HSPF 모형을 이용한 용담댐 유역 비점오염 부하특성 분석과 관리대상 소유역 및 BMPs의 선정

• Published in: Daehan hwan'gyeong gonghag hoeji Vol. 45; no. 2; pp. 65 - 80
• Main Authors: 최용호(Yong-Ho Choi), 정용훈(Yong-Hoon Jeong), 원홍혜(Hong-Hue Thi Nguyen), 윤승현(Seung-Hyun Yoon), 이인경(In-Gyong Yi), 곽동희(Dong-Heui Kwak)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한환경공학회 01.02.2023
• Subjects: 환경공학; 강우량; 비점오염; Catchment; HSPF model; 집수구역; 유역; 부하지속곡선; Watershed; Rainfall; Non-point source pollution; Load duration curve; HSPF 모델
• ISSN: 1225-5025; 2383-7810
• DOI: 10.4491/KSEE.2023.45.2.65

목적: 용담댐 유역의 비점오염 유출특성을 파악하고, 소유역의 실정에 맞는 적절한 관리방안을 마련하고자 하였다. 방법: 용담댐 유역의 오염부하 현황을 조사하고, 대상 지역에 대한 HSPF 유역모델 구축 및 비점유출 특성을 분석하였다. 이를 토대로 비점오염 관리대상 세부 집수구역을 선정하고 및 비점오염 저감 효과를 살펴보았다. 결과 및 토의: 용담댐 유역의 비점오염 분포에 따라 선정한 3개 소유역의 비점오염 유출특성을 평가하고 관리 대상지역을 선정하기 위하여 HSPF 모델을 구축하였다. 강우강도 구간별로 하천에 유입되는 부하량을 분석한 결과, 무강우일에 오염부하량은 11.8~19.9%를 차지하고, 진안천은 10~30 mm 구간, 장계천과 장계천합류후는 30~60 mm 구간에서 가장 높은 부하량을 보였다. 또한 부하지속곡선 분석결과에 의하면 각 소유역의 말단에서 유량이 증가한 시기에 BOD 부하량의 초과빈도가 높게 나타났으며, T-P는 전 유량 구간에서 부하량 초과빈도가 높게 나타났다. 대상유역의 하천수질은 점과 비점오염에 의해 복합적으로 영향을 받는 것으로 판단되었다. 3개 소유역별로 비점오염 관리 필요성이 높은 세부 집수구역 10개소를 선정하여 비점오염 저감 시설을 설치할 경우, T-P 부하량의 저감량은 진안천 1.85 kg/d, 장계천 6.40 kg/d, 장계천합류후 6.58 kg/d가 저감될 것으로 평가되었다. 결론: 용담호유역의 비점오염을 저감하기 위해 유역의 비점오염 현황조사와 HSPF 모형에 의한 유출특성 분석을 통해 세밀한 비점오염 관리대상 구역 선정 및 비점오염 저감 효과를 평가할 수 있었다. Objectives: To identify and estimate the non-point source (NPS) pollution loads in the Yongdam watershed, and to take an appropriate NPS management plan suitable for the environmental conditions of the sub-basin of Yongdam watershed. Methods: The NPS pollutant loads of the Yongdam watershed was investigated to establish the hydrological simulation program-fortran (HSPF) model for the study area so that the characteristics of non-point runoff were simulated. Furthermore, the detailed catchment area subject to non-point pollution management was selected and the effect of reducing non-point pollution was examined based on the various simulation results. Results and Discussion: The three sub-basins, including specific component of catchments, of Yongdam watershed was selected according to the load intensity and distribution of NPS pollution. The result of analyzing the load flowing into the downstream by rainfall intensity revealed that the pollutant load accounted for 11.8~19.9% in the dry season, and for Jinan-cheon sub-basin the load was high in the range of 10~30 mm while Janggye-cheon sub-basin and downstream of Janggye-cheon junction sub-basin showed a high load in the range 30~60 mm. In addition, the load duration curve (LDC) showed the excess frequency of BOD load was high when the flow rate increased at the end of stream for each sub-basin, whereas the load excess frequency was high in T-P in the entire flow range. LDC analysis led to us that the water quality of stream was affected by point and non-point pollutants in a complex way. When NPS pollution reduction facilities were installed by selecting 10 detailed catchments with high need for NPS pollution management, the reduction of T-P load was estimated to be reduced by 1.85 kg/d in Jinan-cheon sub-basin, 6.40 kg/d in Janggye-cheon sub-basin, and 6.58 kg/d in downstream of Janggye-cheon junction sub-basin. Conclusions: Through various simulation experiments using the HSPF model, it was feasible to select an catchment subject to NPS pollution control in detail and evaluate the effect of reducing NPS pollution. KCI Citation Count: 2