Namgang-Dam stations were very close and Gyenghogang1, 2 stations were also close.
The purpose of this study is to analyze the spatial characteristics of Namgang-Dam watershed for a Total Maximum Daily Loads(TMDL). Three TMDL target sites, Gyeonghogang1, 2, Namgang-Dam2, are located within Namgang-Dam watershed. Under the current criterion for TMDLs, 3-year arithmetic mean BOD concentration of the target sites should not exceed the target concentration for 2 consecutive years. Two and three times of violation were observed for Gyenghogang2 and Namgang-Dam2 sites while no violation was found for Gyeonghogang1 site. However, no violation was found since 1999 for all three sites. Correlation between each 12 stations within the watershed were analyzed and cluster analysis was conducted to figure out the spatial characteristics of the watershed. Correlation coefficient between Gyonghogang1 and 2 was high (0.758) while the coefficients between lake station (Namgang-Dam2) and stream stations (Gyonghogang1 and 2) were very low. Dendrogram indicated that all of three Namgang-Dam stations were very close and Gyenghogang1, 2 stations were also close.
본 논문에서는 금강수계 오염총량관리 기본계획에서 제시된 오염부하량 자료를 기반으로 공시된 목표수질을 달성하기 위한 적정방류량을 산정하였다. 오염총량관리의 1단계로 BOD를 대상으로 총량관리가 이루어질 계획이며 향후 질소 및 인 계열로 확대될 전망이다. 총량구역별 및 행정구역별로 산정된 BOD와 TN, TP 부하량을 GIS를 활용하여 10개의 지류수계에 대하여 재분배하였고 지류수계에 해당되지 않는 구역에 대해서는 15개의 소구간으로 처리하여 반영하였다. Qual2E를 사용하여 수질모의를 실시한 결과 2010년에 대하여 산정된 장래수질에 대하여 기준부하량의 경우 약 30 CMS의 유량이 본류구간에 대하여 제시된 수질기준을 만족하기에 적절한 것으로 모의되었다.
The objective of this study was to assess spatial variation of the target water quality criteria and excess rate in Nakdong river basin after the Total Maximum Daily Loads (TMDLs). For this, 41 total water quality monitoring stations were selected BOD and T-P data were collected from 2003 to 2019. The annual average water quality of BOD and T-P were calculated and compared with the target water quality for each stations by peroid. As a result of analyzing the BOD, Kumho A, Nakbon F, Namgang D, Miryang B, Wicheon B and Hoecheon A exceeded the target water quality criteria for two consecutive times. For T-P, Nakbon N, Naeseung B, Miryang A, Hwanggang A and Hoecheon A exceeded the target water quality criteria twice in a row. In the case of T-P, the target water quality excess rate was relatively low after the TMDLs implementation compared to before the TMDLs implementation. However, in the case of BOD, there was no difference in the target water quality excess rate before and after TMDLs. As a result, the overall annual average water quality shows a decreasing trend, but it is necessary to manage the water quality for the Nakdong river basin that exceed the target water quality.
The government has conducted a plan of total maximum daily loads(TMDL), which divides with unit watershed, for management of stable water quality target by setting the permitted total amount of the pollutant. In this study, BOD concentration trends over the last 10 years from 2005 to 2014 were analyzed in the Geumho river. Improvement effect of water quality throughout the implementation period of TMDL was evaluated using the seasonal Mann-Kendall test and a LOWESS(locally weighted scatter plot smoother) smooth. As a study result of the seasonal Mann-Kendall test and the LOWESS smooth, BOD concentration in the Geumho river appeared to have been reduced or held at a constant. As a result of quantitatively analysis for BOD concentration with exploratory data analysis(EDA), the mean and the median of BOD concentration appeared in the order of GH8 > GH7 > GH6 > GH5 > GH4 > GH3 > GH2 > GH1. The monthly average concentration of BOD appeared in the order of Apr > Mar > Feb >May > Jun > Jul > Jan > Aug > Sep > Dec > Nov > Oct. As a result of the outlier, its value was the most frequent in February, which is estimated 1.5 times more than July, and was smallest frequent in July. The outlier in terms of water quality management is necessary in order to establish a management plan for the contaminants in watershed.
The quantity of a discharge load can change with changes in rainfall in the area with a combined sewer system (CSS). To evaluate the implementation appropriately in the management of total maximum daily loads (TMDLs), the effects of rainfall changes should be considered in the estimation of the discharge load. The rainfall condition for the estimation of the discharge load in a certain year should be standardized to the same rainfall condition as that of the reference year. However, the calculation process is very complicated with its potential limitations. This study investigated and developed relatively simple methods for estimating the discharge load. Load conversion method (LCM) is designed to convert the discharge load under the current rainfall condition into that of the reference rainfall conditions. Simple rainfall data method (SRDM) is to simplify the estimation process of the discharge load by the simple conversion of rainfall data. These methods were applied to calculate the discharge load and examine the estimation results. From the results of this study the application of these methods may be useful for estimating the discharge load in the TMDL process.
