현안과제연구 남원천비점오염원저감을위한 효과적인인공습지조성방안수립 의뢰기관 : 당진시 ( 환경정책과 ) 연구자 : 환경생태연구부오혜정

목차 1. 현황분석 1 2. 비점오염원정의및특성 4 1) 비점오염원특성 4 2) 비점오염원종류 5 3) 비점오염원발생특성조사 5 3. 비점오염저감시설선정 9 1) 비점오염저감시설선정시고려사항 9 2) 비점오염저감방법선정 1 4. 인공습지조성방안 12 1) 인공습지기능및공법 12 2) 인공습지국내 외사례 15 3) 남원천인공습지용량및위치선정 02 5. 남원천인공습지수질개선예상효과 24 1) 문헌의처리효율조사 24 2) 인공습지로인한삭감부하량 28

표차례 < 표 1> 점오염원과비점오염원의비교 5 < 표 2> 토지이용별비점오염발생원 5 < 표 3> 강우유출수농도와공공처리시설방류수농도비교 8 < 표 4> 비점오염시설선정시고려사항 9 < 표 5> 비점오염시설선정시고려사항 ( 계속 ) 0 1 < 표 6> 비점오염저감시설구분 11 < 표 7> 인공습지구간별기능 21 < 표 8> 인공습지공법비교 31 < 표 9> 인공습지공법비교 ( 계속 ) 4 1 < 표 10> 국외인공습지조성사례 81 < 표 11> 국외인공습지조성사례 ( 계속 ) 9 1 < 표 12> 국외인공습지조성사례 ( 계속 ) 0 2 < 표 13> 도시및농촌지역적용대상비점오염물질저감시설및효율 4 2 < 표 14> 비점오염저감시설처리효율 52 < 표 15> 비점오염저감시설처리효율 52 < 표 16> 비점오염저감시설처리효율 62 < 표 17> Performance data for a northern-climate CW treating septic tank effluent 26 < 표 18> Summary of North American treatment wetland database operational performance 27 < 표 19> Average treatment wetland performance for removal of BOD 5, TSS, NH 4 -N, TN in the Livestock Wastewater Treatment Wetland Database 27 < 표 20> Watland Water Qualtiy, West Jacson Co., Ms 28 < 표 21> BOD & TSS Removal for Ouray, CO 28 < 표 22> 인공습지저감효율 82 < 표 23> 남원천유역의유황 92 < 표 24> 연중운영시인공습지삭감부하량 0 3 < 표 25> 설계기준에따른강우처리비산정시적용계수 1 3 < 표 26> 강우처리비에따른삭감대상부하비산정시적용계수 1 3 < 표 27> 강우처리비및삭감대상부하비 1 3 < 표 28> 강우시인공습지삭감부하량 23

그림차례 ( 그림 1) 2011 년 ~2013 년남원천수질변화 1 ( 그림 2) 남원천월별수질변화 (2011 년 ~2013 년평균 ) 2 ( 그림 3) 남원천유역의배출부하량 (2011 년기준 ) 3 ( 그림 4) 일반적인인공습지시스템 31 ( 그림 5) 시화호인공습지 15 ( 그림 6) 운정지구인공습지 16 ( 그림 7) 주암호유역인공습지 16 ( 그림 8) 동복호유역인공습지 17 ( 그림 9) 대청댐유역인공습지 18 ( 그림 10) 남원천인공습지위치선정 - 1안 3 2 ( 그림 11) 남원천인공습지위치선정 - 2안 3 2

현황분석 01 남원천은삽교천의제 1지류로서법정행정구역은당진시에포함되어있으며, 유역내토지이용현황은농경지비율이비교적높은특징을나타냄 주요지류로는오봉천이있으며오봉천이외에는유역면적이 0.08~2.10 km2이하의소규모지천들로구성됨 하상경사를분석한결과상류에서는비교적급한경사를보이다가하류로갈수록완만해지며특히오봉천합류후에매우완만해짐. 따라서오봉천합류지점하류의유속이상류에비하여급격히감소하여홍수시수위상승등의영향이예상됨 ( 남원천하천정비기본계획, 2001) 남원천의최근 3개년의수질농도분석결과대부분 BOD, COD, T-P를기준으로 Ⅲ ~Ⅳ등급의수질을나타내고있음 BOD는점차증가하는경향을나타냄 ( 그림 1) 2011 년 ~2013 년남원천수질변화 - 1 -

계절적변화분석을위하여 3개년의월평균농도분석결과봄철의농도가가장높은것으로나타남 - 일반적으로봄철의유량이가장적기때문에오염원의영향을크게받으며, 겨울내축적되었던비점오염원들이봄철해동및강우에의하여유출되기때문에그영향이더커지는것으로판단됨 - 여름철의경우초기강우로인한순간적인비점오염원의유출이크고초기강우이후의오염농도가감소하는경향이있으며, 일반적으로측정시비강우시에측정하여농도가낮으며, 특히하천의유량이많아다른계절과비교시농도가낮게나타난것으로사료됨 ( 그림 2) 남원천월별수질변화 (2011 년 ~2013 년평균 ) 남원천유역의배출부하량산정결과오봉천합류전상류유역 ( 삽교B35) 와오봉천 ( 삽교B36) 유역의오염부하가크게나타났음 - 모든유역에서비점오염부하인토지와축산의오염부하가큰것으로나타남 - 토지는주로전답으로구성되어토지부하량은각유역이유사하게나타남 - 오염부하가큰남원천상류와오봉천유역에서축산계부하량이가장크게나타남 - 2 -

- 삽교 B38 과삽교 B37 은남원천유역외에삽교천유역을포함하여남원천유역만의 오염부하량은더적을것으로판단됨 ( 그림 3) 남원천유역의배출부하량 (2011 년기준 ) 종합적으로분석한결과하류지역보다는오봉천합류전의남원천상류유역과오봉천의오염부하저감을위한시설의도입이필요할것으로판단됨 - 지형적특성상오봉천합류후지점에서는유속이저하되어자연적유하가어려울수있음 - 상류유역의축산, 토지등의오염부하가하류에비하여큼 본연구의목적은삽교천수질에영향을미치는남원천유역의비점오염부하 저감를위하여남원천특성이반영된비점오염저감시설의조성방안을수립하 는것임 - 3 -

