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SUMMARY

Contents

목차

제1장 서론 31

제1절 조사연구사업의 필요성 31

제2절 조사연구사업의 목적 33

제3절 조사연구사업의 내용 35

제2장 농배수 조정지 조성 관련 연구동향 37

제1절 농촌지역 비점오염원 37

1. 농업 종류별 오염원 37

2. 농지 및 하천변 식생의 손상 54

3. 농업 배수로의 변형 54

4. 시설하우스의 농지고도화 이용 55

5. 산림벌목 65

6. 농지개량 67

제2절 농촌지역 비점오염원 사례조사 69

1. 국내 비점오염원 연구동향 및 사례 69

2. 농촌지역 비점오염원 국외 문헌자료 88

3. 일본의 농업배수 관리사례 110

제3절 농배수 오염원 및 발생 특성 115

1. 용어의 정의 115

2. 부하량의 개념 및 산정절차 115

3. 농배수의 오염물질 유출특성 및 배출원리 118

4. 농배수 오염관리 대책 121

제4절 농배수 오염물질 관리 129

1. 농배수 관리방향 130

제5절 농배수 오염물질 저감시설 135

1. 농배수 오염물질 관리대책 135

제3장 연구수행 내용 및 방법 147

제1절 연구내용 및 방법 147

1. 농배수 유출특성조사 대표지역 선정 및 방법 147

2. 농배수 유출특성 조사내용 및 방법 148

3. 농배수 조정지 최적지 선정기준 마련 및 최적지 선정 방법 149

4. 농배수 조정지 조성유형(습지유형) 제시 및 유형별 특성 검토 방법 149

제4장 결과 및 고찰 151

제1절 농배수 유출특성 조사지역 선정결과 151

1. 녹조우심하천, 윗물살리기 마스터플랜 하천의 조사대상 하천(55개소) 151

2. 매수가능 토지 중 농지를 고도화 이용하는 지역(관개농업형태를 고려) 207

3. 우심하천, 윗물살리기 마스터플랜 대상 대표하천유역의 하천 실태조사(관개농업형태를 고려) 216

제2절 농배수 유출특성 조사결과 241

1. 농배수 유출특성 분석을 위한 모니터링 지점 및 내역 241

2. 비점오염물질저감시설 모니터링 지역의 농배수 유출특성 조사결과 263

3. 농배수 유출특성 모니터링 조사결과에 대한 고찰 369

제3절 농배수 조정지 조성 최적지 선정기준 마련 및 최적지선정 결과 379

1. 농배수 조정지 조성 최적지 선정기준 379

2. 농배수 조정지 및 저감시설 설치를 위한 후보지 381

3. 농배수 유출오염 저감 및 조정지 조성 최적화 방안 389

4. 농배수 조정지를 통한 하천유지용수 확보 등 하천수질에 미치는 영향 분석 395

5. 집단농지에 있어 다수의 농배수 조정지 설치에 따른 수질개선효과분석 465

제4절 농배수 조정지 조성유형(습지유형 등)제시 및 유형별 특성 검토 487

1. 농배수 조정지 조성유형 및 농배수 저감시설 유형별 특성 487

2. 농배수 조정지 설치시 기초설계 인자 및 유지관리방안 제시 489

3. 농배수 습지 조성 및 경관 개선 498

4. 기 조성된 사례분석 및 모니터링 분석결과 501

제5장 결론 511

제6장 조사 연구결과의 기대효과 및 활용방안 515

제7장 조사 연구목표 대비 달성도 및 대외기여도 517

제8장 참고문헌 519

부록 523

I. 농배수 유출특성 고찰을 위한 시료분석 결과(시험성적서) 523

II. 시료분석 결과(시험성적서) - 1차년도 589

〈표 1.1-1〉 토지이용별 비점오염원 발생요소 31

〈표 2.1.1-1〉 비점오염물질간 상관관계 41

〈표 2.1.1-2〉 대관령 지역 경사지 포장에서의 토양 유실 조사 43

〈표 2.1.1-3〉 관행농업지역의 토양 유실량 평가 44

〈표 2.1.1-4〉 Runoff Types of the Nonpoint Source Pollutant in Rural Area 47

〈표 2.1.1-5〉 Land Use Status 49

〈표 2.1.1-6〉 Cultivation Area Status 49

〈표 2.1.1-7〉 Farm Land Use Status 49

〈표 2.1.1-8〉 토지이용별 유출계수 51

〈표 2.1.1-9〉 토지이용별 영양물질의 평균 유달율 52

〈표 2.1.1-10〉 재배작물에 따른 비점오염 유출수 농도 53

〈표 2.1.4-1〉 A지역의 수질분석 결과 60

〈표 2.1.4-2〉 B지역의 수질분석 결과 60

〈표 2.1.4-3〉 1~3차 강우시 수질 항목 별 측정 값 61

〈표 2.1.5-1〉 토지용도 구분에 따른 비점오염원인 및 주요 오염물질 66

〈표 2.2.1-1〉 기존 문헌에 제안된 비점오염물의 EMC 74

〈표 2.2.1-2〉 기존 문헌에 제안된 도시지역의 비점오염원의 원단위 75

〈표 2.2.1-3〉 강우 유출수 및 대표적인 비점오염원과 점오염원의 비교 75

〈표 2.2.1-4〉 도시용지에서의 비점오염원 77

〈표 2.2.1-5〉 논에서의 비점오염원 원단위 77

〈표 2.2.1-6〉 밭에서의 비점오염원 원단위 77

〈표 2.2.1-7〉 산지에서의 비점오염원 원단위 78

〈표 2.2.1-8〉 우리나라 비점오염원 관리지역 지정현황 79

〈표 2.2.1-9〉 한강수계 비점오염원 시범사업 설치시설현황 79

〈표 2.2.1-10〉 낙동강수계 비점오염저감 시범사업 설치시설현황 80

〈표 2.2.1-11〉 금강수계 비점오염저감 시범사업 설치시설 현황 81

〈표 2.2.1-12〉 영산강수계 비점오염저감 시범사업 설치시설 현황 81

〈표 2.2.1-13〉 비점오염저감시설 지자체 설치현황(국고보조사업) 81

