섬진강 댐 상류의 경우 큰 오염원의 유입이 없어 수질이 상대적으로 양호한 반면, 섬진강 댐 하류 지역의 경우 지자체들을 포함하고 있어 섬진강 본류의 수질악화 문제가 발생할 수 있다. 이에 댐 하류 지역의 수질을 예측하고 단위유역별 목표수질을 달성하기 위한 적정 방류량 산정은 댐 운영에 있어 중요한 관리방안이라 할 수 있다. 본 연구에서는 섬진강수계 중권역 물환경관리계획에서 제시된 오염부하량 자료를 기반으로 섬진강댐 하류 지역의 수질을 예측하고 공시된 목표수질을 달성하기 위한 섬진강댐의 적정 방류량을 산정하고자 한다. 적정 댐 방류량을 결정하기 위한 수리 특성 분석을 실시하고, 수질모델링을 통한 하천 수질 기준의 만족 여부를 검토하였다. 이를 통해 기존 수질 분석 및 예측을 실시하고 목표수질을 만족하지 못하는 경우에 섬진강 댐 하류 지역의 목표수질을 만족하기 위한 댐의 적정 방류량을 산정하였다. 수질모의를 실시한 결과 섬진강 본류에 대한 목표수질을 만족하기 위해서는 최종 배출부하량에 대하여 8.4∼213.6 cms의 최종 댐 방류량이 필요한 것으로 분석되었다.

하수관거는 국민의 정맥이라고 할 수 있을 정도로 도시의 환경관리와 치수, 쾌적한 환경조성에 있어서 매우 중요한 시설이며 그 규모가 광범위하고 복잡한 네트워크로 구성되어 있다. 이러한 하수관망을 통해 이송되는 물은 지저분하고 냄새가 심하기 때문에 지하에 관로 형태로 대부분 시공되어 왔으며, 상수관망처럼 압력관이 아니라 대부분 중력에 의한 이송방식을 채택하고 있어 문제 발생 시 원인파악과 대처를 힘들게 하는 요인을 가지고 있다. 특히 하수관거의 관리 소홀은 곧바로 토양오염과 인근 환경오염을 직결되며 장기적으로는 상수를 오염시키는 요인으로 작용하므로 체계적인 방법과 장기적인 안목을 가지고 명확한 분석을 시행할 수 있는 모니터링 시스템을 가지고 최적으로 유지관리 되어야 하며, 하수관거시설의 체계적인 관리를 위하여 과학적이고 효율적인 하수관거 운영관리 및 실시간 데이터를 수집·분석하는 시스템의 중요성이 부각되고 있다. 이에 본 연구에서는 하수관거의 통합적인 관리를 위하여 현장의 계측기에서 생성된 DATA를 전용선(TM/TC)망을 이용하여 중앙감시실로 보내져 실시간 전송 데이터에 대한 서버관리와 원격조정이 포함된 시스템구축, 테이터 베이스 관리, 최적 개량을 위한 의사결정, 실시간 자료를 토대로 한 초기강우제어와 CSOs 제어, 유지관리를 위한 모니터링 시스템이 가능한 프로그램을 구축하였다. 또한, 개발된 시스템에서는 체계적인 입력자료 관리를 위해 GIS를 이용한 입력제어 및 향후 유지관리를 위한 데이터베이스 구축, 사용자 편의성을 위한 편리한 GUI를 제공하며 각종 결과물의 비교검토를 용이하게 하기 위한 그래프와 표로 제공하였다.이와 같은 프로그램을 검증함에 있어 대상지역을 선정하고 실시간 데이터인 수심, 유속, 유량, 강우 자료들을 5분 간격으로 1년 동안의 데이터(2012년 6월~2013년 5월)를 60분으로 평균하여 월별, 계절별 유량의 변화를 분석하였다.

