논에서의 SS 유출 특성
이경숙ᆞ정재운*ᆞ최동호ᆞ윤광식†ᆞ최우정ᆞ최수명ᆞ임상선ᆞ박하나*ᆞ임병진*ᆞ최강원**
전남대학교 지역·바이오시스템공학과
*국립환경과학원 영산강물환경연구소
**한국농어촌공사 농어촌연구원
Characteristics of Suspended Solids Export from Paddy Fields
Kyoungsook Lee⋅Jaewoon Jung*⋅Dongho Choi⋅Kwangsik Yoon†⋅Woojung Choi⋅
Soomyung Choi⋅Sangsun Lim⋅Hana Park*⋅Byungjin Lim*⋅Gangwon Choi**
Department of Rural & Bio-systems Engineering, Chonnam National University
*Yeongsan River Environment Research Center
**Rural Research Institute, KRC
(Received 1 September 2011, Revised 28 October 2011, Accepted 30 October 2011)
Abstract
A five-year field monitoring was conducted to monitor characteristics of suspended solid (SS) export from paddy fields. The observed EMCs of SS ranged 1.2~517 mg/L (avg. 52.1 mg/L) during storm period. The concentration of SS during non-storm period were 1.1~349.5 mg/L (avg. 36.1 mg/L). Monthly load of SS was high during summer when rainfall amount was high.
The load was higher than that of May when tillage effect is expected. There was no significant relationship between SS EMCs and rainfall or drainage amount. However, effects of rainfall and drainage were found to be significant for event load of SS.
But, there was no apparent relationship between rainfall amount of cropping period and load of SS for that period. The observed SS load was 164.8~456.0 kg/ha (avg. 301.2 kg/ha) and mostly occurred during storm period. This study results also suggested that SS load estimation by USLE equation for paddy field could be overestimated, if not carefully handled.
Monitoring studies for various climate, soil, and agricultural management are required to get better scope of SS export from paddy fields.
keywords : Nonpoint source pollution, Paddy field, SS, Water quality
1. 서 론1)
수자원 수질관리에 있어서 국토의 대부분을 차지하는 농 지와 임야에서의 강우에 의한 유출수의 수질파악은 물 관 리에서 대단히 중요하다(김건하 등, 2003). 부유물질(Sus- pended Solids, 이하 SS)이 하천과 호소에 유입되면 탁도가 증가하여 광투과성을 감소시키고 수생식물이 성장할 수 있 는 유광층을 얕아지게 하여 수생식물이 생장할 수 있는 수 심이 얕아지게 되고 이는 곧 저서생물 및 동·식물플랑크톤 의 생장에 장애를 유발할 뿐만 아니라(김범철과 정성민, 2007), 각종 오염물질인 영양물질이나 독성물질을 흡착하여 운송시킨다. 또한, 홍수기 때 주로 발생하는 탁수는 점토입 자에 흡착된 인의 유출을 수반하여 하류 호수의 부영양화 를 발생시키는 원인이 되기도 한다(김현수 등, 2004; 허우 명 등, 1999). 따라서 미국에서는 탁도와 더불어 SS가 중요 한 수질관리 대상항목으로 관리되고 있다(김범철과 정성민,
†To whom correspondence should be addressed.
2007). 하지만 국내의 경우 수질관리가 대부분 점오염원관 리와 유기물(BOD 및 COD) 중심으로 이루어져왔으며, 농 경지 특히 논으로부터 발생하는 SS에 대한 연구는 일부 연 구자들을 제외하고는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.
