1. 서 론
1)4대강 살리기 및 우리나라의 하천 치수·이수, 환경계획 등
†To whom correspondence should be addressed.
Nakdong River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research
E-mail: [email protected]
은 대부분 본류 중심의 유역관리체계로 본류 하천환경에 근 원이 되는 지류·지천의 경우 체계적인 관리가 부족한 실정 이다. 특히 지천의 경우 본류에 비하여 건천의 정도가 심하 고 도심의 경우 인공 구조물이 많아 수생태계 서식 환경이 불량하고 오염원의 영향권에 있는 일부 지류는 수질이 악화 되고 있어 지류의 수질·수생태계에 대한 전반적인 대책 마 련이 필요하다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위해 지류·지
금호강, 남강 중권역 지류·지천의 상세오염 현황 및 오염기여율 조사
나승민･권헌각･김경훈･신동석･임태효
†국립환경과학원, 낙동강물환경연구소
Analysis of Specific Contaminated Status and Pollutant Loads Contribution Rate of the Tributaries in Gumho and Nam River Basin
Seungmin Na･Heongak Kwon･Gyeong Hoon Kim･Dongseok Shin･Tae Hyo Im† Nakdong River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research
(Received : 12 October 2016, Revised: 18 October 2016, Accepted: 18 October 2016)
요 약
본 연구는 낙동강수계 오염도가 높은 금호강 및 남강 중권역의 지천들 가운데 수질측정망과 일정한 거리에 있고 오염 도가 높은 지천들을 선정하여 각 지점의 오염부하량, 오염특성, 중점관리지천별 세부 유입되는 지천의 오염현황 및 중 점 지류가 낙동강 본류에 미치는 영향 등을 살펴보았다. 그 결과, 금호강 및 남강의 대부분의 수질항목별 오염도는 유 사하였으나, TN, Chl-a 및 SS는 금호강이 남강에 비해 약 20∼120% 이상 높은 오염도를 보였다. 오염발생부하율 (kg/day) 및 발생밀도(kg/day/km2)는 유량과 하천유하면적에 따라 하천 오염도 순위가 달랐으며, 이러한 영향은 남강 에서 더 크게 차이가 발생하였다. 금호강 및 남강의 상세오염조사는 하천의 유로길이, 합류되는 소하천의 개수와 형태 에 따라 상세지점을 2개에서 최대 9개까지 나누어 조사하였으며, 그 결과 달서천과 의령천의 오염도가 높게 나타났다.
이외에도, 달서천과 의령천의 본류오염 기여율이 약 10% 내외로 높게 나타났으며, 이는 주변공단, 생활거주지역 형태 및 크기, 농경지 경작 유·무 및 축사 존재 유·무에 따라 오염도 및 상·하류 오염형태가 다르기 때문으로 판단된다.
핵심용어 : 금호강, 남강, 본류오염기여율, 상세오염조사, 오염물질부하량, 중점관리지천
Abstract
This study was investigated the pollutant load, contamination properties, pollution condition of the fine parts of tributary, the influence of Nakdong river watershed and etc. in the tributaries. The contaminated tributaries were that among the Kumho and Nam river or were too far from site of water quality monitoring stations, regularly. As a result, the water quality level was almost similar between Nam and Kumho River, except for certain parameter including TN(Total Nitrogen), Chl-a(Chlorophyll-a) and SS(Suspended Solid) in which Kumho river were 20∼120%. The point discharge load(kg/day) and load density (kg/day/km2) of tributaries were different the pollution level according to the flow-rate (m3/sec) and stream influence area(km2), and the difference of these was observed highly at Nam river. Specific contamination investigation of tributaries in Nam and Kumho river watershed was conducted from two to nine points of the fine parts of tributaries depending on the confluence sites and shapes. This result observed high at the Dalseocheon and Uriyeongcheon, respectively. Beside, the pollutant load contribution rate of Nakdong watershed was high about 10% at the Dalseocheon and Uiryeongcheon. This was due to the differences of the environments about the industrial complex, metropolis residence property, agricultural cultivation, livestock pen and the downstream of non-point source.
Key words : Contaminated tributary, Load density, Point pollutant load, Pollutant load contribution rate, Specific contamination investigation
천의 중점관리지점 선정 및 오염수준에 따른 등급화 방안 (Na el al., 2015; Lim et al., 2010; Cho et al., 2012;
Jung et al., 2013), 지류가 본류의 수질에 미치는 영향 (Yang and Bae, 2012), 중권역별 지류·지천의 영향도 평가 (Lee et al., 2012) 등 많은 연구가 수행되었다.
