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.

본 연구는 강우 시 발생하는 비점오염물질 중 인과 총 부유성 고형물 분석을 통해 혼합 토지이용에 따른 비점오염 배출 특성을 비교분석하였다. 경기도 용인시 금학천 유역내의 도시지역, 농업우세지역, 혼합토지이용지역, 택지개발지역을 대표하는 총 4개의 소유역 말단에서 강우유출수를 모니터링 하였다. 연구 결과 불투수층이 많은 도시지역은 강우초기에 초기유출현상이 뚜렷하게 발생되었고 다른 지역에 비해 용존성 인의 비가 약 40%정도 높았다. 농업우세지역과 혼합토지이용지역, 택지개발지역은 대부분 인이 고형물에 부착되어 배출되는 입자성 인의 형태를 보였으며, 도시지역과 달리 첨두유량이 발생하는 강우 중기에 가장 높은 농도의 오염물질(TP 및 TSS)이 배출되었다. 모든 모니터링 지점에서 TSS와 TP 농도간 높은 상관성을 나타내고 있어 TP의 배출 제어를 위해서는 TSS의 적절한 제어가 매우 중요함을 알 수 있었다. 특히 택지개발지의 경우 타 토지이용지역에 비해 다량의 토사침식에 의하여 높은 TP 배출부하가 야기될 수도 있음을 예상할 수 있었다.

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.

본 연구는 밭경지 현장실험을 통해 다양한 초생대 초종을 적용하여 밭의 비점오염저감효과 분석 및 초생대에 적용 가능한 적합한 초종을 선정하고자 하였다. 경북 군위군에 위치한 면적 1,500m2, 경사 5%의 밭경지를 선정하여 시험포를 조성하였으며, 시험포내에는 대조구 1개와 초생대 처리구 6개로 구성된 총 7개의 시험구를 조성하였다. 츄파, 피, 바랭이, 잔디, 톨페스큐, 켄터키블루그라스를 포함하는 6개의 초종을 선정하여 초생대 실험을 수행하였다. 현장실험 결과 대조구 대비 초생대의 유출저감효과는 6.1～77.8%였으며, 비점오염저감효과는 TS의 경우 15.6～90.3%, T-P의 경우 49.9～96.6%, T-N의 경우 6.7～91.1%를 나타내었다. 전체 오염인자 중에 초생대로 인해 전반적으로 높은 비점오염저감 효과를 나타낸 것은 TS, T-P, T-N, SS인 반면, BOD, TOC와 NO3-는 낮은 저감효과를 보였다. 비점오염저감 및 유지관리측면에서 가장 유리한 초생대 초종은 잔디로 평가되었다. 본 연구결과를 통해 우리나라 농촌지역 밭 비점오염저감을 위한 관리기법으로 초생대가 효과적으로 활용가능하리라 사료되며, 보다 장기적이고 다각적인 현장실험을 통해 초생대 현장적용을 위한 설계지침서 개발이 요구된다.

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.

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.

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.

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.

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.

최근 지구온난화로 인한 기상재해의 피해가 전 세계적으로 계속 증가하고 있다. 특히 집중호우는 시민들의 안전과 재산에 막대한 피해를 주고 있으며, 도시지역의 불투수성 포장은 홍수피해를 더욱 증가시키고 있다.(주진걸 2010, 전원준 2006) 따라서 도시지역의 홍수피해 및 저지대 내수침수 잠재 위험성을 방지하기 위하여 빗물펌프장이 각 도시지역에 설치되고 있으나, 연중 강우량의 절반이 여름에 밀집된 우리나라의 특성 상 빗물펌프장의 본연의 기능을 필요로 하는 강우계급은 강우빈도 중 20%에 그치고 있다(권용찬 2013, 박멱옥 2008). 본 연구에서는 한강으로 유입되는 A하천의 수위를 조절하기 위해 설치된 빗물펌프장에 생태유수지를 조성하여 강우 계급에 따른 홍수제방 효과 및 비점오염 저감효율을 평가하였다. 강우강도 1~2계급(10mm 이하, 10~30mm)에 대해 비점오염 저감시설로서 정상가동 되지만 3~4계급(30~50mm, 50mm 이상)이상의 강우량이 발생할 경우 시설이 침수되었다(국립환경과학원 강우유출수 조사방법, 2009). ROFM(강우량 빈도법) 산출 결과 1~2계급의 강우빈도는 연중 강우 빈도의 78.3%로 장마기간을 제외한 대부분을 차지하였으며, 비점오염원의 저감효율 평가결과 1계급 35.7%, 2계급 25.6%, 3계급 –25.8%, 4계급 –27.4%의 제거효율을 보였다. 이러한 강우모니터링 결과를 통해 빗물펌프장에 조성한 생태유수지가 비점오염저감 및 홍수제방 양쪽 모두 순기능을 하는 것으로 나타났다. 매년 강수량은 10년 강우 평균에 비해 갈수록 높아지고 있으며, 일 최대 강수량이 200mm 이상으로 발생하는 등 단기간 집중되는 높은 강도의 강우가 발생하고 있다. 그에 따라 시설이 파손되거나 침강지의 토사가 빠른 유속에 의해 유실되는 등 정상운영에 어려움을 겪고 있어 변화하는 강우사상에 따른 시설의 적정 운영 및 유지관리가 요구되고 있다.