일반적으로 논의 경우 벼 재배기간에는 거의 담수상태로 빗방울에 의한 토립자 타격과 이탈을 막고, 논두렁 붕괴와 같은 특별한 경우를 제외하고 토양유실이 거의 없는 것으 로 알려져 왔다(권순국 등, 1998). 안익성 등(2007)도 일부 모내기 기간을 제외한 논에서의 SS 농도는 평균 약 28 mg/L로 강우시 하천에서 발생하는 농도에 비해 매우 낮고 큰 변화가 없다고 보고하였다. 하지만 윤광식 등(2002a)은 논의 SS를 109.4~465.2 mg/L의 범위로 보고하여 연구자별 로 논 SS에 대한 상이한 결과를 발표하였다. 김건하 등 (2003)은 유역 내 농지의 비율이 높을수록 SS 부하에 영향 을 미친다고 보고하였으며, 이러한 비점오염에 의한 SS를 효율적으로 관리하기 위해서는 SS 부하량의 원단위 평가 및 토지이용변화에 따른 정량적 평가방법이 중요하다(정성 민 등, 2009). 그러나 대부분의 연구결과들은 복합지목 유 역에서 SS 유출특성을 분석한 연구결과이며, 집중모니터링
논에서의 SS 유출 특성 869
Fig. 1. Schematic representation of study area and location of sampling stations.
을 통한 순수 논유역에서의 SS 유출 특성을 분석한 연구는 매우 부족하다. 국내에서 이루어진 논으로부터 환경부하에 관한 연구(김민경 등, 2005; 윤광식 등, 2002c; 조재원 등, 2006; 최진규 등, 2001)가 대부분 질소와 인에 관한 것으로 논으로부터 SS 유출에 대한 연구가 많지 않다. 김현수 등 (2004)과 정재운 등(2008)은 논에서의 영양물질 제거 기능 을 연구하였지만 SS의 제거 효율에 관해서는 다루지 않았다.
전지홍 등(2003)은 논에서 오염부하 예측을 위한 범용모 형을 개발하였으나 영양물질의 거동을 다룰 뿐 SS는 다루 어지지 않고 있다. 서춘석 등(2002)은 USLE를 사용하는 CREAMS 모형을 수정 관개논에서 영양물질 추정모형을 개발하였으나 SS에 대한 모형 적용성 평가는 이루어지지 않았다. 최우정 등(2007)은 환경부(1995)에서 제안한 비점 오염부하 산정 범용식(SS 부하량을 추정하기위한 강우량과 유출량 2개 변수 지수식)을 영산강 수계와 섬진강 수계 논 에 적용결과 결정계수(EI) -0.3과 -0.15로 정확도가 낮은 것 으로 나타났다.
현재까지 논으로부터의 SS 부하에 관한 연구를 살펴보면 모델링 기법이 확립되어 있지 않으며, 모니터링도 1~2년의 단기간 결과가 대부분이다. 따라서 최근 기상조건, 영농조 건, 물관리를 반영한 논에서의 집중모니터링을 통한 SS 유 출 특성 파악이 요구되고 있다. 본 연구에서는 2006년부터 2010년까지 5년간 집중 모니터링을 통해 실측된 자료를 이 용하여 논에서의 SS 유출특성을 분석하였다.
2. 연구방법
2.1. 시험지구
영산강 수계중 하나인 전라남도 함평군 엄다면 화양리 1102-1~1104-5번지의 논지구(이하 학야지구, Fig. 1)를 시 험지구로 선정하였다. 학야지구의 관개용수는 한국농어촌공 사 함평지사에서 관리하는 대동저수지(관개면적 992.3 ha, 저수용량 5,309천 m3)이고, 시험지구 동쪽에 함평천이 흐르
며 서쪽에는 주 배수로가 위치하며 유역면적은 13.69 ha이 다. 또한 학야지구는 외부 유입수가 없고 용･배수로 분리 가 잘 되어 있으며 접근성이 좋아 관측이 용이한 시험지구 이다. 본 시험지구 토양의 표토(0~10 cm)의 토성은 미사질 양토(모래 11.7%, 실트 61.4%, 점토 26.9 %)로 조사되었다.
2.2. 수문조사 및 수질분석 방법
학야지구의 강수량자료는 시험지구 인근 마을회관 옥상에 강수량계(CASELLA, UK)를 설치하여 자료를 얻었으며, 자 료의 검증을 위하여 인근 함평군청의 강수량 자료를 취득하 여 검토하였다. 수위관측을 위해서는 배수로 말단에 독일 OTT사의 압력식 수위계 Orphimedes를 설치하였고, 수위로 부터 유량변환은 수위-유량 관계식을 이용하였다. SS 농도 는 강우시와 비강우시로 나누어 수질 시료를 채취하여 환경 부 공정시험법에 준하여 유리섬유 여지법으로 분석하였다.
