지속적인 개발과 도시화로 인하여 하천으로 유입되는 비점오염원의 비율 역시 점차 증가하는 추세이며 비점오염원이 수질악화에 미치는 영향은 점점 더 커지고 있다. 하천의 수질오염을 발생시키는 비점오염원 해결방안을 모색하고 있지만 도시화에 따른 수문현상변동 및 자연현상과 관련된 문제라 연구에 어려움이 많다. 본 연구에서는 기존의 총량원단위법과 달리 유역의 강우 및 도시화 특성과 처리장 운영자료를 활용하여 차별화된 비점오염원 산정 방법을 제시하였다. 하수처리장의 배수구역 내 관거시스템을 합류식으로 가정하여 강우 시 하수처리장의 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장 강우유입량, 하수처리장 우회유량(bypass) 및 하천 토구의 CSO의 3가지로 크게 구분하여 적용함으로써 오염부하량을 산정함으로써 오염총량 단위유역 및 하수처리구역의 관리를 위한 비교자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

This study evaluated the effect of water level of water resources on water quality in Ulsan. Two reservoirs, Sayeon Dam and Hoeya Dam, were selected and water quality of chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were analyzed from 2012 to 2014. And the characteristics of precipitation were also analyzed for 70 years (1945~2014) because runoff of non-point pollutant was strongly affected by precipitation. As a result, water deterioration of Sayeon Dam and Hoeya Dam were affected in accordance with lowering water level. For example, the concentrations of COD and TN was negatively correlated with the water level when the water level of Sayeon Dam was gradually decreased in 2013. The TN concentration was increased to 1.432 mg/L from 0.875 mg/L while the lowest water level of Sayeon Dam was recorded 45 m in 2014. Additionally the concentration of COD and TN was sensitively increased with 0.213 mg/L/m and 0.058 mg/L/m on account of non-point pollutant runoff. It is indicated that hereafter a control of non-point pollutant runoff is the critical factors to maintain water resources because the contribution of non-point pollutant is expected to increase due to the frequent heavy rain events. Therefore, it is necessary to map out a specific plan for non-point pollutant control based on analyses of runoff characteristics, water pollution sources and reduction plans in water pollutants and to establish a water modelling and database system as a preventive action plan.

도시화의 급격한 변화로 인한 불투수층의 증가는 도시 내의 강우유출수를 아무런 처리 없이 직접 도시 내에 유출되어 홍수, 첨두유량 증가 등의 문제점을 야기 시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 미국, 유럽, 우리나라 등 많은 국가에서 개발 전 자연이 가지고 있던 수문학적 기능을 최대한 유지하면서 개발 후 발생되는 비점오염물질을 효율적으로 관리하는 저영향 개발 기술을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시지역 물순환 관리 및 비점오염물질 저감에 기여하고자 저류와 침투가 가능한 식생체류지를 개발 및 평가하고자 수행되었다. 본 연구는 식생체류지의 물순환 및 비점오염물질 저감 능력을 평가하기 위하여 공주대학교 내 주차장에 설치된 식생체류지의 모니터링을 수행하였다. 모니터링한 수질시료는 수질오염공정시험법에 준하여 입자상물질, 유기물, 영양물질 및 중금속에 대한 분석을 수행하였다. 또한 첨두유량 발생시간 및 지체시간, 첨두유량 저감 및 물수지를 산정하여 물순환 효과를 분석하였다. 식생체류지 시설의 모니터링은 2013년 11월부터 현재까지 총 11회가 수행되었으며 모니터링 결과, 강우유출수의 발생시간은 식생체류지를 적용하기 전에 비하여 약 40min 지체되는 것으로 나타났다. 또한 첨두유량의 발생 시간은 시설 적용 전에 비하여 약 80min 이후에 발생하는 것으로 분석되었으며, 첨두유량은 약 0.3m3/min 저감되는 것으로 나타났다. 물수지 산정 결과, 시설 내 저류 및 침투되는 양은 90%로 높은 물순환 효과를 나타낸 것으로 분석 되었다. 비점오염물질 저감효율을 산정한 결과, 모든 오염물질에서 90% 이상으로 높은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 이는 여재부에서 일어나는 오염물질 저감 기작이 효과적으로 작용되는 것으로 판단된다.

