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A SUMMARY REPORT

목차

CONTENTS 25

제1장 서론 27

1절 조사연구의 필요성 및 목적 27

2절 연구내용 및 범위 28

1. 미호천 용수이용 현황 조사 28

2. 하수처리수를 이용한 농업용수 대체방안 29

제2장 국내외 현황 31

1절 국내 하수처리수 재이용 현황 31

1. 하수처리수 재이용 활성화 정책방향 31

2. 국내 하수처리수 재이용 현황 32

2절 국외 하수처리수 재이용 현황 43

제3장 조사연구수행 내용, 방법 및 범위 51

1절 미호천 용수이용 현황 조사 51

2절 하수처리수를 이용한 농업용수 대체방안 52

제4장 연구결과 및 고찰 53

1절 미호천 용수이용 현황 조사 53

1. 유역의 현황 53

2. 하천 현황 65

3. 주요 오염원 68

4. 하천수질 조사 분석 92

5. 용수이용 현황 조사 및 분석 101

6. 기상 및 기후 현황 105

7. 하천 유량 109

8. 미호천 물수지 분석 110

2절 하수처리수를 이용한 농업용수 대체방안 170

1. 농업용수로 활용가능한 하수처리수량 조사 170

2. 하수처리수의 영양물질 및 오염물질 농도분석 175

3. 하수처리수를 농업용수로 공급하는 방법 모색 180

4. 농업용수 공급 대상 수체별 수질개선 효과 등 하천수질에 미치는 영향 분석 211

제5장 결론 227

제6장 조사연구결과의 활용방안 231

제7장 조사연구목표 달성도 233

1절 연구목표 233

2절 연구목표의 달성도 233

참고문헌 234

〈표 2.1〉 연도별 하수처리수 재이용 현황 32

〈표 2.2〉 국내 하수처리장 재이용 용도별 현황 33

〈표 2.3〉 시·도별 하수처리수 재이용 현황-장내용수 36

〈표 2.4〉 시·도별 하수처리수 재이용 현황-장외용수 37

〈표 2.5〉 시도별 농업용수 재이용 시설 현황 38

〈표 2.6〉 농업용수 재이용 시설현황 39

〈표 2.7〉 농업용수 재이용 시설현황 40

〈표 2.8〉 농업용수 재이용 시설현황 41

〈표 2.9〉 농업용수 재이용 시설현황 42

〈표 2.10〉 공업용수 재이용 현황 44

〈표 2.11〉 환경용수를 위한 하수처리수 재이용 사례 44

〈표 2.12〉 하수처리수 재이용 사례 47

〈표 2.13〉 동경도 하수처리수의 농업용수 재이용 현황 47

〈표 2.14〉 공업용수로 하수처리수 재이용 사례(영국) 49

〈표 4.1〉 미호천 행정구역 현황 53

〈표 4.2〉 미호천 단위유역 및 소유역 현황 55

〈표 4.3〉 경사범위별 면적현황 58

〈표 4.4〉 경사분포별 면적현황 59

〈표 4.5〉 대상유역 내 총량 수질측정자료 현황 66

〈표 4.6〉 오염원 현황 68

〈표 4.7〉 인구현황 69

〈표 4.8〉 물 사용량 70

〈표 4.9〉 축종별 사육두수 71

〈표 4.10〉 산업계 폐수발생 및 배출량 72

〈표 4.11〉 토지계 지목별 면적 현황 73

〈표 4.12〉 양식장 현황 74

〈표 4.13〉 매립장 현황 75

〈표 4.14〉 환경기초시설 현황 75

〈표 4.15〉 발생부하량 현황 78

〈표 4.16〉 BOD 발생부하량 현황 79

〈표 4.17〉 T-N 발생부하량 현황 81

〈표 4.18〉 T-P 발생부하량 현황 83

〈표 4.19〉 배출부하량 현황 85

〈표 4.20〉 BOD 배출부하량 현황 86

〈표 4.21〉 T-N 배출부하량 현황 88

〈표 4.22〉 T-P 배출부하량 현황 90

〈표 4.23〉 미호천 수질측정망 현황 및 수질측정항목 92

〈표 4.24〉 수질변동 추세 및 수질등급(2003년~2012년) 94