2.3. 부하량 산정
논의 특성상 영농기간 동안에는 비강우시에도 관개량이 있어서 유출이 발생하며 그에 따라 소량이지만 오염물질도 계속 배출되기도 한다. 따라서 본 연구에서는 강우시와 비 강우시로 구분하여 모니터링을 하였다. 학야지구에서의 SS 부하량을 산정하기 위해서 2006년부터 2010년까지 영농기 간 동안 측정한 수문 및 수질 자료를 이용하였다. 미계측 날짜의 농도는 관측값을 이용하여 각 계측점 사이의 농도 를 선형 보간하여 구하였고, 일부하량은 유량과 농도의 곱 으로 산정하였다. 일부하량을 면적으로 나누어 단위면적당 일부하량을 계산하였고 그 값들을 더하여 연간 부하량을 산정하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1. 논 유출수 EMC
5년간 강우시 52회와 비강우시 32회를 합하여 총 84회
Fig. 2. Hydrograph and SS concentration of storm event (2010.7.16~17).
(a) Storm period (b) Non-storm period
Fig. 3. Distribution of observed event mean concentration (EMC) of SS during (a) storm period, (b) non-storm period 관측하였고 강우사상별로 2~12회 샘플을 취하여 강우사상
평균농도(EMC)를 구하였다. Fig. 2는 2010년 7월 16일~17 일의 강우사상에 대한 강우량과 배수량 그리고 SS 실측 농 도를 나타낸 것으로 강우량에 따른 배수량의 변화와 SS 농 도 분포를 보여주고 있다.
Fig. 3은 조사기간 동안 EMC의 분포를 나타내고 있으며 연도별, 월별 변화가 일정하지 않다는 것을 알 수 있다.
2006년에서 2010년까지 모니터링에 의해 배수에서 관측된 강우사상 유량가중평균농도(EMC)는 2006년에는 1.2~227.3 mg/L(평균 32.6 mg/L), 2007년은 3.2~70.3 mg/L (평균 21.5 mg/L), 2008년은 22.6~517.0 mg/L(평균 132.5 mg/L), 2009년은 3.2~310.7 mg/L (평균 56.8 mg/L), 2010년은 18.0~65.9 mg/L(평균 36.9 mg/L)로 분포하였다(Table 1). 5 년간 실측된 SS의 농도는 1.1~698.0 mg/L (평균 48.8 mg/L)이었다. 그리고 5년간 EMC는 1.2~517.0 mg/L, 평균 값은 52.1 mg/L이었고, 비강우시 SS 농도는 1.1~349.5 mg/L이고 평균농도는 36.1 mg/L로 관측되었다.
윤광식 등(2002b)에 의하면 영농기간에 논에서의 SS EMC는 봄 경운 후 표면교란 담수상태가 아니기에 유출량
이 작아도 고농도 502 mg/L까지 관측되었으며, 이후 122.5~ 165.8 mg/L의 변화를 보였다고 보고하였다(이는 써 레질 이후 교란되었던 논표면이 시간이 지남에 따라 안정 화되는 것으로 판단되었다). 田渕俊雄 등(1991)의 연구에 의하면 SS 농도가 0~1,310 mg/L, 평균 76 mg/L라고 보고 된 바 있으며, ’95년 비점오염원 조사연구사업(환경부, 1995)에 의한 보고서에 따르면 논에서의 SS EMC는 2.4~
265.5 mg/L, 평균 37.8 mg/L이었다. Yoon 등(2002)은 비영 농기에 논에서 경운 후 200~700 mg/L까지 SS가 관측되기 도 한다고 보고하였다. 이는 Kunimatsu (1983) 결과와 비 슷한데 비영농기 논에서 SS 농도는 보통 10~20 mg/L 범 위이고, 경운 직후 강우-유출수의 경우 600 mg/L까지 되는 것으로 알려졌다.
