• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.498-498
• /
• 2016

광역상수원으로 활용되는 주암댐 저수지 및 동복댐 저수지가 위치하고 있는 유역을 대상으로 유역모형을 적용하여 비점오염 저감시설에 따른 수지개선효과를 분석하였다. 주암댐 유역은 보성강 수계에 위치하고 있으며 전체 유역면적은 약 $1,010km^2$으로 담양군, 보성군, 장흥군, 화순군 및 순천시에 걸쳐 위치하고 있다. 비점오염원 설치지점을 고려하기 위하여 소유역별 비점오염원 부하량 산정이 가능하고 BMPs 효과분석 모의가 가능한 HSPF 유역모델을 적용하여 2011~2012년을 대상으로 유량, BOD, TN, TP 재현성을 검증하였다. 29개 소유역별 비점오염원 부하량 평가를 통해 중점관리지역을 선정하였으며 비점오염원 저감시설 설치 시나리오 4개를 적용하여 수질개선 효과를 비교 분석하였다. BOD, TN, TP 모두 주암호 유역 상류에 위치하는 보성강댐 소유역에서 상대적으로 높은 비점오염원 부하량이 유출되는 것으로 분석되었으며 특히, TN에서 가장 뚜렷하게 나타났다. 비점오염 저감시설의 누적유출고와 배수면적을 고려하여 비점오염 저감시설로 저류지를 선정하였으며 누적유출고 5 mm/d와 전체유역면적을 고려한 시나리오 1, 누적유출고 5mm/d와 산림을 제외한 유역면적을 고려한 시나리오 2, 누적유출고 24.5 mm/d와 전체유역면적을 고려한 시나리오 3, 누적유출고 24.5 mm/d와 산림을 제외한 유역면적을 고려한 시나리오 4로 구분하여 적용하였다. BOD의 경우, 2011년 조건에서 시나리오 1은 각 소유역별 평균 13.1%, 시나리오 2는 3.7%, 시나리오 3은 15.8%, 시나리오 4는 4.4%의 비점오염원 부하량 저감효과가 나타났으며 2012년 조건에서는 각 시나리오별로 평균 13.1%, 3.6%, 15.7%, 4.3%의 저감효과가 나타나는 것으로 분석되었다. TN의 경우, 2011년 조건에서 시나리오별로 평균 10.9%, 3.0%, 13.0%, 3.6%, 2012년 조건에서도 유사한 범위로 비점오염원 부하량 저감효과가 분석되었다. TP의 경우, 2011년 조건에서 시나리오별로 평균 13.7%, 3.8%, 16.5%, 4.6%, 2012년 조건에서는 13.7%, 3.8%, 16.4%, 4.6%로 분석되었다. 주암댐 유역의 중점 관리지역을 선정하여 누적유출고 24.5mm/d와 전체유역면적을 고려한 저류지를 설치할 경우 효과가 가장 큰 것으로 나타났으며 평균 BOD 15.8%, TN 13.3%, TP 16.5%의 저감효과로 분석되었다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.420-431
• /
• 2010

Simple material budget models were developed to predict the dry season water quality for a river-type reservoir in Paldang, Republic of Korea. Of specific interest were the total phosphorus (TP), chlorophyll ${\alpha}$ (Chl. ${\alpha}$), 5-day biochemical oxygen demand (BOD), and chemical oxygen demand (COD). The models fit quite well with field data collected for 20 years and have enabled the identification of the origins of organic materials in the reservoir. The critical hydraulic load that determines the usability of phosphorus for algal production appeared to be about $1.5m\;d^{-1}$. When a hydraulic load was smaller than the critical value, the concentrations of $Chl.{\alpha}$, COD, and BOD in the reservoir water became sensitive to internal algal reactions such as growth, degradation, and settling. In spite of the recent intensive efforts for organic pollutant removal from major point sources by central and local governments, the water quality in the reservoir had not been improved. Instead, the concentration of COD increased. The model analysis indicated that this finding could be attributed to the continuing increase of the algal production in the reservoir and the allochthonous load from non-point sources. In particular, the concentrations of COD and BOD of algal origin during 2000~2007, each of which is comprised of approximately one half of the total, were approximately 2.5 times higher than those observed during 1988~1994 and approximately 1.3 times higher than those between 1995~1999. The results of this study suggested that it is necessary to reduce the algal bloom so as to improve the water quality of the reservoir.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.433-437
• /
• 2007

