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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2020
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우리나라 하구에 조성된 담수호의 수자원은 다양한 용수 목적에 맞게 활용하고 있으며, 수질 기준에 부합하는 용수를 공급하고 담수호 및 간척지의 친환경적 가치를 높이기 위해서는 담수호의 상류 유역 및 유입 오염물질, 그리고 담수호 수체 특성에 대한 종합적인 이해를 기반으로 수질 오염 관리 대책을 수립하는 것이 중요하다.
일반적으로 담수호 개선을 위한 방안의 선정 방식은 연평균 수질 농도를 기준으로 목표하고자 하는 수질 기준의 만족 여부에 대한 평가와 경제적 평가를 함께 고려하여 최적의사결정 기반으로 주로 이루어져 왔다. 그러나 기존의 평가 방법에서는 목표 수질의 만족 여부가 중요하다는 점에서 담수호 수자원의 시기별 활용성에 대한 고려를 간과하기 쉽다. 또한 담수호 수자원 시스템의 수질 악화에 대한 회복탄력성을 높이는 일은 단순히 유역관리대책의 적용에 따른 수질 개선 문제와는 별도로 담수호 수자원 시스템의 지속가능성과 연관된다는 점에서 기존의 평가 방식을 보완하기 위한 수단이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 담수호 수자원 관리 방안을 평가하는 데 있어서 회복탄력성의 개념을 활용하였으며, 각 방안에 대한 시간적 변화에 따른 담수호의 회복탄력성 특징을 고려하기 위하여 동적 회복탄력성 개념 및 평가 방법을 도입하였다.
본 연구에서는 우선 기존의 수질 평가 방법에 따라 간월호를 대상으로 수질 개선 방안별 수질 변화를 SWAT-EFDC 연계모형을 통해 모의하고, 연평균 수질 농도와 총인 삭감량에 대해 분석하였다. 분석 결과, 간월호의 지형학적 특성에 따라 간월호 상류 구간의 수질 농도가 다른 구간에 비해 높게 나타났으며, 상류 구역의 경우 준설 시나리오만으로는 목표 수질을 달성하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서, 상류 구역의 수질 목표 달성을 위해서는 준설 시나리오만으로는 한계가 있으므로 상류 유역 출구부에 위치한 하수처리시설의 총인 배출부하량을 삭감과 추가적인 유역 수질 관리 대책이 필요하다.
상류 구역에 담수호의 준설 시나리오만을 적용한 경우, 목표 수질을 달성하지는 못하였지만 저수지의 준설은 내부부하량을 저감하고, 수질 악화에 반응하는 내적 요인이라는 점에서 담수호 시스템의 회복탄력성과 밀접하게 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 담수호 준설 시나리오에 따른 동적 회복탄력성을 분석하였으며, 시간 및 경제적 효율성을 위해 담수호 준설을 60%-80% 범위에서 실시하는 것을 제안하였다. 또한 선제적 대안인 준설 시나리오 뿐만 아니라 적응형 대안인 하수처리장 방류수 저감 시나리오를 구성하여, 수질이 악화되는 시기에 하수처리장 운영을 통한 방류 부하량 저감 시나리오를 추가적으로 검토하였다. 분석 결과, 선제적 대응만을 적용한 경우에 비하여 회복탄력성을 상당히 높일 수 있는 것으로 나타으나 자원효율성 지표의 경우, 상대적으로 낮게 나타나 수질 개선 방안 수립시에 하수처리장의 효율적 운영이 추가적으로 고려될 필요가 있다.
본 연구에서 검토한 동적 회복탄력성 분석 방법을 통해 기존의 목표 수질 달성 여부나 정적 회복탄력성 분석에서는 담기 어려운 결론을 도출할 수 있었으며, 이는 동적 회복탄력성 분석의 효용성을 확인할 수 있는 부분이다. 본 연구에서 제안한 담수호의 동적 회복탄력성 분석 방법은 추후 담수호 수질 개선 평가를 위한 추가적인 방안으로 검토될 수 있을 뿐만 아니라, 본 연구의 결과는 담수호의 회복탄력성을 높여 지속가능한 수자원 관리 시스템을 구축하기 위한 연구 사례로 활용될 수 있을 것이다.