Na et al., (2015, 2016)은 낙동강수계 지류·지천의 수질 및 유량 모니터링 결과 및 계절적 오염특성을 고려하여 중 점관리가 필요한 하천관리 등급화 마련 및 오염도 현황을 제시하였다. 그 결과, 남강 및 금호강 중권역의 지류·지천 오염도가 다른 중권역에 비하여 높았으며, 계절별 오염특성 및 수질항목별 분포특성 역시 다르게 조사되었다. 이외에도 남강 중권역은 Lee et al., (2012), Jung et al., (2013) 및 Choi et al., (2010) 등에 의해서 중점관리가 필요한 지천 선정 방안 및 각 지천별 오염도를 확인하였으며, 금호강 중 권역의 경우 Yang and Bae (2012) 및 Jung et al., (2015) 은 지류의 수질이 금호강 본류에 미치는 영향 및 난분해성 오염물질의 분포특성에 대하여 설명하였다. 하지만, 대부분 이 지류·지천의 중점관리지점 선정방안 검토 및 수질농도 형태에 따른 오염도 현황 등에 대하여 언급하였으며, 각 지 천별 오염원 조사 및 세부 유입지천별 오염도를 확인한 결 과는 부족한 실정이다.
특히 낙동강수계 금호강은 포항시 죽장면 가사령에서 발원하여 약 118 km를 흐르며, 약 20여개의 지천이 합류 한 후 대구시 달성군 화원읍에서 낙동강과 합류된다 (Yang and Bae, 2012). 또한 금호강은 유역 내에서 발생 되는 지표수가 낙동강으로 흘러들어가고 있어 지류로서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 식수, 공업용수 등 지역주 민에게 물 공급 및 친수공간의 역할을 하고 있어 대구를 비롯한 인근지역에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 하지 만, 1970년대 이후 영천댐, 가창댐 및 공산댐과 같은 인 공댐이 건설되고 하천유지용수가 부족해지면서 생태보전 및 자정작용이 원활하지 않아 하천의 생태계가 훼손된 부 분이 많다.
남강은 서부 경남 일원에 막대한 양의 수자원을 공급하는 지류로써, 경상남도 함양군 덕유산에서 발원하여 10여개 소하천이 합류한 뒤 최종 덕천강과 만나 남강댐으로 유입 된 후, 남강댐을 기점으로 동쪽으로 흐르며 30여개 지천들 이 유입하여 낙동강 본류와 합류한다(NRBEO, 2009). 남 강댐은 하류유황이 안정적이여서 하천범람과 같은 치수문 제를 해결 할 수 있고, 넓은 하폭과 둔치는 휴식과 친수 기 능을 제공 할 수 있다. 하지만, 남강은 하상구배가 완만하 고 저·갈수기 일부 구간에서는 유속이 느려 정체구역이 발 생함으로써 수질이 악화되고 부영양화 현상이 발생할 수 있어 관심이 증대되고 있다. 특히 낙동강수계 목표수질 측 정망 운영결과 보고에 따르면 남강의 유량비는 29.0%로 높고(NRERC, 2009), 각 오염부하량 기여율 역시 높아 남 강 상·하류에 유입되는 지류·지천에 대한 보다 정밀한 조사 가 요구되고 있다.
따라서, 본 연구는 낙동강수계 오염도가 높은 금호강 및
남강 중권역의 지천들 가운데 수질측정망과 일정한 거리 에 있고 오염도가 높은 지천들을 선정하여, 2015년 수질 과 유량 모니터링 결과를 바탕으로 각 지점의 오염부하량, 오염특성, 중점관리지천별 세부 유입되는 지천의 오염현 황 및 중점 지류가 낙동강 본류에 미치는 영향 등을 살펴 보았다.