비점오염원정의및특성 02 비점오염원 ( 非點汚染源 ) 이라함은공장, 하수처리장, 건축물, 축사등과같이일정한지점에서오염물질을배출하는점오염원과구분되어불특정한지역 ( 도로, 농지, 산지등 ) 에서배출되는오염원을말함 - 비점오염원은오염물질의유출및배출경로가명확하게구분되지않아수집이어렵고발생량이강수량등기상조건에크게좌우되기때문에처리시설의설계및유지관리가어려움 1) 비점오염원특성 점오염원의경우는배출지점이명확하여제어하기쉽고, 수질처리효율이높은반면에, 비점오염원의경우배출지점이유역전체에걸쳐있어관리가어렵고, 관리를한다고해도일정한처리효과를얻기위해장시간이소요되며, 또한강수시에유입량이크게변동되어일정한처리효율을얻기힘들어수질관리정책의측면에많은어려움 비점오염원은일반적으로강우시유출되기때문에일간, 계절간배출량변화가크고예측, 정량화가어려우며, 인위적조절이불가능한기상조건, 지질, 지형등에영향을많이받음 비가올때도로, 농경지, 주차장등에쌓여있던비료, 농약, 먼지, 기름성분등에의해오염된빗물은지표면을따라흐르므로발생지점이분명하지않으며, 초기빗물에는오염도가높지만나중에는농도가떨어지고, 수질처리를하기위해한곳으로모으기가매우어려운특성이있음 - 4 -

< 표 1> 점오염원과비점오염원의비교 구분점오염비점오염 배출원 특징 공장, 가정하수, 가두리양식장 축산폐수처리시설 하수종말처리시설 인위적 배출지점이명확 수역한지점에집중적으로배출 자연적인영향을적게받아계절적인변화가크지않음 차집이용이하고처리효율이높음 논, 밭, 임야, 대지, 도로등 대기강하물질 인위적및자연적 배출기능과흡수정화능력의양면성이있음 배출지점이불명확 희석, 확산되면서넓은지역으로배출 자연적인영향을받아계절에따른변화가심함 차집이어렵고강우의영향을받아처리효율이일정치않음 2) 비점오염원종류 비점오염원을발생시키는주요토지이용행위를크게농업지역 ( 축산지역포 함 ) 과도시지역 ( 공업지역포함 ) 으로구분할수있음 < 표 2> 토지이용별비점오염발생원 토지이용 세부발생항목 농업지역 도시지역 농경지역축산지역일반도시지역공업지역 논작물, 밭작물, 과수및묘목, 양어장, 제방침식등자연적원인 초지, 목축지, 축분저장및이용 도로및교량건설, 토지형질변경, 우수거, 합류식하수거, 지표면유출수, 하수의현지처리 ( 정화조등 ), 대기강하물, 하수저장 / 조정조누출, 도로유출수 우수거, 합류식하수거, 지표면유출수, 공업폐기물의토지처리, 폐수의현지처리, 대가강하물, 사고누출 3) 비점오염원발생특성조사 가 ) 토지이용현황파악의필요성 - 5 -

비점오염원은대부분강우시지표를흘러하천으로유입되므로그과정에서강우의강도와양, 토질과같은자연적인조건과토지이용현황, 건기동안지표에누적된오염물질의종류와양등의인위적인조건에큰영향을받음 토지이용에따라크게도시지역과비도시지역으로구분할수있음 - 도시지역은불투수층면적을증가시키는주택단지, 산업입지및산업단지의조성, 도로건설등이며, 비도시지역은산지의개발및논, 밭과축산농가의조성, 모래 자갈등의채취, 골프장등체육시설설치와같이투수층을유지하되개발로인해부가적환경부하를일으키는지역임 - 도시지역의경우지표면에퇴적되는많은입자성오염물질이초기강우에쓸려한꺼번에배출되며, 비도시지역에서는토사, 질소, 인등이주로배출됨 비점오염물질은이들토지이용현황에따라발생및배출특성이다르므로 최적관리방안을마련하기위해서는토지이용에따른비점오염특성을 파악할필요가있음 나 ) 비도시지역의비점오염발생및유출특성 남원천은토지이용중농경지및산지의비중이크고, 배출오염원도가축사육의비중이가장크므로비도시지역으로구분할수있음 비도시지역은비료및농약사용량의증가, 생산성이높은단일품종의집중재배활동증가, 농기계보급에따른토지교란행위의증가, 가축사육량증가등으로비점오염물질유출량이점차증가하고있는추세임 농림지역토지이용으로발생되는비점오염물질은강우특성, 시비방법, 용수관리및관개방법, 토양관리등에따라유출양상이크게달라짐 (1) 농경지및고랭지밭 - 6 -

논에서는농약과영양물등이흡착된침식물과용존영양염이대표적비점오염물질이며, 밭에서는침식물과인 질소등영양물이주로배출됨 논에서는써레질과모내기기간동안에비점오염물질이배출되거나장마철또는수확전물을뺄때표면에고여있던농약 비료등이배출됨 농작물경작시에교란된표토, 토층상부에살포된비료와가축분뇨, 살충제등농약등이주요한비점오염물질임 비료의종류보다는살포시기가중요한데, 즉비료를뿌린후비가오거나동절기후해빙기에살포된비료는다량유출됨 밭의비점오염물질은주로강우시에배출되나밭관개 ( 灌漑 ) 가일반화되면서과잉관개시비점오염물질의배출량도증가하는추세이며, 작물재배전후나지상태이거나작물이어릴때가장많이배출됨 특히표고가 400m 이상인고랭지밭은연중나지상태가길고경사도가대부분 15% 이상인데다과다시비, 잦은객토등으로비점오염부하량이매우높음 연작 ( 連作 ) 으로인한지력저하와잦은표토유실등으로토질이악화되어과다시비하는경향이있으며, 기계영농이원활하도록등고선에평행한경운이아닌수직으로경운하는경우가많아등고선경운을하는밭에비해질소양분유출량이 3.3배가많은것으로나타남 멀칭농법 ( 비닐 유리하우스포함 ) 적용시강우유출수의침투를거의완벽히차단함에따라강우시유출수가일시에하부경작지에집중되어국지세굴및범람등의패해를유발하게됨 농경지로부터하천에유입된유기성비료는호소의부영양화를초래하고토사의미세입자가하상의자갈층에붙어저서생물의서식처 어류의산란처를파괴하는등수생태계를교란하게됨 농경지의경우도시지역과달리유량증가와더불어총인과총질소농도도높게나타나는것으로조사됨 (2) 축산지역 축산농가에서는유기물, 박테리아, 영양염류, 침식물등이주로배출되며종종 금속류와농약등도유출됨 - 7 -

