농촌 소유역에서 EMC를 이용한 오염물질 부하량 산정기법의 개발

Abstract

본 논문에서는 유역과 강우특성을 통합하여 오염물질 부하량을 계산할 수 있는 접근방법을 제시하였다. 이 기법의 기본적인 개념은 특정유역에서 강우시 발생하는 오염물질의 유량 가중평균 농도, 즉 EMC 변화는 오로지 강우패턴에 의해 결정된다는 가정에 기초하고 있다. 이러한 가정은 적어도 유역의 토지이용에 급격한 변화가 없고(적어도 강우가 집중되는 경작기간동안) 점 오염원이 적은 농촌유역에서는 타당하다. 따라서, 다양한 농촌유역과 강우 패턴 조건에서 조사된 많은 EMC 자료가 있다면 EMC와 토지이용, 그리고 강우특성 사이의 유용한 경험적인 관계식을 도출할 수 있을 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 9개의 서로 다른 유역에서 51개의 독립적인 강우사상에서 조사된 EMC 자료를 이용하여 강우시 발생하는 EMC 값을 예측할 수 있는 도구를 개발하였다. 통계학적인 검토결과 개발된 경험식은 실제 측정한 EMC 값을 양호한 수준에서 예측할 수 있는 것으로 판명되었을 뿐만 아니라 EMC 자료와 유효 강우량에 기초하여 강우일, 주, 월, 년 단위의 부하량을 산출이 가능하였다. 또한, EMC 값과 유효 강우량에 의해 계산된 부하량으로부터 산출한 원 단위를 기존의 잘 알려진 경험적 원 단위와 비교 평가하였다. In this paper, a new and integrated approach easily used to calculate the pollutant loads from agricultural watersheds is suggested. Basic concepts of this empirical tool are based on the hypotheses that variations in event mean concentrations(EMCs) of the pollutants from a given agricultural watershed during rainstorms are only due to the rainfall pattern. This assumption would be feasible to agricultural watersheds whose land uses does not change during the cultivation period overlapped by rainy season and also in which point-sources of the pollutants are rare. Therefore, if EMC data sets through extensive sampling from various rural areas are available, it is possible to establish relationships between EMCs, shapes and land uses of the watersheds, and rainfall events. For this purpose, fifty one sets of EMC values were obtained from nine different watersheds, and those data were used to develop predictive tools for the EMCs of 55, COD, TN and TP in rainfall runoff. The results of the statistical tests for those formulas show that they are not only fairly good in predicting actual EMC values of some parameters, but also useful in terms of calculating pollutant loads on any time-spans such as the day of rainfall event or weekly, monthly, and yearly. Their applicability was briefly demonstrated and discussed. Also, the unit loads calculated from EMCs based on different land uses and real rainfall data over one of the watershed used for this study. were provided, and they are compared with other well-known unit loads.