2. 연구방법
2.1 조사대상 유역 선정 및 채수
금호강은 유역면적 2,092 km2으로, 소권역 중에서는 영 천댐 소권역이 234,54 km2(11.2%)로 가장 크며, 동화천 소권역이 40.49 km2(1.9%)로 가장 적다. 하천연장은 유로 연장 118.99 km, 유역경계에서 하구부까지 최원 유로연장 은 119.23 km이다. 금호강은 영천시와 경산시를 거쳐 대 구광역시를 관류하면서, 남천, 율하천, 방촌천, 신천, 동화 천, 팔거천, 달서천, 이언천과 합류한 후 달성군 다사면 죽 곡리 지점에서 낙동강 본류와 합류한다. 남강댐으로 유입 된 남강은 진주시 상평동 지점에서 유로를 동북쪽으로 바 꾸어 유하하면서 영천강, 반성천, 석교천, 의령천, 함안천 등과 차례로 합류하여 의령군에서 낙동강 본류와 합류한 다(Kim, 2005). 남강권역 면적은 1,185 km2으로 낙동강 전체 3.7%에 해당하며, 남강댐하류부터 낙동강 합류전까 지 남강 본류길이는 77.6 km, 유역둘레 길이는 214.5 km 이다. 합류되는 남강은 하상구배가 매우 완만하고, 주변의 도시와 농경지로부터 물 사용량이 많아 저·갈수기에는 유 속이 더욱 느려져 이로 인해 수질악화가 가속화되고 수역 의 영양단계가 점점 증가하는 부영양화 현상이 자주 발생 한다. 본 연구는 금호강의 경우 측정망지점과 일정 거리가 있고, 상시 유량이 흐르는 북안천, 오목천, 남천, 팔거천, 달서천 등을 남강의 경우, 가좌천, 현지천, 석교천1, 석교 천2, 의령천, 대산천, 대사천 등을 중점관리지점으로 선정·
조사하였다. Fig. 1은 금호강 및 남강 중권역 내 조사한 지 류·지천의 유역 현황도, 오염부하량 및 오염특성을 조사하 기 위한 지천의 유역특성을 제시하였고, Fig. 2는 각 지천 별 세부유입지점의 모식도 및 상세조사를 위한 시료채취 지점을 나타내었다. 석교천의 경우 지천의 유하특성에 따 라 수질 및 유량 모니터링은 석교천1, 석교천2로 구분하 여 조사하였으나, 상세조사의 경우 발원지부터 오염조사 말단을 기준으로 하나의 관리하천으로 구분하여 선정·조 사하였다.
시료채수는 2015년 월별로 채수하였고, 채취한 시료는 아이스박스를 이용하여 4℃ 이하로 유지하여 실험실로 이 동하여 분석하였다. 특히, 상류지역의 저수지나 하천에 설 치된 보에 의한 영향이 최소화 할 수 있는 곳을 선정하였 고, 강우, 결빙으로 채수가 불가능한 기간을 피하여 채수하 였다. 하천 유량 및 수질측정은 오염물질의 거동특성, 수질 및 유량간의 상관성을 고려하여 동일지점에서 측정하는 것 을 원칙으로 하였다.
2.2 수질분석 및 유량조사
생물화학적산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD5), 화학적산소요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 총질소(Total Nitrogen, TN), 총인(Total Phosphorus, TP), 부유물질(Suspended Solid, SS), 총유기탄소(Total Organic Carbon, TOC) 및 클로로필-a(Chlorophyll-a, Chl-a) 등 유·무기오염물질은 수질오염공정시험기준에 준 하여 분석하였다. 하천유량은 연속 측정이 가능하고 사용이 보편화된 유속계를 이용하여 유속-면적법(중간단면적법) 원리로 구하였다. 이때 각 하천의 유속은 도섭법을 이용하 여 측정하였고, 각 결과들은 CalPad 2.0을 이용하여 최종 유량 값을 계산하였다. 유량에 영향을 미치는 금호강과 남 강 중권역의 강수량 자료는 금호강의 경우 대구와 영천기 상관측소 자료를, 남강의 경우 의령, 진주 및 함안기상관측소 자료를 활용하여 2015년 월 강수량을 Fig. 3에 제시하였다.
2015년 월 강수량을 분석해보면, 금호강은 7월과 8월 사이 에 강우가 집중되었으며, 남강의 경우 이례적으로 4월과 8 월 사이에 집중되는 모습을 보였다. 금호강, 남강의 2015년 연평균 강우량은 각각 145.6 mm, 276.2 mm 으로 남강의 강수량이 금호강에 비하여 약 2배 정도 높게 관찰되었다.
수질등급은 수질 및 수생태계 환경기준에서 하천 및 호소 의 생활환경기준 등급을 준용하였으며, 유량등급은 하천의 유역유출량의 규모만을 파악할 수 있도록 정성적 기준안을 마련하였다. 유량은 하천유량을 나타내는 단위로 비유량
(a)
(b)
Fig. 3. Precipitation in Geumho-River(a) and Nam-River (b) Medium Influence Area in 2015 yr.
(specific discharge or specific flow-rate, Q)을 사용하였 으며, 이는 유량(m3/s)을 유역면적(km2)으로 나눈 것으로
“m3/s/km2”의 단위를 갖고 크기가 서로 다른 유역에서의 유출률을 비교할 때 편리하므로 본 연구에는 비유량을 이 용하여 등급화 하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1 금호강 및 남강 중권역 내 지류·지천의 유량 및 수질오염 분석
Table 1은 금호강 중점관리지천인 달서천, 팔거천, 남천, 오목천, 북안천과 남강의 가좌천, 현지천, 석교천1, 석교천 2, 의령천, 대산천, 대사천 등 수질(BOD5, COD, TP, TN, TOC, SS, Chl-a) 및 유량과 비유량을 제시하였다. 금호강 의 경우 유량이 1.0 cms 이상인 하천은 달서천(3.6 cms), 오목천(2.0 cms), 남천(1.8 cms)의 순으로 높았고, 달서천 은 유역면적이 24.42 km2으로 가장 작아 비유량 역시 다른 하천(10-2∼10-3)과 달리 10-1 m3/sec/km2 배수로 높게 나 타났다. 북안천과 팔거천은 연평균 유량이 1.0 cms 이하로 하천의 흐름이 적고 갈수기에는 쉽게 건천화가 발생될 수 있는 지천으로 관찰되었다. 남강의 경우 유량이 1.0 cms 이상인 하천은 의령천만 3.107 cms로 가장 높았으며, 대부 분의 하천이 1 cms 이하로 낮았으나, 유량이 많은 의령천 의 하천면적이 100 km2 이상으로 넓어 비유량이 0.01∼
0.09 m3/sec/km2 범위로 다른 하천들과 유사하게 관찰되 었다.