〈표 2.2.1-14〉 국내 주요 인공습지 현황 82

〈표 2.2.1-15〉 장흥호 인공습지 현황 83

〈표 2.2.1-16〉 장흥호 인공습지 설계 목표수질(BOD) 83

〈표 2.2.1-17〉 장흥호 인공습지 설계 목표수질(T-N 및 T-P) 83

〈표 2.2.1-18〉 시화호 인공습지 현황 85

〈표 2.2.1-19〉 시화호 인공습지의 유입 및 유출수질 86

〈표 2.2.1-20〉 주암호 복내천 인공습지의 평균 유입 및 유출수질 87

〈표 2.2.2-1〉 외국의 홍수유출 억제시설의 주요 사례 88

〈표 2.2.2-2〉 국외 식생수로의 처리효율 90

〈표 2.2.2-3〉 국외 인공습지의 처리효율 91

〈표 2.2.2-4〉 국외 식생여과대의 처리효율 92

〈표 2.2.2-5〉 식생여과대의 길이에 따른 제거율 변화 92

〈표 2.2.2-6〉 뉴욕 Harbor Brook CSO 인공습지 유입수 성상 96

〈표 2.2.2-7〉 농습지 설계 및 시공 99

〈표 2.2.2-8〉 인공농습지(Constructed farm wetland, CFW) 공정 유입 및 유출수의 성상 100

〈표 2.2.2-9〉 Pond형 인공습지 유입 및 유출수의 성상 102

〈표 2.2.2-10〉 Biomassbed 구성을 위한 water tank와 Bio-tank의 특징 107

〈표 2.4-1〉 농업지역 토지이용에서의 비점오염원 관리기술 129

〈표 2.5.1-1〉 비점오염물질 관리시설의 종류 135

〈표 2.5.1-2〉 비점오염물질 관리시설의 장·단점 136

〈표 2.5.1-3〉 비점오염원 저감시설의 처리효율 146

〈표 4.1.2-1〉 낙동강 수계 토지매수대상 지역 및 범위 207

〈표 4.1.2-2〉 상수원 보호구역 현황(2012.12 기준) 207

〈표 4.1.2-3〉 매수대상별 년도별 현황 208

〈표 4.1.2-4〉 행정구역별 토지필지수 현황 209

〈표 4.1.2-5〉 행정구역별 토지매수 면적 209

〈표 4.1.2-6〉 수변구역 지정현황(2012.12 기준) 211

〈표 4.1.2-7〉 수변구역 지정구역 토지이용현황 211

〈표 4.1.2-8〉 상수원 보호구역 현황(2012.12 기준) 214

〈표 4.1.3-1〉 조사대상 하천유역 내역 216

〈표 4.1.3-2〉 조사대상 10개소 하천수질 실태조사지점 내역 217

〈표 4.1.3-3〉 조사대상 하천별 수질 실태조사 지점별 위치 218

〈표 4.1.3-4〉 농배수 조정지 최적 설치지역 선정을 위한 하천수질 조사 전경 223

〈표 4.1.3-5〉 농배수 조정지의 최적 설치지역 선정을 위한 10개소 하천수질 조사 결과 235

〈표 4.2.1-1〉 농배수 유출특성 분석을 위한 모니터링 지점의 위치 242

〈표 4.2.1-2〉 농배수 유출특성 분석을 위한 모니터링 지점의 세부조사내역 244

〈표 4.2.1-3〉 농업기간중 농배수 유출특성 조사를 위한 각 조사지점별 시료채취 전경 246

〈표 4.2.1-4〉 비농업기간중 농배수 유출특성 조사를 위한 각 조사지점별 시료채취 전경 261

〈표 4.2.2-1〉 비농업기간중 강우시 경남 산청군 단성면 사월리 403지점의 농배수 유출특성 결과 263

〈표 4.2.2-2〉 비농업기간중 경남 산청군 단성면 사월리 403 소재 비점오염물질저감시설의 농배수 유출특성 조사결과(1차 조사) 265

〈표 4.2.2-3〉 비농업기간중 경남 산청군 단성면 사월리 403 소재 비점오염물질저감시설의 농배수 유출특성 조사결과(2차 조사) 272

〈표 4.2.2-4〉 비농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(1차 조사) 282

〈표 4.2.2-5〉 비농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(2차 조사) 288

〈표 4.2.2-6〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 사월리 403 소재 비점오염물질저감시설의 농배수 유출특성 조사결과 301

〈표 4.2.2-7〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 운리 277 소재 비점오염물질저감시설의 농배수 유출특성 조사결과 306

〈표 4.2.2-8〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 단상리 275-2 소재 비점오염물질저감시설의 농배수 유출특성 조사결과 311

〈표 4.2.2-9〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(1차 및 4차 조사) 327

〈표 4.2.2-10〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(2차 조사) 328

〈표 4.2.2-11〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(3차 조사) 331

〈표 4.2.2-12〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(4차 조사) 334

〈표 4.2.2-13〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(5차 조사) 335

〈표 4.2.2-14〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지(중부2저수지)의 농배수 유출특성 조사결과(6차 조사) 336