In order to assess the effect of TMDLs management and improve that in the future, it is necessary to analyze long-term changes in water quality during management period. Therefore, long term trend analysis of BOD was performed on thirty monitoring stations in Geum River TMDL unit watersheds. Nonparametric trend analysis method was used for analysis as the water quality data are generally not in normal distribution. The monthly median values of BOD during 2004~2010 were analyzed by Seasonal Mann-Kendall test and LOWESS(LOcally WEighted Scatter plot Smoother). And the effect of Total Maximum Daily Loads(TMDLs) management on water quality changes at each unit watershed was analyzed with the result of trend analysis. The Seasonal Mann-Kendall test results showed that BOD concentrations had the downward trend at 10 unit watersheds, upward trend at 4 unit watersheds and no significant trend at 16 unit watersheds. And the LOWESS analysis showed that BOD concentration began to decrease after mid-2009 at almost all of unit watersheds having no trend in implementation plan watershed. It was estimated that TMDLs improved water quality in Geum River water system and the improvement of water quality was made mainly in implementation plan unit watershed and tributaries.
국내의 수질정책은 하천으로 방류되는 방류수의 농도를 규제하는 방식에서 총량을 규제하는 방식으로 바뀌었다. 또한 수질오염총량관리제가 실시되어 각 수계의 구역별로 목표 수질이 정해지게 되었다. 수질오염총량관리제가 성공적으로 이행되기 위해서는 점오염원 및 비점오염원으로부터 배출되는 오염물질의 부하량을 정확하게 파악해야 한다. 이에 본 연구는 농촌의 밭지역을 대상으로 27회의 강우유출수 모니터링을 실시하였으며, 모니터링 결과를 활용하여 밭지역으로부터 배출되는 오염물질의 부하량 및 원단위 등을 산정하였다. 그 결과, 유기물질인 BOD 및 $COD_{Mn}$의 경우 오염물질의 평균 유출농도는 10.5mg/L와 19.6mg/L로 나타났으며, 영양염류인 TN과 TP는 4.5mg/L 및 2.4mg/L로 분석되었다. 한편, 국립환경과학원에서 제시한 원단위 산정 공식에 의해 산정된 원단위는 BOD $31.8kg/km^2/yr$, $COD_{Mn}$$56.7kg/km^2/yr$, TOC $8.5kg/km^2/yr$, TSS $560.9kg/km^2/yr$, TN과 TP는 각각 $8.3kg/km^2/yr$ 및 $5.1kg/km^2/yr$로 산정되었다. 이러한 모니터링 결과는 연구자마다 그 결과 값에 차이가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이에 정확한 원단위 산정을 위해서는 장기적인 모니터링이 이루어져야 할 것으로 판단된다.
South Korea has been divided into quantities and water quality, and due to a revision of the Government Organization law in June 2018, the controversial water management system was integrated into the Ministry of Environment. The total Maximum Daily Loads System has been called the flower of water quality control, and since 2004, all three major river systems which have been introduced into the Han River system, despite its various difficult environments, and subsequently leading to all of the four major rivers undergoing obligatory implementation since 2013. Currently, the target TMDL (Han River Phase 1 and Other Water Systems Phase 3) for the 2020 stage has been implemented. The domestic TMDL established a basic plan for calculating the load which complies with the unit watershed's target water quality, as well as an implementation plan for annual load management, both which have been institutionalized in order to evaluate load compliance on a repeated annual basis. Local governments ask external organizations to conduct investigations every year in order to assess the transition, which thereby requires tens of millions of won every year. Therefore, an assessment and management model that can be easily operated at the TMDL personnel level is required. In this study, when the Han river Water System TMDL was implemented in earnest, we confirmed the the water quality improvement effect when TMDL was introduced to major inflow tributaries (TancheonA, JungnangA, AnyangA) under the Seoul City's jurisdiction through the use of the total amount control unit basin evaluation technique. By presenting customized management measures, we propose the guidelines that are necessary for determining more effective water environmental policies.
우리나라 중소규모의 대부분 하천의 경우 유량 자료의 부족 또는 미계측 지역으로 인하여 효율적인 저수유량 산정이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 수계별 환경용량을 고려한 허용부하량 산정을 위해 면적함수 관계식을 이용한 저수유량의 산정방안을 제시하는 것이다. 이를 위해 남한강 상류 지역의 유역면적 $606km^2$인 주천강 유역과 미계측 유역면적 $4,551km^2$인 옥동천 합류 후인 한강 유역을 시험하천으로 선정하였다. 적용결과, 주천 하류부의 저수 유량은 $1.9m^3/s$로, 미계측 유역인 옥동천과 한강의 합류 후의 저수유량은 $20.7m^3/s$로 계산되었다. 이를 영월군에서 고려하고 있는 BOD목표치 1.0-1.2mg/l로 계획하면 허용부하량은 각각 164-197kg/day 및 1,788-2,146kg/day로 추정되었다. 본 연구에서 제시한 허용부하량 산정방법은 자료가 충분하지 않은 유역이나 미계측 유역에 대해 유용하게 이용될 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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