본 연구는 도로의 Low Impact Development(LID) 시설에서 노면유출수의 저류와 토양내의 중금속 축적을 모니터링하였다. 경기도 A시에 위치한 시설로 기존가로수 하향식재와 나무화분 여과상자의 가로수 형태가 있으며, 식생 저류조 형태의 식생플랜트와 식생체류장치로 총 4개의 시설에 대하여 모니터링을 실시하였다. 강우에 실시된 4회의 모니터링에서 시설로 유입된 누적 강우유출수는 0.07~0.77 m3의 범위로 나타났으며, 가로수 형태 시설의 강우 유출수에 대한 시설 유입율은 평균 14.9%였다. 식생 저류조 형태의 경우 평균 4.6%의 유입율로 강우 유출수에 대한 저류능력을 나타내었다. 토양 의 중금속은 표층으로부터 10 cm의 토사를 채취하여 농도변화를 계절(여름, 가을, 겨울)에 따라 모니터링하였다. 타이어의 마모에 의해 발생하는 카드뮴(Cd)의 경우 식생플랜트 시설의 초기 기저농도 0.0014 mg/kg에서 겨울에는 0.0304 mg/kg으로 증가하였다. 나무화분 여과상자에서는 납(Pb)이 0.0263 mg/kg에서 0.0606 mg/kg으로 축적된 것을 확인하였다. 이러한 LID시설의 유량 저류는 도심의 불투수층에서 발생하는 강우 유출수가 하천으로 유입되어 유발되는 홍수 및 수해에 대한 방재 효과와 시설 내 중금속 저감을 기대 할 수 있는 것으로 나타났다.

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.

최근 산업화가 가속됨에 따라 환경오염에 관한 문제가 주목받고 있다. 현재까지의 수질관리는 생활하수나 산업폐수와 같은 점오염원 중심으로 이루어졌지만, 점오염원의 관리로는 수질개선에 한계가 있기 때문에 비점오염원의 처리가 주목받고 있다. 비점오염원은 도로, 주차장 등 불투수성을 가진 표면에 쌓인 오염원이 강우 시 우수와 함께 하천으로 유출되는 것으로, 원인이 명확하지 않고 발생량 및 배출량이 기상에 많은 영향을 받으므로, 체계적인 관리가 어렵다. 정부의 4대강 물 관리 종합대책에 따르면 수계 전체 오염원중 비점오염원이 차지하는 부하가 42~69%에 달하는 것으로 추정하고 있으며, 2015년에는 65~70%이상 증가할 것으로 예상하고 있어, 적절한 수질관리가 필요한 시점이다. 비점오염원의 처리방법 중 하나인 인공습지는 인간이 특정한 목적을 위하여 자연습지를 모방하여 설계 및 건설하고, 운영하는 습지를 지칭한다. 이러한 인공습지는 비점오염원을 저감하여 오염정도를 완화시키고 수생태계 복원에 효과가 있다고 알려져 있다(허재규, 인공습이 조성 후 오염물질 제거와 미생물 생태계의 변화, 2007). 따라서 본 연구에서는 남양주시 사능천·진건천 인공습지의 수질 및 유량을 조사하여, 수집된 결과를 바탕으로 비점오염저감 및 오염하천의 정화를 위해 타당성을 평가하고자 한다.

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.

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.

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.

Yongsan ward is located at central place connecting south and north ecology axis of seoul. Various environment-friendly Yongsan development could pose positive effects on NPS(non pollutant source) pollutant reductions and water quality improvement at Han-rive because BOD, T-N, and T-P NPS discharges took 90% of total pollutant from this area. In this study, direct runoff and NPS pollutant loads were evaluated before and after development using spatio-tamporal change in CN(curve number) and EMC(event mean concentration) data. It was found that direct runoff value is 23,584,724 m3, and BOD, T-N and T-P loads are 104,456 kg/year, 111,483 kg/year and 7,500 kg/year under pre-development condition, respectively. Annual runoff, BOD, T-N and T-P reducing rate were 12.9%, 33.3%, 35.6% and 40.7% under integrated post-development condition, respectively. Based on the results obtained in this study, environment-friendly urban development could be achieved at Yongsan area.

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.

Loading of NPS pollutant was valued through simulation by using BASINS/HSPF model which can simulate runoff volume in rainfall by time. For the verification of the model, it was analyzed the scatter diagram of the simulation value and measure value of water quality and runoff volume in Dongcheon estuary. Using the built model, a study on the time-variant characteristics of runoff and water quality was simulated by being classified into four cases. The result showed the simulation value was nearly same as that of the measured runoff. In the result of fit level test for measured value and simulated value, correlation of runoff volume was computed high by average 0.86 and in the water quality items, fit level of simulation and measurements was high by BOD 0.82, T-N 0.85 and T-P 0.79.