Delivered Pollutant Loads of Point and Nonpoint Source on the Upper Watershed of Lake Paldang - Case Study of the Watershed of Namhan River and Gyeongan Stream

팔당호 상류유역의 점 ･ 비점오염원 유달부하 특성 - 남한강 ･ 경안천 수계를 대상으로

박지형^†ᆞ공동수ᆞ민경석^*

국립환경과학원 한강물환경연구소

*경북대학교 환경공학과

Delivered Pollutant Loads of Point and Nonpoint Source on the Upper Watershed of Lake Paldang

- Case Study of the Watershed of Namhan River and Gyeongan Stream

Ji Hyoung Park^†⋅Dong Soo Kong⋅Kyung Sok Min^*

Han River Environment Research Center, National Institute of Environment Research

*Depatment of Environmental Engineering, Kyungpook National University (Received 7 August 2008, Revised 9 September 2008, Accepted 14 October 2008)

Abstract

This study is conducted to characterize and evaluate delivered pollutant loads of point and nonpoint source on the upper watershed of lake paldang. The study area consists of 12 watersheds in Namhan-river and Kyungahcheon, which are approxi- mately 80% of total area of Namhan-river and Kyungahcheon. Based on daily delivered loads from watersheds, 61% of BOD5, 81% of T-N and 70% of T-P were from nonpoint sources, suggesting that delivered loads of nonpoint pollutants be crucial to water quality. On the other hand, 78% of BOD5, 92% of T-N and 87% of T-P as delivered load were from nonpoint sources in an upper watershed of Namhan-river, while 48% of BOD5, 70% of T-N and 57% of T-P as delivered load were from nonpoint sources in a lower watershed of Namhan-river, suggesting higher dependency of point sources than upper watershed of Namhan-river. In the characteristic of delivered loading pollutants from point and nonpoint pollution sources, delivered load of nonpoint pollutants differed significantly by seasonal flow, and as though discharged load of point pollutants were yearly uniform, delivered load of point pollutants was found to be flow-dependent because its delivery ratio was changed.

keywords : Delivered pollutant loads, Delivery ratio, Nonpoint source pollutants, Point source pollutants

1. 서 론¹⁾

팔당호는 수도권 23백만 명의 상수원일 뿐만 아니라 다 양한 수생생물들이 생육하고 있는 생태의 보고이다. 따라 서 팔당호의 이수상 안전성과 생태계 건강성을 유지하기 위하여 정부는 오염원 입지 규제 등 각종 오염예방정책과 오염물질 처리대책을 지속적으로 추진하여 왔다. 그러나 팔당호 유역은 수도권에 인접하여 있어 끊임없는 개발 요 구에 시달리고 있으며 이에 따라 토지이용도가 급속하게 변화되고 있다. 유역환경과 물관리정책의 변화는 수용체인 팔당호의 수질변화로 귀착되기 때문에 팔당호 수질변화에 대한 정확한 진단은 문제해결의 실마리가 될 수 있다(공동 수 등, 2006b).

이같은 하천 수질 변화는 근본적으로 하천에 유입되는 오염물질의 양에 의해 결정됨으로 효율적인 수질관리를 위 해서는 하천으로 유입되는 오염물질 부하량의 정확한 산정

†To whom correspondence should be addressed.

[email protected]

과 오염물질의 유출특성을 파악하는 것이 무엇보다 중요하 다(박지형, 2007; 하성룡 등, 2003).

오염물질의 양은 자연적인 하천시스템을 통한 유출수와 인위적인 하수도 시스템을 통한 하수 또는 하수처리수 형태 로 공공수역으로 배출된다. 일반적으로 전자는 비점오염물 질이 후자에는 점오염물질이 포함된다. 점오염물질은 대부 분 하수처리장 방류수 및 미차집 하수 등으로 구성되며 배 출특성은 시간별로 차이는 있으나 평균적으로 일간 배출량 변화는 강우시나 비강우시에 큰 변동이 없다. 반면 비점오 염물질은 강우시 빗물과 함께 유출되기 때문에 일간, 계절 간 배출량 변화가 크며 기후, 지형, 토지이용형태 및 토양 등 지역적인 특성과 유역의 형상에 따라 오염물질의 유출특 성이 변화하여 예측과 정량화가 어렵다(정은성 등, 2006).