수질 및 수생태계 환경기준에서 하천 및 호소의 생활환경기 준 등급을 준용하여 수질등급을 확인한 결과, BOD5는 Ⅰa(좋 음)등급에서 III(보통)등급의 범위를 보였으며 금호강의 남천 과, 남강에 가좌천을 제외한 대부분의 하천에서 좋음(II)등급 이상의 수질오염이 나타났다. COD는 II(약간좋음)등급에서 IV(약간나쁨)등급 범위를 보였고, 북안천, 남천, 달서천, 현지 천, 대산천, 대사천 등 대부분의 하천이 약간나쁨(IV) 등급으로 관찰되었다. TP는 II(약간좋음)등급에서 III(보통)등급 범위를, TOC의 경우 Ib(좋음)등급에서 IV(약간나쁨)등급으로 광범위 하게 나타났으며, 금호강의 남천, 달서천, 남강의 대산천과 대사 천이 TP와 TOC 항목에서 가장 오염된 등급(III, IV)을 나타내었 다. TN과 Chl-a은 “하천생활환경 기준” 항목에서 포함되어 있지 않아 “호소생활환경 기준”으로 오염도를 확인하였다.
그 결과 TN은 대부분이 VI(매우나쁨)등급에서 V(나쁨)등급으 로 오염도가 높았고, 조류 생체량을 대표하는 지시인자 (indicator)인 Chl-a은 Ⅰb(좋음)등급에서 III(보통)등급 범위 를 가졌으며, 대산천과 대사천에서 높게 관찰되었다. 강우 시 물리적 영향을 받는 SS의 경우 5.1∼36.0 mg/L로 la(매우 좋음)등급에서 Ⅳ(약간나쁨)등급의 범위를 보였으며, 금호강 보다는 남강의 현지천과 대사천에서 25 mg/L이상의 나쁨등 급으로 남강권역에서 탁도유발 물질 농도가 높음을 확인하였 다. 이는 유량에 영향을 주는 강수량이 중권역별 차이기 있기 때문으로 판단된다.
Fig. 4은 금호강과 남강권역의 오염물질발생부하율 (kg/day)과, 유역면적 차이로 발생할 수 있는 오염부하량 차이를 보정하기 위해 발생부하밀도(kg/day/km2) 및 비유 량(Q)을 제시하였다.
금호강의 경우 BOD5, COD, TN, TP, TOC 및 SS의 부 하율 11.6∼2,086.3, 60.5∼4,551.9, 9.5∼3,141.9, 0.52∼
75.3, 35.7∼3,793.3 및 22.2∼33,532.8 kg/day 범위를 보 였다. 오염형태는 달서천, 남천, 오목천, 북안천, 팔거천 순 으로 높게 나타났으며 이는 유량의 영향을 받기 때문으로 판 단되며, SS, TN, TP 및 COD 항목 등은 다른 수질 항목에 비 하여 3∼8배 까지 차이를 보였다. 각 하천의 단위면적당 오염 도를 나타내는 오염물질발생부하밀도 역시 하천유역 면적이 가 장 작은 달서천(24.42 km2)에서 28.1 kgBOD5/day/km2로 가 장 높았고 발생부하량과 동일하게 남천(4.3 kgBOD5/ day/km2), 오목천(2.3 kgBOD5/day/km2), 북안천(1.3 kgBOD5/ day/km2) 및 팔거천(0.7 kgBOD5/day/km2) 순으로 나타 났다.
