3.1 유역 오염발생 현황조사 및 예측

3.2 유역오염 물질의 적정 관리 방안

3.3 호소 내의 저질토 현황 및 관리 방안

3.4 호소 수질예측 및 수질개선 방안

제 3 장 수질오염 현황 및 관리방안

3.1 유역 오염발생 현황조사 및 예측

3.1.1 소유역 현황

3.1.1.1 소유역별 수문현황

가. 강우자료

- 간월호, 부남호로 유입되는 유출량 산정을 위해 1999년 한해동안 서산 A·B지구에 발생한 강우량 자료를 바탕으로 합리식을 이용하여 유출량을 산정.

나. 유량측정

- 측정지점에 설치된 교량 또는 보를 이용하여 접근한 뒤 측정.

3.1.1.2 소유역별 수질현황

가. 조사지점

- <그림 3-1-1>와 같이 간월호 유입지역에 6개, 부남호 유입지역에 3개, 총 9개의 수질측정 지점을 선정

A-1 : 서산시 부석면과 인지면을 거쳐 간월호로 유입되는 야당천 하류부

A-2 : 서산시 인지면을 거쳐 유입되는 둔당천 하류부

A-3 : 서산시 중심부를 거쳐 간월호로 유입되는 청지천 하류부

A-4 : 서산시 해미면을 거쳐 간월호로 유입되는 도당천 하류부

A-5 : 서산시 고북면을 거쳐 간월호로 유입되는 도윤천 하류부

A-6 : 서산시 갈산면과 홍성군 서부면을 통해 유입되는 와룡천 하류부

B-1 : 태안군 태안읍과 남면의 경계를 따라 부남호로 유입되는 하천 하류부

B-2 : 태안읍을 거쳐 부남호로 유입되는 태안천 하류부

B-3 : 서산시 부석면을 거쳐 부남호로 유입되는 장검천 하류부

- 측정시 접근성을 높이기 위해 각 하천이 간월호와 부남호로 유입되는 합류지점에 건설된 교량에서 수질을 측정.

<그림 3-1-1> 간월호(A지구)·부남호(B지구) 수질측정 지점

나. 분석항목 및 방법

- 환경기준 항목인 pH, DO, 수온, BOD, COD, SS, T-N, T-P, NO3-N, PO4-P의 총 10개 항목에 대하여 <표 3-1-1>에 나타낸 방법에 의하여 분석

- 중금속에 대한 조사는 기존의 농진공이나 금강환경청에서 조사한 자료에서 검출이 되지 않아 조사항목에서 제외

<표 3-1-1> 수질측정 항목 및 분석방법

측정항목	측정분석기기명	분석방법
pH	pH Meter (현장측정용)	직접측정법
DO	DO Meter (현장측정용)	직접측정법
수온	현장측정용	직접측정법
COD	Drying Oven	산성K2Cr2O7법(Open Reflux Meth.)
BOD	BOD incubator	20℃, 5일간(적정법)
SS	Glass Filter Apparatus	여과평량법
T-N	Spectrophotometer	흡광광도법
T-P	Spectrophotometer	아스코르빈산환원법
NO3-N	Spectrophotometer	흡광광도법
PO4-P	Spectrophotometer	아스코르빈산환원법

다. 유입하천 수질측정 결과

- 대체적으로 하천 수질 환경기준 IV 등급인 농업용수의 수질을 나타냄.

- 강우시 측정지점에 따라 부유물질(SS)의 농도가 농업용수의 수질을 초과. 생화학적 산소요구량(BOD) 또한 측정지점별로 농업용수 수질을 다소 초과.

- 하천수질에 적용되지 않으나 호소수질 기준에 적용되고 있는 총질소와 총인  의 경우, 측정결과 모든 측정지점에서 호소수질 IV 등급인 농업용수 수질을  초과하고 있으며, 각 측정지점의 유입 평균 총질소 농도값은 2.5∼3.5 mg/□의 범위로 호소의 농업용수 수질 (1.0 mg/□이하)을 2.5∼3.5배 초과. 또한 총인의 경우, 각 측정지점의 유입 평균 총인의 농도값이 0.3∼0.4 mg/□로 호소의 농업용수 수질 (0.1 mg/□ 이하)을 3∼4배 초과함. 간월호와 부남호의 수질악화는 유입되는 질소와 인이 수질악화의 주 오염물질로 판단됨.

- 총질소와 총인은 강우시 농도가 증가하는 경향을 보임.