이제까지 문헌상으로는 우리나라 4대강별 비점오염부하 량의 비중은 한강 30.7%(팔당호 유역 45%), 낙동강 25.4%, 금강 21.7%, 영산․섬진강 37.4%로 보고되고 있다(정용준 등, 2004; 최지용, 2005). 하지만 이는 전체 배출부하량 기 준으로 추정한 값일 뿐 실제 어느 정도의 비율로 대상 수

계 구간에 도달하는지를 의미하는 것은 아니다.

현재까지의 선행 연구에서도, 주로 작은 규모의 소유역에 대해 시간․비용적인 한계 때문에 제한된 기간동안 간헐적 인 유량, 수질 실측자료를 토대로 점 및 비점오염 유달부 하량을 단순히 시기별로 구분하여 산정․평가한 것이 주를 이루고 있다. 또한 최근들어 많은 연구가 이루어지고 있는 비점오염원관련 연구에서는 한정된 지역을 대상으로 복잡 하고 전문적인 유역모델의 적용 사례에 초점이 맞춰진 경 우가 대부분이었다.

그러나 효율적인 수질관리방안 도출을 기대하기 위해서 는 실제로 공공수역의 수질에 직접적인 영향을 미치는 유 역으로부터의 자정능력을 고려한 연중 유달부하량의 산정, 특히 점 및 비점오염원의 유출 특성을 고려한 유달부하량 을 정확히 파악하는 것이 선결되어져야 한다. 하지만 과거 팔당호 유역에서의 신뢰성 있는 자료를 토대로 체계적이고 합리적인 오염부하량 유출특성 파악을 위한 연구가 전무한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 팔당호의 수질, 수리․수문 등 수 환경에 가장 큰 영향을 미치는 팔당호 상류 남한강 유역 주요 유입 하천 및 경안천을 대상으로 연중 본류로 유입되 는 일별 점 및 비점오염 유달부하량을 산정하고, 이를 통 해 시기별 유달부하 특성을 파악하고자 하였으며, 또한 유 역별 점오염원 및 토지이용 특성 등 유역특성에 따른 유달 특성을 비교․고찰하고자 하였다.

2. 연구방법

2.1. 연구대상 유역 개요

연구대상 유역은 팔당호 수질에 직접적인 영향을 주는 남한강 유역으로 북위 37°13'51" ~ 37°29'02", 동경 128°55'56"

~ 127°29'37"에 위치하고 있다. 남한강은 한강의 발원지로 서 태백시 검룡소에서 발원하여 남서쪽으로 흐르다 충주호 에서 북서쪽으로 흘러들면서 오대천, 평창강, 제천천, 달천, 섬강, 청미천, 양화천, 복하천, 흑천 등의 주요 지류들과 합 류하여 유역을 형성하며, 우리나라 최대 상수원인 팔당호로 유입된다.

남한강 유역면적은 12,355 km²로 팔당호 유역면적 23,618 km²의 52.3%이며, 팔당호로의 유입 유량은 57.0% 정도 차 지하고 있으나 BOD5 오염부하량은 62%를 상회하고 있다 (공동수 등, 2006a). 팔당호의 유입하천 중 남한강은 북한 강(40.5%)과 경안천(2.5%)에 비해 유량이 많고 유입부하량 이 크기 때문에 팔당호의 수질에 가장 큰 영향을 미친다.

따라서 팔당호의 봄철 저수기의 수질악화는 남한강 유입수 질이 같은 시기에 급하게 상승하는데 기인한다(공동수 등, 2006b).

