국내 최대 간척지인 새만금 방조제 내부에는 간척토지 28,300ha가 조성되어 있으며 이 중 30% 용지를 농업용지로 활용하는 계획이 수립되었다. 농업용지의 토지이용 계획이 당초 수도작 운영계획에서 전작 위주 토지이용 계획으로 변경되면서 논과 밭은 영농 및 용수체계가 다르므로 이에 대한 용수체계 및 유입 부하량 변화에 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전작화에 따라 새만금 농업용지 특성에 부합하는 작부체계를 고려하여 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교·분석하고자 하였다. 새만금 농생명용지 토지이용계획 및 이에 따른 작부·용수체계를 반영하기 위해 농업용지의 특성에 부합하는 합리적인 작부시나리오를 제안하였으며 이를 적용하여 최신 구축된 HSPF 모델링시스템을 적용하여 평가하였다. 주요 결과로는 전작운영 여건을 고려하여 새만금 지역의 기상조건에 적합한 작부체계 시나리오를 고안하여 채소작물, 사료작물, 식량작물로 구성된 이모작 작부체계 를 제안하였다. 또한, 제안된 작부체계를 반영하여 새만금 농생명 용지 전작화에 따른 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교한 결과 BOD와 TN 농도는 증가하지만 배출부하량은 감소하고, TP의 경우 농도와 부하량 모두 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 새만금 농생명용지 토지이용 구상에 따른 오염부하량 산정을 통한 새만금호 수질환경문제와 경제성을 고려한 합리적이고 지속가능한 토지이용계획을 수립할 수 있으며, 새만금호 수질보전을 위한 유역관리대책의 정밀한 평가 보완필요성 검토를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Two climate change scenarios, the RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and the RCP 8.5 in the fifth Assessment Report (AR5) by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), were applied in the Yocheon basin area using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to estimate changes in flow rates and pollutant loadings in the future. Field stream flow rate data in Songdong station and water quality data in Yocheon-1 station between 2013~2015 were used for model calibration. While R2 value of flow rate calibration was 0.85 and R2 value of water qualities were in the 0.12~0.43 range. The total study period was divided into 4 sub periods as 2030s (2016~2040), 2050s (2041~2070) and 2080s (2071~2100). The predicted results of flow rates and water quality concentrations were compared with results in calibrated periods, 2015s (2013~2015). In both RCP scenarios, flow rate and TSS (Total Suspended Solid) loadings were estimated to be in increasing trend while TN (Total Nitrogen) and TP (Total Phosphorus) loadings showed decreasing patterns. Also, flow rates and pollutant loadings showed larger differences between the maximum and the minimum values in RCP 4.5 than RCP 8.5 scenarios indicating more severe effect of drought and flood, respectively. Dependent on simulation period and rainfall periods in a year, flow rate, TSS, TN and TP showed different trends in each scenario. This emphasizes importance of considerations on time and space when analyzing climate change impacts of each variable under various scenarios.

본 연구에서는 함평만의 육상기인오염 물질의 유입특성을 파악하고, 물질순환을 정량화하기 위해, Simple box model을 적용하였다. 함평만의 하천 유입 오염부하 특성을 보면, BOD, COD, TOC의 평균 유기물질 오염부하가 각각 79.7 kg-BOD/day, 144.06 kg-COD/day, 93.0 kg-TOC/day를 나타내었다. 하천별 유기물 유입 오염부하량은 손불 방조제>주포교>양만단지 순으로 나타났다. 계절별로는 하계 강우시기인 7월에 높은 부하 특성을 보였다. 영양염류의 평균 유입 오염부하는 각각 20.9 kg-DIN/day, 17.1 kg-DIP/day, 148 kg-TN/day, 37.4 kg-TP/day를 나타내었다. 하천별 영양염 유입부하량은 양만단지>백옥교>주포교 순으로 나타났다. 박스모델을 이용한 함평만 물질수지에서 담수체류시간은 52.4일로 해수교환이 낮은 반 폐쇄성 해역의 특성을 나타내었다. 영양염 물질수지에서 용존 무기질소의 경우 △DIN이 (-)의 탈질상태를 나타내어 유입된 질소보다 광합성에 의한 소비 및 외해 유출이 큰 경향을 보였다. 용존 무기인의 경우 △DIP가 (+)를 나타내어 유기물 분해에 의한 공급, 퇴적물의 용출부하, 하천 유입부하가 식물플랑크톤에 의한 소비 및 외해 유출보다 큰 것으로 나타나 축적되는 경향을 보였다.