수계 부영양화 방지의 사전 예방 대책으로 질소는 국내 하수처리장의 중요 관리 대상 항목 중 하나이다. 국내 하수처리장에서 질소 제거를 위해서 완전질산화 반응을 기반으로 하고 있지만 보다 경제적이고 친환경적인 장점이 있는 아질산화 반응에 관한 관심이 증대되고 있다. 하지만 아질산화 반응은 현장 적용성의 문제를 가지고 있어, 활용성은 아직 부족한 측면이 있다. 본 연구에서는 아질산화 반응의 활용성을 증대를 위한 방안으로, 아질산화 반응의 SBR 공법 적용성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 약 200일 동안 실험실 규모의 SBR 형태의 아질산화 반응조를 운전하였으며, 운전 조건 조절을 통해 안정적인 아질산화 반응을 유도 할 수 있음을 확인하였다. 또한 HRT와 SRT의 분리를 통해 SBR 형태의 아질산화 반응조의 효율을 증가 시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 이는 하수처리장에 아질산화 반응의 하수처리장 도입 시 SBR 공법을 이용하는 것을 고려할 수 있지만, 현장 적용성 측면에서 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

수도의 인구가 급증함에 따라 수원확보에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 상수도시설은 준공 후 관의 매설로 인하여 관의 부식 및 노후화를 파악하기가 어렵다. 이러한 이유로 수도관로의 누수 파악과 누수로 인한 경제적 손실을 막기가 어렵다. 본 연구에서는 S대교의 누수량을 조사하고 시축관 설치 후의 누수량과 비교하여 누수감소량을 조사하였다. 그 결과 누수감소율이 약 98 %로 나타났으며, 이는 신축관을 설치하여 누수량을 감소하고 경제적 손실을 줄일 수 있는 것으로 판단된다.

비점오염원은 점오염원과 다르게 불특정하게 배출되며 유출특성에 대하여 명확한 제시를 하기에 어려움이 있다. 이에 정부는 최근 비점오염원에 대한 문제의 심각성을 인식하고, 비점오염원 관리제도와 관리대책을 마련하는 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 자연형 비점오염 저감시설인 식생수로의 저감효율을 제거 효율법(Efficiency Ratio, ER)과 부하량 합산법(Summantion of Loads, SOL)으로 산정하였다. ER 방법에 의한 T-N, T-P의 저감효율값은 2012년도에 T-N 80 %, T-P 83 %가 2013년도에 T-N 75 %, T-P 85 %, SOL 방법은 2012년도에 T-N 79 %, T-P 87 %, 2013년도에 T-N 71 %, T-P 73 %로 나타났다. 본 연구에서는 하계와 추계에 대한 저감효율 비교분석을 통해 식생수로의 효율평가를 하였으며, 시설의 계절별 관리방안과 설계에 도움이 될 것이라 판단된다.

수질오염은 부유물질, 유기물질, 영양염류 등이 수계로 유입되어 물의 물리·화학적 변화를 일으키는 경우를 말한다. 배출 형태는 점오염원과 비점오염원이 있으며, 비점오염원은 점오염원에 비해 오염부하량이 상대적으로 증가하고 있어 수계에 악영향을 초래하고 있다. 이에 비점오염원의 관리가 중요해졌으며, 비점오염물질을 처리하기 위한 시설설치가 이루어지고 있다. 비점오염저감시설은 크게 자연형 시설과 장치형 시설로 구분된다. 자연형 비점오염저감시설인 식생여과대는 배출되는 오염물질을 주로 식생에 의해 처리하는 방식이다. 따라서 본 연구에서는 수질오염의 정도를 나타내는 지표인 BOD, COD, TSS 값을 산정하고, 식생여과대의 식생피도 변화에 따른 유기물질 제거효율을 분석하고자 한다. 용인시에 설치된 식생여과대에서 7년간의 모니터링을 통해 연구가 수행되었다. 탁도를 기준으로 유입·유출수의 샘플링을 했으며, 통계학적 방법으로 BOD, COD, TSS의 제거효율을 분석하였다. 식생피도는 4계급으로 분류하였고, A계급 : 0 ∼ 25 %, B계급 : 25 ∼ 50 %, C계급 : 50 ∼ 75 %, D계급 : 75 ∼ 100 % 으로 나타내었다. 유기물질과 부유물질의 제거효율은 다음과 같다. A계급에서 BOD는 24 %, COD는 5 %, TSS는 60 % 이고, B계급에서 BOD는 17 %, COD는 40 %, TSS는 77 % 이고, C계급에서 BOD는 43 %, COD는 43 %, TSS는 82 % 이고, D계급에서 BOD는 61 %, COD는 53 %, TSS는 92 % 이다. 식생피도가 증가할수록 유기물질인 BOD, COD와 부유물질인 TSS의 제거효율이 높아지는 것으로 나타난다.