남한강 유역은 충주댐을 기점으로 상류는 대부분 농촌 지역으로 고랭지밭 등 주로 농경지에서 발생되는 비점오염 원이 주를 이루며, 남한강 하류는 충주시, 원주시, 이천시 등 도시화의 진행으로 도시지역 점오염원 등 다양한 오염 원이 존재하여 충주댐 이하에서 수질이 급격히 높아지는

특성을 보이고 있다.

따라서 남한강 본류로 유입되는 하천 중 오염부하량 기 여율이 큰 제 1지천의 유역, 즉 골지천, 오대천, 주천강, 평 창강, 옥동천, 제천천, 달천, 섬강, 청미천, 양화천, 복하천, 흑천을 연구대상 유역으로 정하였으며, 유량은 적지만 오염 부하량이 커 팔당호 수질에 역시 영향을 주는 경안천 유역 도 함께 고려하였다.

2.2. 수질 및 유량조사

수질 및 유량조사 시기는 2004년 8월부터 2006년 12월 까지 연중 8일 간격으로 조사지점별로 평균 95회 조사하였 으며, 조사 위치는 상기 13개 지류 유역 출구지점에서 동 시 조사하였다(Fig. 1). 조사항목은 유량, 수위, BOD5, TN, TP이며, BOD5 등 수질항목은 수질오염공정시험방법에 따 라 분석하였다. 유량조사는 ISO 2425의 단일측정방법 중 유속-면적법(velocity-area method)을 따랐다. 수위관측은 저․갈수기에도 상시 관측이 가능하도록 하기 위하여 환경 부에서 수질오염총량관리를 위해 조사지점 인근에 설치한 수위표를 이용하였다.

Fig. 1. Water quality & flow rate measuring sites on the watersheds.

2.3. 일유출량 산정

건교부 TM 수위자료는 동절기 운영중단, 관정 폐색, 기 기 및 보정오류 등으로 부정확한 자료가 혼재되어 있다.

또한 유량조사와 함께 직접 실측한 수위 조사결과는 연간 8일(±1~2일)일 간격의 자료로서, 관측값에 대한 정확성은 있지만 단속 자료로 인해 일유달부하량 산정을 위해 필요 한 일유출량을 추정하는데 한계를 지니고 있다. 따라서 유 출특성이 유사한 인근 TM 수위관측소 일수위자료를 활용 하되 8일 간격의 실측 수위자료를 보정값으로 활용하여, 수위 변동 경향을 비교․보정작업을 거쳐 일수위를 재산정 하였다. 단, 동절기 TM수위관측소 운영이 중지되어 직접적 인 비교가 곤란한 기간 중에 강우․강설로 인한 수위 변동

Fig. 2. Calibration of daily water level.

Fig. 3. Development of relationship equation of the stage and discharge in Seomgang.

Table 1. Development of stage-discharge curve in Seomgang Stage range Stage-discharge curve yr/month 0.649≤h≤1.089 Q=48.872×(h-0.579)^1.1009 04/8~05/6 0.640≤h≤0.970 Q=29.703×(h-0.602)^0.8731

05/7~06/6 0.970<h≤2.452 Q=152.27×(h-0.874)^1.0728

0.660≤h≤0.934 Q=42.704×(h-0.550)^1.3070

06/7~07/3 0.934<h≤1.440 Q=124.53×(h-0.758)^1.3510

0.260≤h≤1.460 Q=84.087×(h-0.124)^1.5987 04/8~05/6 0.455≤h≤0.665 Q=106.64×(h-0.220)^1.8526

05/7~06/6 0.665<h≤1.497 Q=172.53×(h-0.477)^1.0305

0.572≤h≤1.600 Q=82.774×(h-0.124)^3.4329 06/7~07/3

은 동절기 특성상 하천유출에 미치는 영향은 미미할 것으 로 판단하여 수위변동이 실측 관측기간(8일 간격) 전․후 선형적인 수위 경사를 따른다고 가정하였다. 이와같이 일수 위를 산정 후 수위-유량관계곡선식을 개발하여 일유출량을 산정하였다. 13개 대상 수계 중 남한강 하류에서 대표적 수계인 섬강 지점에서의 수위 보정 결과와 개발된 수위-유 량관계곡선식의 예를 나타내었다(Fig. 2 ~ 3, Table 1).

