Daechung Reservoir has been suffering from severe cyanobacterial blooming periodically due to the water pollutants from the watershed, especially nutrients from nonpoint sources. As a countermeasure, an artificial wetland was constructed to mitigate the pollutant load from the watershed by utilizing the vegetation. We investigated the water quality of the influent and outflow of the wetland during years 2014~2020 to evaluate the performance of pollutant removal through the wetland. Major pollutants (e.g. BOD, COD, SS, T-N, and T-P) were largely reduced during the retention in the wetland while nutrients removal was more efficient than that of organic matters. Pollutant removal efficiency for different inflow concentrations was also investigated to estimate the wetland’s capability as a way of managing nonpoint sources. The efficiency of water treatment was significantly higher when inflow concentrations were above 75th percentile for all pollutant, implying the wetland can be applied to the pre-treatment of high pollution load including initial rainfall runoff. Furthermore, the yearly variation of removal efficiency for seven years was analyzed to better understand long-term trends in water treatment of the wetland. The annual treatment efficiency of T-P was very high in the early stages of vegetation growth with high concentration of inflow water. However, it was confirmed that the concentration of inflow water decreased, vegetation stabilized, and the treatment efficiency gradually decreased as the soil was saturated. The findings of the study suggest that artificial wetlands can be an effective method for controlling harmful algal blooms by alleviating pollutant load from the tributaries of Daechung Reservoir.

In this study, the loading rates (or emission rate) and concentrations of air pollutants (ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, methane, nitrous oxide, and particulate matter (PM2.5, PM10 and TSP)) emitted from a naturally ventilated dairy facility were analyzed and compared to enable a better understanding that are in close proximity to each other, air pollution status. In general, the pollution patterns should be similar in measurement sites that are in close proximity to each other, and this hypothesis was fundamental to our approach in this study. For the comparison in nearby different sites, monitoring points were located at inside (source site) and outside the dairy building (ambient site), and concentrations and wind velocity were simultaneously monitored in real time. The patterns of PM2.5 emission rate and loading rate were similar in the source site and the ambient site which was consist with the hypothesis, while the PM2.5 mass concentration were not similar in both sites. As well as PM2.5, the emission rates (source site) of gaseous carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O) were highly correlated to their loading rates (ambient site), while the concentrations of CO2 and N2O were not similar. Therefore, wind velocity, which is included in the emission or loading rate, should be simultaneously monitored with the concentration at the same measurement points for better understanding of the air pollution status.

본 연구는 수질오염 및 비점오염에 대한 일반인들의 의식을 알아보고, 비점오염 저감을 위한 교육의 필요성과 참여의 사 등을 파악함으로써 비점오염 예방과 관리에 있어 일반인들의 참여를 이끌고자 수행되었다. 이를 위해, Onpanel에 가입된 전국 20대 이상 성인 남녀 1,000명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문의 구성은 수질오염 인식현황, 비점오염 예방활동, 비점오염 예방을 위한 대책마련, 비점오염원 저감을 위한 국민교육 필요성, 홍보 및 캠페인 참여의 식, 비점오염 저감을 위한 조직 활성화 방안 등으로 구성하였다. 설문조사 결과 응답자들의 수질오염에 대한 관심도가 높게 나타났으며 특히 비점오염 관심도는 연령, 학력, 소득이 높을수록 더욱 높은 관심도를 보여 비점오염원에 대한 홍보·교육의 실효성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 비점오염에 대한 관심도, 정보, 교육, 저감활동 관련 경험이 많을수록 비점오염 저감교육의 효과를 긍정적으로 인식하였으며, 비점오염 저감교육의 효과를 긍정적으로 인식할수록 교육 참여의사가 높은 것으로 나타났다. 따라서 비점오염의 관리를 위해서는 국민의 공감대 형성이 반드시 필요하며, 비점오염 관련 정보, 교육, 저감활동에 대한 참여경험을 높이는 시민 활동 프로그램의 공급과 쉽고 전달력 강한 홍보가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

Urban areas (residential, commercial, transportation), each of the points during the same rainfall in the same area, this study was evaluated by a survey to find out the basic data and the characteristics of non-point pollution on local characteristics was performed. To evaluate and compare a non-point source pollution concentrations. The conclusion of this study was to know the influence of non-point pollutants in initial rainfall. There was a difference during the same point was compared. The pollution levels were differences in the point-specific characteristics, the same point compared by rainfall when rainfall is low, the contaminant concentrations were high. Finally, when compared to the number of rainy days. The shorter the number of rainy days, the non-point pollutants were high.