최근 수계에 심각한 악영향을 미치는 비점오염원에 대한 정부의 관심이 대두되고 있다. 비점오염물질은 배출경로가 불명확하며, 배출량 또한 측정하기가 어려워 처리하기 또한 곤란하다. 이러한 비점오염물질 제거를 위하여 비점오염저감시설을 개발 및 설치하고 있다. 하지만 비점오염저감시설 설치 시 대상유역에 대한 연구가 미비하여 명확한 저감효율을 판단하기가 어렵다. 본 연구의 목적은 비점오염물질에 따른 저감시설의 효율을 파악함에 있다. 2년간 총 8회의 강우 모니터링을 통하여 경기도 용인시 경안천 유역에 설치 된 비점오염저감시설 중 식생형 시설인 식생여과대의 저감 효율을 ER(Efficiency Ratio) 방법을 이용하여 산정하였다. 모든 시료는 BOD, COD, TN, TP 항목에대해 수질오염공정시험법에 의거하여 분석하였다. 2012년에서의 저감효율은 각각 36%, 37%, 55%, 44%, 2013년에는 63%, 56%, 48%, 67%로 나타났다. 2년간 각 항목별 저감효율 평균값은 50%, 46%, 52% 56%로 영양염류의 제거효율이 유기물의 제거효율보다 높은 수치를 보였다. 결과적으로 경안천유역 비점오염저감시설 중 식생여과대는 영양염류의 제거에 효율적이며, 저감기능 향상을 위해 지속적인 관리와 연구가 필요하다.

비점오염은 점오염과 달리 불특정 배출경로를 가지며 유출량의 예측 및 정량화가 어렵다. 또한 비점오염물질이 수계로 유입 될 경우 수질의 악화를 초래한다. 이에 정부는 비점오염원을 관리하고자 비점오염저감시설 개발, 연구 및 설치를 지속적으로 시행하고 있다. 하지만 기존 비점오염저감시설의 경우 충분한 자료를 토대로 설치되지 않아 추가적인 연구 및 보완이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 식생수로에서 강우 시 발생되는 부유물질 및 유기물 저감효율을 알아보기 위해 수행되었다. 연구방법으로는 대상지역에서의 강우 모니터링을 통해 비점오염저감시설의 자연형 장치인 식생수로에서의 EMC를 통계분석하고 ER 방법 및 SOL 방법을 이용하여 오염물질 저감효율을 산정하였다. EMC 결과 값은 TSS는 유입 27.62 ∼ 98.08mg/L, 유출 13.96 ∼ 220.12mg/L, COD는 유입 13.61mg/L ∼ 31.83mg/L, 유출 5.69 ∼ 11.34mg/L, BOD는 유입 2.58 ∼ 11.70mg/L, 유출 0.59 ∼ 6.65mg/L의 범위를 보였다. 저감효율 산정 값은 ER 방법과 SOL 방법에 대해 각각 TSS는 49%, 83% COD는 72%, 82% BOD는 71%, 76%로 나타났다. 상대적으로 낮은 유출부의 EMC 범위와 평균 70% 이상의 저감효율 산정 값을 통해 식생수로가 강우 시 발생되는 오염물질에 대해 높은 저감효과를 가진다고 판단된다.