The Ministry of Environment (MOE) has made more effort in managing point source pollution rather than in nonpoint source pollution in order to improve water quality of the four major rivers. However, it would be difficult to meet water quality targets solely by managing the point source pollution. As a result of the comprehensive measures established in 2004 under the leadership of the Prime Minister’s Office, a variety of policies such as the designation of control areas to manage nonpoint source pollution are now in place. Various action plans to manage nonpoint source pollution have been implemented in the Soyang-dam watershed as one of the control areas designed in 2007. However, there are no tools to comprehensively assess the effectiveness of the action plans. Therefore, this study would assess the action plans (especially, BMPs) designed to manage Soyang-dam watershed with the WinHSPF and the CE-QUAL-W2. To this end, we simulated the rainfall-runoff and the water quality (SS) of the watershed and the reservoir after conducting model calibration and the model validation. As the results of the calibration for the WinHSPF, the determination coefficient (R2) for the flow (Q, m3/s) was 0.87 and the R2 for the SS was 0.78. As the results of the validation, the former was 0.78 and the latter was 0.67. The results seem to be acceptable. Similarly, the calibration results of the CE-QUAL-W2 showed that the RMSE for the water level was 1.08 and the RMSE for the SS was 1.11. The validation results(RMSE) of the water level was 1.86 and the SS was 1.86. Based on the daily simulation results, the water quality target (turbidity 50 NTU) was not exceeded for 2009∼2011, as results of maximum turbidity in '09, '10, and '11 were 3.1, 2.5, 5.6 NTU, respectively. The maximum turbidity in the years with the maximum, the minimum, and the average of yearly precipitation (1982∼2011) were 15.5, 7.8, and 9.0, respectively, and therefore the water quality target was satisfied. It was discharged high turbidity at Inbuk, Gaa, Naerin, Gwidun, Woogak, Jeongja watershed resulting of the maximum turbidity by sub-basins in 3years(2009∼2011). The results indicated that the water quality target for the nonpoint source pollution management should be changed and management area should be adjusted and reduced.

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.

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.

최근에 불투수층의 증가로 인하여 표면의 저류량이 감소하고 첨두유출과 전체 유출량은 증가한다. 첨두유출과 첨두유출 도달시간이 빨라지게 되면 홍수 발생률이 증가하여 도시유역의 피해를 증가시키며, 토양으로 침투되는 우수량이 감소하여 지하수위가 하강하게 되고 도시하천이 마르는 건천화가 진행되어 유역의 물 순환이 악화된다. 또한 하천 수질 오염의 원인은 점오염원과 비점오염원 등이 있는데, 비점오염원에 의한 오염이 점점 커져가는 양상이다. 이러한 이유는 도시유역이 지속적인 개발로 인해 불투수율이 증가하게 되어 초기강우에 오염물질이 하천으로 유입되고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 도시유역의 물순환 회복을 위한 투수성 포장 효과를 분석하며, 투수성 포장의 비점저감 효과 및 첨두유량 감소 효과를 분석하고자 한다. 도시유역 유출 모델인 SWMM을 이용하여 단기 유출 모의를 통하여 투수성 포장의 효과를 분석하였다.

The objective of this research was to develop a relational database management system(RDBMS) to collect, manage and analyze data on agricultural non-point source(NPS) pollution. The system consists of the relational database for agricultural NPS data and data process modules. The data process modules were composed of four sub-modules for data input, management, analysis, and output. The data collected from the watershed of the upper Cheongmi stream and Geunsam-Ri were used in this study. The database was constructed using Apache Derby with meteorological, hydrological, water quality, and soil characteristics. Agricultural NPS-Data Management System(ANPS-DMS) was developed using Oracle Java. The system developed in this study can deal with a variety of agricultural NPS data and is expected to provide an appropriate data management tool for agricultural NPS studies.