최근 환경부에서는 낙동강 유역의 오염총량관리제도의 시행에 따라 이제까지의 배출구 수질기준으로부터 총량수질기준을 통한 수질관리를 실시하고 있다. 오염총량관리를 실행하기 위해서는 주요지천 및 폐수처리장에서의 수질개선 및 비점오염원 관리가 선행되어야 하는데 이를 효율적으로 제어하기 위해서 낙동강 유역에 적합한 최적 수질해석 모델의 개발이 요구되는 상황이다. 수질모델의 가장 큰 목적은 유역으로부터 발생한 오염물이 하천으로 유입되었을 때 하천 수질 및 생태계의 수학적 표현을 통해 장래의 수질을 예측하고, 예측된 결과에 따라 합리적인 수질관리대책을 수립하는 것이다. 낙동강은 대표적인 수지상 하천망의 형태로서 댐 방류량 및 지류유입량은 본류 수계에 직접적인 영향을 미치며, 수질해석의 기본이 되는 수리계산에 매우 중요한 변수가 된다. 또한 대구, 구미, 왜관, 김천 등에서의 오염부하가 금호강, 남강 등의 주요 지류를 통하여 본류부로 유입되고 있으며, 하류부 칠서, 원동, 매리, 물금 등에서는 대량의 하천수를 취수하여 부산, 울산, 마산, 창원 지역 등의 생활 및 공업용수의 원수로 사용하고 있다. 다시 말해서 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절, 지류 유입량, 비점원 유입량 등 계산영역 경계에서의 비정상상태의 수리조건과 수질관리 계획에 의해 일률적으로 오염이 부하되는 정상상태의 수질조건이 공존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 적합한 동적 수질모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 갈수저수조건 및 불규칙한 하도단면을 반영하고, 동적 상태의 댐 방류량, 낙동강 하구언의 수위조절 영향, 지류 유입량 등 다양한 하천조건에서 발생하는 동적 흐름을 안정적으로 해석하여 낙동강 수질해석의 신뢰도를 향상시킴으로서 낙동강에 유입된 오염물질이 수계에 미치는 영향을 정확히 분석하고자 하였다. 동적수질해석에 의한 모의결과는 유량의 경우 상류부분은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 중류 이후 지류의 유입이 많아지면서 지류의 변화를 정확히 입력하지 못해 모의치와 실측치의 차이가 발생한다. BOD의 경우는 수질이 양호한 상류지역은 모의치와 실측치가 잘 일치하지만, 오염원의 유입이 많은 중류지역부터는 실측치와 차이를 나타내다가 하류지역에서 다시 비교적 일치함을 알 수 있다. TN의 경우는 전반적으로 실측치보다 높게 모의되었고, TP는 전반적으로 실측치와 비교하여 잘 모의되었다. 본 연구에서 구축한 동적 수리해석모형 및 동적 수질해석모형은 낙동강 유역에 대해 유량 및 수질 등의 실제 하천의 경향에 비교적 잘 반영하므로 오염물총량규제에 따른 합리적인 하천 수질관리대책을 수립하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
• /
• v.40 no.1
• /
• pp.18-24
• /
• 2007