하수처리장은 인간의 생활에 있어서 중요한 공공시설이다. 하수에 포함되어 있는 유기물, 질소, 인 등의 오염물질이 함유되어 아무런 처리없이 수계로 방류 될 경우 수계에 심각한 오염을 야기 할 수 있다. 특히 질소(Nitrogen)와 인(Phosphorus) 경우 수계에 부영양화(Eutrophication)를 일으키는 주요 원인으로 알려져 있다. 이 중 질소를 제거하는데에는 생물학적 방법이 대부분의 하수처리에 쓰이는데 이는 물리적 및 화학적 방법에 비하여 경제적, 환경적 장점을 가지고 있기 때문이다. 질소 제거방법에는 아질산화-탈질 공정이 사용 되는데, 기존에 쓰이는 질산화-탈질 공정에 비하여 25%의 산소량과 40%의 탄소원 절감이 가능하여 탈질의 고효율을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 아질산화를 혐기 소화 상징액을 이용하여 SRT가 암모니아 제거율과 아질산화율에 미치는 영향에 대한 연구를 하였다. 서울 H 하수처리장의 혐기 소화액을 대상으로 실험실 규모의 아질산화 반응조 운전결과 SRT 6일 이상에서 대부분 60%이상의 효율을 보였다. 또한 아질산화율의 경우 SRT 4일에서 고효율의 아질산화율을 보였다. SRT 16일에 낮은 아질산화율이 나타났는데, 이는 아질산성 질소가 질산성 질소로 완전한 질산화가 이루진 것으로 사료된다. 이러한 결과로 볼 때 SRT가 아질산화 반응에 영향을 미치는 인자로 판단된다.

급속한 도시화와 상업화는 경제의 거대한 흐름을 바꾸어 놓았으며 현재 우리의 삶의 방식 또한 변화하게 하였다. 하지만 이 모든 것은 물질적, 정신적 풍요로운 삶을 영위하게 하였으나 최근의 기후변화에 따라 유역관리 측면에서는 많은 것을 잃게 한 요인이기도 하다. 기후변화의 영향으로 강수량이 증가하고 이로 인한 이수, 치수, 환경적인 문제는 안전한 물의 확보와 수질 및 생태계를 보호하기 위한 별도의 관리를 필요로 하는 단계에 들어서 있으며 국내에서는 물환경 조성 및 수생태계 보전을 위한 중권역 물환경 관리계획을 시행하고 있다. 본 연구에서는 중권역 물환경관리계획의 효율적인 관리를 위해 다양한 유역관리 요소를 평가·분석하여 소권역중 유역관리 필요성이 높은 곳으로 판단되는 권역을 선정하였다. 이를 통해 선정된 중점관리 소권역은 위험도에 따른 집중적인 개선 및 체계적인 정책관리방향을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

하천이나 호수에 퇴적된 퇴적물은 유역에서 배수된 토양, 유기물질 및 광물질이 침전된 것으로 환경뿐만 아니라 인간의 건강에 악영향을 끼치는 다양한 오염물질을 포함하고 있다. 퇴적물은 분자확산 및 생물기작 등을 통하여 오염물질을 공급 할 뿐만 아니라 침전된 유기물이 분해되어 무산소 환경이 되면 영양염류가 다시 무기이온 상태로 수중에 용출된다. 용출된 영양염류는 수층의 혼합에 의해 표층으로 재공급 및 새로운 유기물을 형성하는 순환을 거치게 되는 등 수질 및 수생태계에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 다양한 토지이용에서 발생하는 퇴적물의 화학적 성상과 수질의 오염성상을 비교 분석하여 퇴적물이 수질에 미치는 영향과 퇴적물 관리 대책 수립의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 본 연구를 위한 기초자료를 확보하기 위하여 포장지역, 축산지역 및 하천지역을 모니터링 지점으로 선정하였다. 퇴적물의 시료채취 경우 지름 5cm, 길이 50cm인 아크릴 코어를 이용하여 채취하였으며, 포장지역의 경우 총 4회, 축산지역은 17회, 하천지역은 28회 수행하였다. 채취한 퇴적물은 토양오염공정시험법에 준하여 유기물 및 영양염류 등의 화학적 특성을 분석하였다. 또한 물환경정보시스템에서 인근하천인 금강, 동진강 및 만경강의 10년간의 수질 측정 자료를 이용하여 수질과 퇴적물의 농도를 상호 비교하였다. 토지이용별 퇴적물의 화학적 분석 결과, 평균 COD의 값은 난분해성 물질로 인하여 포장지역에서 43.88 ± 26.4 5 g/kg으로 가장 높게 나타났으며, 영양염류의 경우 축산지역에서 TN이 7.79 ± 8.32 g/kg, TP가 1.47 ± 0.81 5 g/kg로 높은 농도를 보였다. 하천별 수질 농도 분석 결과 TN과 TP의 농도는 각각 4~6 mg/L, 0.2~0.4 mg/L의 범위를 보이고 있으며 2009년 후반부터 감소하는 경향을 보이고 있다. 또한, TN과 TP중에서 NH4-N와 PO4-P의 비율이 2009년 후반부터 증가하는데, 이는 조류성장의 원인이 될 수 있는 물질의 증가를 의미하기에 유역에서의 NH4-N와 PO4-P의 관리가 필요한 것으로 판단된다. 퇴적물 및 하천수질의 오염물질별 비를 산정한 결과, 모든 토지이용에서 하천 수질에 비해 퇴적물에서 인의 함량이 높은 것으로 나타나 퇴적물 내 인의 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

