SWMM 5를 이용한 조만강의 유출 및 수질모의

Abstract

하천 수질 오염의 원인은 생활하수, 공업하수, 분뇨 등의 점오염원(point sources)과 강우 시 지표면에서 빗물에 의한 쓸림 현상으로 맨홀 등으로 유입하여 하수관을 따라 하천으로 흐르는 비점오염원(nonpoint sources) 등이 있다. 이러한 하천 오염의 원인 중 비점오염원에 의한 오염은 점점 커져가는 양상이다. 그 이유는 도시유역이, 지속적인 개발로 인해 불투수율이 증가하고 유달시간이 짧아짐에 따라 강우초기에 고농도의 오염물질이 다량 유출되는 특성을 가진 유역으로 변화되기 때문이다. 한편 이 연구의 대상 지역인 조만강 하구의 목표기준 수질은 '좋음(Ib)'으로 2015년까지 달성을 목표로 설정되어 있다(환경부 2007년 고시). 그러나 목표기준 수질과 조만강 하구의 연평균수질을 비교하면 목표기준을 만족하지 못하고 있다. 예로서 TN(총질소)의 목표 수질은 0.3 ㎎/L 이하인데 조만강 하구의 연평균 TN의 농도는 5.9 ㎎/L이다. 이에 따라 수질개선 방안 마련을 위한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하천의 수질개선 방안 마련을 위해서는 유역의 유출 및 수질의 정량화가 선행되어야 한다. 유출 및 수질의 정량화는 유량과 수질의 측정 또는 유역의 장기 유출 및 수질모의로 수행될 수 있는데, 이 논문은 국가하천인 서낙동강의 최대 지류인 조만강을 대상으로 합류식 하수관거, 하수처리장 등을 고려한 장기 유출 및 수질 모의를 통해 유출 및 수질을 정량화 하는데 목적이 있다. 그리고 현존하는 하수처리장의 수질 모의 결과와 증설될 하수처리장의 수질 모의 결과를 비교하여 하수처리장의 증설에 따른 수처리 효율을 평가하고자 한다.

To plan the water quality improvement of rivers, quantification of runoff and water quality should be preceded first. The quantification of runoff and water quality can be implemented by measuring the flow and water quality or by long-term simulation of runoff and water quality. The purpose of this paper is to quantify the runoff and water quality through long-term runoff and water quality simulation that considered combined sewer over flow and sewage treatment plant based on Jomangang (river), the biggest tributary to a national river, Seonakdonggang (river). Another purpose is to evaluate the water treatment effect according to the extension of sewage treatment plants comparing the water quality simulation result of the existing sewage treatment plants with that of the sewage treatment plants to be extended. As a result, the runoff and water quality model of Jomangang watershed that is divided into 37 small drainage basins had been build and in that model, combined sewer over flow and sewage treatment plants are included. After the sensitivity analysis of the model parameters, flow and water quality measurement data were used in the model calibration and verification. Also, the runoff and water quality simulation which considered the sewage treatment plants were corrected by using the data of the quality of water discharged, the calibration accuracy was evaluated by statistic. The simulation results reflecting the extension plan for the treatment volume of the sewage treatment plants were compared with that of the present sewage treatment plants.