〈표 4.2.3-1〉 농배수 유출특성 모니터링 결과(SBOD5) 요약(이미지참조) 371

〈표 4.2.3-2〉 농배수 유출특성 모니터링 결과(SCODMn) 요약(이미지참조) 372

〈표 4.2.3-3〉 농배수 유출특성 모니터링 결과(T-N) 요약 373

〈표 4.2.3-4〉 농배수 유출특성 모니터링 결과(T-P) 요약 374

〈표 4.2.3-5〉 조사지역별 농업용수 대비 논물(모내기 후)의 평균 수질 상승률 비교 375

〈표 4.2.3-6〉 조사지역별 농업용수 대비 비점오염물질저감시설 유입수의 평균 수질 상승률 비교 375

〈표 4.2.3-7〉 조사지역별 농업용수 대비 비점오염물질저감시설 유입수의 평균 수질 상승률 비교 376

〈표 4.2.3-8〉 조사지역별 비점오염물질저감시설의 농배수 평균 처리 효율 376

〈표 4.2.3-9〉 경남 산청군 단성면 소재 3개 지역의 비점오염물질저감시설의 유지 및 관리 377

〈표 4.3.1-1〉 농배수 조정지의 최적 설치지역 선정을 위한 10개소 하천실태 조사 결과 380

〈표 4.3.2-1〉 농배수 조정지 및 저감시설의 최적지와 우선설치 대상지 381

〈표 4.3.2-2〉 하천수질 조사지점별 농배수 조정지 및 저감시설 설치를 위한 후보지(안) 382

〈표 4.3.3-1〉 저감시설 선정을 위한 기준 389

〈표 4.3.3-2〉 마을형 특성에 적합한 저감시설 선정방법 390

〈표 4.3.3-3〉 산림형 특성에 적합한 저감시설 선정 391

〈표 4.3.3-4〉 농지형 특성에 적합한 저감시설 선정방법 392

〈표 4.3.3-5〉 토지유형별 비점오염저감시설에 의한 저감효율(환경부 2008.6) 393

〈표 4.3.3-6〉 오염총량기술지침에 의한 비점오염저감시설의 효율(환경부 2010.6) 393

〈표 4.3.3-7〉 본 연구의 농배수 조정지 예상 저감효율 394

〈표 4.3.4-1〉 SCS 유출곡선법에서의 토양군의 분류(윤용남, 1998) 397

〈표 4.3.4-2〉 후보지역 하천 현황 410

〈표 4.3.4-3〉 후보지역 하천 강우 자료 410

〈표 4.3.4-4〉 토지계 지목별 총 인 연평균 발생부하원단위(국립환경과학원, 2014) 411

〈표 4.3.4-5〉 지목 별 초기 무기인 농도(유역모형 입력 매개변수) 411

〈표 4.3.4-6〉 삼남천 생활계 오염원 현황 413

〈표 4.3.4-7〉 상남천 축산계 오염원 현황 413

〈표 4.3.4-8〉 상남천 산업계 오염원 현황 413

〈표 4.3.4-9〉 상남천 토지계 오염원 현황 413

〈표 4.3.4-10〉 상남천 발생부하량 414

〈표 4.3.4-11〉 상남천 배출부하량 414

〈표 4.3.4-12〉 상남천 점·비점 오염원 414

〈표 4.3.4-13〉 초동천 생활계 오염원 현황 415

〈표 4.3.4-14〉 초동천 축산계 오염원 현황 415

〈표 4.3.4-15〉 초동천 산업계 오염원 현황 415

〈표 4.3.4-16〉 초동천 토지계 오염원 현황 415

〈표 4.3.4-17〉 초동천 발생부하량 416

〈표 4.3.4-18〉 초동천 배출부하량 416

〈표 4.3.4-19〉 초동천 점·비점 오염원 416

〈표 4.3.4-20〉 관곡천 생활계 오염원 현황 417

〈표 4.3.4-21〉 관곡천 축산계 오염원 현황 417

〈표 4.3.4-22〉 관곡천 산업계 오염원 현황 417

〈표 4.3.4-23〉 관곡천 토지계 오염원 현황 417

〈표 4.3.4-24〉 관곡천 발생부하량 418

〈표 4.3.4-25〉 관곡천 배출부하량 418

〈표 4.3.4-26〉 관곡천 점·비점 오염원 418

〈표 4.3.4-27〉 계성천 생활계 오염원 현황 419

〈표 4.3.4-28〉 계성천 축산계 오염원 현황 419