개발활동, 도시화로 인한 인구집중, 기후변화 등 물환경 여건이 악화됨에 따라 환경수문학적 문제를 야기하여 수생태계에 악영향을 미친다. 특히, 강우시 포장지역의 경우 불투수율이 높아 첨두유량의 증가로 도시홍수가 유발되며 비점오염물질의 유출을 증가시켜 강우유출수 및 비점오염물질의 관리가 요구되는 실정이다. 이에 환경부에서는 비점오염원을 관리하기 위하여 수질 및 수생태계보전에 관한 법률 및 제도적 장치를 수립하였으며 비점오염관리기법에 관한 매뉴얼 및 가이드라인의 발간을 통해 비점오염원 관리에 최선을 다하고 있다. 최근 들어 국내,외에서는 그린빗물인프라(Green Stormwater Infrastructure, GSI) 기법이라는 새로운 비점오염관리기법의 등장으로 활발한 연구가 진행되고 있다. GSI기법은 개발과 동시에 자연적 침투 및 저류, 여과, 식생에 의한 증발, 증산등의 자연적 유출 저감방법을 모방함으로써 자연적 물순화 체계를 최대한 유지, 보호하는 신개념의 개발방법으로 건전한 물순화 시스템 조성 및 홍수방지, 생물의 서식처 제공, 강우유출수에 포함된 비점오염물질의 저감 등으로 효율적 유역관리를 위한 도시개발사업 등에 적용되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 효율적인 비점오염관리를 위한 GSI 기법의 개발의 일환으로 모듈형 침투여과시설을 개발하고자 수행되었으며 시설의 적용에 앞서 실험적 검증을 통하여 적용성을 평가하고자 한다. 본 연구에서 개발하고자 하는 침투여과형 시설은 다양한 강우사상에 적합한 모듈화된 3단형 구조로 여과침투조, 여과저류조 및 최종침강지로 구성되며 시설의 저류용량은 0.028m3의 용량으로 설계되었다. 시설의 운영은 총 8회가 수행되었으며 실험결과, 물수지 및 물질수지 산정을 통해 오염물질별의 저감 효율은 50~90%로 분석되어 70%이상의 높은 침투와 저류를 통한 유출저감에 의해 나타나는 것으로 분석되었다. 침투여과시설의 운영효율은 여재의 공극 막힘현상의 발생여부로 판단이 가능한데 본 기술의 경우 공극 막힘현상은 누적 TSS 양이 8.3~9.0 kg/m2의 범위에 도달할 때 발생하였으며, 이 값은 타 연구결과에 비해 큰 값으로 나타나 장기간 높은 효율을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 초기침강지를 설치하지 않은 상태에서도 시설로부터 유출되는 시료 내 평균 입경크기는 10 μm로 조사되어 초기침강지를 설치할 경우 입자제거에 효과적일 것으로 판단된다.