2.4. 오염부하량 및 유달부하량 산정

오염원 및 오염부하량 산정을 위한 유역은 물관리정보

공통유역도의 표준유역을 기준으로 구분하되 유입하천별 유량․수질측정 지점을 고려하여 재분류하였다.

오염원은 환경부의 2004년도 전국오염원조사자료를 활용 하였으며, 리‧동별로 조사된 오염원자료를 근간으로 8개의 공통유역(103개 표준유역)의 13개 수역별로 구분하여 산정 하였다. 발생부하량 및 배출부하량은 수계오염총량관리계획 수립지침(국립환경과학원, 2006)에 따라 오염원의 유형을 생활계, 산업계, 축산계, 토지계, 양식계 등으로 구분하여 각 오염원에 발생 및 배출원단위를 적용하여 오염부하를 산정하였다. 여기서 산정한 배출부하량을 토대로 수계오염 총량관리기술지침에 따라 점․비점오염원을 재분류하여 유 역별로 각각의 배출부하량을 산정하였다.

유달부하량은 박지형(2007), 박지형 등(2007)이 제안한 식 (1)과 같이 점․비점오염 유달부하를 각각 산정할 수 있 는 경험론적 유달관계식을 적용하여 구하였으며, 식 (1)의 상세한 유도과정은 박지형 등(2007)의 논문에 소개한 바 있다.

 ^{ ′}      ′   

(1)

L : delivery load (kg/day)

Lpo : discharged load from point source (kg/day) k'p : length-reaction coefficient for point load (/km) lm : mean length of watershed (km)

a : flow multiplier to discharged load from nonpoint source (-)

Lnm : annual average discharged load from nonpoint source (kg/day)

 : hydraulic load of watershed (m³/day/ha)

b : flow exponent of discharged load from nonpoint source (-)

k'n : length-reaction coefficient for nonpoint load (/km)

 : length-reaction coefficient for uncertain load (/km)

3. 결과 및 고찰

3.1. 시기별 점 및 비점오염 유달부하특성

연구대상 유역인 달천 등 12개 남한강 수계 및 경안천 유역 면적은 남한강 및 경안천 전체 유역면적에서 약 80%

에 해당되는데, 이들 주요 유역 전체를 대상으로 2004년 8 월에서 2006년 12월까지 일 유달부하량을 산정하여 분석한 결과, 유역으로부터 본류수계 구간으로 유입되는 연간 BOD5 점오염유달부하량 비율은 39%, 비점오염 유달부하량 비율은 61%, T-N 점오염 유달부하량 비율은 19%, 비점오 염 유달부하량 비율은 81%, T-P 점오염 유달부하량 비율 은 30%, 비점오염 유달부하량 비율은 70%로 분석되었다 (Fig. 4). 이는 장재호 등(2006)이 용담댐 유역을 대상으로 한 연구결과로 제시한 BOD5, T-N, T-P의 비점 오염부하량 이 차지하는 비율인 57.2%, 92.6%, 60.2%과 비교하면, 팔 당호 유역은 용담댐 유역에 비해 BOD5와 T-P의 비점오염

Fig. 4. Variation of the monthly point and nonpoint delivery loads over the runoff.

(a) BOD5

(b) T-N

(c) T-P

Fig. 5. Variation of the monthly point and nonpoint delivery loads over the runoff.