〈표 4.3.4-29〉 계성천 산업계 오염원 현황 419

〈표 4.3.4-30〉 계성천 토지계 오염원 현황 419

〈표 4.3.4-31〉 계성천 발생부하량 420

〈표 4.3.4-32〉 계성천 배출부하량 420

〈표 4.3.4-33〉 계성천 점·비점 오염원 420

〈표 4.3.4-34〉 풍천 생활계 오염원 현황 421

〈표 4.3.4-35〉 풍천 축산계 오염원 현황 421

〈표 4.3.4-36〉 풍천 산업계 오염원 현황 421

〈표 4.3.4-37〉 풍천 토지계 오염원 현황 421

〈표 4.3.4-38〉 풍천 발생부하량 422

〈표 4.3.4-39〉 풍천 배출부하량 422

〈표 4.3.4-40〉 풍천 점·비점 오염원 422

〈표 4.3.4-41〉 오목천 생활계 오염원 현황 423

〈표 4.3.4-42〉 오목천 축산계 오염원 현황 423

〈표 4.3.4-43〉 오목천 산업계 오염원 현황 423

〈표 4.3.4-44〉 오목천 토지계 오염원 현황 423

〈표 4.3.4-45〉 오목천 발생부하량 424

〈표 4.3.4-46〉 오목천 배출부하량 424

〈표 4.3.4-47〉 오목천 점·비점 오염원 424

〈표 4.3.4-48〉 용호천 생활계 오염원 현황 425

〈표 4.3.4-49〉 용호천 축산계 오염원 현황 425

〈표 4.3.4-50〉 용호천 산업계 오염원 현황 425

〈표 4.3.4-51〉 용호천 토지계 오염원 현황 425

〈표 4.3.4-52〉 용호천 발생부하량 426

〈표 4.3.4-53〉 용호천 배출부하량 426

〈표 4.3.4-54〉 용호천 점·비점 오염원 426

〈표 4.3.4-55〉 율곡천 생활계 오염원 현황 427

〈표 4.3.4-56〉 율곡천 축산계 오염원 현황 427

〈표 4.3.4-57〉 율곡천 산업계 오염원 현황 427

〈표 4.3.4-58〉 율곡천 토지계 오염원 현황 427

〈표 4.3.4-59〉 율곡천 발생부하량 428

〈표 4.3.4-60〉 율곡천 배출부하량 428

〈표 4.3.4-61〉 율곡천 점·비점 오염원 428

〈표 4.3.4-62〉 아천 생활계 오염원 현황 429

〈표 4.3.4-63〉 아천 축산계 오염원 현황 429

〈표 4.3.4-64〉 아천 산업계 오염원 현황 429

〈표 4.3.4-65〉 아천 토지계 오염원 현황 429

〈표 4.3.4-66〉 아천 발생부하량 430

〈표 4.3.4-67〉 아천 배출부하량 430

〈표 4.3.4-68〉 아천 점·비점 오염원 430

〈표 4.3.4-69〉 상남천 유역 인근 수위관측소 433

〈표 4.3.4-70〉 초동천 유역 인근 수위관측소 434

〈표 4.3.4-71〉 관곡천 유역 인근 수위관측소 435

〈표 4.3.4-72〉 계성천 유역 인근 수위관측소 436

〈표 4.3.4-73〉 풍천 유역 인근 수위관측소 437

〈표 4.3.4-74〉 동정천 유역 인근 수위관측소 438

〈표 4.3.4-75〉 오목천 유역 인근 수위관측소 439

〈표 4.3.4-76〉 용호천 유역 인근 수위관측소 440

〈표 4.3.4-77〉 율곡천 유역 인근 수위관측소 441

〈표 4.3.4-78〉 아천 유역 인근 수위관측소 442

〈표 4.3.4-79〉 비선형저류방정식 모의를 위한 SWAT모형 기초자료 추출 444

〈표 4.3.4-80〉 상남천 농배수조정지 모의 입력자료 447

〈표 4.3.4-81〉 상남천 유출모의 결과 447

〈표 4.3.4-82〉 초동천 농배수조정지 모의 입력자료 448

〈표 4.3.4-83〉 초동천 유출모의 결과 448

〈표 4.3.4-84〉 관곡천 농배수조정지 모의 입력자료 449

〈표 4.3.4-85〉 관곡천 유출모의 결과 449

〈표 4.3.4-86〉 계성천 농배수조정지 모의 입력자료 450