급격한 산업화 및 도시화로인한 도시유역의 불투수면적의 증가는 도시의 물순환 체계를 변화시켜 우수유출수에 의한 지속적인 피해를 가져왔다. 이러한 우수유출수에 의한 피해를 저감하기 위해 기존의 집중형 유출저감 시설물을 이용하으나, 집중형 유출저감 시설물들의 문제점이 들어남에 따라 미국 PGDER(Prince George’s County, Maryland Department of Environmental Resources)에서 처음 시행된 분산형 유출저감 시설물을 이용한 저영향개발(Low Impact Development, LID)의 계획 및 적용이 활발하게 진행되어지고 있다. 현제 국내에서는 LID요소기술의 적용에 따른 대상유역의 유출특성(첨두유출량, 총유출량)의 저감효과 및 비점오염원 저감효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 대상유역내의 LID요소기술의 적용 위치에 따른 유출특성 저감효과를 분석한 연구는 현제 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 도심지 유역에 LID를 적용하여 모의할 수 있는 SWMM모형을 이용, LID요소기술의 적용 위치에 따른 유출특성을 분석하였다. 연구의 대상유역은 상습침수지역을 바탕으로 동일한 특성의 소유역과 관거를 이용한 관망도를 구축하였다. 적용 LID요소기술 선정은 대상지역이 새롭게 건설되는 유역이 아닌 기존의 도심지이기 때문에 별도의 부지가 필요하지 않고 기존의 기반시설들과 연계하여 설비 가능한 옥상녹화와 투수성 포장을 선정하였다. 선정된 LID요소기술을 가상유역의 소유역 위치에 따른 시나리오를 작성하여 소유역 위치에 따른 옥상녹화와 투수성포장의 유출특성 저감효과를 분석하였다. 분석결과 SWMM-LID모듈을 이용하여 옥상녹화와 투수성포장의 적용 위치에 따른 유출특성 저감효과는 적용 위치에 상관없이 동일한 것을 알 수 있었다. 따라서 향후 연구에서는 SWMM모형의 옥상녹화와 투수성포장의 적용 위치에 따른 불확실성을 배제하여, 실제 유역의 적용 가능 면적 및 가격 등을 고려한 최적의 LID요소기술적용 조합에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

지속적인 사회의 발전으로 인한 각종 오염물질들이 호소 및 저수지로 유입되고 있는 상황이다. 이러한 이유로 수질이 악화되어 부영양화 현상이 빈번히 발생되고 있다. 또한 전반적으로 호소의 수질평가는 유입되는 지류하천과 호소를 구분하여 수질을 평가하고 있으며 호소 및 유역특성을 고려한 종합적인 호소의 수질을 평가하는 연구는 이루어지고 있지 않다. 호소 및 저수지로 유입되는 오염물질들은 지속적으로 유입되는 지류하천 및 점오염원, 유역형상, 유역의 토지이용현황에 따라 많은 변화가 발생하지만 이러한 인자들을 고려하지 않고 각 호소 및 하천의 수질인자만을 가지고 평가하게 되면 향후 수질관리에 있어서 어려움이 발생될 것으로 판단된다. 그러므로 호소 및 유역의 전반적인 특성을 고려한 취약성 평가가 이루어져야 하며 저수지 및 호소로 유입되기 이전부터 수질관리가 되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 금강수계 17개 주요 호소를 대상으로 호소의 유지관리를 위하여 호소로 유입되는 이전 단계부터의 인자들을 고려한 호소의 위험도지수를 산정하였다. 위험도지수를 산정하기 위하여 본 연구에서는 PSR구조를 사용하였으며 PSR구조는 인간활동과 환경을 동시적으로 고려가 가능한 평가방법이다. PSR구조의 인자를 선정한 후 객관적으로 평가할 수 있는 기준으로 활용이 가능한 Entropy방법을 이용하여 각 인자별 가중치를 적용 후 저수지위험도지수를 산정하였다. 산정 결과 삽교호 및 금강하구언이 가장 높은 저수지 위험도지수를 나타내고 있어 가장 위험도가 높게 나타났다. 또한 간월호의 경우 다목적댐의 역할을 하고 있지만 17개 호소 중 7위의 우선순위를 보였다. 이러한 이유는 삽교호 및 금강하구언과 같이 해안 근처에 위치하고 있으며 유역개발로 인한 수질악화로 우선순위가 높게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 이수 및 취수의 역할을 가지는 다목적댐인 간월호 역시 빠른 수질개선이 필요하다고 판단된다. 향후 여러 방법을 통한 유역단위의 우선순위 결정이 필요하다고 판단되며 유역대상을 저수지 유역대상이 아닌 지류하천 유역대상으로 구분한 후 유역특성을 고려한 취약성 분석이 이루어진다면 장기적인 수질관리와 사전의 수질악화 원인 분석에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 2008년~2013년 “금강수계 환경기초조사사업”의 지원에 의해 수행되었음.