축산농가는가축분뇨처리시설과재활용시설을통해폐수를처리하여야하는점오염원이지만, 부실한관리로인하여비점오염원으로도작용함 - 강우시축산농가로부터의배출수는공공처리시설의방류수수질기준과비교하여 7~28배의고농도로하천에유입됨 - 액 퇴비저장조등가축분뇨처리시설의운용능력이미흡하거나, 저장조를부적정하게관리하는경우강우시액 퇴비가누출됨 - 가구당가축사육두수는많아져액 퇴비공급량은늘어나는데반해, 액 퇴비수요경종농가 ( 耕種農家 ) 가적어생산된액 퇴비를사용할농경지를확보하지못함에따라축분퇴비를야적 방치하여비점오염원이되는사례가발생하기도함 - 방목장, 운동장등에비가림시설이구비되지않은경우표면에방치된분뇨가강우시유출됨 < 표 3> 강우유출수농도와공공처리시설방류수농도비교 구분 강우유출수 ( mg /L) 가축분뇨공공처리시설 ( mg /L) BOD 2.8 ~ 221.5 30 SS 20 ~ 8,523 30 T-N 0.01 ~ 89.01 - T-P 0.03 ~ 36.46 - 자료 ) 축산폐수배출시설및처리시설관리개선방안연구 ( 03.7, 환경부 ) (3) 산지 산지는강우유출수에포함된오염물질을정화하는기능도하는반면, 면적이크고경사가급해훼손되는경우오염부하량이급격히증가함. 산림관리용으로건설되는임도나절토 성토의경사면으로부터강우시에빗물과함께토사가유출되며, 벌목 간벌에따른목편 ( 木片 ) 과낙엽등도비점오염으로작용하게됨 또한산불이발생한지역은다시조림을하기까지는강우시나지 ( 裸地 ) 처럼대규모의토양침식과토사유출이일어나며, 이때의토양유실량은조림된산림에비해최고 300배가많음 - 8 -

비점오염저감시설선정 03 비점오염원은오염물질의유출및배출경로가명확하게구분되지않아수집이어렵고발생량및배출량이강수량등기상조건에크게좌우되기때문에처리시설의설계및유지관리가어려움 - 해당사업지역의강우특성, 토지이용현황, 오염물발생량등을고려하여비점오염저감방법을선정하여야하며, 가능한대안에대해충분한검토를실시하여야함 1) 비점오염저감시설선정시고려사항 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼, 2014, 환경부 에서는비점오 염저감시설을설치하려는경우에는다음의사항을종합적으로고려하여 가장적합한위치에가장적합한시설을설치하는것으로제시함 < 표 4> 비점오염시설선정시고려사항 구분고려사항비고 1 단계 : 토지이용특성 부지의토지이용상황을고려할때어느시설이가장적합한가? 처리대상유역이비점오염물질의유출이높은토지이용인가? 시설입지부지가공공용지인지또는여유부지활용인지? 토지이용특성에대한고려사항은도로, 농촌지역, 도심지역, 유해물질배출지역이다. 2 단계 : 물리적타당성 계획부지에특정한비점오염저감시설의사용을제한하는물리적제안요인이있는지? 설계자는특정개발부지의토양, 지하수위, 배수구역, 경사조건, 수두조건등이비점오염저감시설의적용을제한하는지를검토한다. - 9 -

< 표 5> 비점오염시설선정시고려사항 ( 계속 ) 구분고려사항비고 3 단계 : 기후및지역적요소 4 단계 : 유역요소 5 단계 : 강우유출수관리능력 6 단계 : 오염물질제거 7 단계 : 지역사회와환경요소 8 단계 : 비용의적정성 9 단계 : 유지관리의용이성 10 단계 : 안전성 11 단계 : 기타고려사항 비점오염저감시설의활용을제한하거나수정하는어떤지역적인특성이있는가? 기후및지질학적특성을근거로비점오염저감시설의선택에필요한사항을상세하게설명한다. 비점오염저감시설이설치되는유역에달성하여야하는목표나제안사항이있는지? 처리된유출수가곧바로인근하천으로배수가가능한곳인지? 유역요소에는보호되어야할수자원을근거로비점오염저감시설목표치와제한요소를고려하여평가한다. 이단계에서설계자는비점오염저감시설이지하수재충전, 수질, 수로보호및홍수조절을모두만족할수있는지를결정하기위해비점오염저감시설을선별한다. 이단계의마지막부분에서설계자는하나의비점오염저감시설이필요한지, 조합이필요한지결정할수있다. 각비점오염저감시설의오염물질 ( 총부유물질 (TSS), BOD, 총인 (T-P), 총질소 (T-N), 중금속 ) 제거능력은어떠한가? 이단계에서설계자는오염물질제거측면을고려하여목표수질은유지하기위해가장적합한비점오염저감시설을결정한다. 선정에영향을미치는지역사회요소또는환경적인장점이나단점이있는가? 시설입지로인하여생태적인보존및확대에기여하는지? 주민들의심미성및안전성을고려하였는지? 이단계에서유지관리편의성, 서식지, 지역사회수용성, 비용및기타환경요소에대해비점오염저감시설을비교 평가한다. 비점오염저감시설은건설비및유지관리비용등을종합적으로고려하여선정하여야한다. 비점오염저감시설의선정시시설의유지관리가용이한지여부를반드시고려하여야하며, 유지관리계획을수립하여시설별정기점검및수시점검이이루어지도록한다. 비점오염저감시설은안전상위험이발생하지않도록설치및관리하여야한다. 비점오염저감시설의설치와관련된법적인제안사항이있는지? - 10 -

2) 비점오염저감방법선정 비점오염저감시설은수질오염방지시설중비점오염원로부터배출되는수질오염물질을제거하거나감소시키는시설로서수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 ( 별표6) 에서정의하고있으며크게자연형시설과장치형시설로구분되어있음 < 표 6> 비점오염저감시설구분 구분처리방법비고 자연형 장치형 저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설 여과형시설, 와류형시설, 스크린형시설, 생물학적처리형시설 비점오염저감방법선정의 1단계인토지이용특성에따라분류시농촌지역이나저밀도로개발된지역에서는비점오염물질의유출특성상입자상물질, 영양염류및유기물등의발생량이많으므로자연적기작을가진비점오염저감시설의설치가적당함 ( 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼, 2014, 환경부 ) 남원천은농지의비율이많은전형적인농촌지역이며, 특히가축사육으로인한유기물및영양염류의배출이많으므로보다안정적인처리와유지관리가용이한인공습지를적용하는것이가장타당할것으로판단됨 - 11 -

인공습지조성방안 04 1) 인공습지기능및공법 인공습지는침전, 여과, 흡착, 미생물분해, 식생식물에의한정화등자연상태의습지가보유하고있는정화능력을인위적으로향상시켜비점오염을줄이는시설임 인공습지는오염물질의제거뿐아니라조경적가치, 야생서식지로서의역할을하는효과적인비점오염원관리기법중하나임 인공습지는자연습지에비해생물다양성이떨어지기는하지만비점오염물질을처리하기위한목적으로설계되어짐. 그러나자연습지와비교하여지속적인흐름또는수생식물의성장을뒷받침할일정이상의수위를필요로함 일반적인인공습지의시스템은침강저류지 습지 (open water + close water + island) 침전지 방류로구성됨 < 표 7> 인공습지구간별기능 습지 단위침강저류지 (forebay) 폐쇄수면 (close water) 개방수면 (open water) 중도 (island) 침전지 (mocropool) 주요기능 - 강우시초기유출수등오염부하가많은유입수를일시저류하여유속을저하시키고일정시간체류시킴 - 자연중력침전에따라입자성오염물질제거 - 정수식물에의한오염물의침전, 흡수 - 산소공급 - 고형물침전및탈질화 - 산소공급 - 야생식물및조류서식처 - 부유물의재부유방지 - 산소공급 - 12 -