Paddy fields are apparently nonpoint source pollution and influence water environment. In order to improve water quality in rivers or lakes, to low nutrient load from paddy fields are required. To establish comprehensive plan to control agricultural non-point source pollution, it is imperative to get a quantitative evaluation on pollutants and pollution load from paddy fields. A field monitoring study was carried out to investigate the water balance and losses of nutrients from fields in Sumjin river basin. The size of paddy fields was 115 ha and the fields were irrigated from a pumping station. The observed total nitrogen loads from paddy fields were larger than those of the unit loads determined by Ministry of Environment data (MOE). It is because the nitrogen fertilization level at the studied field was higher than the recommended rate and the high irrigation and subsequent drainage amount. On the contrary, total phosphorus loads were less than those addressed by MOE since phosphorus fertilization level was lower than that of standard level. Therefore, it was found that fertilization, irrigation, and drainage management are key factors to determine nutrient losses from paddy fields. When the runoff losses of nutrients were compared to applied chemical fertilizer, it was found that 42 to 60% of nitrogen lost via runoff while runoff losses of phosphorus account for 1.3 to 7.6% of the total applied amount during the entire year.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2001.04a
• /
• pp.98-103
• /
• 2001

In order to understand the characteristics of leachate at the Seokdae municipal waste landfill in the Pusan city, the correlation between leachate pollution loading and volume of gas production. concentration of gas and subsidence of ground, the characteristical methos, geochemical analyses and laboratory column tests using samples of gases, leachate and surface soil of Seokdae waste landfill area. Through the analysis of water balance, leachate flow rate and pollution loading were estimated. Geistatistical analysis of four gas components ( $O_2$, C $H_4$, $H_2$S and CO) shows the possibility of ground subsidence around the group of a site with high concentration of gas. From geochemical analyses of leachate, EC and Total-Alkalinity of ground subsidence around the group of a site with high concentration of gas. From geochemical analysis of leachate, Ec and Total-Alkalinity were increased, and Cl, Cr, Mn, Cu, Zn, Cd and Pb were decreassed comparing to the part, and the type of water quality was Na-HC $O_3$ in trilinear diagram. It shows that biodecomposition of municipal wastes continues actively. From the analysis of water balance, the total leachate flow rate is about 465.11㎥/day and pure pollution loading of Cl, Mn and Fe are estimated to 223.8kg/day, 0.2kg/day, 0.3kg/day, respectively. The laboratory column test of residual soil and landfill soil shows 0.206cm and 0.019cm for linear velocity(equation omitted), 0.234 $\textrm{cm}^2$/min and 0.018$\textrm{cm}^2$/min for diffusion coefficient ( $D_{ι}$), and 1.136cm and 0.095cm longitudinal dispersion index ($\alpha$$_{ι}$), respective]y. It demonstrates that the delay time of contamination for residual soil is shorter than that of landfill soil.

• Journal of Environmental Impact Assessment
• /
• v.26 no.6
• /
• pp.553-562
• /
• 2017

In these days, agricultural reservoirs are considered as a useful resource for recreational purposes, tour and cultural amenity for vicinity communities as well as irrigation water supply. However, many of the agricultural reservoirs are showing a eutrophic or hyper-eutrophic state and high level of organic contamination. In particular, about 44.7% of the aged agricultural reservoirs that constructed before 1945 exceed the water quality criteria for irrigational water use. In addition to external loading, internal nutrient loading from bottom sediment may play an important role in the nutrient budget of the aged reservoirs. The objectives of this study were to characterize variations of thermal structure of a shallow M reservoir (mean depth 1.7 m) and examine the potential of internal nutrient loading by continuous monitoring of vertical water temperature and dissolved oxygen (DO) concentration profiles in 2015 and 2016. The effect of internal loading on the total loading of the reservoir was evaluated by mass balance analysis. Results showed that a weak thermal stratification and a strong DO stratification were developed in the shallow M Reservoir. And, dynamic temporal variation in DO was observed at the bottom of the reservoir. Persistent hypoxic conditions (DO concentrations less than 2 mg/L) were established for 87 days and 98 days in 2015 and 2016, respectively, during the no-rainy summer periods. The DO concentrations intermittently increased during several events of atmospheric temperature drop and rainfall. According to the mass balance analysis, the amount of internal $PO_4-P$ loading from sediment to the overlying water were 37.9% and 39.7% of total loading during no-rainy season in 2015 and 2016, respectively on August when algae growth is enhanced with increasing water temperature. Consequently, supply of DO to the lower layer of the reservoir could be effective countermeasure to reduce nutrient release under the condition of persistent DO depletion in the bottom of the reservoir.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.34 no.10
• /
• pp.694-701
• /
• 2012