〈표 4.25〉 목표수질 평가 95

〈표 4.26〉 연도별 용수이용현황 101

〈표 4.27〉 생활용수 이용현황 101

〈표 4.28〉 공업용수 이용현황 102

〈표 4.29〉 농업용수 이용현황 102

〈표 4.30〉 단위유역별 용수이용현황 103

〈표 4.31〉 단위유역별 양수장 현황 103

〈표 4.32〉 관측소 현황 106

〈표 4.33〉 미호천 유역 기상관측소 월평균 현황자료(2003~2012) 106

〈표 4.34〉 미호천 유역 기상관측소 연도별 현황자료(2003~2012) 108

〈표 4.35〉 미호천 연평균 유량자료 현황 109

〈표 4.36〉 유역모델의 성능비교 113

〈표 4.37〉 HSPF 모델 모듈 항목 115

〈표 4.38〉 미호천 토지피복도 속성부호와 HSPF 모형에서의 속성 값 139

〈표 4.39〉 WDMUtil에 입력된 기상자료 140

〈표 4.40〉 HSPF 모형 구축 시 입력한 기상자료 140

〈표 4.41〉 HSPF 모형 구축 시 입력된 환경기초시설 자료 142

〈표 4.42〉 미호천 유역 취수 관련자료 142

〈표 4.43〉 미호천 유역 댐 관련 자료 142

〈표 4.44〉 미호천 유역 환경유지용수 관련 자료 143

〈표 4.45〉 모형 효율의 허용범위 및 신뢰구간 146

〈표 4.46〉 HSPF 모형의 수문관련 매개변수 정리 147

〈표 4.47〉 HSPF 모형의 수온관련 매개변수 정리 151

〈표 4.48〉 HSPF 모형의 SS관련 매개변수 정리 152

〈표 4.49〉 HSPF 모형의 DO, BOD 관련 매개변수 정리 152

〈표 4.50〉 HSPF 모형의 T-N, T-P 관련 매개변수 정리 153

〈표 4.51〉 미호A 단위유역 유황분석결과 164

〈표 4.52〉 미호B 단위유역 유황분석결과 165

〈표 4.53〉 미호C 단위유역 유황분석결과 166

〈표 4.54〉 무심A 단위유역 유황분석결과 167

〈표 4.55〉 병천A 단위유역 유황분석결과 168

〈표 4.56〉 조사 대상지점 170

〈표 4.57〉 연도별 연평균 방류하수량 172

〈표 4.58〉 하수처리시설의 재이용현황 174

〈표 4.59〉 연도별 방류수질 175

〈표 4.60〉 연도별 방류수질 176

〈표 4.61〉 농업용수 조사 대상지 수질분석결과(8개소) 178

〈표 4.62〉 농업용수 조사 대상지 수질분석결과(8개소) 179

〈표 4.63〉 농업용수 조사 대상지 수질분석결과(8개소) 179

〈표 4.64〉 농업용수 재이용 처리 현황조사 180

〈표 4.65〉 하수처리수 만족여부 설문조사 185

〈표 4.66〉 하수처리수 만족여부 설문조사 186

〈표 4.67〉 하수처리시설별 농업용수 재이용 수질기준 평가 187

〈표 4.68〉 식물성 원료 189

〈표 4.69〉 농산물의 중금속 기준 189

〈표 4.70〉 인근지역 농산물 중금속 안정성 결과 191

〈표 4.71〉 공급가능 지역분석 193

〈표 4.72〉 지대별, 논 유형별 거름주는 기준 202

〈표 4.73〉 시나리오별 농업용 재이용수 공급량 및 수질농도 202

〈표 4.74〉 시나리오별 공급량 및 수질농도 203

〈표 4.75〉 농업용 재이용수 부하량 203

〈표 4.76〉 시비량 산정 204

〈표 4.77〉 10a당 시비량 기준 비교 205

〈표 4.78〉 경로별 T-N 변화 205

〈표 4.79〉 경로별 T-P 변화 205

〈표 4.80〉 경로별 K 변화 205

〈표 4.81〉 하수처리시설 농번기 시즌 배출부하량 206

〈표 4.82〉 하수처리시설 농번기 시즌 배출부하량 207

〈표 4.83〉 현재 재이용시설의 삭감율 207