This study was to investigate the runoff characteristics of non-point pollutants source at the urban area in Suwon city. The highest T-N and T-P concentration of rainfall runoff observed in agricultural area. In residential area, the highest BOD5 and SS concentration of rainfall runoff was investigated. During rainfall events, the peak concentrations of SS and BOD5 were observed after 1~2 hours of rainfall in urban area. Whereas, the peak concentrations occurred within 1~2 hours after rainfall and then the highest concentrations of SS and BOD5 sharply decreased, showing strong first flush effect in urban area. The EMC results indicated that the highest value of T-N and T-P in agricultural area was observed. While residential area was shown the lowest EMC value as T-N and T-P. Non-point pollutant loads on the land use types in urban area were investigated in the order of residential>industrial>agricultural>highway. BOD5 and SS loads on urban watershed were investigated in the order of Suwon>Hwangguji>Seoho>Wonchunri. Whereas, T-N and T-P loads on urban watershed were investigated in the order of Hwangguji>Suwon>Wonchunri>Seho.

In this study, non-point source(NPS) contribution was investigated based on flow rates and water qualities of streams into the lake during rainfall events. Event mean concentration(EMC) and the pollution loads were calculated to establish a database for NPS control measurement in the survey area, and so on. The runoff characteristics of NPS were investigated and estimated on the basis of the ratio of an agricultural to forest area in the stream of sub-catch basin during rainfall events. Non-point source pollution loads were also calculated to establish a database for NPS control measure in the upstream lake Chinyang. At a rainfall event, BOD concentrations rise sharply at the early peak time of runoff, however, peaks of TSS concentration were observed at the similar time of peak flow. This was a phenomenon shown at the watersheds caused by forest and geological types. The discharged EMC range was 2.9-4.8 mg/L in terms of BOD. The discharged EMC range was 6.2-8.2 mg/L in terms of SS. The discharged EMCs of T-N and T-P were 1.4-2.5 mg/L and 0.059-0.233 mg/L, respectively. Total BOD loading rate through the 3 tributaries to the lake Chinyang was 1,136 kg/d during dry weather. The upper watershed area of the Nam-river dam in this study was divided into 14 catchment basins based on the Korean guideline for total maximum daily load(TMDL) of water quality pollutants. The higher the agricultural land-use ratio, the more NPS loading rate discharged, but the more occupied a forest area, the lower more NPS loading rate discharged. In an agricultural land-use area more than 20%, the increase of NPS loadings might be dramatically diffused by increasing the integrated complex-use like vinyl-house facilities and fertilizer use etc. according to the effective land-use utilization. The NPS loading rates were BOD 0.3 kg/ha․day, SS 0.21 kg/ha․day, TN 0.02 kg/ha․day, TP 0.005 kg/ha․day under less than 10% agricultural land-use. In agricultural land-use of 20%-50%, these values were investigated in the range of 0.32 kg/ha․day-0.73 kg/ha․day for BOD, 0.92 kg/ha․day-3.32 kg/ha․day for SS, 0.70 kg/ha․day-0.90 kg/ha․day TN, 0.03 kg/ha․day-0.044 kg/ha․day for TP.

This study analyzed the characteristics of stormwater runoff by rainfall type in orchard areas and transportation areas for 2 years(2010~2011year). Effluents were monitored to calculate the Event Mean Concentrations(EMCs) and runoff loads of each pollutant. The pollutant EMCs by volume of stormwater runoff showed the ranges of BOD 0.9~13.6 ㎎/L, COD 13.7~45.2 ㎎/L, SS 4.1~236.4 ㎎/L, T-N 2.123~21.111 ㎎/L, T-P 0.495~2.214 ㎎/L in the orchard areas, and was calculated as BOD 2.3~22.5㎎ /L, COD 4.4~91.1 ㎎/L, SS 4.3~138.3 ㎎/L, T-N 0.700~13.500 ㎎/L, T-P 0.082~1.345 ㎎/L in the transportation areas. The correlation coefficient of determination in the orchard area was investigated in the order of Total Rainfall(0.81) > Total Runoff(0.76) > Rainfall Intensity(0.56) > Rainfall Duration(0.46) > Antecedent Dry Days(0.27). Also, in the case of the transportation area was investigated in the order of Total Rainfall (0.55) > Total Runoff(0.54) > Rainfall Intensity(0.53) > Rainfall Duration(0.24) > Antecedent Dry Days(0.14). As the result, comparing valuables relating to runoff of non-pollutant source between orchard areas and transportation areas, orchard area(R2 ≥ 0.5 : X3, X4, X5) was investigated to have more influence of diverse independent valuables compared to the transportation area(R2 ≥ 0.5 : X3, X4) and the difference of discharge influence factor by the land characteristics appeared apparently.