( 그림 4) 일반적인인공습지시스템 기본적인시스템을바탕으로개발된인공습지의공법은매우다양하며다음에 그중 3 가지공법에대하여제시하였으며, 추후유역에대하여자세한조사 후공법을선정하는것이타당함 < 표 8> 인공습지공법비교 구분 처리방식 공법개요 고효율인공습지 인공습지 자연형비점오염저감시설 침강지, 지표흐름습지, 자연통풍형호기조 / 습지조를생태여과지등의복합구조형이용한인공습지수질정화기술인공습지 부유습지를이용한효율증진 접촉여재의폐쇄현상을방지하기위해식물뿌리를이용한생태여과조구성 미생물접촉침강지 - 수생식물뿌리를접촉여재로이용한미생물에의한유기물및질소, 인제거입자성유입오염물침강제거 지표흐름습지 - 수생식물에의한유기물및질소, 인제거 생태여과지 - 식물뿌리를여과재로이용하는횡형여과지, 최종처리수의물리적여과와생물학적제거를동시에수행 자연통풍방식에의해공기가공급되어호기성분위기가유지되는호기조 ( 갈대조 ) 와공기가공급되지않는혐기 / 무산소조 ( 습지조 ) 를유입수가차례로통과하면서, 각조의여재 ( 모래, 자갈, 갈대뿌리, 수초뿌리 ) 에서식하는미생물에의해유기물및질소, 인을동시에제거하는자연친화형인공습지고도처리기술 생태적수질정화미디어시스템을활용한습지비오톱복원기술 [ 유입구 침강저류지 1 차습지개방수면의연못 2 차,3 차이상의다단계습지 (multi-cell) 침전지 (micro-pool) 유출구 ] 의과정을통한수질정화시스템 침강저류지에서 1 차적으로고형물질을침전시키고유속을저하시켜수생식물습지로유입시킨후수생식물에의한자연형수질정화기작을거친다음고형물재부유, 부유물질제거기능을하는침전지를통과하여방류되는구조의인공습지시스템 처리개통 생태침강지지표흐름습지생태여과지 유입 침전저류조 ( 인공연못 ) 호기성인공습지 ( 호기조 ) 습지조 방류 지적재산권 생태공학적수처리시스템 ( 특허제 0787149 호수처리를위한인공습지 ) 인공식물섬 ( 건교부신기술 360 호인공식물섬조성기술 ) 환경신기술인증제 99 호 / 환경신기술검증제 66 호 특허제 0375237 호 특허제 0609837 호 특허제 079741 호 특허제 0994781 호 특허제 1030690 호 특허제 0845521 호 인공습지하천정화, 비점정화, 호소수정화관련특허출원 3 건 ( 심사중 ) 환경부신기술제 258 호 특허제 10-0444972 호 특허제 10-0746245 호 특허제 10-0809104 호 - 13 -

< 표 9> 인공습지공법비교 ( 계속 ) 구분 고효율인공습지 인공습지 자연형비점오염저감시설 생태적수질정화미디어시스템을활용한습지비오톱복원기술 적용분야 오염하천정화 호소수정화 하 / 폐수 3 차처리 비점오염원저감 저농도범위에서적용가능한기술 하수 / 오수고도처리 오염하천정화 / 비점오염원동시저감 하 / 폐수 3 차처리 비점오염원저감 호소수순환정화식습지필터 다양한유입수농도범위에서고효율처리가능함 저농도오염하천정화 하 / 폐수 3 차처리 비점오염원저감 저농도범위에서적용가능한기술 장점 단점 무인감시 순공사비 유지관리비 적실 용적 인공구조물, 폭기시설등이필요없는자연친화적인공법 장치형공법보다공사비 / 유지관리비가적게소요됨 다양한정수식물식재로생태복원, 경관향상기능수행가능 인공식물섬을이용한부유습지기술의접목으로식재면적이넓고, 제거효과가안정적임 습지내녹조발생을억제 숯을이용한흡착메디아적용으로처리효율이안정적 식물에의한정화효율에의존하게되므로처리효율이비교적낮음. 자유흐름습지와인공식물섬으로구성되어식물의주기적인관리노력요구 고농도유입수에대한처리어려움. 처리과정중자유수면습지에서녹조발생으로미관저해 100% 무동력운전으로시설물고장에대한우려없이연중상시가동 무인운전이가능 : CCTV 등보조관찰시설설치가능 환경신기술인증 / 검증기술로하천정화외다양한기술적용 으로기술신뢰도높은환경친화적인공습지고도처리공법 유지관리요소가최소화되어유지관리용이하며, 유지관리비낮은검증된기술 하천주변으로유입되는비점오염원저감시설로동시에활용가능 ( 청천시 : 하천정화 / 강우시 : 비점오염원저감 ) 자연통풍에의한호기성수직흐름인공습지와수평 / 지하흐름인공습지가순차적으로결합된 hybrid 인공습지기술로유기물, 질소및인의제거효율이높음. 국내인공습지기술중가장작은부지면적소요 국내인공습지분야현장적용실적풍부 생태복원공간제공및생태공원학습장으로연계하여개발가능 Hybrid 인공습지로구성되어전문적인시공기술이요구됨. 습지와개방수면을혼합한구조로생태복원기능있음 갈대, 부들, 줄등수생식물을이용하여오염원을정화시키는생태적수질정화시스템 공원화또는환경교육장소로활용용이하고시공비저렴 ( 복합적기능을수행하는환경생태교육장소의제공및지역커뮤니티공간으로활용 / 휴식은물론생태관찰또는생태체험프로그램으로활용 ) 자유수면흐름으로폐색현상 (clogging) 이거의없어다양한대상지에적용가능 수질정화기능, 생물서식처기능, 경관향상기능, 생태공원기능 식물상, 동물상복원효과 생태복원습지의기능이많으나, 수질정화능력이크지않음. 고농도유입수에대한처리어려움. 처리과정중자유수면습지에서녹조발생으로미관저해 부지면적이많이소요됨 100% 무동력운전으로시설물 100% 무동력운전으로시설물고장에대한우려없이연중상시고장에대한우려없이연중상시가동가동 무인운전이가능 : CCTV 등 무인운전이가능 : CCTV 등보조보조관찰시설설치가능관찰시설설치가능 둔치내설치시홍수때시설물파손발생 : 홍수시상시관찰요함. 1,000m3 / 일시설기준 : 960백만원 1,000m3 / 일시설기준 : 800백만원 1,000m3 / 일시설기준 : 1,000백만원 1,000 m3 / 일시설기준 : 22 백만원 1,000 m3 / 일시설기준 : 6 백만원 1,000 m3 / 일시설기준 : 25 백만원 서울우유거창공장 ( 약 300 m3 / 일 ) 풀무원춘천공장 ( 약 500 m3 / 일 ) 신정호유입하천오염저감시범습지 ( 약 300 m3 / 일 ) 신휴저수지유입하천오염저감인공습지 ( 약 300 m3 / 일 ) 금산남이휴양림인공습지 ( 약 150 m3 / 일 ) 화성마도산업단지 ( 약 600 m3 / 일 ) 충주로얄포레 CC( 약 300 m3 / 일 ) 등 전남장성군황룡강수질개선시설 (1,500 m3 / 일 ) 거제 / 고현천 ( 용산및남문소하천 ) 수질정화시설 (5,000 m3 / 일, 2,000 m3 / 일 ) 고성 / 고성천수질정화시설 ( 폐수후처리시설, 450 m3 / 일 ) 진주 / 대평마을공공하수처리시설 (350 m3 / 일 ), 환경부 / 국립생태원개인하수처리시설 (380 m3 / 일 ) 장수 / 하수처리장인공습지수질정화시설 (1,400 m3 / 일 ), 진주 / 바이오 21 센터고도처리시설 (50 m3 / 일 ) 전국약 200 개소이상 경안천하류생태적수질정화인공습지조성 (1 지역 :25,000 m3 / 일, 2 지역 :10,000 m3 / 일, 6 지역 9,587 m3 / 일 ) 안터생태공원생태적수질정화비오톱 (1,500 m3 / 일 ) 금어천생태적수질정화비오톱 (8,200 m3 / 일 ) 제민천생태적수질정화비오톱 (10,000 m3 / 일 ) 기타현장다수 - 14 -