In this study, we suggested 4 plans to reduce non-point pollutant sources in Dongcheon and analyzed their controlling effects by water quality modeling, XP-SWMM. To do this we identified the influx of non-point pollutant sources to the initial rainwater through the water quality survey in the river and analyzed the causes of them at major locations, and suggested 4 kinds of plans reducing non-point pollutant sources. Plans reducing the non-point pollutant sources through cleaning the industrial road around the river(plan A), through a separate treatment facilities like the gutter(plan B), through installing treatement facilities(plan C), or through combing plan B and C(plan D) were analyzed using XP-SWMM model. The analysis showed that plan A, B, C and D reduced non-point pollutant sources average 21.7 %, 24.7 %, 49.3 %, 56.7 % respectively. Therefore, the water quality pollution in Dongcheon due to the influx of non-point pollutant sources is considered to be reduced effectively though cleaning the road, installed at the exits of paddy or factory basins, invasion type facilities or equipment-type facilities.

하천 수생태계 보전을 위하여 점오염원(Point Source)의 관리가 장기적으로 추진되었음에도 불구하고, 강우 시 유출되는 비점오염원(Non-point Source) 관리에 대한 인식부족으로 4대강의 수질 개선이 이루 어지지 않고 있는 실정이다. 환경부는 2007년 이후 법률 개정을 시작으로 비점오염원 관리를 지속적으로 추진하고 있으며, 향후 관리지역 확대, 규제 오염물질 다양화 등 비점오염 관련 법률을 더욱 강화할 것으로 예상된다. 특히 비점오염원 중 도로는 포장률이 높아 강우 유출률이 높을 뿐만 아니라 오염물질의 종류가 다양하여 하천오염의 주요 원인으로 지목되고 있어 도로 비점오염원의 체계적인 관리방안의 수립이 시급한 실정이다. 현재 고속도로 비점오염원 관리를 위하여 신규노선 및 상수도보호구역 도로를 중심으로 비점오염저감 시설을 설치·운영 중에 있는데, 2013년 기준으로 고속도로에만 268개의 비점오염저감시설을 설치 가동하고 있으며, 2013년 이후 1,085개 정도를 추가 설치할 계획이다. 또한 신규노선 및 기존 수질보호 구간을 고려할 때 많은 수의 비점시설이 설치될 것으로 예상된다. 따라서 고속도로 비점오염원의 효율적 관리를 위해서는 첫째, 강우 시 유출되는 오염물질에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 강우특성, 포장특성, 교통량, 지역조건 등 다양한 원인에 의하여 비점오염물질의 유출 특성이 달라지므로 여러 인자가 고려된 통계학적 분석을 통해 오염물질의 적정 농도를 도출하는 것은 매우 중요하다. 둘째 도로 비점오염물질의 유출 특성에 적합한 저감시설의 선택이 필요하다. 도로 오염물질은 차량 운행과 밀접한 관계가 있으므로 유기오염 물질보다는 유류 및 중금속류에 대한 오염이 우려되므로 충분한 선행 검토가 필요하다. 도로는 유역면적이 좁아 초기 유출시간이 빠르고 초기오염 유출 농도가 높은 특징을 가지고 있으므로 이를 고려한 시설을 선정해야 한다. 셋째 유지관리의 용이성을 고려 한 비점저감시설의 선정이 필요하다. 다양한 비점오염저감기술이 존재하나 도로의 경우 선형사업이여서 주변 보유부지 확보가 곤란한 경우가 있고, 유지관리를 하기에 매우 불리한 조건이다. 따라서 유지관리가 용이하고 비용절감 효과가 우수한 시설을 선정하여 설치하는 것이 매우 중요하다. 향후에는 도로 비점오염원 관리 방향을 사후처리 관점에서 사전예방 관점으로 변경하여야 할 것이다. 예방적 비점관리 방법으로는 저영향개발(LID, Low Impact Development), 도로청소, 차량 및 포장 개선 등이 있는데, 이러한 관리 기술에 대해서는 지속적인 연구 및 적용성 평가 등이 요구된다.

In this study, non-point pollution sources in the Yeongsan river basin are analyzed; then, the priority regions (areas divided on a small scale) of management are selected for efficient water management of the Seungcheon and Jooksan reservoirs, which were constructed as one of the 4 major rivers restoration projects. The priority regions are decided by using the criteria of the excessive rate of target water quality, non-point pollution load per unit area, total TP load and down flow distance. The results of this study are as follows. The upper 10% of the priority regions for non-point pollution management includes YB15, YB05, YB10, YB24, YB14 and YB11 for the Seungcheon reservoir watershed, and YC24, YC25, YC30, YC34, YC22 and YC17 for the Jooksan reservoir watershed. However, a few regions in each of the Seungcheon and Jooksan reservoirs need to be selected in higher order, and the non-point pollution removal facilities in the regions need to be installed with respect to budget, urgent matter, and so on.