일반적으로 담수호 개선을 위한 방안의 선정 방식은 연평균 수질 농도를 기준으로 목표하고자 하는 수질 기준의 만족 여부에 대한 평가와 경제적 평가를 함께 고려하여 최적의사결정 기반으로 주로 이루어져 왔다. 그러나 기존의 평가 방법에서는 목표 수질의 만족 여부가 중요하다는 점에서 담수호 수자원의 시기별 활용성에 대한 고려를 간과하기 쉽다. 또한 담수호 수자원 시스템의 수질 악화에 대한 회복탄력성을 높이는 일은 단순히 유역관리대책의 적용에 따른 수질 개선 문제와는 별도로 담수호 수자원 시스템의 지속가능성과 연관된다는 점에서 기존의 평가 방식을 보완하기 위한 수단이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 담수호 수자원 관리 방안을 평가하는 데 있어서 회복탄력성의 개념을 활용하였으며, 각 방안에 대한 시간적 변화에 따른 담수호의 회복탄력성 특징을 고려하기 위하여 동적 회복탄력성 개념 및 평가 방법을 도입하였다.
본 연구에서는 우선 기존의 수질 평가 방법에 따라 간월호를 대상으로 수질 개선 방안별 수질 변화를 SWAT-EFDC 연계모형을 통해 모의하고, 연평균 수질 농도와 총인 삭감량에 대해 분석하였다. 분석 결과, 간월호의 지형학적 특성에 따라 간월호 상류 구간의 수질 농도가 다른 구간에 비해 높게 나타났으며, 상류 구역의 경우 준설 시나리오만으로는 목표 수질을 달성하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서, 상류 구역의 수질 목표 달성을 위해서는 준설 시나리오만으로는 한계가 있으므로 상류 유역 출구부에 위치한 하수처리시설의 총인 배출부하량을 삭감과 추가적인 유역 수질 관리 대책이 필요하다.
상류 구역에 담수호의 준설 시나리오만을 적용한 경우, 목표 수질을 달성하지는 못하였지만 저수지의 준설은 내부부하량을 저감하고, 수질 악화에 반응하는 내적 요인이라는 점에서 담수호 시스템의 회복탄력성과 밀접하게 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 담수호 준설 시나리오에 따른 동적 회복탄력성을 분석하였으며, 시간 및 경제적 효율성을 위해 담수호 준설을 60%-80% 범위에서 실시하는 것을 제안하였다. 또한 선제적 대안인 준설 시나리오 뿐만 아니라 적응형 대안인 하수처리장 방류수 저감 시나리오를 구성하여, 수질이 악화되는 시기에 하수처리장 운영을 통한 방류 부하량 저감 시나리오를 추가적으로 검토하였다. 분석 결과, 선제적 대응만을 적용한 경우에 비하여 회복탄력성을 상당히 높일 수 있는 것으로 나타으나 자원효율성 지표의 경우, 상대적으로 낮게 나타나 수질 개선 방안 수립시에 하수처리장의 효율적 운영이 추가적으로 고려될 필요가 있다.
본 연구에서 검토한 동적 회복탄력성 분석 방법을 통해 기존의 목표 수질 달성 여부나 정적 회복탄력성 분석에서는 담기 어려운 결론을 도출할 수 있었으며, 이는 동적 회복탄력성 분석의 효용성을 확인할 수 있는 부분이다. 본 연구에서 제안한 담수호의 동적 회복탄력성 분석 방법은 추후 담수호 수질 개선 평가를 위한 추가적인 방안으로 검토될 수 있을 뿐만 아니라, 본 연구의 결과는 담수호의 회복탄력성을 높여 지속가능한 수자원 관리 시스템을 구축하기 위한 연구 사례로 활용될 수 있을 것이다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 연구사 5제 3 장 회복탄력성 기반 담수호 수질 관리 방안 평가 16제 4 장 대상 유역 및 입력 자료 구축 43제 5 장 SWAT-EFDC 연계모형을 이용한 담수호 유역 수문 해석 71제 6 장 동적회복탄력성 기반 담수호 수질 관리 방안 평가 102제 7 장 요약 및 결론 139참 고 문 헌 143Abstract 153
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