남강의 경우 BOD5, COD, TN, TP, TOC 및 SS의 오염 물질발생부하량은 0.8∼1,915.1, 5.6∼8,070.6, 2.6∼3,488.2, 0.07∼221.60, 3.3∼5,061.3 및 5.4∼19,150.7 kg/day 범 위를 보였으며, BOD5의 경우 의령천이 평균 432.4 kgBOD5/day로 가장 높았고, 석교천1(114.7 kgBOD5/day), 석교천2(63.1 kgBOD5/day), 대사천(58.7 kgBOD5/day), 가좌천(69.1 kgBOD5/day), 대산천(35.1 kgBOD5/day) 및 현지천(12.6 kgBOD5/day) 순으로, 이는 수질항목별로 일 정한 순위패턴을 보였다. 오염물질발생부하밀도는 앞서 언 급한 바와 같이 수질오염의 잠재력을 나타내는 값으로 단 위면적당 오염부하가 커지면 수질오염 역시 증가한다 (Yoon et al., 2006). 남강의 BOD5기준 발생부하밀도는 대 산천이 19.4 kgBOD5/day/km2으로 가장 높았으며 가좌천 (5.1 kgBOD5/day/km2), 석교천1(4.0 kgBOD5/day/km2), 현지천(3.8 kgBOD5/day/km2), 의령천(3.8 kgBOD5/day/km2), 대사천(2.0 kgBOD5/day/km2) 및 석교천2(1.7 kgBOD5/ day/km2) 등 순으로 조사되었고, 면적의 영향으로 오염물 질발생부하량의 우선순위지점과 일치하기 보다는 면적을 고려한 비유량 하천순위 결과와 일치하였다. 오염물질배 출밀도를 비교해 본 결과 하천의 유역면적에 따라 오염배 출량이 달라질 수 있어 향후 지천관리대책 수립 시 이러 한 결과를 고려하여 효율적인 우선관리대책 수립이 필요 할 것으로 판단된다.
3.2 금호강, 남강 중점관리지천 상세오염조사 금호강, 남강의 각 관리지천별 상세오염조사는 하천의 유 로길이 및 합류되는 소하천 개수와 형태에 따라 상세지점 을 2개에서 많게는 9개 지점까지 나누어 동시에 조사하였 고, 지역적 특성에 따라 Table 2와 Fig. 5와 같이 나누어 지천별 수질항목을 모니터링 한 후 각 오염현황을 제시하 였다. 그 결과, BOD5는 la(매우좋음)등급에서 III(보통)등급 범위를 보였으며, COD, TOC 및 Chl-a 항목의 경우 la(매
우좋음)등급에서 Ⅵ(매우나쁨)등급까지 광범위한 농도범 위를 나타냈다. 영양염류인 TP, TN의 경우, TN은 석교 천 상류지점(ST4)을 제외한 대부분의 상세지천이 V(나 쁨)등급 또는 VI(매우나쁨)등급을 나타내 질소 오염원 관 리 및 저감 대책이 필요함을 확인할 수 있었다. TP는 남 천의 상류 일부지점과 석교천 및 의령천 상류를 제외한 대부분의 상세지천이 III(보통)등급 및 IV(약간나쁨)등급 을 나타내었다. SS 역시 오목천 상류와, 대산천 및 석교천 하류말단을 제외하고는 25 mg/L이하인 la(매우좋음)등급 을 유지하였다.
북안천은 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도는 각각 93.07 km2, 26.89 km, 0.0036 km/km2으로 발원지에서 북 안천 말단까지 소규모 농경지, 공장 및 축사가 분포하였다.
이 가운데 상세지류가 유입되는 용호천 유입 전·후 및 봉동 천 유입 후 말단 지점을 고려하여 ST2, ST4, ST6 지점을 채수하여 분석하였다. 그 결과 북안천이 용호천과 봉동천의 영향을 받기보다는 북안농공단지 및 도남농공단지의 영향 으로 북안천 말단까지 오염물질 발생형태가 일정하게 나타 나는 것으로 관찰되었다. 오목천은 175.32 km2, 32.64 km, 0.028 km/km2 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도를 보 이며, 본 연구에서 조사된 금호강 지천 가운데 유로연장길
이가 가장 긴 하천이다. 상세조사 결과 ST-ST4 구간까지 산림, 농경지, 과수원 및 축사가 있는 것으로 조사되었고 이러한 영향은 말단 지점인 ST5 및 ST6까지 영향을 미치 며 주거 밀집 및 상가 지역을 따라 흐르는 하천에 생활오수 역시 영향이 있을 것으로 판단된다. 오목천은 ST2와 ST5 사이에 오산천과 사림천이 유입되고 있으며, 이러한 상세지 천의 영향을 확인하고자 ST3, ST5 및 말단 지점 ST6을 선 정하여 수질을 모니터링 하였다. 그 결과, 오목천 말단에서 관찰된 수질현황은 ST3, ST5와 10% 내외로 일정함으로써 유입되는 상세지류 하천의 영향보다는 대구 도심지역을 관 통하며 유입되는 생활 오·폐수 영향이 더 클 수 있음을 짐 작할 수 있었다.