2) 인공습지국내 외사례 가 ) 국내조성사례 (1) 시화호인공습지 시화호로유입되는 3개하천 ( 반월천, 동화천, 삼화천 ) 이모이는합류부간석지에갈대등의수생식물을식재한인공습지를조성 축산폐수및생활하수를자연적정화방법으로처리한후시화호로유입시킴으로써시화호의수질개선을도모하고자연학습장기능을갖춘생태공원및환경교육장으로활용하고자설치 습지의형태 : 자유수면형습지 침강저류지, 갈대식생대, 개방수면 (Open water), 중도 (Island) ( 그림 5) 시화호인공습지 - 15 -

(2) 파주운정지구인공습지 파주운정지구신도시의도시물순환시스템구축의일환으로자연친화적조성 과적정한수질관리를위해생태공학적기법을도입한습지 항공사진 조감도 ( 그림 6) 운정지구인공습지 (3) 주암호인공습지 복내천인공습지는복내하수처리장방류수처리와주변지역에서유입되는비점오염원을저감하기위해조성 주암호생태습지는유정천에서하루 1만5천톤의하천수를습지로유입시켜오염원을저감후주암호로배출하여주암호의수질개선을도모하고생태의보존을위하여조성. 습지부지에서약 50만톤의담수능력도확보하고있어홍수조절및저류지의역할도가능함 복내천인공습지 주암호생태습지 ( 그림 7) 주암호유역인공습지 - 16 -

(4) 동복호인공습지 광주광역시의주요상수원인동보호의수질개선을위하여주요유입하천인 동복천 ( 남천 ), 이서천, 길성천, 내복천의말단에비점오염원을저감하기위해 조성 동복천 ( 남천 ) 길성천 이서천 내복천 ( 그림 8) 동복호유역인공습지 (5) 대청댐인공습지 대청댐의수질개선을위하여보은회인천 (1 만 7890 m2 ), 옥천안내천 (3 만m2 ), 소 옥천 (15 만 5000 m2 ), 구일소류지 (6 만 6500 m2 ), 대전주원천 (1 만 229 m2 ) 등의인공습 지를조성하였음 - 17 -

소옥천 안내천 ( 그림 9) 대청댐유역인공습지 (6) 양재천인공습지 국내여건에맞는자연형하천공법의개발연구 에서제시된하천의생태계와 수질정화를종합적으로고려한비오톱개념을도입하여하천변에자연수면형 과여과형등 2 가지형태로조성 나 ) 국외조성사례 국외의경우인공습지는유역내오염부하의저감뿐만아니라도시화및산업화에의해감소한자연생물서식지를제공, 도시내생물다양성증대를기대할수있으며, 자연생태공원으로조성되어도시민의자연체험및학습의장의역할과동시에일반인의휴식공간을제공하는공간으로활용되고있음 < 표 10> 국외인공습지조성사례 국가구분내용 규모 1,566,920 m2 ( 총 3,116,036 m2 ) 미국 Incline Village (Nevada) 의의 - 처리수의효과적, 경제적인처리, 야생생물서식지확대및교육의장마련 - 유입수질 : SS 20mg/l, BOD5 20mg/l, TP-P 6.5mg/l, TN-N 25mg/l - 18 -

< 표 11> 국외인공습지조성사례 ( 계속 ) 국가구분내용 Houghton Lake (Michigan) 규모 1,243 m3 /d 처리효과 SS 25 5~10mg/l, DIN(NH 3, NO 3 ) 5.69 0.129mg/l, TP 3.39 0.074mg/l 규모 10,962 m3 /d Las Gallinas Valley (Califonia Marin Country) 처리효과 의의 방류수농도 BOD 9.9mg/l, TSS 14mg/l, NH 3-N 2.3mg/l - 처리장방류수를습지및 Storage Pond 로보내하천과 Bay 로의오염부하를줄임 1 년중 9 개월 : 하천과 San Pablo Bay 로방류 6, 7, 8 월 : Pond 에저장, 목장에관개, Water Agency 의재사용계획에사용 ( 보통 11 월까지관개 ) Lakeland Wetland (Florida 주 Mulberry 동쪽 ) 처리효과 BOD (mg/l) TSS (mg/l) TN (mg/l) TP (mg/l) 유입수 3.88 5.60 10.36 9.05 유출수 3.12 4.70 1.99 4.22 미국 West Jackson County (Mississipi) 의의인구증가에의해증가된하수의처리를위해설계 규모 처리효과 9,828 m3 /d, 습지면적 226,621 m2 BOD 26 4.5mg/l, TSS 30.0 7.3mg/l, TN 11.6 NH 3 1.7mg/l 규모 40,000 m2 Oregon ; Hillsboro 처리효과 의의 BOD 5.1 3.0mg/l, SS 7.7 9.6mg/l, TN 11.9 4.8mg/l, TP 6.3 3.8mg/l - SS 와 BOD 처리를목적으로하는대부분의습지와는달리 Tualatin 강으로유입되는 2 차하수처리장유출수의인과질소제거를목적으로함 규모 8,694 m3 /d Arcata (Califonia) 처리효과 BOD 155 8mg/l, SS 185 10mg/l, TIN( 무기질소 ) 45 5mg/l 구성침전 산화지 습지처리를거침 Hayward Marsh ( 샌프란시스코 ) 규모 696,000 m2 개요 - 6 개셀로구분하여, 5 개는하수의 2 차처리, 나머지 1 개는동물보존을위해남겨놓고집중호우시강우유출수를유입처리 - 19 -