부하 영향이 더 크며, 반면 T-N의 비점오염부하 영향은 적 음을 알 수 있다.

한편, 시기별 추세를 분석한 결과 비점오염 유달부하량은 계절별 유황변화에 따라 큰 폭의 변화를 보였으며, 특히 장마기에는 일시적으로 BOD5 기준 연평균 비점 배출부하 량의 3~37배의 첨두 부하를 나타내었다. 한편 점오염 유달 부하량은 점배출 부하량의 경우 연중 일정하게 배출되지만 유량변화에 따른 유속 증감으로 유달율이 달라져 유달부하 량은 유량의존성을 나타냄을 확인할 수 있었다(Fig. 5).

시기별로는 11~5월에는 BOD5 점오염 유달부하량 비율이 54~95%를 차지함에 따라 저․갈수기인 동 기간에 수질악 화의 주요인은 점오염원 영향이 큼을 알 수 있다. 반면 장 마기인 6~9월에는 오히려 비점오염 유달부하량이 55~83%

를 차지하는 것으로 나타났으며, 특히 유출량이 가장 많았 던 7월은 집중호우시 오염물질이 한꺼번에 대량으로 유입 되어 연중 총 유달부하량의 37%가 이 시기에 발생하며, 비 점오염 유달부하량은 30%를 차지하는 것으로 분석되었다.

한편 최근 들어서는 이 시기에 유입된 오염물질이 장기 간에 걸쳐 하류 수체에 영향을 주는 현상이 빈번히 발생함 에 따라 효율적인 유역관리를 위해서는 이에 대한 대책도 필요할 것으로 판단된다.

T-N 및 T-P 유달부하량은 BOD5와 다른 유달특성을 보 였는데 T-N은 3~10월 동안 비점오염 유달부하량이 차지하 는 비율이 52~92%로 50%를 넘고 있으며, 11~2월 동안만 점오염 유달부하량이 53~63%로 과반비율을 초과하였다.

이로 미루어 수체내의 T-N은 연중 비점오염원으로부터의 영향을 받고 있음을 추정할 수 있다. T-P는 4~10월 동안 비점오염 유달부하량이 차지하는 비율이 63~87%였으며, 반면 11~3월은 점오염 유달부하량이 차지하는 비율이 76~91%로 월등히 높았다. 이와 같은 결과에서도 T-P는 유 출조건에 따라 그 비율이 크게 나타남으로써 강우의존성이 큼을 알 수 있다(Fig. 5).

3.2. 유역별 유달부하 특성

남한강 수계에서 각 유역들로부터 본류구간으로 얼마만 큼의 오염부하가 유입되는지를 본 연구결과를 통해 정량적 으로 파악한 결과, 유역면적이 큰 평창강, 섬강, 달천이 본 류구간으로의 오염물질 유입율이 컸으며, 이들 3개 유역에 서 오염부하의 50%를 점유하는 것으로 나타났다(Fig. 6).

한편, 각 유역마다 오염물질별 점오염 유달부하량 및 비 점오염 유달부하량을 산정한 결과, 총 오염 유달부하량 중 점오염 유달부하량이 차지하는 비율은 BOD5 12~76%, T-N 3~53%, T-P 6~68%, 비점오염 유달부하량이 차지하는 비율 은 BOD5 24~88%, T-N 47~97%, T-P 32~94%로 오염원 분포 등 유역 특성에 따라 크게 차이가 났다(Table 2).