The TMDL (Total Maximum Daily Load) has been used to determine the water quality target. LDC (Load Duration Curve) based on hydrology has been used to support water quality assessments and development of TMDL. Also FDC (Flow Duration Curve) analysis can be used as a general indicator of hydrologic condition. The LDC is developed by multiplying FDC with the numeric water quality target of the factor for the pollutant of concern. Therefore, this study was to create LDC using the stream flow data and numeric water quality target of BOD and T-P in order to evaluate the pollutant load characterization by flow conditions in Heukcheon stream. When it is to be a high-flows condition, BOD and T-P are necessary to manage. BOD and T-P did not satisfy the numeric water quality target for both seasons (spring and summer). In order to meet the numeric water quality target in Heukcheon stream, management of non point source pollutant is much more important than that of point source pollutant control.

비점원 오염은 점원 오염처럼 고정된 배출원이 존재하는 것이 아니라 불특정 장소에서 오염물질이 광역에 걸쳐 배출되는 것으로서, 대표적으로 지면피복 그 자체가 오염원으로 작용할 수 있다. 최근 우리나라 일부 지역에서는 여러 가지 원인으로 지면피복 변화가 급격히 발생하였는데, 이는 위성원격탐사를 통해 연속적 시공간에서 효과적으로 파악 가능하다. 본 연구에서는 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 위성자료에 공간통계기법을 적용하여 우리나라 지면피복변화의 핫스팟을 추출하고, 실제 오염측정치를 이용하여 비점원 오염 특성을 지면피복변화와 관련하여 살펴보았다. 2003년과 2011년의 비교에서는 4군데의 지면피복변화 핫스팟이 탐지되었는데, 이 중 오염부하량 자료가 충분히 존재하는 새만금 핫스팟과 화성호 핫스팟 유역에 대한 분석 결과, 비점원 오염의 유출이 집중되는 하구 부분에서 오염부하량의 상당한 증가가 발견되었고, 특히 화성호 핫스팟의 경우 농지 증가의 영향이 컸던 것으로 나타났다. 이처럼 지면피복변화의 핫스팟 추출을 통해 국토변화를 모니터링하고 핫스팟 유역의 비점원 오염부하량이 지역적으로 어떠한 특성을 보이는지 분석하는 것은, 국토 보전 및 개발에 있어 유용한 참고자료가 될 것으로 사료된다.

본 연구는 시설하우스에서 비점오염원으로 인해 배출되는 오염된 농업배수를 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위한 기초자료를 확보하기 위해 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율을 평가하였다. 인공습지의 조합방법은 수직-수평흐름조, 수평-수직흐름조, 수평-수직-수평흐름조 및 수직-수평-수평흐름조로 구분하여 설계 및 시공하였으며, 여재는 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재로 구분하여 각 조에 충진하였다. 또한 농업배수 부하량을 150, 300, 600 L m-2 day-1으로 달리하여 오염물질의 처리효율을 조사하였다. 조합방법별 수처리효율은 HF-VF-HF 조합방법이 다른 조합방법에 비해 높은 처리효율을 보였으며, 최적여재는 COD 처리효율은 왕사가 가장 높았고, T-N은 쇄석, T-P는 방해석이 가장 높았다. 하지만 모든 처리효율과 경제성 부분을 고려하였을 때 최적여재는 혼합여재가 가장 효과적일 것으로 판단된다. 농업배수의 부하량에 따른 처리효율 결과 COD는 농업배수 부하량 600 L m-2 day-1까지 안정적인 처리효율을 보였으나, T-N 및 T-P는 150 L m-2 day-1≒300 L m-2 day-1¤600 L m-2 day-1의 순으로 농업배수의 부하량이 증가함에 따라 약간 감소하는 경향이었다. 따라서 시설하우스 농업배수 처리를 위한 인공습지 농업배수처리장의 최적조건은 HF-VH-HF 조합형 인공습지에 왕사, 쇄석 및 방해석이 혼합된 혼합여재로 충진하고 부하량 300 L m-2 day-1 이하의 농업배수를 주입하는 것이 최적일 것으로 판단된다.