본 연구는 도시지역 도로측구 등에 설치할 비점오염원의 정화장치 개발을 위해 여과재의 개발에 연구의 초점을 맞추었다. 필터는 다양한 미세기공을 갖고 있어 물리적 흡착능력이 뛰어나며, 결정 구조 안에 다양한 양이온이 배위되어 있어 화학적 흡착이 탁월한, 다공성 점토광물을 직경 3mm 볼 형태로 제작하였다. 성형한 필터에 도시지역 강우 직후 발생한 오염 원수를 통과시켜 SS, COD, T-P, T-N의 제거 능력을 폐수정화에 흔히 이용되는 첨착활성탄(Impregnated Activated Carbon) 필터와 비교 분석하였다. 다공성 점토광물 필터와 첨착활성탄 필터의 T-N과 T-P 여과능력은 거의 차이가 없음을 알 수 있었다.

최근 비점오염원에 대한 관심이 높아지면서, 환경부 및 유관단체를 중심으로 노면 유출수를 포함한 비점오염원(Non point source)에 대한 현황 조사 및 처리 방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 고속도로 휴게소 주차장 노면 유출수는 고속도로 본선 노면 유출수보다 유해물질 오염도가 높을 것으로 예상되어, 본 연구는 이 지역의 노면 유출수 오염도 조사를 통해 유출수 평가 및 노면 유출수 저감시설의 저감효과를 분석하여 휴게소 노면유출수 관리방안을 수립하는 것을 목적으로 하고 있다. 휴게소지점에 대한 강우 유출수 분석 결과 포장지역의 특성인 초기강우현상을 볼 수 있었으며, 강우초기에 입자상물질은 중금속과 결합하여 다량 유출되는 특성을 나타내었다. 휴게소 지점의 강우유출수에 대한 오염물질별 EMC에 대한 95% 확신범위로는 TSS 128.2-273.4mg/L, COD 145.4-310.1mg/L, TN 6.1-11mg/L, TP 1.9-2.9mg/L의 범위로 분석되어 고속도로에서 유출되는 강우유출수와 비슷한 수준으로 유출되는 것으로 분석되었으나, 중금속의 경우 고속도로에 비해 고농도의 중금속이 유출되는 것으로 나타났는데, 이것은 차량 정차시 브레이크 패드나 타이어의 마모등에 의한 것으로 판단된다. 휴게소지점에 대한 면적당 발생되는 부하량 통계분석결과, TSS의 평균 부하량은 1411.6mg/m2로 산정되었으며, COD 709.7mg/m2, TN 44.0mg/m2, TP 10.4mg/m2로 산정되었다. 중금속의 경우 Total Cu 12927.4μg/m2, Total Fe 32074.4μg/m2, Total Pb 40371μg/m2, Total Ni 10679.2μg/m2로 산정되었다.

비점오염원으로부터 오염된 소하천에서 영양염류를 제거하기 위하여 식물플랑크톤 배양 장치를 설치하고 운영하였다. 식물플랑크톤 배양조에서 식물플랑크톤 정치배양 결과, 식물플랑크톤의 연속배양을 위한 배양조의 체류시간을 3일로 결정하였으며 TP는 70%, TN은 44%가 제거됨을 확인하였다. 연속배양 결과 45일 동안 배양조에 유입된 TP의 53.9%, TN의 53.1%가 식물플랑크톤에 의한 흡수와 슬러지로 제거되었다. 식물플랑크톤이 성장하면서 배양조의 pH와 용존산소농도는 각각 평균 10.8, 16mg L-1이었다. 결국 비점오염원에 오염된 하천수의 영양 염류는 식물플랑크톤의 사체와 화학반응으로 생성된 침전물로 제거되었다. 비교적 설치가 간단하고 경제성이 높은 식물플랑크톤 배양법의 높은 현장적용 가능성을 확인하였다.

Non-point source pollutants have characteristics the render them difficult to manage owing to the uncertainty of flow paths. As agricultural non-point sources account for more than 57% of non-point source pollutants, the necessity for management is increasing. This study examines the possibility of utilizing land cover maps to suggest a more appropriate method of setting management priority for agricultural non-point sources in the Daecheong Lake area and draws implications by comparing the results derived using the cadastral map, as mentioned in the TMDL Basic Policy. To define the prioritized areas for management, the pollution load was calculated for each subbasin using the formula from the TMDL technical guidelines. As a result, the difference in the average pollution load between the land cover map and cadastral map ranged from 11.6% to 21% among the subbasins. In almost all subbasins, there were differences in the ranking of management priorities depending on the land information that was used. In addition, it was found that it was reasonable to use the level 3 land cover map to calculate the load generated by the land system for examining the implementation goals and methods of each data and comparing them with satellite images.