BOD5 유달부하량 중 점오염 유달부하량 비율이 상대적 으로 큰 유역은 복하천, 청미천, 흑천이었으며, 복하천 유 역은 전체 유달부하량의 76%가 점오염 유달부하량으로 나 타났다. 비점오염 유달부하량 비율이 큰 유역은 골지천, 주 천강, 평창강, 옥동천, 달천, 섬강으로 나타났으며, 그 중

Table 2. Calculated point and nonpoint delivered loads on watersheds (Unit : kg/day)

Watershed¹⁾

BOD5 T-N T-P

Point delivered

loads

Non-point delivered

loads

Total delivered

loads

Point delivered

loads

Non-point delivered

loads

Total delivered

loads

Point delivered

loads

Non-point delivered loads

Total delivered

loads G.J. 334 1,311 1,645 212 4,725 4,938 14 122 136

O.D. 168 298 465 55 1420 1,475 5 31 35

J.C. 312 997 1,309 220 3,082 3,301 14 97 111

P.C. 881 6,358 7,239 545 15,759 16,304 34 499 533

Ok.D. 106 227 333 79 1,111 1,190 6 24 30

Je.C. 890 535 1,426 1257 2771 4,028 49 39 88

D.C. 1,517 2,467 3,983 1,141 7,002 8,143 57 209 266

S.G. 1,386 2,680 4,065 1,679 6,953 8,632 89 237 327

C.M. 1,411 780 2,190 2,746 3,092 5,838 126 112 238

Y.H. 422 122 545 754 853 1,607 38 21 60

B.H. 1,683 519 2,202 2,286 2,025 4,311 140 66 206

H.C. 499 301 800 143 1,079 1,222 13 28 41

G.A. 1,947 1,222 3,169 1439 2481 3920 102 89 192

Average 800.75 1,276.54 2,183.50 926.42 3,836.31 5,082.42 48.75 114.23 172.58 1) G.J.: Goljicheon, O.D.: Odeacheon, J.C.: Jucheongang, P.C.: Pyeongchanggang, Ok.D.: Okdongcheon, Je.C. : Jecheoncheon, D.C. : Dalcheon,

S.G.: Seomgang, C.M.: Cheongmicheon, Y.H.: Yanghwacheon, B.H.: Bokhacheon, H.C.: Heukcheon, G.A.: Gyeongancheon

Fig. 6. Delivery loads of BOD5, T-N, T-P on watersheds.

평창강 유역은 비점오염 유달부하량이 전체 유달부하량의 88%에 달해 비점오염원의 영향을 가장 크게 받는 것으로 분석되었는데, 이는 유역내 대단위로 경작되는 고랭지 농업 영향과도 밀접한 관계가 있는 것으로 보여진다.

하지만 T-N 유달부하량은 대부분의 유역에서 비점오염 유달부하량 비율이 훨씬 큰 것으로 분석되어 BOD5성 오염 물질과는 다른 유달 특성을 나타내었다. 이는 비강우기에도 다양한 형태의 비점 배출원으로부터 질소성분이 배출되어 비점오염 유달부하량과 점오염 유달부하량과의 차이가 크 게 나지 않는데다, 축분 퇴비 등이 농지 등에 살포된 후 강우시 질소성분이 토양으로부터 쉽게 탈리됨에 따라 그 영향이 큼을 시사한다.

유역별로 점 및 비점오염 유달부하량 비율을 살펴보면, 골지천, 주천강, 평창강, 오대천 등은 비점오염 유달부하량 비율이 90%이상을 차지하고 있으며, 반면 상대적으로 점오 염 유달부하량 비율이 큰 유역은 복하천, 청미천으로, 특히 복하천은 점오염유 달부하량이 53%로 비점오염 유달부하

량 비율보다 높았다. 이와같은 결과는 이들 유역은 농지 등으로부터의 비점 배출부하량보다 고밀도의 축산 농가로 부터의 개별 배출되는 점배출 축산폐수의 영향이 상대적으 로 크기 때문으로 판단된다.

T-P 유달부하량도 총 유달부하량 중 비점오염 유달부하 량이 차지하는 비율이 남한강 하류 유역에서보다 상류 유 역에서 상대적으로 큰 것으로 분석되었으며, 평창강 유역은 94%까지 차지하는 것으로 나타나 인성분의 대부분이 비점 오염원으로부터 기원하는 것으로 추정된다. 반면 남한강 하 류의 청미천, 복하천 유역은 T-P 유달부하량의 53%, 68%

가 점오염 유달부하량이 차지하여 점배출원 영향이 상대적 으로 높은 유역임을 알 수 있었다.