도암만은 전남 장흥군, 강진군, 해남군, 완도군 등 4개 군으로 둘러싸인 전형적인 하구형 만으로, 남북방 향 길이 약 19km, 최대너비 약 7km의 네 방향으로 갈라진 십자형의 형태로, 만내에는 크고 작은 8개의 유 인도 및 무인도가 있으며, 남부에는 완도, 고금도 등이 위치하여 이들 사이의 수로를 통해 해수가 제한적으 로 유출입하는 반폐쇄성 만으로 파랑에 의한 영향이 적다. 만내로 전란남도의 3대강 중의 하나인 탐진강 하천수와 강진천, 칠량천, 대구천의 하천수가 유역으로 유입되면서 담수와 해수의 교환이 이루어지고 담수 유입량에 의해 조류가 영향을 받고 있다. 효율적인 내만의 수질관리를 위해서는 우선 부하발생원에 따른 오염배출량이 어느 정도 인지 확인하고 해역의 환경용량과 환경기준을 만족하기 위해서 부하삭감량을 산정하는 사전대책이 요구된다. 연안해역의 수질에 영향을 끼치는 부하발생원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 구분되는데, 비점오염원은 강우시 도 시지역이나 농경지 및 산림지역의 유출수로 파악될 수 있지만, 유입지점을 명확하게 찾기 어렵고, 일간 계 절간 배출량 변화가 크며 예측과 정량화가 어려워서 관리가 힘든 특징이 있다. 이에 반해 점오염원은 가정 하수, 공장폐수 등으로 구성되며 일정한 지점에서 일정량이 지속적으로 발생하여서 배출구와 배출단위가 파 악가능하기 때문에 수질관리를 위한 부하삭감량 산정의 주 대상이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 해역으로 유입하는 외부부하량을 실측하고 분석하여 득량만의 효과적인 연안해역 의 수질관리의 기초자료로 활용하고자 한다. 하천 부하량 조사는 도암만 유역에 포함되는 하천 24개 지점을 대상으로 하였으며, 조사 시기는 3월부터 12월까지 매월 1회 실시 하였고, 각각의 유입하천은 직독식 전자 유속계(ACM-200PC) 및 부표를 이용하여 유속을 측정한 다음, 단면적을 계산하여 각 유입원의 유량을 산정 하였다. 각 시점에서 채수한 하천수의 pH, 수온, 염분, 전기전도도, 화학적 산소요구량(CODMn) ), 총질소(T-N), 총인(T-P), 용존산소(DO), 부유물 질(SS), 용존무기질소(DIN), 용존무기인(DIP) 등을 분석하였고, 환경부 수질오염공정시험방법(환경부, 2008), 해양환경공정시험기준(국토해양부, 2008), 준하여 분석하여 유량과 곱해서 그 부하량을 산정하였다. 하천 유량의 월별 총합은 821590∼5971583 m3/day 이고, 부유물질(SS)과 화학적 산소요구량(COD), 용존 무기질소(DIN), 용존 무기인(DIP), 총질소(TN), 총인(TP), 월별 부하량은 각각 6070.3∼47781.3(평균 20999.4)kg/day, 3570.5∼21471.5(평균 9455.2)kg/day, 843∼5042.4(평균 2015.1)kg/day, 14.2∼163.7(평균 66.7)kg/day, 1249.2∼10166.9(평균 4151.3)kg/day, 47.3∼390.8(평균 165.9)kg/day 이다.

