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수영만 수질에 미치는 비점원 오염부하의 특성과 영향
The Characteristics and the Effects of Pollutant Loadings from Nonpoint Sources on Water Quality in Suyeong Bay

조은일   (부산수산대학교 환경공학과UU0000616  ); 이석모   (부산수산대학교 환경공학과UU0000616  ); 박청길   (부산수산대학교 환경공학과UU0000616  );
  • 초록

    강우시 유출되는 비점원오염물질의 유출특성을 조사하고, 수영만에 있어서 하천오염물질이 만내로 유입되어 미치는 영향을 4가지 경우인 점원오염부하가 미치는 영향(Case 1), 연간 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 2), 우기시 오염부하가 미치는 영향(Case 3)과 실측강우 조사기간동안 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)으로 나누어 예측 및 평가하였다. 이상의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 비점원오염물질의 특성을 보면 강우시 하천의 수질변동은 강우강도와 유량의 증감과 매우 밀접한 관계를 가지고 증감한다 COD, TSS와 VSS의 경우는 2차 강우 후 유량이 최대인 $65.736m^3/s$ 가 될 때 오염물질의 최대치가 나타났는데 최대치는 각각 121.4mg/l, 1148.0mg/l와 262.0mg/l를 보여주었다. 그리고 영양염류인 경우는 1차 강우가 시작되어 유량이 1차 최대치인 $4.686m^3/s$ 로 증가할 패 최대치를 보여주는데 $TIN,\;NH_4\;^+-\;N,\;NO_2\;^--N$ 과 $PO_4\;^{3-}-P)$ 는 각각 20.306mg/l, 14.154mg/l, 9.571mg/l와 1.785mg/l를 나타내며 2차 강우가 시작된 후 약간 증가하다가 감소하였다. 해수유동모델에 의한 결과를 보면 만내 유향은 낙조시에 시계방향으로 창조시에 반시계방향으로 북동-남서방향이다. 만내 조류속은 최대 0.3m/s이고 만외 유속은 0.4m/s 정도이며 계산치는 관측치와 매우 유사하게 재현되고 있다. 확산모델의 보정은 점원오염부하량이 만내에 미치는 영향을 수영만내 관측치를 이용해 반복 시뮬레이션하여 보정하였고 보정결과 COD, SS의 계산 결과는 관측치와 잘 일치하였다. 확산모델의 적용결과 수영강의 오염부하는 낙조시에는 해운대 해수욕장으로 창조시는 광안리 해수욕장으로 수질을 악화시켰다. 비점원오염부하가 만내에 미치는 영향을 재현시킨 결과 연간 강우로 인한 비점원오염부하(Case 2)와 우기시 강우로 인한 오염부하(Case 3)가 미치는 영향은 점원오염부하(Case 1)가 만내 수질이 미치는 영향과 비교해 광안리 해수욕장의 오염부하를 약간 증가시키며 큰 차이는 보이지 않았다. 강우 조사시 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)은 수영만내에 매우 심각한 오염현상을 보여준다. 낙조시에는 COD와 SS의 만내의 농도 분포는 각각 2.0-30.0mg/l와 7.0-200.0mg/l를 보여준다. 낙조시에는 창조시보다 낮은 오염정도를 나타내나 해운대 해수욕장으로는 높은 오염을 가중시키는 것을 볼 수 있다. 그러나 강우가 멈춘 후 24시간이 경과하여 실측한 수영만의 오염분포를 보면 건기시 해역농도에 비해 약간 높은 농도분포를 보여 주는 것으로 보아 입자가 큰 침강성 고형물질의 빠른 침강과 수영만내 해수유동으로 인해 빠르게 확산되어 농도가 감소되는 것으로 보인다. 그러나 강우가 시작한 후 매우 높은 오염물질을 함유하는 강우유출수가 만내로 유입될 때의 충격부하는 수영만의 해양생태계에 심각한 영향을 미치리라 예상되며 만약 이들 강우유출수를 처리하여 만내로 유출시키면 만내 수질은 개선되리라 사료된다.


    The most obvious and easily recognizable sources of potential water pollution are point sources such as domestic and industrial wastes. But recently, the potential effects of nonpoint sources on water quality have been increased apparently. In order to evaluate the characteristics and the effects of nonpoint sources on water quality, this study was performed in Suyeong Bay from May, 1992 to July, 1992. The depth-averaged 2-dimensional numerical model, which consists of the hydrodynamic model and the diffusion model was applied to simulate the water quality in Suyeong Bay. When flowrate was $65.736m^3/s,$ the concentration of pollutants (COD, TSS and VSS) at Oncheon stream (Sebeong bridge) during second flush were very high as much as 121.4mg/l of COD, 1148.0mg/l of TSS and 262.0mg/1 of VSS. When flowrate was 4.686m^3/s, the concentration of pollutants $(TIN,\;NH_4\;^+-\;N,\;NO_2\;^--N\;and\;PO_4\;^{3-}-P)$ during the first flush were very high as much as 20.306mg/1 of TIN, 14.154mg/1 of $NH_4\;^+-N$ , 9.571mg/l of $NO_2\;^--N$ and l.785mg/l of $PO_2\;^{3-}-P$ As results of the hydrodynamic model simulation, the computed maximum velocity of tidal currents in Suyeong Bay was 0.3m/s and their direction was clockwise flow for ebb tide and counter clockwise flow for Hood tide. Four different methods were applied for the diffusion simulation in Suyeong Bay. There were the effects for the water quality due to point loads, annual nonpoint loads and nonpoint loads during the wet weather and the investigation period, respectively. The efforts of annual nonpoint loads and nonpoint loads during the wet weather seem to be slightly deteriorated in comparison with the effects of point loads. However, the bay was significantly polluted by the nonpoint loads during the investigation period. In this case, COD and SS concentrations ranged 2.0-30.0mg/l, 7.0- 200.0mg/l in ebb tide, respectively. From these results, it can be emphasized that the large amount of pollutants caused by nonpoint sources during the wet weather were discharged into the bay, and affected significantly to both the water quality and the marine ecosystem. Therefore, it is necessary to consider the loadings of nonpoint pollutants to plan wastewater treatment plant.


  • 주제어

    water quality simulation .   nonpoint sources .   Suyeong Bay .   hydrodynamic model .   diffusion model -.  

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