최근 기후변화로 인해 기온, 강수, 증발산 등의 수문순환 요소들이 과거와는 다르게 빠른 속도로 변하고 있다. 이러한 기후변화는 기온과 수온의 상승으로 인해 수자원 및 수질분야에 긍정적인 영향보다는 부정적인 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화가 미래 댐유역의 수질에 미치는 영향을 파악하기 위해 기후변화 시나리오를 적용, 강우-유출모형인 SWAT 모형을 이용하여 장기유출량을 산정하고, 유출량을 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)모형에 적용하여 기후변화에 따른 호소 내 시공간적 수질 거동을 파악하고자 한다. <br>본 연구의 대상지역으로는 섬진강 댐 상류유역인 운암호로 선정하였으며, 수질평가 항목으로 T-N, T-P를 선정하였다. 미래 섬진강 댐 유역의 수질변화를 살펴봄으로써, 향후 상수원의 취수 및 수질관리대책 수립 등을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

가축매몰지 인근 지하수 수질은 지하수 이용과 관련하여 많은 관심이 집중되고 있다. 한국 환경부에서는 지하수 수질 감시를 위하여 지하수 수질을 직접 측정하는 방법을 제시하고 있다. 이 방법은 수질분석에 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 관측지점이 수백개 이상인 경우에는 효율적인 모니터링이 어려울 수 있다. 금회 연구에서는 지하수의 전기 전도도를 매몰지에서의 지하수 수질 지표로 사용하는 방안을 제안하였다. 지하수 수질 수준을 판별하기 위하여 가축 매물지 근방의 장기적인 지하수 수질 측정자료를 통계학적인 방법으로 분석하여 지하수 수질 지표와의 상관관계를 도출하였고, 무선 통신망을 이용한 원격 모니터링 기법을 이용하여 보다 신속하게 지하수 상태를 감시할 수 있는 가능성을 제시하였다.

화산재의 낙진에 의한 농업산업의 피해를 평가하기 위해서는 화산재에 대한 시설물 및 원예작물의 취약도 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 화산재 낙진에 대해 원예특작시설물의 구조적 취약도와 원예작물의 생산성 취약도를 평가하였다.<br> 원예특작시설물에 대한 화산재 취약도는 FOSM(First Order Second Moment) 방법을 기초로 한 해석적 접근방법을 이용하여 평가되었다. 이 FOSM 방법은 화산재 하중의 확률분포와 구초실험 및 분석을 통해 얻은 시설물의 저장성능 확률분포를 비교하여 취약도가 평가되었다. 원예작물에 대해서는 전문가의 판단과 경험적 접근방법이 조합된 혼합적 접근방법을 이용하여 화산재 취약도가 평가되었다. 또한 본 연구에서는 평가한 모든 취약도를 GEV(Generalized Extreme Value) 분포의 변수들을 이용하여 최적화하였다.본 연구에서 평가하고 구축한 화산재에 대한 원예특작시설물과 원예작물의 취약도는 향후 발생할 수 있는 백두산 화산분화 시나리오에 대한 농업산업의 피해예측을 위해서 사용될 것이다.

유역의 물 환경을 분석하기 위해서는 수문관측 자료의 확보가 매우 중요하다. 그러나 유역의 수문 자료의 관측은 비용과 시간적인 문제도 존재하며, 정확한 관측이 어렵다는 문제 또한 존재한다. 따라서 유역의 물 환경을 분석하는데 필요한 수문 관측 자료가 부족한 상태에서는 수문반응을 간접적으로 표현할 수 있는 기후자료와 유역특성자료를 이용해야 된다. 이에 본 연구에서는 유역의 물 환경을 강수분할이라는 현상으로 대변하여 낙동강 유역의 강수분할에 기후 및 유역 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 이 때, 강수분할은 Horton 지수로 정량화하여 연구에 적용하였다. 낙동강 유역의 Horton 지수는 기후요소 중 강수량에 의해 그 대부분이 결정되고 있음을 파악하였다. 또한 강수량 뿐 만 아니라 유역특성까지 함께 고려하여 Horton 지수를 예측한 결과, 강수량만을 이용하여 Horton 지수를 예측한 경우보다 Horton 지수의 예측력이 개선되었다. 특히 강수량과 유역의 평균경사를 함께 고려한 Horton 지수를 예측하였을 때 가장 높은 예측력을 가졌다. 이를 통하여 낙동강 유역의 강수분할에 있어서 기후특성 뿐만 아니라 유역특성 또한 일정한 영향력을 가지고 있음을 확인하였다.