< 표 12> 국외인공습지조성사례 ( 계속 ) 국가구분내용 규모 30ha = 300,000 m2 일본 동경도항야조공원 의의 - 자연보전과레크레이션, 교육 연간약 10,000 명의학생이이용하며, 학생뿐만아니라폭넓은연령층이이용 다양한행사를개최하여지역주민의참여를적극적으로유도 구성 - 다양한수생생물이자라는연못, 습지와초지, 삼림지역 영국 Gillespie Park ( 런던중앙에서 5km 이격 ) 의의 - 영국철도의석탄저장소로이용되던곳을 Natural Park 로조성하여 1982 년일반에게개장 - 자연체험학습을위해초등학교에서이용, 1 주일에 100 여명정도의학생이방문하여, 공원내 Nature Centre 와학교에서다양한교육프로그램을개발함 Barm Elems (Westminster 사원에서 4mile 이격 ) 규모 404,680 m2 의의 - 다양한새들의서식공간으로설계, 새들을유인, 정착시킴 Dortmunt 의의 - 기존의탄광지역에악화된수질을자연정화능력을이용하여개선 - 물속에함유된철분이습지를통과하며정화됨 독일 규모 661 m2 Block 6 ( 베를린크레이츠베이크 ) 목적 - 물의절약과수질오염의최소화 - 정화조에서 1 차처리된가정생활하수를갈대를이용정화후화장실등에서재이용 3) 남원천인공습지용량및위치선정 가 ) 법적기준검토 (1) 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 ( 일부개정 2014.01.29) - 20 -

규모및용량산정시자연형시설의경우초기강우량을누적유출고로환산하여 5 mm를기준으로하도록명시되어있음 비점오염저감시설의설치기준 ( 제 76 조제 1 항관련 )... 중간생략... 사. 비점오염저감시설 ol 의설계규모및용량은다음의기준에따라초기우수 ( 雨水 ) 를충분히처리할수있도록설계하여야한다. 1) 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2) 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5mm이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3) 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. (2) 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2014, 환경부 ) 비점오염물질의영향을받는하천의수질 수량보호를위해처리되어야하는수질처리용량 (WQv : Water Quality Volume) 을기준으로결정하며해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5mm이상을처리할수있도록설계함 WQv = (P1) (A) 10-3 P1 : 설계강우량으로부터환산된누적유출고 ( mm ) A : 배수면적 ( m2 ) 나 ) 인공습지용량산정 비점오염저감시설의용량산정은공사비및유지관리비등에직접적인영향을미치므로적정한용량산정이매우중요함 앞서분석결과를바탕으로상류에오염부하량이많은오봉천합류후지점을대상으로인공습지의용량을산정하였음 - 21 -

인공습지의용량산정시배수구역이넓은경우에는주요비점오염물질이유출되는구역외에대부분임야등이포함되는데임야가넓을수록비점오염저감시설이과대해질우려가있으므로임야를제외한배수구역을설정하는것도무방함 ( 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼, 2014, 환경부 ) 따라서금회용량산정시유역내전, 답, 대지의유역면적에 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 ( 별표17, 비점오염저감시설설치기준 ) 에서제시한최소누적유출강우량 5mm을적용한결과 194,885m3으로산정됨 WQv = (P1) (A) 10-3 WQv = 5( mm ) 38,977,000( m2 ) 10-3 = 194,885( m3 ) 본연구에서는대략적인용량을산정하였으며, 추후유역에대한자세한조사후와비교시변경될수있음 다 ) 인공습지위치선정 오염부하가많은오봉천합류후지점을대상으로대략적인위치를선정함 - 설계시수심 (1~3m) 이고려되기때문에면적에차이가있을수있음 오봉천합류후하상경사가완만해져서하류로갈수록유속이느려지고자연유하가어려울수있음 오봉천합류후위치선정한 2가지안중물리적인요건인하상경사, 홍수시저류효과등을대략적으로감안하였을시 2안이더효과적으로판단됨 또한 2안의경우향후설계에따라남원천의유량을유입시켜처리하고오봉천은오봉저수지를활용하는방안으로변경하여활용할수도있을것으로사료됨 - 축사등이밀집하여오염부하가더큰남원천에서유출되는오염부하를집중적으로저감시키고오봉저수지를개선하여오염부하저감및생태공원으로활용하는방안도검토해볼수있음 - 22 -

( 그림 10) 남원천인공습지위치선정 - 1 안 ( 그림 11) 남원천인공습지위치선정 - 2 안 - 23 -

남원천인공슴지수질개선 예상효과 05 1) 문헌의처리효율조사 비점오염원저감시설인인공습지설치및운영시처리기법에따른처리효율검토를위하여국내 외비점오염원관련문헌, 상위계획및업무편람등의처리효율을다음과같이제시함 가 ) 국내문헌상의처리효율 비점오염원관리시설별처리효율에대한국내자료를조사한결과다음과같이비점오염저감시설별처리효율을제시함 < 표 13> 도시및농촌지역적용대상비점오염물질저감시설및효율 적용지역 시설명 처리원리 처리효율 (%) BOD SS T-N T-P 저류형 저류조침전 30~40 70~90 20~60 10~60 인공습지침전 여과 20~80 50~90 ~40 ~80 침투조토양침투 50~80 50~80 50~80 50~80 침투형침투도랑토양침투 50~90 50~90 50~90 50~90 도시지역여과장치여과 40~70 60~90 20~40 ~80 장치형 와류형장치 고액분리 5~10 10~25 5~10 5~10 침전분리장치 고액분리 - ~80 ~51 ~36 하수처리형 화학처리시설 응집 침전 50~70 85~95 15~30 90~95 농촌지역 저류형저류지침전 30~40 70~90 20~60 10~60 인공습지침전 여과 20~80 50~90 ~40 ~80 식생형식생여과대여과 ~80 40~90 20~60 30~80 식생수로여과 ~25 20~40 10~30 20~40 자료 : 팔당상수원비점오염원최적관리사업기본계획및타당성조사 (2000.6, 환경부 ) - 24 -