The main purpose of this study is to evaluate of backwash system of hydrodynamic separator filter (HSF) with solar powered submerged pumps. It consists of a photovoltaic solar array, control electronics, battery, and two submersible pump powered by a 12 voltage DC motor. The laboratory scale study on treatable potential of micro particles using backwash HSF that was a combined with perlite filter cartridge and backwash nozzles. Since it was not easy to use actual storm water in the scaled-down hydraulic model investigations, it was necessary to reproduce ranges of particle sizes with synthetic materials. The synthesized storm runoff was made with water and addition of particles; ion exchange resin partices, silica gel particles, and commercial area manhole sediment particles. HSF was made of acryl resin with 250 mm of diameter filter chamber and overall height of 800 mm. Four case test were performed with different backwashing conditions and determined the SS removal efficiency with various surface loading rates. The operated range of surface loading rate was about 308~$1,250m^3/m^2/day$. It was found that SS removal efficiency of HSF using two submersible pumps improved by about 18% compared with HSF without backwash. Nonpoint control devices with solar water pumping systems would be useful for backwashing the filter in areas with not suppling electricity and reduce filter media exchange cost.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.2064-2068
• /
• 2007

합류식 하수도는 오수와 우수를 동시에 배제하는 하수관거 시스템으로 시공이 쉽고 건설비용이 저렴한 반면에 강우시 차집되지 않고 월류되는 유출량으로 인해 수체에 악영향을 초래한다. 관거에서 유출되는 유출수는 강우 초기에 유역에서 집중적으로 유출되는 비점오염원과 하수 및 관거내 오염물질 등을 동반하여 수질 개선을 어렵게 하고 수질 악화를 가중시킨다. 본 연구에서는 기존 유역에 설치된 합류식 하수관거를 분류식으로 개선하고 강우시 초기 세척에 의해 유입하는 비점오염원을 삭감하기 위한 초기우수 처리시설 설치에 따른 M 저수지 수질개선 효과를 수치모델을 사용하여 모의하였다. 저수지의 수질예측은 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 및 수질모델인 CE-QUAL-W2를 사용하였다. 저수지 유입량은 군산기상대에서 관측한 일별 강우량 자료를 이용하여 일별 유출량을 산정하였고, 댐 방류량 자료는 M저수지의 2006년 일별 관측수위를 이용하여 유입량과 수위-체적 곡선으로부터 산정하였다. 모델의 보정은 2005년 5월과 8월에 측정한 수질자료를 이용하여 수행하였으며, 저수지의 관측값과 모의결과는 저수지 중앙부 대표지점에서 이루어졌으며, 모델은 관측값을 잘 반영하였다. 모의 결과 M 저수지의 연평균 BOD농도는 합류식(1.25 mg/L)에 비해 분류식 하수 관거(0.91 mg/L)를 도입할 경우 27.2% 개선되었으며, 초기우수 처리시설(0.84 mg/L)을 추가 할 경우 32.8%까지 개선효과가 상승하였다. 기존 합류식 하수관거의 경우 연간 유출부하량은 7,713 kg/yr이었으며, 분류식으로 전환할 경우 2,256 kg/yr, 초기우수처리시설을 추가할 경우 902 kg/yr로 삭감되는 것으로 예측되었다. 분류식하수관거와 초기우수처리를 모두 이행할 경우, BOD와 COD 기준이 호수 수질 기준 II등급 이내로 유지되며, T-P 농도는 0.02mg/L 이하로 유지되어 6월 이후 여름철에 저수지내 조류성장 억제에 효과가 클 것으로 예측되었다. 하수관거 정비사업을 통해 M 저수지는 기존의 농업용 저수지의 목표수질뿐만 아니라, 친수공간으로써 적합한 II등급 수질을 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.427-427
• /
• 2017