- 간월호와 부남호의 녹조예방과 수질악화를 저감시키기 위해서는 간월호의 경 우, 유입유량이 많은 해미천 하류부인 A-4 측정지점, 와룡천 하류부인 A-6  측정지점, 청지천 하류부인 A-3 측정지점의 상류 유역,  그리고 부남호의 경  우, 대부분의 유량이 유입되는 태안천 하류부인 B-2 측정지점의 상류유역의  질소와 인 오염원의 적절한 관리방안이 필요할 것으로 판단됨.

라. 농경지 배수로 수질측정 결과

- 서산 A·B지구 농경지에서는 약 3,000여 개의 배수로가 바둑판 형태로 조성되어 있고 이러한 배수로를 통해 간월호·부남호로 유입되는 전체 유량을  산정하기가 매우 힘들어 간월호와 부남호로 유입되는 전체 오염물질의 부하량을 산정하는 것이 불가능.

- 농경지의 배수로 갑문은 갈수기나 평수기에 닫혀 있다가 홍수기에만 열어 배수를 담수호로 방류하고 있으며, 측정기간 중에는 8월의 시료채취 시에만 담수호로 방류함.

- 배수로를 통해 담수호로 유입되는 수질을 측정하기 위하여 8월에 A지구 3개 지점의 배수로와 B지구 4개 지점의 배수로에서 시료를 채취 (<표 3-1-2>).

- 농경지 배수로의 수질측정 결과 부유 물질의 농도는 배수로에 따라 농도의 편차가 심했으며, BOD 농도는 1.74∼4.31 mg/□의 범위를 나타냄.

- 총 질소의 농도는 3.0∼4.56 mg/□의 범위로 측정된 모든 배수로의 총질소 농도가 3.0 mg/□를 넘고 있으며 총인의 농도 범위는 0.55∼0.79 mg/□의 농도범위를 나타냄.

- 홍수기시 배수로가 개방되어 농경지의 유량이 담수호로 유입될 때 담수호의 수질을 악화시킬 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단됨.

<표 3-1-2> 농경지 배수로 수질 측정결과 2000. 8월

구분	A지구 배수로 1	A지구 배수로 2	A지구 배수로 3	B지구 배수로 1	B지구 배수로 2	B지구 배수로 3	B지구 배수로 4
수온(℃)	24.8	24.5	24.7	24.3	24.0	25.0	24.6
DO	4.3	3.22	3.40	5.75	4.47	6.23	5.95
pH	7.3	7.3	7.3	7.0	7.1	7.3	7.4
SS	154.0	20.3	104.5	15.0	15.8	11.8	11.3
BOD	4.31	2.57	2.33	2.93	1.59	3.01	1.74
COD	7.55	6.14	7.71	8.42	5.72	8.44	3.15
T - N	3.72	3.67	3.12	3.56	4.56	3.17	3.00
T - P	0.68	0.55	0.58	0.79	0.56	0.75	0.67
PO4-P	0.50	0.42	0.45	0.52	0.48	0.61	0.51
NO3-N	2.11	0.99	0.67	0.98	1.30	0.87	0.54

3.1.1.3 소유역별 오염부하량 현황

가. 유입하천별 오염부하량 측정결과

- 해미천이 간월호로 유입되는 A-4 측정지점이 A·B지구 전체 오염부하량의약 40 %를 차지하는 주 오염유역으로 나타났으며, 청지천 하류부인 A-3 측정지점과 와룡천 하류부인 A-6 측정지점도 중요한 오염유역으로 나타남.

- 축산시설이 산재한 A-6 측정지점은 강우시 다량의 질소와 인이 유입되는 것으로 나타나 강우시 이 지역의 질소와 인에 대한 적절한 대비책이 필요함

- 부남호의 경우, 대부분의 오염물질이 태안천 하류부인 B-2 지점으로 유입  되고 있음.

- 간월호와 부남호의 수질개선을 위해서는 간월호의 경우, 주 오염유역인 A-4, A-6, A-3 유역에서 배출되는 오염물질의 적절한 관리방안이 수립되어야 하며, 부남호의 경우, 태안천이 유입되는 B-2 측정지점 유역의 오염물질 관리방안이 필요함.

나. 유입 유량 특성

- 간월호·부남호로 유입되는 하천의 총 유량은 강우 및 무강우시 모두 A-4 > A-6 > A-3 순으로 나타났으며, 강우시 가장 유량이 가장 증가한 측정지점은 A-6 지점인 것으로 나타남. 부남호의 경우, 대부분의 유량이 B-2 측정지점 즉, 태안천을 통해 유입됨을 알 수 있음.