< 표 14> 비점오염저감시설처리효율 저류형 침투형 장치형 구분 처리효율 (%) BOD COD SS T-N T-P 비고 저류조 30 30 70~90 20~60 10~60 10~12 시간체류 인공습지 ( 고도처리기능 ) 인공습지 ( 산화지기능 ) 64~86 20~80 73~93 15~40 47~80 4~14 일체류 40~60 10~40 40~60 ~25 ~12 24~48 시간체류 연못 10~70 10~70 50~70 10~70 20~70 SS 처리용 2 일이상체류 T-N T-P 처리용 14 일이상체류 유공포장 60~90 60~90 60~90 60~90 60~90 배수시간 6~7hr 침투조 50~80 50~80 50~80 50~80 50~80 깊이는 1~3.5m 침투도랑 50~90 50~90 50~90 50~90 50~90 스크린류 20 20 60 10 20 필터형류 60 40~70 60~90 20~40 ~80 와류형류 - 5~10 10~25 5~10 5~10 기름 그리스, 협잡물제거율높음 자료 : 비점오염원관리업무편람 (2006.12, 환경부 ) < 표 15> 비점오염저감시설처리효율 구분 시설 처리효율 (%) BOD T-N T-P 저류형 저류시설습식연못 43 31 52 인공습지인공습지 53 24 70 침투형 여과형 침투시설 식생형시설 여과형시설 침투통, 침투관, 침투측구 53 72 46 침투화분 75 73 72 투수성포장 75 83 65 침투저류지 73 74 79 침투도랑 77 62 73 식생여과대 44 42 42 식생수로 34 45 51 여과시설 ( 모래여과및제조여과 ) 54 40 58 빗물정원, 통로화분, 수목여과박스 54 49 65 자료 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010. 6, 국립환경과학원, 환경부 ) - 25 -

< 표 16> 비점오염저감시설처리효율 저류형 침투형 여과형 생태저류형 구분 처리효율 (%) BOD T-N T-P 저류지 34 28 36 지하저류조 25 24 20 인공습지 53 37 60 투수성포장 75 83 65 침투저류지 69 58 69 침투도랑 77 62 73 침투통, 침투관침투측구 53 72 46 식생여과대 44 42 42 식생수로 34 45 51 모래여과시설제조여과시스템 50 46 54 침투화분 75 73 72 빗물정원통로화분수목여과박스 54 49 65 와류형시설 16 11 22 스크린형시설 15 9 19 시설형 ( 초고속응집. 침전법 ) 80 20 85 자료 : 수질오염총량관리기술지침 (2014. 5, 국립환경과학원 ) 나 ) 국외문헌상의처리효율 북미지역에설치된여러형태의인공습지 ( 생활하수, 농경지유출수, 축산폐수처리를위한목적으로하는인공습지 ) 를대상으로 BOD, TSS, TN, TP 등의처리효율을조사함 < 표 17> Performance data for a northern-climate CW treating septic tank effluent Season BOD( mg /L) TSS( mg /L) TP( mg /L) TN( mg /L) In Out In Out In Out In Out Winter 251 34 40 9 12 9 86 64 Spring 252 33 39 8 12 9 80 66 Summer 176 14 33 9 11 4 71 26 Autumn 288 17 41 6 12 5 81 35 Annual 242 25 38 8 12 7 80 48 Unpublished results from Northeastern Regional Corrections Center near Duluth, MN, USA. Abbreviations : CW, Constructed Wetland - 26 -

< 표 18> Summary of North American treatment wetland database operational performance Parameter type Average Concentration( mg /L) In Out Eff.(%) Count(n) SF 30.3 8.0 74 182 BOD5 SSF 27.5 8.6 69 34 All 29.8 8.1 73 216 SF 45.6 13.5 70 198 TSS SSF 48.2 10.3 79 34 All 46.0 13.0 72 232 TN TP SF 9.03 4.27 53 175 SSF 18.92 8.41 56 12 All 9.67 4.53 53 187 SF 3.78 1.62 57 191 SSF 4.41 2.97 32 8 All 3.80 1.68 56 199 SF, Surface Flow; SSF, Subsurface Flow; EFF(%), efficiency of concentration reduction; Modified from Kadlec & Knight(1996) < 표 19> Average treatment wetland performance for removal of BOD5, TSS, NH4-N, TN in the Livestock Wastewater Treatment Wetland Database Parameter Wastewater type Average Concentration( mg /L) Inflow Outflow Reduction(%) Count(n) Cattle Feeding 137 24 83 14 BOD5 Dairy 442 141 68 374 Poultry 153 115 25 80 Swine 104 44 58 183 TSS NH4-N TN Cattle Feeding 291 55 81 12 Dairy 1111 592 47 361 Swine 128 62 52 180 Cattle Feeding 5.1 2.2 57 12 Dairy 105 42 60 351 Poultry 74 59 20 80 Swine 366 221 40 183 Dairy 103 51 51 32 Poultry 89 70 22 80 Swine 407 248 39 164 Source : CH2M HILL & Payne Engineering(1997) - 27 -

< 표 20> Watland Water Qualtiy, West Jacson Co., Ms Date BOD5( mg /L) TSS( mg /L) NH4-N( mg /L) In Out In Out In Out 1996(Ave.) 32 10 42 9 7 4 1997(Ave.) 33 8 20 4 9 5 Source : Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters(USEPA. 2000) < 표 21> BOD & TSS Removal for Ouray, CO Date BOD5( mg /L) TSS( mg /L) In Out In Out 1995(Ave.) 127 10 180 6 1996(Ave.) 106 6 162 5 Source : Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters(USEPA. 2000) 2) 인공습지로인한삭감부하량 수계오염총량관리기술지침, 2014, 국립환경과학원 에서제시된인공습 지의처리효율과삭감방법을이용하여본연구대상지의처리효율및삭 감부하량을산정함 < 표 22> 인공습지저감효율 구분 처리효율 (%) BOD T-N T-P 비고 인공습지 53 37 60 자료 : 수질오염총량관리기술지침 (2014. 5, 국립환경과학원 ) 인공습지등의오염원저감시설은강우시유입되는오염부하의삭감량 과연중유입되는오염부하의삭감량으로구분하여산정함 - 28 -