〈표 4.3.4-87〉 계성천 유출모의 결과 450

〈표 4.3.4-88〉 풍천 농배수조정지 모의 입력자료 451

〈표 4.3.4-89〉 풍천 유출모의 결과 451

〈표 4.3.4-90〉 동정천 농배수조정지 모의 입력자료 452

〈표 4.3.4-91〉 동정천 유출모의 결과 452

〈표 4.3.4-92〉 오목천 농배수조정지 모의 입력자료 453

〈표 4.3.4-93〉 오목천 유출모의 결과 453

〈표 4.3.4-94〉 용호천 농배수조정지 모의 입력자료 454

〈표 4.3.4-95〉 용호천 유출모의 결과 454

〈표 4.3.4-96〉 율곡천 농배수조정지 모의 입력자료 455

〈표 4.3.4-97〉 율곡천 유출모의 결과 455

〈표 4.3.4-98〉 아천 농배수조정지 모의 입력자료 456

〈표 4.3.4-99〉 아천 유출모의 결과 456

〈표 4.3.4-100〉 농배수조정지를 통한 하천유지용수 확보량 분석 457

〈표 4.3.4-101〉 농배수조정지를 수질저감효과 분석 458

〈표 4.3.4-102〉 유역별 농배수조정지 조성 저감효과 459

〈표 4.3.4-103〉 첨두유출량 저감효과에 따른 유역단위면적당 저수용량 산정 462

〈표 4.3.4-104〉 수질저감효과에 따른 유역단위면적당 저수용량 산정 462

〈표 4.3.4-105〉 조정지 저수용량별 유출 지체 및 저류효과(지체시간) 463

〈표 4.3.4-106〉 조정지 저수용량별 첨두유출량 저감효과(첨두유출량) 463

〈표 4.3.4-107〉 유역면적당 조정지 용량에 따른 첨두유출량 저감효과 분석 464

〈표 4.3.4-108〉 유역면적당 조정지 용량에 따른 수질개선 효과 분석 464

〈표 4.3.5-1〉 황강유역의 수문기상 관측소 현황 469

〈표 4.3.5-2〉 합천댐 지점의 유출관련 매개변수 및 보정값 471

〈표 4.3.5-3〉 죽고 지점의 유출관련 매개변수 및 보정값 472

〈표 4.3.5-4〉 유출모의에 따른 보정 및 검증 결과(합천댐) 473

〈표 4.3.5-5〉 유출모의에 따른 보정 및 검증 결과(죽고) 474

〈표 4.3.5-6〉 중부2저수지 입력시 저수지 특성 매개변수 476

〈표 4.3.5-7〉 중부2저수지 유출부의 수질 검·보정 478

〈표 4.3.5-8〉 중부2저수지 수질 검·보정 매개변수 478

〈표 4.3.5-9〉 중부2저수지 수질 개선 효과 479

〈표 4.3.5-10〉 소규모 저수지 다중 입력에 따른 저수지 특성 매개변수 482

〈표 4.3.5-11〉 소규모 저수지 다중 입력에 따른 수질 개선 효과 483

〈표 4.4.1-1〉 인공습지의 설계기준 - 수질처리용량 및 표면적 할당 비율 488

〈표 4.4.1-2〉 습지연못의 설계기준 - 수질처리용량의 할당 비율 488

〈표 4.4.2-1〉 식생 그룹별 조도계수(이동섭 등, 2012) 491

〈표 4.4.2-2〉 자연유역의 토지이용 별 빈도 별 유출계수(Mays, 2011) 495

〈표 4.4.2-3〉 농배수 조정지 여유고 기준(일본 홍수 조정지 설치 지도요령 참조) 495

〈표 4.4.3-1〉 수심에 따른 습지 유형(습지 수문) 498

〈표 4.4.3-2〉 습지식생 구분에 다른 대표 종 499

〈표 4.4.4-1〉 식생수로 설치기준 502

〈표 4.4.4-2〉 시설물의 형식(전처리 시설 및 주처리시설) 504

〈표 4.4.4-3〉 하이브리드 인공습지 비점오염저감시설의 기자재 목록 및 사양 504

〈표 4.4.4-4〉 국내 비점오염물질 관리시설의 장·단점 508

〈그림 1.1-1〉 기후변화(가뭄과 폭우)로 인한 하천 수환경변화 32

〈그림 1.1-2〉 본 조사연구사업의 개념도 32

〈그림 1.2-1〉 본 조사연구사업의 수행내용 34