본 연구는 도시·산업지역의 넓은 불투수 지역뿐만 아니라 좁은 지역의 도로·교량이 통과되는 하천유역에서 발생되는 비점오염원을 초기우수로부 터 저감시킴으로써 하천수질의 오염을 줄일 수 있는 저감장치를 개발하여 실용화하고자 한다. 이를 위해 본 연구의 선행연구에서 취득한 자료를 기반으로 현장 성능시험용 저감장치를 개발하여 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 총질소(T-N)와 부유물질(SS)의 저감효율에 대한 성능시험을 실시하였다. 성능분석 결과는 시간구간별 시험항목의 분석에서 그 성능이 우수한 것으로 확인되었다. 그 결과는 국립환경 과학원에서 제안한 비점오염 저감시설의 요구 저감효율을 충족시키는 것으로 나타나 실무활용이 가능할 것이다.

The objective of this study was to investigate non-point sources (NPS) pollution and prioritize management areas affected by NPS pollution in the Saemangeum Watershed. AHP (Analytical Hierarchy Process) technique was selected to prioritize sub-watersheds for effectively managing NPS pollution in this study areas. Generation properties of NPS pollution, discharge properties of NPS pollution, and runoff properties of NPS pollution were selected and set for AHP. Weighted descriptors including indicators like numbers of livestock, land- and livestock-system loads, rainfall, and impervious area ratio were generalized from 0 to 1 and multiply each index based on screened 17 survey data. The results were visualized as maps which enable resource managers to identify sub-watersheds for effective improving water quality. The sub-watersheds located in Gongdeok-Myeon, Yongji-Myeon, Hwangsan-Myeon of Gimje-Si were selected for managing NPS pollution control areas. This result presented that these sub-watershed are more affected by the pollution from livestock-system than from land-system. The finding from this study can be used to screen sub-watersheds that need further assessment by managers and decision-makers within the study area.

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.

The MFFn(Mass first flush), EMCs(Event mean concentrations) and runoff loads were analyzed for various rainy events(monitoring data from 2011 to 2012) in transportation area(rail road in station). The pollutant EMCs by volume of stormwater runoff showed the BOD5 9.6 ㎎/L, COD 29.9 ㎎/L, SS 16.7 ㎎/L, T-N 3.271 ㎎/L, T-P 0.269 ㎎/L in the transportation areas(Railroad in station). The average pollutant loading by unit area of stormwater runoff showed the BOD5 27.26 kg/㎢, COD 92.55 kg/㎢, SS 50.35 kg/㎢, T-N 10.13 kg/㎢ and T-P 10.13 kg/㎢ in the transportation areas. Estimated NCL-curve(Normalized cumulated-curve) was evaluated by comparison with observed MFFn. MFFn was estimated by varying n-value from 10% to 90% on the rainy events. The n-value increases, MFFn is closed to '1'. As time passed, the rainfall runoff was getting similar to ratio of pollutants accumulation. The result of a measure of the strength of the linear relationship between observed data and expected data under model was good.

지난 반세기 동안 무분별한 산업 활동과 도시화로 인하여 유역환경은 심각하게 훼손 되었다. 이러한 도시화로 인하여 2010년을 기준으로 4대강 평균 총 배출부하량의 69.3%가 비점오염[non-point source(NPS)pollutants]으로 인한 것으로 조사 된바있다. 이를 관리하기 위한 요구는 증대되고 있으나 정량적으로 유역환경을 예측하여 판단하기 위한 시스템은 부족한 실정이다. 따라서 본연구에서는 영산강유역 환경을 판단함에 있어 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fotran)모델의 모의를 통하여 국내 적합성 검토에 관한 연구를 수행하였다. 그 후 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fotran)모델을 이용하여 강우 특성에 따른 유역내 분포하는 비점오염원 발생량의 공간적 시간적 분포에 관한 연구를 수행하였다. 그 결과 영산강유역 환경을 모의 함에 있어 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fotran)모델이 적합한 모델이라 판단 되었으며, 이를 통하여 영산강 유역의 4대강 사업 이전과 이후 사상에 대한 비점오염부하에 대한 정량적인 평가를 실시 하였다.