가 ) 연중운영시삭감부하량 연중운영되는비점오염저감시설의삭감량은시설별유입부하량과저감효율에의하여산정함 < 연중유입되는오염원의삭감부하량산정방법 > 시설별삭감부하량 = 시설별유입부하량 - 시설별저감효율 시설별유입부하량 ( kg / 일 ) = 시설별설계유량 ( m3 / 일 ) 평균유입수질 (mg/l) 연중인공습지로유입되는부하량을산정하기위하여인공습지의유입유량을 15,000m3 / 일로가정함 - 15,000 m3 / 일은 남원천하천기본계획보고서, 2001 에서산정한저수기유량 ( 약 17,646 m3 / 일 ) 의약 85% 에해당하는유량임 - 2011 년 ~2013 년남원천하류에서실측한유량을분석시금회가정한유량보다적었던경우는단 1회 (14,484 m3 / 일 ) 뿐이며, 이를제외하면최소 20,000 m3 / 일이상의유량이측정되어계획한습지에 15,000 m3 / 일로유입시키는데큰무리가없을것으로판단됨 < 표 23> 남원천유역의유황 지점 유역면적 ( km2 ) 유량 ( m3 /sec) 갈수량저수량평수량풍수량 남원천하구 88.78 0.087 0.250 0.610 1.312 오봉천합류후 72.53 0.071 0.204 0.498 1.072 자료 : 남원천하천정비기본계획, 2001 인공습지의유입수질은 2001 년 ~2013 년의월평균수질로가정함 비강우시인공습지를운영할경우연평균 BOD 39.2 kg / 일, T-N 33.9 kg / 일, T-P 1.9 kg / 일이삭감되는것으로산정됨 - 29 -

< 표 24> 연중운영시인공습지삭감부하량 구분 2011 년 ~2013 년월평균수질인공습지유입부하량삭감부하량 BOD ( mg /L) T-N ( mg /L) T-P ( mg /L) 유입유량 ( m3 / 일 ) BOD ( kg / 일 ) T-N ( kg / 일 ) T-P ( kg / 일 ) BOD ( kg / 일 ) T-N ( kg / 일 ) T-P ( kg / 일 ) 1 월 4.60 8.893 0.289 15,000 69.0 133.4 4.3 36.6 49.4 2.6 2 월 8.40 9.561 0.226 15,000 126.0 143.4 3.4 66.8 53.1 2.0 3 월 6.00 7.171 0.258 15,000 90.0 107.6 3.9 47.7 39.8 2.3 4 월 11.27 8.877 0.234 15,000 169.0 133.2 3.5 89.6 49.3 2.1 5 월 4.50 5.198 0.196 15,000 67.5 78.0 2.9 35.8 28.8 1.8 6 월 7.73 5.427 0.144 15,000 116.0 81.4 2.2 61.5 30.1 1.3 7 월 2.83 3.995 0.169 15,000 42.5 59.9 2.5 22.5 22.2 1.5 8 월 2.67 3.906 0.193 15,000 40.0 58.6 2.9 21.2 21.7 1.7 9 월 2.30 2.980 0.140 15,000 34.5 44.7 2.1 18.3 16.5 1.3 10 월 1.63 5.183 0.197 15,000 24.5 77.7 3.0 13.0 28.8 1.8 11 월 3.70 5.629 0.268 15,000 55.5 84.4 4.0 29.4 31.2 2.4 12 월 3.47 6.435 0.194 15,000 52.0 96.5 2.9 27.6 35.7 1.7 평균 4.925 6.105 0.209 15,000 73.9 91.6 3.1 39.2 33.9 1.9 나 ) 강우시삭감부하량 강우시가동되는비점오염저감시설의삭감부하량은삭감대상부하량과저감효율에의하여산정함비점오염저감시설삭감부하량 = 삭감대상부하량 저감효율삭감대상부하량 = 삭감대상부하비 발생부하량 - 삭감대상부하비는발생부하량대비처리대상강우에포함된부하량의비를말하며, 처리대상구역의유량및수질연속측정자료로부터도출된수문곡선과오염부하곡선으로부터산정함 - 저감효율은실측자료를사용하는것을원칙으로하며, 최소 3회이상의대표강우사상에대한수질및유량측정자료를이용하여산정한평균저감효율을사용함 - 강우시가동되는비점오염저감시설이신규시설이거나삭감부하량산정을위한실측자료가없을경우에는저감효율은수질오염총량관리기술지침 (2014.5 국립환경과학원 ) 의저감효율을적용하여산정함. 또한, 삭감대상부하비는강우처리비산정식및삭감대상부하비산정식에따라산정함. - 30 -

즉, 비점오염저감시설의설계기준강우량 (mm) 또는설계기준강우강도 (mm/hr) 로부터강우배출비를산정하고, 이에해당하는삭감대상부하비를산정함강우처리비 ln 설계기준강우 삭감대상부하비 ln 강우처리비 ln 강우처리비 < 표 25> 설계기준에따른강우처리비산정시적용계수 구분 a b 강우량 (mm) 기준설계시설 0.2716-0.2425 강우강도 (mm/hr) 기준설계시설 0.2445 0.3174 자료 : 수질오염총량관리기술지침 (2014. 5, 국립환경과학원 ) < 표 26> 강우처리비에따른삭감대상부하비산정시적용계수 구분 BOD TN TP a -0.0184-0.0030-0.0018 b 0.6922 0.7509 0.7931 자료 : 수질오염총량관리기술지침 (2014. 5, 국립환경과학원 ) 강우시유역에서유출되는오염부하량중삭감대상부하량을산정하기 위하여다음과같이강우처리비와삭감대상부하비를산정하였음 < 표 27> 강우처리비및삭감대상부하비 설계기준강우량 (mm) 강우처리비 삭감대상부하비 BOD T-N T-P 5 0.1946 0.3066 0.2902 0.2717 삭감대상부하비를이용하여다음과같이삭감대상부하량을산정하였으 며, 앞서제시된인공습지의저감효율을적용하였을시삭감부하량은 BOD 340.4 kg / 일, T-N 134.8 kg / 일, T-P 23.0 kg / 일로산정됨 - 31 -

< 표 28> 강우시인공습지삭감부하량 비점오염원부하량주 ) 삭감대상부하량삭감부하량 구분 BOD ( kg / 일 ) T-N ( kg / 일 ) T-P ( kg / 일 ) BOD ( kg / 일 ) T-N ( kg / 일 ) T-P ( kg / 일 ) BOD ( kg / 일 ) T-N ( kg / 일 ) T-P ( kg / 일 ) 남원천 2,094.9 1,254.9 141.1 642.3 364.2 38.4 340.4 134.8 23.0 주 토지계와축산계부하량의합 - 32 -

참고문헌 환경부, 2014, 비점오염저감시설의설치및관리 운영메뉴얼국립환경과학원, 2014, 수질오염총량관리기술지침환경부, 2010, 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침환경부, 2006, 비점오염원관리업무편람대전지방국토관리청, 2001, 남원천하천정비기본계획충청남도, 2012, 오봉천하천기본계획보고서한국환경공단, 2014, 용봉리축산습지비점오염저감사업기본및실시설계보고서광주광역시상수도사업본부정수사업소, 2006, 동복호인공습지시설조사및평가한국수자원공사안덕건설사업단, 1998, 인공습지조성사례발표 - 33 -