〈그림 1.3-1〉 본 조사 연구사업의 내용 35

〈그림 2.1.1-1〉 농배수로 부하유출 개념도 38

〈그림 2.1.1-2〉 논 및 조정지 등에서의 질소제거 39

〈그림 2.1.1-3〉 관계농업기간동안의 물수지(일본) 40

〈그림 2.1.1-4〉 논과 밭의 토양 산화·환원 층위 46

〈그림 2.1.1-5〉 Pesticide Fate: Major Pathway(2003, EPA) 48

〈그림 2.1.1-6〉 Effluent Pathway of Storm Water and Pollutant in Rural Area 50

〈그림 2.1.4-1〉 시설하우스의 형태 56

〈그림 2.1.4-2〉 연도별 우리나라 전답 면적 57

〈그림 2.1.4-3〉 연도별 우리나라 전답(시설하우스) 면적 57

〈그림 2.1.4-4〉 비닐하우스 내 시비 58

〈그림 2.1.4-5〉 비닐하우스의 배수 형태 58

〈그림 2.1.4-6〉 비닐하우스 내 토양오염 분석 59

〈그림 2.1.4-7〉 오염물질 지하수 침투 59

〈그림 2.1.4-8〉 A와 B지역의 강우시 유출수 특성 61

〈그림 2.1.4-9〉 1차 강우시 강우량 및 유출량 62

〈그림 2.1.4-10〉 1차 강우시 수질 특성 62

〈그림 2.1.4-11〉 2차 강우시 강우량 및 유출량 63

〈그림 2.1.4-12〉 2차 강우시 수질 특성 63

〈그림 2.1.4-13〉 3차 강우시 강우량 및 유출량 64

〈그림 2.1.4-14〉 3차 강우시 수질 특성 64

〈그림 2.2.1-1〉 비점오염원 부하의 수역으로의 흐름과정 73

〈그림 2.2.1-2〉 장흥호 인공습지의 구조 84

〈그림 2.2.1-3〉 시화호 인공습지의 구조 85

〈그림 2.2.1-4〉 주암호 복내천 인공습지의 구조 87

〈그림 2.2.2-1〉 국외의 식생수로 89

〈그림 2.2.2-2〉 국외의 인공습지 91

〈그림 2.2.2-3〉 국외의 식생여과대 92

〈그림 2.2.2-4〉 국외의 침투도랑 93

〈그림 2.2.2-5〉 미국 유타 Mount Pleasant 인공습지 94

〈그림 2.2.2-6〉 하수처리 및 농업용수 재사용 시스템 95

〈그림 2.2.2-7〉 Free water surface(FWS) constructed wetland systems 구성과 메커니즘 95

〈그림 2.2.2-8〉 미국 인공습지 유입 및 유출구 설계 97

〈그림 2.2.2-9〉 Harbor Brook CSO Constructed Wetland Treatment Facility 97

〈그림 2.2.2-10〉 뉴욕 Syracuse에 설치된 Harbor Brook CSO Constructed Wetland... 98

〈그림 2.2.2-11〉 아일랜드 Anne Valley 인공습지 98

〈그림 2.2.2-12〉 인공 농 습지에 의한 농업 배수중 오염물질 제거 원리 99

〈그림 2.2.2-13〉 농업배수 처리 과정 100

〈그림 2.2.2-14〉 스코틀랜드 Kennetsideheads Farm 주변 인공 습지 101

〈그림 2.2.2-15〉 유입·유출수의 흐름과 인공습지 형태를 나타낸 모식도 101

〈그림 2.2.2-16〉 인공습지 설계시 주요 고려사항 102

〈그림 2.2.2-17〉 인공 습지 설계 다이아 그램 103

〈그림 2.2.2-18〉 이상적인 인공습지의 설계 103

〈그림 2.2.2-19〉 "ArtWET" Project 수행중 인공습지의 변천사 104

〈그림 2.2.2-20〉 Different areas in the wetlands 105

〈그림 2.2.2-21〉 Geographical representation of the 10 type of artificial wetlands... 105