윤광식 등(2002b)은 2시간 간격으로 측정된 필지논 자료 로부터 각 강우사상 SS 농도 최대치와 EMC 차이는 15~
64%, 평균 31%이었고 최소치와 EMC 차이는 -8.24~-36.2%, 평균 -22%이었으며, 유출량-유하부하(L-Q) 관계식 얻어 오 염부하 추정 위해서는 영농기, 비영농기, 경운 영향을 받는 시기로 나누어 관계식을 도출해야 된다고 제안하였다.
논에서의 SS 유출 특성 871
Fig. 4. Comparison of monthly rainfall and load of SS.
Table 1. Average event mean concentration (EMC) of SS during storm and non storm period in 2006~2010 (cropping season)
Year Event n EMC (mg/L)
2006 Storm 15 32.6
Non storm 10 16.2
2007 Storm 12 21.5
Non storm 9 9.9
2008 Storm 9 132.5
Non storm 6 135.6
2009 Storm 9 56.8
Non storm 3 6.3
2010 Storm 7 36.9
Non storm 4 17.7 2006~2010
(mean)
Storm 52 52.1
Non storm 32 36.1
3.2. SS 월별 부하량
강우시 월별 평균농도는 5, 6, 7, 8, 9월 각각 27.0, 42.9, 78.2, 32.1, 71.9 mg/L이었고 7월과 9월에 상대적으로 큰 것으로 나타났다. Fig. 4는 2006~2010년까지 영농기간 동 안 월별 강수량과 부하량을 비교해 보면 5월 강우량은 43.5~176.0 mm (평균 101.9 mm), 6월은 20.4~241.0 mm (평균 134.5 mm), 7월은 176.0~439.6 mm (평균 298.0 mm), 8월은 96.0~361.4 mm (평균 205.9 mm), 그리고 9월은 21.0~408.5 mm (평균 123.9 mm)로 관측되었고, 월별 부하 량은 5월 1.3~45.1 kg/ha (평균 15.1 kg/ha), 6월 7.8~ 170.8 kg/ha (평균 66.5 kg/ha), 7월 27.2~275.4 kg/ha (평균 112.3 kg/ha), 8월 16.1~108.1 kg/ha (평균 60.7 kg/ha), 9월 9.0~
143.9 kg/ha (평균 46.4 kg/ha)로 나타났다. 5월의 경우를 보면 경운에 의해 논 표면이 교란되고 토양입단이 파괴되 어 있지만 강우량이 적어서 상대적으로 부하량이 크지 않 다는 것을 알 수 있으며, 평균 강우량이 가장 많은 7월에 부하량도 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 연도별, 월별에 따른 부하량의 편차가 큰 것으로 나타났다.
3.3. SS 유출 인자간 상관성 분석
본 연구에서 2006년에서 2010년까지 관측된 배수량과 부 하량 그리고 강우량과 부하량 사이의 상관관계(Pearson 상 관분석)를 알아보기 위해 PASW Statistics 18, 통계프로그 램을 이용하여 분석하였다. 상관계수는 -1에서 1까지의 값 을 취하는데 절대값이 1에 가까울수록 상관성이 강하다는 것을 의미한다. Fig. 5와 6은 강수량-EMC, 배수량-EMC, 강우량-부하량 그리고 배수량-부하량 사이의 산포도와 상관 계수를 나타낸 것이며 상관계수 모두 유의한 것으로 나타 났다. 강우량과 EMC 사이의 상관계수는 0.02이고 배수량 과 EMC 사이의 상관계수는 0.03으로 강우량과 배수량은 EMC와는 상관성이 약한 것으로 나타났다. 田渕俊雄 등 (1991)도 유량과 SS 농도와의 상관계수는 0.01로 서로 상 관성이 약하며 이는 관개기의 논이 담수상태로 있고 논에 서의 영농활동이 유량과 관계없이 SS의 유출을 일으키기 때문으로 보여진다고 보고하였다. 윤광식 등(2002b)도 전북 마령 필지논 2년간 조사자료로부터 농도는 유출량의 크기 에는 영향을 받지 않는다고 하였다.