가뭄은 인위적인 용수공급 시스템이 잘 갖추어진 도시지역보다는 아직까지 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 비도시지역에서 더 빈번하게 느껴지며, 또한 가뭄은 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역에서 가장 먼저 발생된다. 본 연구에서는 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 일 단위로 실제 가뭄상황을 판단하는데 적용할 수 있는 실시간가뭄지수를 이용하였다. 실시간가뭄지수는 표준강수지수, 용수공급량 및 수요량의 실시간 자료를 활용하여 시/군/구 단위로 산정된다. 1980년부터 2012년까지 전국 164개 시/군을 대상으로 실시간가뭄지수를 산정한 결과, 과거 주요 가뭄사상을 비교적 잘 재현하고 있음에 따라 본 연구에서 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 실제 가뭄상황을 판단하는데 실시간가뭄지수를 이용하는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다.

비점오염원은 강우 유출수와 함께 유출되는 특성을 지니고 있어, 유역에서의 강우-유출 현상 및 이에 영향을 미치는 토지이용, 지형 및 지질, 유역의 형상, 강우특성 등을 고려한 관리 전략 수립이 필수적이다. 현재 수영강 유역에는 도시-주거지역에서 발생되는 비점오염원(거주민, 차량이동 등)과 강우시 하수의 차집관로 월류수로 인한 오염물질이 온천천 및 수영강 하천으로 유입되어 하천오염의 주원인으로 나타나고 있다. 이에 온천천의 비점오염물질에 의한 수질오염 예방의 효율적인 추진을 위하여 현재 우리나라에서 실무적으로 가장 많이 적용되고 있는 비점 해석 모형인 SWMM을 이용하여 각 배수분구 별 배출부하량 및 하수관거 월류에 대한 영향을 분석해 보았다.부산시 하수정비기본계획 상의 배수분구는 시가지와 산림이 혼합되어 있으며 면적 또한 대단히 크기 때문에 관리 유역선별 및 저감시설의 상세한 효과를 분석하기에는 어려움이 따른다. 따라서 배수분구를 세분화하여 소배수분구로 분할한 뒤 관망도와 인구조사 등을 통하여 SWMM 모형을 구축하였다. 또한 하수관거 월류수의 모의를 위해 Flow Divider 기능을 이용하여 하천으로 유입되는 합류식 관거와 하수처리장으로 유입되는 차집관거를 분류하여 모형에 반영하였다. 구축된 SWMM을 이용하여 소배수분구별 단위면적당 배출부하량 산정하고 Flow Divider 기능을 이용하여 차집관거에 대한 모의를 통해 하수관거 월류에 대한 분석을 진행하였다. 분석 결과 비점오염 배출 부하량의 경우 재송 1 소배수분구와 연산 1 소배수분구가 높은 부하량을 나타내었으며, 하수관거 월류수의 경우는 연산 1 소배수분구와 사직 5 소배수분구가 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 수영강 유역의 비점오염저감을 위해서는 비점오염 배출 부하량과 하수관거 월류수에 모두 많은 영향을 미치는 연산 1 소배수분구가 우선 관리가 필요할 것으로 판단된다.연산 1 소배수분구의 경우 현장 여건상 대규모 저류지나 비점오염저감 설비를 설치할 부지가 부족하기 때문에 LID 시설을 설치하는 것이 타당하다고 판단되어 LID 시설이 설치된다고 가정하여 그 영향을 분석해보았다. 추가적으로 수영강 본류의 경우 수영강의 지류인 석대천의 중상류 구간에 위치한 반송지역의 하수 유입에 의하여 수질이 악화되고 있으며 하류부에 위치한 반여도매시장에서 발생하는 비점오염물질들이 유입되고 있기 때문에 석대천-수영강 합류부에 비점오염저감저류지를 설치한다고 가정하여 그에 대한 영향 또한 분석해보았다. 이러한 분석결과들은 수영강 유역의 비점오염원의 계획 및 관리에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.