- 간월호로 유입되는 유량이 전체 유량의 약 90%를 차지.

다. 유입 오염부하량 특성

- 측정지점별 부유물질 오염부하량은 대체로 유입유량의 순서와 같이 나타남.

- 오염물질별 부하량을 분석해 보면, SS, BOD, COD 부하량의 경우, A-4 > A-3 > A-6 순으로, T-N, T-P, PO4-P, NO3-N의 경우, A-4 > A-6 > A-3 순으로 나타남.

- 강우시 유입하천의 BOD 및 COD 농도는 감소하나 유입유량의 증가로 오염부하량은 증가하고 있음을 보여주고 있음.

- 총질소(T-N)와 질산성 질소(NO3-N) 그리고 총인(T-P)과 인산염인(PO4-P) 농도의 경우, 강우시 농도가 증가하는 경향을 보이며, 유입유량의 증가로 인하여 오염부하량은 급격히 증가하고 있음. 특히, 측정지점중 축산시설로부터 축산폐수나 축분이 와룡천을 통하여 간월호로 유입되는 A-6지점에는 강우시 다량의 질소와 인이 유입되고 있음.

- 실제 홍성군 결성면 용호리에 축산폐수처리시설(처리용량 : 300□/day)이 설치되어 있으나 현재 가동이 되지않아 다량의 축산폐수나 축분이 강우시 와룡천을 따라 간월호로 유입되고 있음.

- 부남호의 경우, 강우 및 무강우시 모두 태안천을 통해 부남호로 유입되는 B-2 지점의 오염부하량이 가장 높게 나타나 태안천이 부남호의 주 오염경로로 파악됨.

라. 간월호, 부남호의 유입 오염부하량 비교

- 대체로 전체 오염부하량의 90% 정도가 간월호로 유입됨.

3.1.2 공간 데이터베이스

- 분산형 수질모형을 구동하여 유역에서 발생하는 오염부하량을 산정하기 위해 유역의 각 지점별 공간정보를 이용.

- 사용된 공간정보는 유역의 고도 값(DEM), 토지이용도(Landuse), 토양도(Soil map).

3.1.3 오염부하 산정모형

- 유역별 발생오염부하량과 담수호 유입 오염부하량을 산정하기 위해 원단위법과 분산형 수질 모형인 AGNPS 모형을 이용.

- 원단위법에서는 1995년 환경부에서 산정한 토지이용별 유출계수와 서산 A·B지구의 1999년 한해동안의 월별 강우량을 이용하여 유출량을 산정하고, 환경부에서 측정 고시한 간월호, 부남호의 수질농도를 적용하여 원단위를 산정.

- AGNPS 모형으로 단일 호우사상에 대한 분포형 매개변수 모형으로, 서산 A지구와 B지구의 9개 소유역에 대한 발생 오염부하량 산정을 모의하고, 서산 A·B지구에서 발생하여 간월호, 부남호로 각각 유입되는 오염부하량을 산정.

3.1.4 유역의 발생 오염부하량

3.1.4.1 원단위 산정결과

- 토지 이용별 오염물질 유출 원단위 산정(<표 3-1-3>)

3.1.4.2 비점오염 모델링 결과

- 9개 소유역에서 발생하는 오염부하량을 A지구와 B지구로 구분하여 산정.

- 원단위법과 AGNPS 모형을 통해 산정된 담수호 유입 오염부하량을 간월호와 부남호로 구분하여 <그림 3-1-2>에 월별로 나타냄.

<표 3-1-3(a)> 서산 A지구의 토지이용별 오염물질 유출 원단위(1999년)

(kg/ha/yr)

	논	밭	산지	목장지	도시(마을)
SS	306.3154446	259.8704	327.0322	283.4968	305.5776
BOD	40.02148163	33.88084	42.54391	36.80776	39.8058
COD	78.61057141	66.58767	83.61894	72.49718	78.14516
T-N	25.67076362	21.62155	27.24375	23.64468	25.4054
T-P	0.86008008	0.730344	0.916811	0.794211	0.858122

<표 3-1-3(b)> 서산 B지구의 토지이용별 오염물질 유출 원단위(1999년)

(kg/ha/yr)

	논	밭	산지	목장지	도시(마을)
SS	169.2354	144.2054	180.6224	156.4208	169.2354
BOD	33.45478	28.49967	35.7573	30.98301	33.45478
COD	84.07613	71.60233	89.80374	77.81948	84.07613
T-N	16.17068	13.78777	17.2789	14.97459	16.17068
T-P	0.699415	0.597429	0.744914	0.644968	0.699415

3.1.5 장래 유입오염부하량 예측

3.1.5.1 강우사상을 바탕으로 한 연도별 유입 오염부하량 예측

- 예측된 강우량에 의해 분석된 유출량 자료를 바탕으로 <그림 3-1-3>과 같이 2006년까지의 담수호 유입 오염부하량을 예측.