도로는 포장지역으로 불투수율이 높고 차량의 운행으로 인하여 비점오염물질의 축적이 큰 토지이용이다. 도로는 대부분 수계와 연관되어 강우시 처리되지 않은 비점오염물질 및 첨두유량으로 인하여 환경수리학적 문제를 야기하여 수생태계에 악영향을 미친다. 이에 미국, 유럽 및 일본을 비롯한 선진국에서는 각종 수리학적 문제를 해결하기 위하여 환경 친화적인 기술을 개발, 저영향개발 기술 (Low Impact Development) 기술을 적용함으로써 도시내 건전한 물순환 구축 및 수생태 보전을 위한 효율적인 유역관리를 하고 있다. 이러한 기술은 강우유출수의 유출을 지연시켜 개발 이전의 지역이 가지고 있던 수리학적 기능을 최대한 흉내 내는 효율적 유역관리로 도시개발사업 등에 적용되어 지고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시지역 물순환 시스템의 왜곡 및 수생태계 복원을 위하여 저류 및 여과 기작이 적용된 도로 LID 기술을 개발하고자 수행되었으며, 현장에 적용된 1.4m×1.4m×2.0m (L×W×H) 규모의 Test-bed를 통하여 수목여과시설에 대한 평가를 실시하였다. 본 연구를 통하여 수목여과시설의 비점오염저감 능력에 대한 평가 결과, 10mm 이하의 소규모 강우에서는 대부분의 비점오염물질 항목에서 유입량 대비 70% 이상의 저감되었고, 10mm 이상의 대규모 강우의 경우 40% 이상의 저감효율을 나타내는 것으로 조사되었다. 또한 물순환 기여도 평가를 통하여 10mm 이하의 소규모 강우가 발생할 시 유입수의 73.7%가 시설 내 저류되었으며 10mm 이상의 큰 강우 발생 시에도 유입수의 30.7%가 저류되어 물순환 기여에 도움이 되는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구의 수목여과시설이 도로에 적용시 비점오염물질의 유출 저감에 기여하여 개발과 환경이 공존될 수 있으며 도시내 물 보유를 높여 자연적인 물순환에 기여 할 수 있을 것으로 판단된다.

우리나라는 기상학적으로 연중 총강수량의 약 2/3가 6~9월에 편중해서 내리고 있고, 지형적으로 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 경사가급해 수해를 입을 가능성이매우 크다. 또한 산업화 및 도시화로인해 불투수층의 증가로 강수량의 대부분이 직접유출로 기여해 강우초기에 노면상의 오염물질을 급속히 하천으로 이동시켜 오염을 가중시키고 있다. 특히 위락시설지역은 도시화에 따른 인구집중으로 지역민들에게 휴식공간 및 공원기능의 제공으로 비점오염원의 이동능력도 증

Pollutants from urban pavement consists various kinds of substances which are originated from dry deposition, a grind out tire, corrosive action of rain to pavement and facilities and raw materials of the road etc.. These are major pollutants of urban NPS (Non-point source) during rainfall period. However there is not enough information to control such pollutants for appropriate management of natural water quality. In this study of transportation areas, three monitoring stations were set up at trunk road, urban highway and national road in Gyeongnam province. Runoff flow rate was measured at every 15minutes by automatic flow meters installed at the end of storm sewer pipe within the road catchment area for water quality analysis. Data was collected every 15 minutes for initial two hours of rainfall. Additional samples were collected 1-4 hours interval till the end of rainfall. The monitoring parameters were CODMn, SS, T-N & T-P and heavy metals. The average EMCs of TSS and CODMn were 62.0 mg/L and 24.2 mg/L on the city trunk road, which were higher than those of urban highway and national road, indicating higher pollutant loads due to activities in the city downtown area beside the vehicle. On the other hand, the average EMC of T-N and T-P were in the range of 2.67-3.23 mg/L and 0.19-3.21 mg/L for all the sampling sites. Heavy metals from the roads were mainly Fe, Zn, Cu and Mn, showing variable EMCs by the type of road. From the TSS wash-off analysis in terms of FF(first flush) index, first flush phenomenon was clearly observed in the trunk road(FF : 0.89-1.43). However, such mass delivery behavior was not apparently shown in urban highway(FF : 0.90-1.11) and national road(FF : 0.81-1.41).