가막만은 한국 남해안의 중앙부에 위치하고 있고, 돌산도와 고돌산반도로 둘러 쌓여 있으며, 북동쪽 수로와 남쪽 수로를 통하여 외해와 연결되어 있다. 평균수심은 9m 내외이며, 남쪽 수로 부근의 수심은 20m 정도되어 가막만에서 수심이 가장 깊다. 가막만의 중앙부에는 동서방향으로 구릉이 발달되어 있어서 수심이 5m 이내이며, 이 구릉으로 인하여 가막만의 해수순환이 상당부분 남북으로 나뉘어진다. 북서내만역은 수심이 8m 전후로 지형이 오목한 분지형을 하고 있다. 효율적인 내만의 수질관리를 위해서는 우선 부하발생원에 따른 오염배출량이 어느 정도 인지 확인하고 해역의 환경용량과 환경기준을 만족하기 위해서 부하삭감량을 산정하는 사전대책이 요구된다. 연안해역의 수질에 영향을 끼치는 부하발생원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 구분되는데, 비점오염원은 강우시 도시지역이나 농경지 및 산림지역의 유출수로 파악될 수 있지만, 유입지점을 명확하게 찾기 어렵고, 일간 계절간 배출량 변화가 크며 예측과 정량화가 어려워서 관리가 힘든 특징이 있다. 이에 반해 점오염원은 가정하수, 공장폐수로 구성되며 일정한 지점에서 일정량이 지속적으로 발생하여서 배출구와 배출단위가 파악가능하기 때문에 수질관리를 위한 부하삭감량 산정의 주 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 해역으로 유입하는 외부부하량을 실측하고 분석하여 가막만의 효과적인 수질관리의 기본자료로 활용하고자 한다. 하천 부하량 조사는 하수종말처리장을 포함하여 가막만 유역에 포함되는 하천 22개 지점을 대상으로 하였으며, 조사 시기는 3월부터 12월까지 매월 1회 실시 하였고, 조사항목은 하천 유량, 수온, 염분, pH, 부유물질(SS), 용존산소(DO), 화학적 산소요구량(CODMn) 및 입자성 유기탄소(POC), 용존성 유기탄소 (DOC)와 암모니아성 질소(NH4 +-N), 아질산성 질소(NO2 --N), 질산성 질소(NO3 --N), 인산염 인(PO4 3--P), 총질소(T-N), 총인(T-P)에 대한 조사를 실시하였다. 각 항목별 분석은 수질오염공정시험방법(환경부, 2008)에 준하여 분석하였다. 하천 유량의 월별 총합은 87220.8∼191685.7 m³/day 이고, 부유물질(SS)과 화학적 산소요구량(COD), 용 존무기질소(DIN), 용존무기인(DIP), 총질소(TN), 총인(TP), 총유기탄소(TOC)의 월별 부하량은 각각 1219.2∼3406.8(평균 1941.9) kg/day, 697.8∼1117.83(평균 857.36.0) kg/day, 569.2∼1241.7(평균 792.9) kg/day, 33.1∼84.4(평균 58.3) kg/day, 839.8∼1779.9(평균 1112.1) kg/day, 60.1∼108.1(평균 89.4) kg/day, 222.2∼414.8(평균 284.9) kg/day 이다. 계절별로는 강우량이 많았던 5월과 7월에 높은 부하량을 보였고, 지점별로는 하수처리장에서 가장 많은 부하량을 보였고, 선소 주변 하수구 3지역과 연등천에서 또한 많은 부하량을 보였다. 가막만 북서내만역 은 주변 하수구에서 높은 부하량을 보이는 것으로 보아 하천의 오염원이 가막만에 직접적으로 영향을 미 치는 것으로 판단된다.

PAHs(다환방향족탄화수소) 화합물은 해양환경으로 다양한 경로를 통해 유입되며, 연안역과 하구역에 있어서는 도시화와 산업활동 중 연소에 의하여 발생되어 주로 대기와 하천을 통하여 유입된다. 유입된 PAHs 화합물은 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 대해서 발암 및 돌연변이를 일으키고 있다. 따라서 PAHs 화합물의 오염이 예상되는 진해만에 유입되는 주요하천에서 PAHs 화합물의 분포특성과 유입부하량을 조사하여 PAHs 화합물의 오염특성을 파악하였다. 진해만으로 유입되는 주요 하천수 및 하수처리수에서 용존 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 9.79~128.25 (평균 36.94)ng/L를 나타내었으며, 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 농도범위와 평균값은 1,814.34~8,893.37(평균 4,657.73)μg/kg dry wt.로 나타났다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 유사하게 도시화와 산업화가 이루어진 마산시로부터 유입되는 삼호천에서 기장 높은 값을 나타내었다. 하천수 및 하수처리수에서 PAHs 화합물의 조성 형태는 용존 PAHs 화합물은 저분자량 PAHs 화합물이 대부분을 차지하고 있어 PAHs 화합물의 물리 화학적 성질에 의한 것으로 판단된다. 조사된 하천을 통해 진해만으로 유입되는 용존 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.06~12.05g/day, 평균 유입부하량은 1.86g/day 그리고 총 유입부하량은 14.85g/day로 산정되었다. 부유입자물질 중 Total PAHs 화합물의 유입부하량 범위는 0.12~16.00g/day, 평균 유입부하량은 평균 2.41g/day 그리고 총 유입부하량은 19.27 g/day로 산정되었다. 용존 PAHs 화합물과 부유입자물질 중 PAHs 화합물 모두 진해만으로 유입되는 유입부하량은 덕동하수처리장이 약 80% 이상으로 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 그리고 타 연구들과 비교에서 진해만 주요 하천수와 하수처리수는 아직까지 낮은 농도를 나타내지만 진해만 연안에 PAHs 화합물의 오염발생원이 주변에 산재하고 있어 PAHs 화합물의 오염정도가 심화될 수도 있다.