남천은 115.21 km2, 24.22 km, 0.0021 km/km2 등 유 역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도를 가지는 하천으로 발 원지인 하도저수지에서 구일교(ST6)까지 소규모 축사, 과 수 공장 등이 밀집해 있고, 경산주거단지를 거쳐 말단 매 호교(ST9)지점에 승마장 및 소규모 하우스 재배 지점이 관찰됨에 따라 상류에서 말단으로 내려오면서 BOD5는 2.9 mg/L(II(약간좋음)등급)에서 6.4mg/L(IV(약간나쁨)등 급)로, COD는 5.3 mg/L(III(보통)등급)에서 9.2 mg/L(V (나쁨)등급)까지 오염도가 증가한 것으로 관찰되었다. 팔거천 (a)
(b)
(c)
(d)
Fig. 4. Pollutant Delivery Load(kg/day, a, c) Delivery Load Density(kg/day/km2, c, d) and Specific Flow of Tributaries(12) in Geumho(a, b) and Nam(c, d) River Basin
Mid-
watershed Detailed Field Investigation sites in Geumho River Water Qualities (BOD5, COD, TN, TP, TOC) Detailed Field Investigation sites
Geumho River
Fig. 5. Water Qualities(BOD5, COD, TN, TP, TOC) at Detailed Field Investigation sites in GeumHo River Mid-watershed Fig 5.
Mid-
watershed Detailed Field Investigation sites in Nam River Water Qualities (BOD5, COD, TN, TP, TOC) Detailed Field Investigation sites
Nam River
Fig. 6. Water Qualities(BOD5, COD, TN, TP, TOC) at Detailed Field Investigation sites in Nam River Mid-watershed.
역시 남천과 마찬가지로 말단으로 내려올수록 지천의 오염 도가 높아지는 것을 관찰 할 수 있었는데 이는 하류수변 인 근에 농경지 경작이 이루어지고 말단에 주거지역 및 매천 수산시장이 위치하여 오염원이 상시 배출되기 때문으로 판 단된다. 달서천은 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도가 24.42 km2, 9.76 km, 0.0026 km/km2 으로 금호강 조사지 천 가운데 하천유로 길이가 가장 짧지만, 평리교 인근에서 시작하여 북부위생처리장을 거쳐 금호강에 합류하는 하천 으로, 주변에 대구염색공단이 위치하여 상류지역에 오염원 이 유입됨으로써 상류지역에 오염도가 더 높게 관찰되었다 (ST1>ST2).
남강 역시, 금호강과 마찬가지로 지천별 상세조사를 실시 한 결과(Fig. 6) 가좌천은 13.67 km2, 5.80 km, 0.0017 km/km2의 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도를 갖는 하천으로 발원지 인근에서는 논, 밭, 하우스 재배와 같은 소규모 수변경작이 이루어지고 있고, 인근 경상대학교를 중 심으로 주거단지 및 상가가 밀집되어있다. 현재 “고향의 강 가좌천 살리기” 하천정비 사업이 진행중에 있으며 이러한 영향으로 하천 말단지점의 오염도(ST2>ST1)가 상류 지점 보다 약 10% 높게(ST2>ST1) 관찰된 것으로 판단된다. 현 지천은 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도가 각각 3.24 km2, 4.41 km, 0.0015 km/km2으로 조사한 남강 중권역 지천 가운데 가장 유역면적이 작은 하천이다. 현지천 상세 조사 결과 발원지 하천의 경우 대부분이 농경수로 주변 논, 밭 및 하우스재배 등에 따라 영향을 받으며, 일부 주변은 농공단지로 조성되어 있어 농경수와 공단오염수가 하천의 주요 오염원으로 판단된다. 또한 현지천 말단에는 인근 농 업용수 확보를 위한 금호배수장이 설치되어 있고 이에따라 하천의 흐름이 낮아 정체됨으로써 DO고갈 및 수질악화를 초래하는 것으로 관찰되었다. 석교천은 유역면적, 최장유로 연장 및 하천 밀도가 각각 65.54 km2, 30.36 km, 0.0025 km/km2 으로 상류에서 하류까지 농경지로 크게 형성되어 있다. 석교천은 오곡저수지 및 유동소류지 등을 발원지로 하여 흐르면서 사촌천, 모로천, 하림천 및 명관천 등과 합 류한다. 특히 모로천은 하림천과 명관천이 합류된 하천으로 모로천이 합류한 후(ST8)과 석교천 말단(ST9)을 채수하여 오염도를 확인하였다. 그 결과 석교천 말단은 발원지(ST4) 인근 하천에 비해 오염도가 2배, 높게는 3배(BOD5, TOC) 까지 차이를 보였으며, 이는 수변 농수로 이외에도 말단에 있는 군북농경단지 및 하수처리장의 영향으로 생활오수 및 축산폐수가 유입되기 때문으로 판단된다.