그러나 강우량과 부하량 사이의 상관계수는 0.58이고 배 수량과 부하량 사이의 상관계수는 0.68로 서로 어느정도 상관성이 있는 것으로 나타나 강우량과 배수량이 클수록 대체로 부하량도 크게 발생하는 것으로 볼 수 있다. 황하 선 등(2004)과 전지홍 등(2005)은 국내 논 연구를 종합하여 영양물질이 관개수량과 강우량이 증가할수록 배출수량이 증가하는 경향이 있다고 하였다. 관개수를 줄이면 논 시스 템 내 저류공간 확보로 강우에 따른 오염물질 유출을 감소 할 수 있다고 보고한바 있다. 또한 강우강도와 SS 농도사 이에는 상관성이 아주 약한 것으로 나타났다(Fig. 7).
3.4. SS 부하량
조사기간(2006~2010년) 동안 시험지구에서 실측된 일 배 수량, SS 농도 그리고 SS 부하량을 분포도로 나타내어 본 결과 배수량은 5 mm/day 이하가 가장 많았고 농도는 대부분 50 mg/L 이하이었으며, 일부하량은 75% 이상이 5 kg/ha/day
(a) Rainfall - SS EMC (b) Drainage - SS EMC Fig. 5. Relationship between SS EMC and (a) rainfall, (b) drainage.
(a) Rainfall - SS load (b) Drainage - SS load Fig. 6. Relationship between SS load and (a) rainfall, (b) drainage.
Fig. 7. Relationship between SS Conc. and rainfall intensity.
이하로 나타났다(Fig. 8).
Table 2는 연도별로 강우시와 비강우시 SS의 부하량을 구분한 것으로 강우시 부하량은 129.1~298.7 kg/ha, 평균 221.3 kg/ha이었고, 비강우시 35.7~157.3 kg/ha, 평균 79.9 kg/ha로 SS 부하량의 대부분이 강우시에 발생되는 것으로 나타났다. 2008년 영농기 강수량이 678 mm로 5개년 중 가 장 작았지만 관개량이 1,091.6 mm로 가장 많고 이에 따른 비강우시 회귀수에 의한 SS 유출량이 157.3 kg/ha로 상당 히 많은 양이 유출됨을 알 수 있었다.
박성천 등(2005)은 섬진강 수계 주암호 외남천 유역내 논 지역의 강우-유출수를 4회 측정한 SS 범위가 12.6~35.7
mg/L이며 비우량법으로 연간 부하량을 126.5 kg/ha/yr로 추 정하였다. 안익성 등(2007)은 충남 서산지역의 논 배수로에 서 생육기별로 10회 채취하여 분석하였는데 초기 SS가 600 mg/L를 초과하는 경우를 제외하고 평균 28 mg/L 수 준이고, 이는 일부 모내기 기간을 제외하고 강우시 하천에 서 발생하는 농도에 비하면 매우 낮았으며 큰 변화가 없었 다. SS 부하량은 비우량법을 이용 94~212 kg/ha/yr, 평균 143 kg/ha/yr로 추정되었다. 박성천 등(2005)과 안익성 등 (2007)의 결과는 본 연구결과인 평균 301.2 kg/ha보다 작은 값이다. 하지만, 정재운 등(2009)는 연중 몇 개의 강우사상 을 조사하여 비우량 방법으로 SS 부하량을 추정하면 과소 할 확률이 크다고 발표한바 있다.
Fig. 9는 연도별 영농기 강수량, 관개량, 강수량+관개량, 배수량과 연도별 부하량 관계를 살펴본 것이다. 연도별 영 농기간 전체 강수량과 부하량 사이에는 유의성이 발견되지 않았으며 오히려 관개량과 상관성이 있음을 보이고 있다.
그리고 영농기간의 배수량과도 상관성이 약함을 보이고 있 다. 따라서 연간 강수량 등을 이용하여 SS 부하량을 예측 하는 것은 매우 조심할 필요가 있을 것으로 판단된다.