〈표 4.84〉 재이용에 의한 삭감부하량 208

〈표 4.85〉 하수재이용 후 부하량 208

〈표 4.86〉 하수재이용 후 부하량 209

〈표 4.87〉 단위유역별 기준유량 211

〈표 4.88〉 수질모델의 특성 비교 212

〈표 4.89〉 수질모델의 특성 비교 213

〈표 4.90〉 금강수계 수질모델 적용 하천 및 구간 구분 213

〈표 4.91〉 Hydraulics Data 219

〈표 4.92〉 금강유역 저수기 및 평수기 보정수질 220

〈표 4.93〉 금강 유역 저수기 수질모형 보정 결과 220

〈표 4.94〉 금강 유역 저수기 수질모형 결과 223

〈그림 2.1〉 연도별 하수처리수 재이용 추이 그래프 32

〈그림 2.2〉 하수처리수 재이용수 장내용수 및 장외용수 이용현황 34

〈그림 2.3〉 장내용수 재이용 형태 34

〈그림 2.4〉 장외용수 재이용 형태 35

〈그림 2.5〉 장외용수 용도별 재이용 변화 35

〈그림 2.6〉 시·도별 하수처리수 재이용 분포 35

〈그림 2.7〉 일본의 하수처리수 재이용 형태 46

〈그림 3.1〉 평가흐름도 52

〈그림 4.1〉 미호천 단위유역도 57

〈그림 4.2〉 경사범위별 면적비 58

〈그림 4.3〉 경사향분포별 면적현황 59

〈그림 4.4〉 미호천 중권역 경사도 60

〈그림 4.5〉 미호천 중권역 경사향도 60

〈그림 4.6〉 고도-면적 곡선 60

〈그림 4.7〉 토양기호별 토양도 61

〈그림 4.8〉 미호천 중권역 토양명별 분석 62

〈그림 4.9〉 미호천 중권역 토양종류별 분석 62

〈그림 4.10〉 미호천 중권역 토양심도별 분석 63

〈그림 4.11〉 미호천 중권역 토양배수별 분석 63

〈그림 4.12〉 미호천 중권역 토양도 64

〈그림 4.13〉 미호천 하천망도 65

〈그림 4.14〉 2011년 인구현황 69

〈그림 4.15〉 2011년도 사육두수 현황 71

〈그림 4.16〉 2011년 폐수발생량 및 방류량 73

〈그림 4.17〉 2011년 지목별 면적 74

〈그림 4.18〉 BOD 발생부하량 79

〈그림 4.19〉 BOD 오염원별 단위면적당 발생부하량 80

〈그림 4.20〉 T-N 발생부하량 81

〈그림 4.21〉 T-N 오염원별 단위면적당 발생부하량 82

〈그림 4.22〉 T-P 발생부하량 83

〈그림 4.23〉 T-P 오염원별 단위면적당 발생부하량 84

〈그림 4.24〉 2011년 단위면적당 BOD 배출부하량 86

〈그림 4.25〉 BOD 오염원별 단위면적당 배출부하량 87

〈그림 4.26〉 2011년 단위면적당 T-N 배출부하량 88

〈그림 4.27〉 T-N 오염원별 단위면적당 배출부하량 89

〈그림 4.28〉 2011년 단위면적당 T-P 배출부하량 90

〈그림 4.29〉 T-P 오염원별 단위면적당 배출부하량 91

〈그림 4.30〉 미호천 중권역 수질 측정지점 93

〈그림 4.31〉 2003년 BOD 등급현황 95

〈그림 4.32〉 2004년 BOD 등급현황 95

〈그림 4.33〉 2005년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.34〉 2006년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.35〉 2007년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.36〉 2008년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.37〉 2009년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.38〉 2010년 BOD 등급현황 96