Total water pollution load management(TWPLM) seeks to harmonize conservation and development by allowing regional developments to be carried out in an eco-friendly manner and within the scope of achieving the desirable water quality. Water pollutant sources are managed so as to keep the total amount of pollutants in public watersheds within a certain level or total allowance in accordance with target water quality goal. With relation to the basic guideline under the Special Act on the Water Resources Management and Community Support for Watersheds, the load from the land should be determined by the classification of rainy and dried season respectively. Objective loads of abatement applied in the 1st planning period(2004∼2010) are set up standards by low flow condition(Q275) without considering the change of flow, while allowable wasteloads are estimated by the criteria of daily mean precipitation 10 mm, as critical standard for the division of surface runoff load. Even though the standard flow conditions to meet the goal of water quality at the end of unit watershed are low flow, but it might be considered to set up drought flow condition(Q355) for the improvement of water quality. Also the objective loads for abatement to meet the target water quality should be calculated without the effect of non-point sources from the land.

본 연구에서는 천수만유역을 대상으로 오염부하량을 산출하고 연안을 관리하는데 Gli의 활용방안을 연구하였다 오염원 관리의 단위인 유역 범위는 하계망 분석을 통하여 하천의 길이, 차수, 유역면적 등을 고려한 후, 수치지도에서 DEM을 이용하여 정성적인 방법으로 선정하였다. 천수만 유역은 총 6개의 단위유역과 33개의 소유역으로 구분되었으며, 단위유역과 소유역별 오염부하량의 차이가 크게 나타났다. 각 유역에서 산출된 오염부하략은 오염원 관리 측면에서 유역구분의 효용성을 검토하는 자료로 활용되며, 수질측정 및 환경기초시설의 입지 선정에도 이용 가능하다.

In order to study the change of pollution loads flowing into Mokpo harbour after the operation of Mokpo Municipal Sewage Treatment Plant (MMSTP) and to evaluate the contribution of MMSTP operation to the improvement of marine water quality of Mokpo harbour, the pollution loads flowing into Mokpo harbour from land in dry weather were surveyed and estimated on the bases of the seasonal flow rates and the seasonal water qualities of streams and effluents located around Mokpo harbour from summer, 1997 to spring, 1998 before the operation of MMSTP, and the pollution loads of the inflow and the effluent of MMSTP were also surveyed and estimated from winter, 1998 to spring, 1999 after the operation of MMSTP. The treatment rates of MMSTP were shown to be about 49% in COD, 76% in TSS, 79% in VSS, 3% in T-N, 7% in DIP, 29% in T-P and -32% in DIN. The change rates of pollution loads flowing into the inner harbour of Mokpo due to the operation of MMSTP were shown to be about 56% In COD, 78% in TSS, 84% in VSS, 45% in DIN, 22% in T-N, 34% in T-P and -14% in DIP. The contribution rates of MMSTP operation to the reduction of total pollution loads flowing into the entire Mokpo harbour were found to be about 3% in COD, 3% in 755,5% in VSS,1% in DIP, 3% in T-P and -1% in DIN.

물금, 양산천, 화명동 그리고 하단에 이르는 낙동강하류역에서 1983년 5~6월에 조석변동에 따른 수질분석과 유출량을 조사하여 오염부하량을 산출하고, 양산천의 본류에 대한 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. 1. 양산천의 총부유물질 값은 6.1~21.3mg/l로 다른 측점에서보다 높았다. BOD의 평균치는 물금에서 1.16mg/l, 양산천 1.83mg/l, 화염동 0.79mg/l, 하단에서 3.56mg/l였다. 2. 영양염류의 농도는 하단에서 가장 높았고, 양산천에서의 값 역시 본류 보다 약간 높게 나타났다. 구리와 아연의 농도는 양산천에서 가장 높았다. 3. 각 측점에서의 평균유출량은 물금 97.02m super(3)/sec 양산천 3.7m super(3)/sec, 화명동에서 98.76m super(3)/sec였고 양산천의 본류에 대한 유출량 비는 약 4% 정도였다. 4. TSS, VSS, BOD에 대한 오염부하량들은 상류인 물금에서 하류인 화명동으로 갈수록 감소하였으나 BOD와 영양염류의 부하량은 화명동에서 높게 나타났다. 5. 물금에서의 평균부하량에 대한 양산천의 평균부하량 비는 약 8.3%로 나타났다.