3.5. 환경부 원단위와 본 연구결과 비교
Fig. 10은 현재 환경부(1995)에서 제시하고 있는 토지이 용별 SS 원단위와 본 연구에서 나타난 결과 값을 비교한
논에서의 SS 유출 특성 873
Table 2. SS load during storm and non storm period in 2006~2010 (cropping season)
Year Rainfall (mm) Irrigation (mm) Drainage (mm) Event SS Load (kg/ha)
2006 916.8 645.6 797.0 Storm 233.5
331.6 Non storm 98.1
2007 952.0 761.8 836.5 Storm 129.1
164.8 Non storm 35.7
2008 678.0 1,091.6 503.7 Storm 298.7
456.0 Non storm 157.3
2009 846.6 974.6 784.8 Storm 291.0
343.1 Non storm 52.1
2010 927.4 682.9 794.2 Storm 154.1
210.3 Non storm 56.2
2006~2010
(mean) 864.2 831.3 743.2 Storm 221.3
301.2 Non storm 79.9
(a)
(b)
(c)
Fig. 8. Histogram of (a) drainage, (b) SS concentration and (c) SS load during the study period.
그래프이다. 시험지구에서 2006년에서 2010년까지 5년 동 안 영농기간의 평균 연간부하량은 301.2 kg/ha로 조사되었 으며, 이는 현재 논에서의 원단위는 71.9 kg/ha보다는 큰 것으로 나타났다. 그러나 현재 원단위는 다년간 자료가 아 니고 발표된지 오래되어 최근 강우패턴이나 물관리 형태 등의 영향을 반영하지 못하고 있으며, 조사대상 강우가 작 아 논 유출의 평균적 조건을 만족하지 못한다(정재운 등, 2008). 환경부(1995) 원단위에서 논의 SS는 산림보다 작은 것으로 나타났지만 현재 조사결과는 산림의 원단위와 비슷 한 정도로 나타났다.
밭에서의 SS에 관한 최근 연구에 의한 연간부하량을 보 면 원철희 등(2009)은 밭지역에서 662.8 kg/ha이었고, 최용 훈 등(2009)은 평지밭에서 1,371.5 kg/ha와 고랭지밭에서 2,904.5 kg/ha, 최중대 등(2004)은 경북 안동지역에서 1년간 점토질 롬 밭과 논의 비점오염원 부하량을 평가하였는데, 논과 밭의 SS 부하량은 각각 140 kg/ha/yr와 3,100~4,300 kg/ha/yr로 밭이 논에 비해 부하량이 많아 수질에 미치는 영향이 큰 것으로 보고하였다. 정필균(1998)은 14개 작부체 계 토양유실량을 라이시미터 실험을 통해 살펴본바 있는데 나지 128 t/ha, 옥수수 54 t/ha, 보리-콩 31 t/ha로 밭의 토 양유실 잠재능이 큰 것으로 나타났다. 최용훈 등(2009)은 강원도 평창의 평지밭과 고랭지밭의 2008년 기간 중 SS EMC는 각각 1,231.2 mg/L와 2,252.7 mg/L인 것으로 조사 되었다. 이와 같이 많은 연구 결과를 보았을 때 농경지에 서의 SS는 논보다는 밭에서 훨씬 큰 것으로 판단된다. 경 지면적통계(통계청, 2010)에 따르면 농경지는 국토면적의 18.1%이고 그 중 논이 60.2%, 밭이 39.8%를 차지하고 있 다. 총 경지면적은 해마다 줄고 있고 최근 경향을 보면 논 면적은 줄어들고 있는 반면 밭 면적은 증가 추세에 있다.
하지만 밭의 경우는 토사 유실량이 상당히 많아 농촌 비점 오염원의 하나로 작용하고 있기 때문에 논의 감소는 SS 측 면에서 봤을 때는 바람직하지 못하다고 볼 수 있다.
유역 차원에서 토사유출을 추정하기 위해 모델을 적용하 여 여러 토지 이용과 더불어 논에서의 SS 배출량에 관한 연구가 시도되었다. 조재현과 연제철(2000)은 USLE를 이용 논의 평균 토양유실량 0.78 ton/ha/yr로 추정하였다. 하지만,
(a) (b)
(c) (d)
Fig. 9. Relationship between SS load and (a) rainfall, (b) irrigation, (c) rainfall+irrigation, and (d) drainage in during cropping season.