- 강우량에 의한 유출량 빈도분석은 1990년부터 2000년까지의 10년치 월별 강우량 자료와 최근 발생한 게릴라성 호우 등 기상이변상황에 대해 고려하여 적용.

<그림 3-1-2> 월별 담수호 유입 오염부하량

<그림 3-1-3> 담수호 유입 오염부하량 예측

3.1.5.2 장래 토지이용계획을 고려한 유입 오염부하량 예측

- 서산유역의 토지이용변화에 따른 담수호 유입 오염부하량 예측을 위해 토지이용계획을 단기(∼2006년), 중기(2006년∼2010년), 장기(2011∼2020)로 나누어 토지이용변화에 따른 발생오염부하량을 예측. 단기, 중기, 장기 토지이용 계획에 적용된 토지이용면적은 <표 3-1-4>과 같음.

- 산정된 장래 담수호 유입 오염부하량 값은 <표 3-1-5, 6>과 같음.

<표 3-1-4> 장래 유입 오염부하량 예측시 적용된 토지이용면적(ha)

간월호	논	밭	산지	목장지	도시(마을)	총면적
단 기	13410	5293	15085	386	6621	40795
중 기	13021	5267	14875	350	7256	40769
장 기	12508	5047	14058	300	8016	39929
부남호	논	밭	산지	목장지	도시(마을)	총면적
단 기	7685	3225	7349	27	4158	22444
중 기	7317	3125	7294	21	4548	22305
장 기	7114	2974	7109	19	5018	22234

<표 3-1-5> 토지이용별 장래 간월호 유입 오염부하량 예측(ton/yr)

		논	밭	산지	목장지	도시(마을)	총량
SS	단 기	4012.62	1348.10	4820.89	1981.17	106.86	12269.64
	중 기	3897.00	1341.55	4754.43	2171.62	96.90	12261.50
	장 기	3231.63	1109.60	3880.54	2071.05	71.76	10364.58
BOD	단 기	639.64	215.05	767.07	315.81	16.96	1954.52
	중 기	604.96	208.41	736.71	337.12	14.97	1902.17
	장 기	417.75	143.54	500.68	267.73	9.24	1338.95
COD	단 기	1111.69	374.31	1334.52	548.88	29.58	3398.98
	중 기	1068.73	368.66	1302.63	595.55	26.54	3362.11
	장 기	847.40	291.53	1016.20	543.07	18.79	2716.99
T-N	단 기	343.97	115.70	413.28	169.83	9.17	1051.95
	중 기	329.97	113.70	402.57	183.88	8.21	1038.33
	장 기	269.43	92.58	323.48	172.67	5.98	864.14
T-P	단 기	11.83	3.98	14.19	5.84	0.31	36.15
	중 기	11.58	3.99	14.10	6.45	0.29	36.40
	장 기	9.75	3.35	11.68	6.25	0.22	31.25

<표 3-1-6> 토지이용별 장래 부남호 유입 오염부하량 예측(ton/yr)

		논	밭	산지	도시(마을)	목장지	총 량
SS	단 기	1450.34	519.04	1478.69	784.71	4.70	4,237.48
	중 기	1379.27	502.27	1465.71	857.31	3.65	4,208.21
	장 기	1100.82	392.38	1172.82	776.49	2.71	3,445.22
BOD	단 기	265.19	94.88	270.80	143.48	0.86	775.21
	중 기	251.20	91.44	267.36	156.13	0.67	766.8
	장 기	200.51	71.42	213.94	141.44	0.50	627.81
COD	단 기	677.43	242.34	691.24	366.53	2.20	1,979.74
	중 기	641.96	233.67	682.73	399.02	1.70	1,959.08
	장 기	526.34	187.49	561.15	371.27	1.30	1,647.55
T-N	단 기	131.29	47.01	134.00	71.04	0.43	383.77
	중 기	123.39	44.95	131.25	76.69	0.33	376.61
	장 기	101.56	36.21	108.31	71.64	0.25	317.97
T-P	단 기	6.06	2.17	6.16	3.28	0.02	17.69
	중 기	5.93	2.17	6.29	3.69	0.02	18.1
	장 기	5.33	1.90	5.66	3.76	0.01	16.66