최근 들어 도시화와 이상기후의 영향으로 유역에서의 유출특성과 오염물질 발생특성도 변화하고 있고 이에 따라 정교한 유역 수질분석이 요구되고 있다. 유역의 비점오염원 관리를 위하여 충분조건을 갖추어야 할 정량분석이 선행되어야 하나 점오염원 관리와 달리 자연 내의 복잡한 현상을 반영하여야 하기 때문에 비점오염원의 정량화 해석에 어려움을 겪어왔다. 강우 및 유출량 관계와 덧붙여 오염물질이 하천수질에 영향을 미치기까지 도달시간 해석 및 점오염원과 비점 오염원의

Road runoff, one of non-point source pollutants, contains various heavy metals, most of which flow into discharge waters without being treated. The mechanism of removing the heavy metals in water is similar to that of removing micro-particles. Therefore, it is considered that it is possible to remove a lot of the heavy metals contained in the road runoff by filtering or absorbing them. In this paper, performed has been a basic study on the characteristics of UNFS (Up Flow Non-Point Source Filtering System) using carbide pellet and zeolite pellet as double-layer filtering mediums to treat the road runoff. The removal rate with filtering and absorption time has been shown as follows: 29.0% for Cr; 27.8% for Cd; 25.7% for Fe; 25.4% for Co; 21.2% for Pb; 19.6% for Zn; 18.2% for Al; 17.0% for Mn; 11.3% for Ni; 7.5% for Cu. The overall removal rate according to influx change has been shown to be approximately 30%, and the load of heavy metals flowing out in initial precipitation could be reduced by using carbide as a recycling filtering medium. When the removal as coarse particles settle is added up, it is expected that UNFS will result in a higher removal rate.

The runoff characteristics of non-point source pollutions in the municipal area of Jeonju were investigated and analyzed by using the SWMM (Storm Water Management Model). The flow rates and water qualities of runoff from two types of drainage conduits were measured respectively. One was a conventional combined sewer system and the other was a separated sewer system constructed recently. From August to November in 2004, investigations on two rainfall events were performed and flow rate, pH, BOD, COD, SS, T-N and T-P were measured. These data were also used for model calibration. On the basis of the measured data and the simulation results by SWMM, it is reported that 80-90% of pollution load is discharged in the early-stage storm runoff. Therefore, initial 10-30 mm of rainfall should be controlled effectively for the optimal treatment of non-point source pollution in urban area. Also, it was shown that the SWMM model was suitable for the management of non-point source pollution in the urban area and for the analysis of runoff characteristics of pollutant loads.

The present study investigated runoff characteristics of non-point pollutants and discharge load amount according to the land utilization in Yeinam river basin. The land utilization of target basin was divided into paddy field, dry field, forest, residential area and composition area. The study on the runoff characteristics of non-point pollutants by rainfall-runoff process showed that COD, SS and T-P had the first-flushing effect with relatively high concentration in early-stage of the rainfall-runoff process, but the T-P revealed similar runoff characteristics. Event Mean Concentration(EMC) of BOD and COD according to the land utilization revealed the range of 3.11～15.50mg/L and 3.37～33.42mg/L, and the highest concentration of EMC corresponding to BOD and COD was detected in the paddy field. The EMC of SS showed 1.7～305.02mg/L and it's highest concentration was found in the dry field. The EMC of T-N and T-P represented the highest concentration in the paddy field and dry field with range of 0.91～8.76mg/L and 0.02～0.44mg/L.