물발자국은 국가별 실제 물소비량을 파악하고 물 부족 상황에 효율적으로 대비하기 위하여 도입된 지표로서, 제품의 생산과 서비스 전 과정에서 직접 및 간접적으로 사용되는 물의 총량을 의미한다. 선진국에서는 물 사용 패턴에 대한 인식을 제고하고자 국가, 도시, 산업분야 등 다양한 물발자국 데이터베이스를 구축하여 활용하고 있다. 그러나 우리나라의 경우, 물 수입 의존도가 높지만 물발자국 산정에 대한 연구가 부족하여 효율적인 물 관리 및 안정적인 수자원 확보를 위한 국가전략 수립에 어려움을 겪고 있다. 물발자국 산정 연구는 국가적 차원의 정확한 물 수지 계산과 수자원계획 수립에 유용한 기초자료로서 활용이 가능하다. 이에 본 연구에서는 우리나라의 제1차 및 제2차 산업의 물발자국을 산정하였으며, 산정 방법으로는 상향식 접근법과 하향식 접근법을 적용하였다. 제1차 산업의 농업계 및 축산업계의 물발자국은 단위 물발자국에 기초한 상향식 접근법과 용수사용량에 기초한 하향식 접근법을 적용하여 산정하였다. 산업별 물발자국 산정결과는 다음과 같다. 주요 농작물 생산량 및 작물 품목별 단위 물발자국을 이용한 국내 농업계 물발자국 산정 결과, 1980년부터 2014년까지의 쌀 외 18개 농작물에서 연간 78억~109억 $m^3$로 산출되었다. 반면 농업용수 사용량에 기초한 하향식 접근법을 통해 산정한 농업계 물발자국은 118억 $m^3$으로 분석되었다. 다음으로 제1차 산업의 축산업계 물발자국을 산정하였다. 2011년부터 2015년까지 주요 가축 사육두수와 지육량, 사료작물의 단위 물발자국을 활용한 축산업계 물발자국은 평균 73억 $m^3$, 축산용수사용량을 활용한 물발자국은 평균 309억 $m^3$으로 나타났다. 축산용수사용량에 기초한 분석결과가 크게 나타난 것은 축산업분야에서 간접수의 비율이 높기 때문이다. 한편 제2차 산업의 공업계는 제품생산 공정의 물 사용량, 부품 및 원료의 단위 물발자국 등 세부사항의 파악이 곤란하여 하향식 접근법을 적용하였다. 공업용수 사용량과 공업용수 오염물질의 배출부하량에 따른 물발자국 산정 결과, 연간 26억 $m^3$으로 분석되었다. 이와 같은 산업별 물발자국 산정결과를 활용하여 산업별로 차별화되는 물 이용 패턴을 분석하고 산업별 용수 수요를 파악하면 국가적으로 효율적인 수자원 관리방안을 제시할 수 있다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
• /
• v.9 no.2
• /
• pp.28-40
• /
• 2004

Box experiments were performed to evaluate the removal efficiency of SVE (soil vapor extraction) for gasoline in soil. An activated carbon sorption tower and a biofilter were operated as post-treatment processes to remove VOCs extracted from extraction wells of SVE. An acrylic resin box (65 cm${\times}$20 cm${\times}$30 cm) was used to make artificial soil layers and two injection wells and one extraction well were built for SVE process in the box. Gases from extraction wells flew into the activated carbon sorption tower or the biofilter. Gasoline concentrations of VOCs emitted from the extraction well were compared with those after post treatments. More than 92% of initial gasoline mass in soil were removed by SVE within few days, suggesting that SVE is very available to remove VOCs from contaminated soils. To treat VOCs from extraction wells of SVE, an activated carbon sorption tower and a biofilter were attached to SVE process and their gasoline removal efficiencies were measured. These post treatment systems lowered gasoline concentrations to below 1.0 ppm within few days. Average remediation efficiency was 98% of gasoline for the activated carbon sorption tower and 84.1% for the biofilter. The maximum removal capacity of a biofilter was 10.7 g/L/hr, which was ten times higher than general biofilter removal capacity. Results from the study suggest that the activated carbon sorption tower and the biofilter would be available for the post treatment process to remove VOCs generated from SVE process.