Fig. 10. Comparison of SS unit load of MOE (1995) for various land-use types and this study.
박지상과 김건하(2006)는 RUSLE 모델을 이용 논과 밭의 토사유실량을 33.5와 53.6 ton/ha/yr로 발표하였다. 김주훈 등(2009)도 RUSLE 이용 논과 밭 토양유실량을 34.3과 49.5 ton/ha/yr로 추정하였다. 이는 국내외 논의 SS 유출 모 니터링 결과를 비추어볼 때 과다 산정되어진 것으로 판단 된다. 논은 경사가 없고 담수 상태가 강우 타격에너지를 완충해주는 역할을 하기 때문에 밭을 대상으로 개발된 토 양유실공식 (USLE)을 논에 적용하기에는 현실적으로 무리 가 따른다. 김주훈 등(2009)은 밭과 논 모두 P factor 값을 0.5를 사용 하였는데 서춘석 등(2002)은 논의 경우 최소값 을 적용할 것을 제시하고 있다. 또한, GIS 등을 이용하여 필지 장변을 유로장으로 산정하는 것도 USLE의 제한을 넘
어 토양유실을 과다하게 추정하는 원인이 된다. 실제 모니 터링 자료를 이용 모델 적용 방안을 규명하는 것이 필요하 다 하겠다.
4. 결 론
최근 물 관리와 강수의 패턴변화로 물 순환과 오염물질 의 거동이 변하고 있어서 ’95년 환경부에서 제시한 비점오 염원 원단위의 수정이 요구되고 있다. 원단위의 수정을 위 해서는 장기간 모니터링에 의한 부하량 산정이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 2006년부터 2010년까지 5년간 장기 모니터링을 한 논에서의 실측 자료를 바탕으로 논에 서의 SS유출 특성을 조사하여 연간 부하량을 산정하였다.
조사지역 논에서 영농기간 동안에 관측된 SS의 EMC는 1.2~517.0 mg/L, 평균 EMC는 52.1 mg/L이었고, 연간부하 량은 164.8~456.0 kg/ha, 평균 301.2 kg/ha로 조사되어 환 경부의 기존 원단위보다는 큰 것으로 나타났다. 강우시 부 하량은 129.1~298.7 kg/ha, 평균 221.3 kg/ha이었고 비강우 시 회귀수에의한 부하량은 35.7~157.3 kg/ha, 평균 79.9 kg/ha로 SS 부하량의 대부분이 강우시에 발생되는 것으로 나타났다.
SS의 경우 담수시기에 강우량 또는 유출량 크기와 농도 간 유의성이 발견되지 않았다. 강우 사상별 강우량과 SS 부하량 그리고 배수량과 부하량 사이에는 서로 상관성이
논에서의 SS 유출 특성 875
있는 것으로 나타나 강우량과 배수량이 클수록 부하량도 크게 발생하는 것으로 볼 수 있다. 따라서 농경 물관리가 SS 부하량의 저감을 위한 최적관리 기법임을 알 수 있다.
하지만 연간 강수량과 부하량간의 정의 관계가 성립되지는 않았다. 논의 경우 유출량은 강우량뿐만 아니라 관개량과 물관리 관행에 영향을 받기 때문으로 보여진다. 또한 강우 강도는 담수와 벼 성장에 따른 피복 효과 때문에 논 토양 유실에 선형적인 상관성은 없는 것으로 나타났다.
계절적으로는 경운의 영향을 받는 영농초기보다는 일반 적으로 강우량이 많은 시기에 부하량이 큰 것으로 조사되 었으며, 월별, 연도별 부하량의 편차가 큰 것으로 나타났다.
본 연구 결과와 USLE 혹은 RUSLE 등을 적용한 연구 결 과를 비교하면 USLE 이용하여 논의 SS 부하를 과도하게 산정할 수 있어 주의가 필요한 것으로 나타났다.
사 사
본 연구는 영산강･섬진강수계 환경기초조사사업과 농림 수산식품부의 한국농어촌공사 농어촌연구원에서 지원되는
“새만금간척농지 비점오염 저감기술개발”의 일환으로 수행 되었습니다.
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