의령천은 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도가 각각 113.48 km2, 20.29 km, 0.0028 km/km2 으로 남강중권역 조사지천 가운데 유역면적이 가장 넓은 하천이다. 또한 의 령천의 경우 칠곡천, 내조천, 운암천, 가례천, 남산천, 용덕 척 및 용소천 등 총 7개 상세세부 유입지천들이 있으며, 전 반적으로 발원지부터 넓게 농경지역으로 밀집되어 있다. 하 천을 따라 마을 및 공장, 소규모 축사 등이 존재하고, ST11 구간 이후로 의병교 도로 맞은편에 의령군청 등을 포함한
주거 및 상가 밀집구간이 있어 생활하수 영향을 받을 것으 로 판단된다. 이외에도 ST11∼ST12 구간 사이에는 도동농 공단지와 그 내에 제지공장들이 위치하고 있어 하천말단에 공장 오·폐수 영향을 받고, ST12∼ST14 구간 사이에는 환 경기초시설인 환경관리사업소가 있어 방류수의 영향을 받 을 수 있다. 대산천는 1.81 km2, 3.71 km, 0.0015 km/km2 의 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도를 가지고 있고 조 사한 남강 지천가운데 유로연장 길이가 가장 짧다. 대산천 은 대서저수지 발원지를 근원으로 하여 말단구간까지 농경 지역이 밀집되어 있어 주요오염원으로 농수로의 영향이 크 며, ST2 지점 하류 측에는 월포 습지가 있고 말단지점에는 구혜배수장과 신구혜배수장이 있어 이로인해 정제수역이 발생함으로써 말단으로 갈수록 오염도가 높아짐을 관찰 할 수 있었다. 대사천은 유역면적, 최장유로연장 및 하천 밀도 가 각각 22.17 km2, 12.72 km, 0.0022 km/km2로 일정한 유역면적 및 유로연장 길이가 존재하나 유입되는 상세지천 이 없고 상류(ST1) 부분에 존재하는 대사일반산업단지를 제외한 대부분의 유역이 농경지로 이루어져 일부 농업용수 가 오염원으로 작용할 것으로 판단된다. 이러한 영향으로 대사천 역시 현지천, 석교천과 의령천처럼 말단으로 갈수록 오염도가 높게 관찰되었다.
3.3 금호강, 남강 지류·지천이 본류에 미치는 영향 Table 3와 Table 4는 국가수질측정망과 지류모니터링 실 측조사 결과들을 토대로 금호강 및 남강 중권역에 속하는 지천지점들에 대한 연평균 수질 및 유량값을 이용한 유달 부하량을 산정한 후, 각 중점관리지류지점이 금호강과 남강 말단에 미치는 오염점유율을 산정하여 제시하였다. 이때 점 유율은 해당 중권역 말단 유달부하량(100%)에 대한 비율 을 기준으로 산정하였다.
금호강 중권역말단 기준 오염점유율 산정결과 실측 조사 된 5개 조사지점 대비 21개 수질측정망 및 기타 조사 지점 을 연계하였고, 그 결과 각 지천이 본류에 미치는 영향범위 는 TN, TP 일부 지점을 제외한 1∼10% 내외로 미비하였 다. 수질 항목별로 BOD5, COD, TN 점유율은 달서천, 남 천, 오목천, 북안천 및 팔거천 순이며, TP 점유율은 달서천, 오목천, 남천, 북안천 및 팔거천 순으로 조사되었다. 특히 달서천은 다른 지천들에 비해 하천유하면적 대비 유량이 높고, 앞서 언급한바와 같이 하수처리장, 산업단지 및 시가 지 등 인접한 오염원이 밀접해 있어 유기오염물질 부하량 이 높게 차지하는 것으로 나타났다. 수질항목별로 살펴보면 TN 및 TP 부하량의 기여율이 높게 나타났다.
남강은 중권역말단 기준 오염점유율은 7개 지점을 대상 으로 살펴보았으며, 22개의 수질측정망 및 기타 조사 지점 의 자료를 연계하여 제시하였다. 남강의 경우 금호강과 달 리 지천이 미치는 오염점유율은 의령천을 제외하고 1∼2%
내외로 매우 미비하였고, 그 외 대부분의 오염물질의 점유율 은 의령천, 석교천, 가좌천, 대사천, 대산천, 현지천 순으로 나타났다. 이는 남강5(남강교), 남강6(백곡교)의 남강본류에서
(a)
(b)
Fig. 7. The Pollutant(BOD5, COD, TN, TP) Contribution Load Rate of Tributaries at Nakdong Watershed ((a) Kumho River, (b) Nam
River).