한편 우리나라 최대 상수원인 팔당호 수질에 직접적인 영향을 주는 구간인 충주댐 하류에서 팔당호 유입전까지의 외부 유입하천 부하가 본류 수계에 미치는 기여도를 분석 한 결과 BOD5부하는 섬강, 달천, 경안천 순으로 높았으며 또한 이들이 차지하는 비율은 66%에 달하였다. T-N 및 T-P 부하는 섬강, 달천, 청미천 순으로 높았으며, 각각 67%, 62%

를 차지하였다. 따라서 팔당호 수질 개선을 위해서는 이들 하천에 대한 중점관리대책이 필요함을 알 수 있다.

연구대상 유역 중 유달부하량 비중이 큰 유역인 경안천, 달천, 섬강, 평창강에서의 연구 대상기간 동안 일별 점 및 비점유달부하량 변동 추세를 나타내었다(Fig. 7~10). 원단 위 점오염 배출부하량(Lpo)은 연중 일정하게 배출되고 있으 나, 점오염 유달부하량(Lp)은 강우조건에 따른 유출량 변화 로 유달율이 달라져 시기에 따라 유달부하량이 변동됨을 알 수 있었다. 한편, 비점오염 배출부하량은 강한 유량의존 성의 특성을 가져 정확한 배출부하량을 산정하기 어려움에 따라 보통 연평균 개념의 원단위 비점오염 배출부하량(Lnm) 을 흔히 사용하지만, 식 (1)과 같이 유출량 변화에 따른 비 점오염 배출부하량의 변동을 고려한 식을 적용하여 비점오

(a) BOD5 (a) BOD5

(b) T-N (b) T-N

(c) T-P (c) T-P

Fig. 7. Variation of daily point and nonpoint pollutant loads in Gyeongancheon.

Fig. 8. Variation of daily point and nonpoint pollutant loads in Dalcheon.

염 유달부하량(Ln)을 산정한 결과, 점오염 유달부하량에 비 해 상대적으로 더 큰 변동폭을 가지며 변화하는 것으로 나 타났다. 유역별 유달 특성을 살펴보면, 전반적으로 시기에 따른 변동 추세는 유사한 경향을 나타내고 있으나, 점 및 비점오염 유달부하의 변동폭은 뚜렷한 차이를 보였는데, 이 는 점오염원 분포, 토지이용도 현황 등의 유역 특성에 따 른 것으로 판단된다.

3.3. 유역별 유달부하밀도

유달부하밀도는 하천 수질에 직접적인 영향을 주는 인자 로 유역면적 크기가 달라서 생기는 유달부하량의 차이를 보정하기 위해 단위면적당의 유달부하량을 나타낸 것으로, 수질오염의 잠재력을 나타내며 단위면적당 유달부하량이 커지면 수질오염도 또한 증가한다고 보고된 바 있다(윤영

삼 등, 2006).

이러한 관계에서 각 유역에 대해 단위면적당 유달부하량 을 산정한 결과, 총 BOD5 유달부하밀도는 복하천이 7.1 kg/km²/day로 가장 높았으며, 경안천 5.6 kg/km²/day, 평창 강 4.1 kg/km²/day순으로 높았다. 하지만 이를 점 및 비점 유달부하량으로 구분하였을 경우 점유달부하밀도는 복하천 5.5 kg/km²/day, 경안천 3.4 kg/km²/day, 청미천 3.4 kg/km²/ day순으로, 비점유달부하밀도는 평창강 3.6 kg/km²/day, 경 안천 2.2 kg/km²/day, 섬강 1.8 kg/km²/day 순으로 나타나 복하천은 점오염원에 의해서, 평창강은 비점오염원에 의해 서 가장 수질악화가 예상될 수 있음을 시사하며, 관리대책 수립시 이와 같은 결과를 고려할 경우 효율적인 우선관리 대책 수립이 가능할 것으로 판단된다.