〈그림 2.2.2-22〉 Detention pond and vegetated ditch Krottenbach 106

〈그림 2.2.2-23〉 Hochwasserrückhaltebecken Breitenweg 106

〈그림 2.2.2-24〉 Biomassbed 107

〈그림 2.2.2-25〉 The Pond/Wetland system 108

〈그림 2.2.2-26〉 할당된 저장능력과 표면적 108

〈그림 2.2.2-27〉 Constructed Wetlands Lier/Norway 109

〈그림 2.3.3-1〉 농배수의 오염물질 유출특성 및 배출원리 120

〈그림 2.3.4-1〉 산화지공법의 수질정화 원리의 모식화 123

〈그림 2.3.4-2〉 인공습지에 의한 수질개선 모식도 125

〈그림 2.3.4-3〉 응집·침전에 의한 수질개선 모식도 126

〈그림 2.3.4-4〉 가압부상에 의한 수질개선 모식도 126

〈그림 2.5.1-1〉 연못의 구조 139

〈그림 2.5.1-2〉 습지의 평면 및 종단도 140

〈그림 2.5.1-3〉 자유흐름시스템(FWS) 개념도 140

〈그림 2.5.1-4〉 지하흐름시스템(SFS) 개념도 140

〈그림 2.5.1-5〉 침투 및 저류지 혼합형 개념도 142

〈그림 2.5.1-6〉 침투조의 구조 142

〈그림 2.5.1-7〉 침투조 지하암거의 구조 142

〈그림 2.5.1-7〉 침투도랑의 구조 143

〈그림 2.5.1-9〉 전처리 제거장치와 지하침투도랑 143

〈그림 2.5.1-10〉 다단계식 식생형 관리시설 적용 예 145

〈그림 3.1.1-1〉 농배수 유출툭성 모니터링 조사지점 선정개념 148

〈그림 4.1.1-1〉 녹조우심 하천, 윗물살리기 마스터플랜 하천... 152

〈그림 4.1.2-1〉 수변구역 지정 현황 210

〈그림 4.1.2-2〉 임하댐 수변구역 토지이용 212

〈그림 4.1.2-3〉 영천댐 수변구역 토지이용 212

〈그림 4.1.2-4〉 운문댐 수변구역 토지이용 213

〈그림 4.1.2-5〉 밀양댐 수변구역 토지이용 213

〈그림 4.1.2-6〉 남강댐 수변구역 토지이용 214

〈그림 4.1.2-7〉 상수원보호구역 현황 215

〈그림 4.1.3-1〉 농배수 조정지의 최적 설치지역 선정을 위한 하천수질 조사 결과 236

〈그림 4.2.2-1〉 비농업기간중 경남 산청군 단성면 사월리 403 소재 비점오염물질저감시설의... 266

〈그림 4.2.2-2〉 비농업기간중 경남 산청군 단성면 사월리 403 소재 비점오염물질저감시설의... 274

〈그림 4.2.2-3〉 비농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재... 284

〈그림 4.2.2-4〉 비농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재... 294

〈그림 4.2.2-5〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 316

〈그림 4.2.2-6〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 317

〈그림 4.2.2-7〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 318

〈그림 4.2.2-8〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 319

〈그림 4.2.2-9〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 320

〈그림 4.2.2-10〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 321

〈그림 4.2.2-11〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 322

〈그림 4.2.2-12〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 323

〈그림 4.2.2-13〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 324

〈그림 4.2.2-14〉 농업기간중 경남 산청군 단성면 소재 비점오염물질저감시설 조사지점별... 325

〈그림 4.2.2-15〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지... 339

〈그림 4.2.2-16〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지... 345

〈그림 4.2.2-17〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지... 351

〈그림 4.2.2-18〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지... 357

〈그림 4.2.2-19〉 농업기간중 경남 합천군 적중면 황정리 421-2 소재 농배수조정지... 363

〈그림 4.3.4-1〉 SWAT 구성도 395

〈그림 4.3.4-2〉 SWAT 물순환 과정 396

〈그림 4.3.4-3〉 후보지역 위치 409

〈그림 4.3.4-4〉 GIS 구축과정 흐름도 431

〈그림 4.3.4-5〉 오목천 SWAT모형 구축과정 예시 432

〈그림 4.3.4-6〉 상남천 유역 SWAT모형 구축 433

〈그림 4.3.4-7〉 상남천 유역 유출량 보정 433

〈그림 4.3.4-8〉 초동천 유역 SWAT모형 구축 434