측정된 오염부하량이 높기 때문으로 판단된다. 남강 역시 수질항목별 오염부하량 기여율은 TN 및 TP 항목에서 높게 조사되었다. 금호강 5개 중점관리지점과 남강 7개 중점관리 지점의 BOD5, COD, TN 및 TP 오염기여율이 높은 지점은 Fig. 7에서 제시한바와 같이 달서천과 의령천으로 관찰되었 다. 이때 각각의 조사한 지천별 총 기여율은 남강의 경우 BOD5, COD, TN 및 TP이 각각 9.18, 12.05, 12.51 및 26.49%를 차지하였고 금호강의 경우 BOD5, COD, TN 및 TP이 각각 15.22, 23.44, 29.88 및 34.58%를 차지하였다.
4. 결 론
1) 금호강과 남강권역의 중점관리지천의 수질항목(BOD5, COD, TN, TP, TOC 평균 농도는 금호강:2.3, 7.4, 4.8, 0.112 및 4.804 mg/L, 남강:2.3, 6.7, 2.9, 0.155 및 4.212 mg/L)을 비교한 결과 TN을 제외한 모든 항목에서 유사하 였고, 조류 생체량을 대표하는 Chl-a와 SS 농도는 남강이 금호강에 비해 높게 나타났다. Chl-a의 경우 남강의 영양 염류 농도인 TN과 TP가 금호강에 비해 약 65%, 38% 이 상 높기 때문이며, SS의 경우 남강권역의 2015년 연평균 강수량이 272.2 mm로 금호강의 145.6 mm보다 높아 이는 강수량 변동에 따른 물리적 효과 때문인 것으로 판단된다.
2) 금호강과 남강권역의 오염물질발생부하율(kg/day)과 발생부하밀도(kg/day/km2)을 살펴 본 결과, 금호강의 경우 유량에 따라 오염도가 달라지는 오염물질발생부하율은 달 서천, 남천, 오목천, 북안천, 팔거천 순으로 오염도가 높았 고, 남강의 경우 의령천, 석교천1,2, 대사천, 가좌천, 대산천
및 현지천 순으로 모든 수질항목에서 동일하게 조사되었다.
단위면적당 오염부하가 커지면 오염도 역시 증가하는 발생 부하밀도는 금호강의 경우 오염물질발생부하율 하천 순위 와 유사하였으나, 남강의 경우 하천 유하면적에 영향을 받 아 대산천, 가좌천, 석교천1, 현지천, 의령천, 대사천, 석교 천2 순으로 조사되었고 이는 유량보다는 면적을 고려한 비 유량 변화에 따른 오염도 하천순위 결과와 유사하였다.
3) 금호강, 남강의 각 관리지천의 상세오염조사는 하천의 유로길이 및 합류되는 소하천 개수와 형태에 따라 상세지 점을 2개에서 많게는 9개 지점까지 나누어 동시에 조사하 였다. 지역적 특성에 따라 수질항목을 모니터링 한 결과, 주변 공단, 생활거주지역 형태 및 크기, 농경지 경작 유·무 및 축사 존재 유·무에 따라 오염도 및 상·하류 오염형태는 다르게 나타났으며, 남강의 경우 의령천이, 금호강의 경우 달서천의 오염도가 높게 조사되었다.
4) 의령천은 칠곡천, 내조천, 운암천, 가례천, 남산천, 용 덕천 및 용소천 등 총 7개 상세세부 유입지천들이 유입되 고 이 주변에는 공장, 소규모축사 및 도동농공단지와 그 내 에 제지공장들이 위치하고 있어 유기오염물질의 유입이 용 이한 것으로 판단된다. 달서천은 금호강 조사지천 가운데 하천유로 길이가 가장 짧은 하천으로 오염도가 가장 높았 으며, 이는 북부위생처리장 및 상류에 위치한 대구염색공단 에 오염원이 유입되기 때문으로 판단된다.
5) 국가수질측정망과 지류모니터링 실측조사 결과들을 토대로 금호강 및 남강 중권역에 속하는 지천지점들에 대 한 연평균 수질 및 유량값을 이용한 유달부하량을 산정한 후, 각 중점관리지류지점이 금호강과 남강 말단에 미치는 오염점유율을 산정한 결과 남강은 의령천이 금호강은 달서 천이 높게 조사되었다. 또한 각 조사한 지천별 총 오염기여 율은 남강의 경우 BOD5, COD, TN 및 TP이 각각 9.18, 12.05, 12.51 및 26.49%를 금호강의 경우 BOD5, COD, TN 및 TP이 각각 15.22, 23.44, 29.88 및 34.58%를 차지 하였다. 각 지천별 기여율은 남강의 경우 1∼2%, 금호강은 1∼10%로 미비하였으나, 이는 금호강 및 남강의 주요 합 류 지점을 제외한다면 높은 것으로 각 수질항목별로 오염 기여율 차이가 큰 지점의 경우 역시 추후 지속적인 모니터 링이 필요할 것으로 판단된다.
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