총 T-N 유달부하밀도는 복하천이 14.0 kg/km²/day로 가

(a) BOD5 (a) BOD5

(b) T-N (b) T-N

(c) T-P (c) T-P

Fig. 9. Variation of daily point and nonpoint pollutant loads in Seomgang.

Fig. 10. Variation of daily point and nonpoint pollutant loads in Pyeongchanggang.

장 높았으며, 청미천 9.8 kg/km²/day, 평창강 9.2 kg/km²/day 순으로 높았다. 한편 점유달부하밀도는 복하천 7.4 kg/km²/ day, 청미천 4.6 kg/km²/day, 양화천 4.1 kg/km²/day순으로, 비점유달부하밀도는 평창강 8.9 kg/km²/day, 복하천 6.6 kg/

km²/day, 제천천 6.0 kg/km²/day로 나타났다.

총 T-P 유달부하밀도는 복하천이 0.67 kg/km²/day로 가장 높았으며, 청미천 0.40 kg/km²/day, 경안천 0.34 kg/km²/day 순으로 높았다. 점유달부하밀도는 복하천 0.45 kg/km²/day, 청미천 0.21 kg/km²/day, 양화천 0.21 kg/km²/day 순으로, 비점유달부하밀도는 평창강 0.28 kg/km²/day, 복하천 0.21 kg/km²/day, 청미천 0.19 kg/km²/day로 나타났다(Fig. 11).

4. 결 론

본 연구는 팔당호의 수질, 수리, 수문 등 수환경에 가장 큰 영향을 미치는 팔당호 상류 남한강 유역의 달천 등 12 개 하천과 경안천 등 13개 주요 유입하천을 대상으로, 연 중 본류로 유입되는 유달부하량을 산정한 결과로부터 다음 과 같은 결론을 얻었다.

1) 연구대상 유역인 달천 등 12개 남한강 수계 및 경안천 유역 면적은 남한강 및 경안천 전체 유역면적에서 약 80%에 해당되는데, 이들 유역으로부터 본류수계 구간으 로 유입되는 일 유달부하량을 토대로 한 연간 BOD5 점

Unit : kg/km²/day

(a) BOD5

(b) T-N

(c) T-P

Fig. 11. Comparison of specific point and nonpoint delivery loads on watersheds.

오염유달부하량 비율은 39%, 비점오염유달부하량 비율 은 61%, T-N 점오염유달부하량 비율은 19%, 비점오염 유달부하량 비율은 81%, T-P 점오염유달부하량 비율은 30%, 비점오염유달부하량 비율은 70%에 해당되는 것으 로 분석되어, 하천 수질변화는 연간 BOD5, T-N, T-P 등 오염물질 모두 비점오염유달부하량에 의한 영향이 큼을 정량적으로 규명할 수 있었다.

2) 공간적 분석에서는 남한강 상류 수계에서의 비점오염유 달부하량 비율은 BOD5 78%, T-N 92%, T-P 87%로 비 점유달부하 비율이 훨씬 높음을 정량적으로 알 수 있었 으며, 남한강 하류에서는 BOD5 48%, T-N 70%, T-P 57%로 상대적으로 점오염원에 의한 영향을 더 받는 것 으로 나타났다.

3) 연중 점 및 비점 유달부하 변동 추세를 분석한 결과, 비 점오염유달부하량은 계절별 유황변화에 따라 큰 폭의 변화를 보였으며, 점오염유달부하량도 유량변화에 따른 유속 증감으로 점배출부하량은 연중 일정하게 배출되지 만 유달율이 달라져 점오염유달부하량도 유량의존성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

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