〈그림 4.3.4-9〉 초동천 유역 유출량 보정 434

〈그림 4.3.4-10〉 관곡천 유역 SWAT모형 구축 435

〈그림 4.3.4-11〉 관곡천 유역 유출량 보정 435

〈그림 4.3.4-12〉 계성천 유역 SWAT모형 구축 436

〈그림 4.3.4-13〉 계성천 유역 유출량 보정 436

〈그림 4.3.4-14〉 풍천 유역 SWAT모형 구축 437

〈그림 4.3.4-15〉 풍천 유역 유출량 보정 437

〈그림 4.3.4-16〉 동정천 유역 SWAT모형 구축 438

〈그림 4.3.4-17〉 동정천 유역 유출량 보정 438

〈그림 4.3.4-18〉 오목천 유역 SWAT모형 구축 439

〈그림 4.3.4-19〉 오목천 유역 유출량 보정 439

〈그림 4.3.4-20〉 용호천 유역 SWAT모형 구축 440

〈그림 4.3.4-21〉 용호천 유역 유출량 보정 440

〈그림 4.3.4-22〉 율곡천 유역 SWAT모형 구축 441

〈그림 4.3.4-23〉 율곡천 유역 유출량 보정 441

〈그림 4.3.4-24〉 아천 유역 SWAT모형 구축 442

〈그림 4.3.4-25〉 아천 유역 유출량 보정 442

〈그림 4.3.4-26〉 비선형저류방정식을 이용한 농배수조정지 수질영향모의 모식도 443

〈그림 4.3.4-27〉 지표류에 대한 소유역 모식도 445

〈그림 4.3.4-28〉 소유역에 대한 비선형 저수지 모형 445

〈그림 4.3.4-29〉 상남천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 447

〈그림 4.3.4-30〉 초동천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 448

〈그림 4.3.4-31〉 관곡천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 449

〈그림 4.3.4-32〉 계성천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 450

〈그림 4.3.4-33〉 풍천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 451

〈그림 4.3.4-34〉 동정천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 452

〈그림 4.3.4-35〉 오목천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 453

〈그림 4.3.4-36〉 용호천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 454

〈그림 4.3.4-37〉 율곡천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 455

〈그림 4.3.4-38〉 아천 유역 농배수조정지 유출저감 모의 결과 456

〈그림 4.3.4-39〉 농배수조정지 저수용량 대비 지체시간 460

〈그림 4.3.4-40〉 농배수조정지 저수용량 대비 유출저감량 460

〈그림 4.3.4-41〉 유역면적당 저수용량 비율 대비 지체시간 461

〈그림 4.3.4-42〉 유역면적당 저수용량 비율 대비 저감량 461

〈그림 4.3.4-43〉 유역면적당 조정지 용량 비율 대비 첨두유출량 저감효과 462

〈그림 4.3.4-44〉 유역면적당 조정지 용량 비율 대비 수질저감효과 462

〈그림 4.3.5-1〉 SWAT 모형에서의 수문순환 과정 466

〈그림 4.3.5-2〉 SWAT 모형에서의 질소, 인 순환 과정 467

〈그림 4.3.5-3〉 황강유역 중부2저수지 위치 및 기상·수문관측소 위치 468

〈그림 4.3.5-4〉 황강유역의 지형 자료 470

〈그림 4.3.5-5〉 합천댐 지점의 보정 및 검증기간 실측치와 모의치 비교(2012 ~ 2016년) 473

〈그림 4.3.5-6〉 죽고 지점의 보정 및 검증기간 실측치와 모의치 비교(2012 ~ 2016년) 474

〈그림 4.3.5-7〉 황강유역 SWAT 모형 물수지 분석 결과(2006-2016년) 475

〈그림 4.3.5-8〉 중부2저수지 인근 유역의 SWAT 모형 구축 475

〈그림 4.3.5-9〉 재구축한 SWAT 모형 물수지 분석결과 476

〈그림 4.3.5-10〉 중부2저수지 SWAT 모형 물수지 분석 결과(2006-2016) 477

〈그림 4.3.5-11〉 중부2저수지 미입력/입력에 따른 수질 개선 효과 분석 지점 479

〈그림 4.3.5-12〉 중부2저수지 미입력/입력에 따른 수질 변화 비교 480

〈그림 4.3.5-13〉 중부2저수지 미입력/입력에 따른 유출량 변화 비교 481

〈그림 4.3.5-14〉 소규모 저수지 다중 설정 샘플 적용에 따른 중부2저수지 유역 482

〈그림 4.3.5-15〉 저수지 미입력 / 단일입력 / 다중입력에 따른 수질 개선 효과 484

〈그림 4.3.5-16〉 저수지 미입력 / 단일입력 / 다중입력에 따른 유출량 변화 비교 485

〈그림 4.4.2-1〉 농배수 조정지 제원 설계 절차 489

〈그림 4.4.3-1〉 습지식생의 구분 499

〈그림 4.4.3-2〉 처리효율을 고려한 농배수지 기본구성 499

〈그림 4.4.3-3〉 논습지 단면도 예시(경북 북부지역 논습지 조성 사업) 500

〈그림 4.4.4-1〉 자연형 건식 식생수로 501

〈그림 4.4.4-2〉 비점오염물질저감시설 처리순서도 505

〈그림 4.4.4-3〉 사례분석을 통한 농배수 처리시설 최적화 예시(초등천) 510