〈그림 4.39〉 2011년 BOD 등급현황 97

〈그림 4.40〉 2012년 BOD 등급현황 97

〈그림 4.41〉 2003년 T-N 등급현황 97

〈그림 4.42〉 2004년 T-N 등급현황 97

〈그림 4.43〉 2005년 T-N 등급현황 97

〈그림 4.44〉 2006년 T-N 등급현황 97

〈그림 4.45〉 2007년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.46〉 2008년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.47〉 2009년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.48〉 2010년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.49〉 2011년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.50〉 2012년 T-N 등급현황 98

〈그림 4.51〉 2003년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.52〉 2004년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.53〉 2005년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.54〉 2006년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.55〉 2007년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.56〉 2008년 T-P 등급현황 99

〈그림 4.57〉 2009년 T-P 등급현황 100

〈그림 4.58〉 2010년 T-P 등급현황 100

〈그림 4.59〉 2011년 T-P 등급현황 100

〈그림 4.60〉 2012년 T-P 등급현황 100

〈그림 4.61〉 연도별 강수량변화(2003년~2012년) 107

〈그림 4.62〉 미호천 기상청 위치도 107

〈그림 4.63〉 미호천 유역 수위관측지점 109

〈그림 4.64〉 PERLND 모듈의 구성요소 116

〈그림 4.65〉 IMPLND 모듈의 구성요소 116

〈그림 4.66〉 RCHRES 모듈의 구성요소 117

〈그림 4.67〉 유역에서의 물수지 산정을 위한 항목 117

〈그림 4.68〉 침투 및 중간유출 변화 118

〈그림 4.69〉 토양상층에서의 저류 비율 119

〈그림 4.70〉 토양하층으로 유입되는 침투/침누 비율 120

〈그림 4.71〉 지표면 유출 형태 120

〈그림 4.72〉 하천의 지형학적 및 수리적 구분방법 121

〈그림 4.73〉 수체 내 흐름 기작 122

〈그림 4.74〉 투수지역의 토사 침식과정 123

〈그림 4.75〉 OXRX section의 RCHRES Application module에서 DO 흐름도 126

〈그림 4.76〉 OXRX section의 RCHRES Application module에서 BOD 흐름도 127

〈그림 4.77〉 NUTRX section의 RCHRES Application module에서 질소 흐름도 131

〈그림 4.78〉 NUTRX section의 RCHRES Application module에서 인 흐름도 132

〈그림 4.79〉 미호천 소유역 분할 136

〈그림 4.80〉 미호천 outlet 지정 137

〈그림 4.81〉 미호천 하천도 생성 137

〈그림 4.82〉 미호천 DEM 138

〈그림 4.83〉 미호천 Landuse 139

〈그림 4.84〉 미호천 기상관측소 현황 141

〈그림 4.85〉 HSPF 모형 New Project 만들기 144

〈그림 4.86〉 HSPF 구동 환경 (미호천 유역) 144

〈그림 4.87〉 기초자료 DB화 및 유역모형(HSPF) 구축 145

〈그림 4.88〉 미호천 유역 유량 보정·검증지점 146

〈그림 4.89〉 북일수위관측소 검·보정 결과 및 R²(2010, 2011) 148

〈그림 4.90〉 청주수위관측소 검·보정 결과 및 R²(2010, 2011) 148

〈그림 4.91〉 옥산수위관측소 검·보정 결과 및 R²(2010, 2011) 148

〈그림 4.92〉 석화수위관측소 검·보정 결과 및 R²(2010, 2011) 149

〈그림 4.93〉 합강수위관측소 검·보정 결과 및 R²(2010, 2011) 149

〈그림 4.94〉 미호천 유역 수질 보정·검증지점 150

〈그림 4.95〉 미호A 단위유역 수온 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 154

〈그림 4.96〉 미호A 단위유역 DO 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 154

〈그림 4.97〉 미호A 단위유역 SS 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 154

〈그림 4.98〉 미호A 단위유역 BOD 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 155

〈그림 4.99〉 미호A 단위유역 TN 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 155

〈그림 4.100〉 미호A 단위유역 TP 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 155

〈그림 4.101〉 미호B 단위유역 수온 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 156

〈그림 4.102〉 미호B 단위유역 DO 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 156

〈그림 4.103〉 미호B 단위유역 SS 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 156

〈그림 4.104〉 미호B 단위유역 BOD 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 157

〈그림 4.105〉 미호B 단위유역 TN 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 157

〈그림 4.106〉 미호B 단위유역 TP 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 157

〈그림 4.107〉 미호C 단위유역 수온 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 158

〈그림 4.108〉 미호C 단위유역 DO 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 158

〈그림 4.109〉 미호C 단위유역 SS 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 158

〈그림 4.110〉 미호C 단위유역 BOD 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 159

〈그림 4.111〉 미호C 단위유역 TN 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 159

〈그림 4.112〉 미호C 단위유역 TP 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 159

〈그림 4.113〉 무심A 단위유역 수온 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 160

〈그림 4.114〉 무심A 단위유역 DO 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 160

〈그림 4.115〉 무심A 단위유역 SS 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 160

〈그림 4.116〉 무심A 단위유역 BOD 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 161

〈그림 4.117〉 무심A 단위유역 TN 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 161

〈그림 4.118〉 무심A 단위유역 TP 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 161

〈그림 4.119〉 병천A 단위유역 수온 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 162

〈그림 4.120〉 병천A 단위유역 DO 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 162

〈그림 4.121〉 병천A 단위유역 SS 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 162

〈그림 4.122〉 병천A 단위유역 BOD 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 163

〈그림 4.123〉 병천A 단위유역 TN 수질 보정 및 검증 결과(2010-2011) 163

〈그림 4.124〉 병천A 단위유역 TP 수질 보정 및 검증 결과(2010~2011) 163

〈그림 4.125〉 미호A 유황분석 165

〈그림 4.126〉 미호B 유황분석 166

〈그림 4.127〉 미호C 유황분석 167

〈그림 4.128〉 무심A 유황분석 168

〈그림 4.129〉 병천A 유황분석 169

〈그림 4.130〉 미호천 수계 내 하수처리시설 위치도 171

〈그림 4.131〉 방류 하수량의 연간 변화(10,000㎥/day 이상) 173

〈그림 4.132〉 방류 하수량의 연간 변화(10,000㎥/day 이하) 173

〈그림 4.133〉 농업용수 재이용 BOD 수질기준 평가 177

〈그림 4.134〉 농업용수 재이용 총대장균군수 수질기준 평가 177

〈그림 4.135〉 PS하수처리시설의 현황 사진 181

〈그림 4.136〉 YA하수처리시설의 현황 사진 182

〈그림 4.137〉 GH하수처리시설의 현황 사진 183

〈그림 4.138〉 SH하수처리시설의 현황 사진 184

〈그림 4.139〉 개인응답 성향에 따른 답변문항 군집분석 185

〈그림 4.140〉 설문조사 답변문항 군집분석 186

〈그림 4.141〉 평가흐름도 188

〈그림 4.142〉 농산물 채집 위치도 190

〈그림 4.143〉 엽채류 및 엽경채류 중금속 안전성평가 191

〈그림 4.144〉 과채류 중금속 안전성평가 192

〈그림 4.145〉 청주하수종말처리시설 지형분석 194

〈그림 4.146〉 세종시환경사업소 지형분석 195

〈그림 4.147〉 증평하수종말처리시설 지형분석 196

〈그림 4.148〉 병천하수종말처리시설 지형분석 197

〈그림 4.159〉 진천하수종말처리시설 지형분석 198

〈그림 4.150〉 내수하수종말처리시설 지형분석 199

〈그림 4.151〉 대소하수종말처리시설 지형분석 200

〈그림 4.152〉 전의하수처리시설 지형분석 201

〈그림 4.153〉 경로별 수질농도 변화 206

〈그림 4.154〉 시나리오별 BOD 하수재이용 후 부하량 209

〈그림 4.155〉 시나리오별 T-N 하수재이용 후 부하량 210

〈그림 4.156〉 시나리오별 T-P 하수재이용 후 부하량 210

〈그림 4.157〉 QUALKO 모델의 기본구조 212

〈그림 4.158〉 미호천 본류 모식도 215

〈그림 4.159〉 석화천 모식도 215

〈그림 4.160〉 보강천 모식도 216

〈그림 4.161〉 무심천 모식도 216

〈그림 4.162〉 조천 모식도 217

〈그림 4.163〉 병천천 모식도 218