표제지

목차

제1장 서론 14

제1절 연구배경 및 필요성 14

제2절 연구목적 21

제2장 수질관리 정책 동향 23

제1절 토지이용규제 23

제2절 농도관리 27

제3절 수질오염총량관리 29

제4절 개인오수처리시설 관리 30

1. 방류수 수질기준 30

2. 설치기준 30

3. 유지관리기준 32

4. 오수처리 대책지역 및 환경공영제 33

제3장 연구방법 35

제1절 수질관리 정책효과 35

1. 특별대책지역 내 오염원 및 팔당호 수질 변화 35

2. 수질관리정책 효과분석 37

3. 통계분석 39

제2절 지류하천 물환경 특성 40

1. 조사 범위 40

2. 조사기간 및 내용 44

3. 오염원 및 부하량 45

제3절 오수처리시설 관리실태 46

1. 조사 대상시설 46

2. 조사기간 및 내용 48

3. 통계분석 48

제4절 유입지류 하천에서 비점오염원 유출특성 49

1. 조사 대상 하천 49

2. 수질 및 유량 조사 51

3. 유출 특성 비교 52

4. 통계분석 54

제4장 연구결과 및 고찰 55

제1절 수질관리정책 효과 55

1. 팔당호 수질 변화 55

2. 토지 입지 및 수질오염총량관리 58

3. 배출원 농도관리 68

제2절 지류하천 물환경 특성 82

1. 한강권역 지류하천 물환경 현황 82

2. 오염도가 높은 지류하천의 물환경 특성 85

제3절 오수처리시설 배출실태 107

1. 조사대상 지역 내 오염원 특성 107

2. 오수처리시설 방류수 농도 현황 109

3. 규모 및 지역별 방류수 농도 현황 116

4. 업종별, 지역별 방류수 농도 현황 120

5. 관리유형별 방류수 농도 현황 132

6. 오수처리시설 배출부하량 136

제4절 지류하천 비점오염원 유출특성 138

1. 강우 시 시간에 따른 수질변화 138

2. 유역특성에 따른 강우 전·후 수질 비교 159

3. 유역특성에 따른 초기세척효과 170

제5장 결론 190

참고문헌 194

ABSTRACT 203

표 2-1. 팔당호 상류 7개 시·군 지역 주요 규제관련 법 25

표 2-2. 팔당특별대책지역 및 수변구역 현황 (2016) 25

표 2-3. 팔당호 상수원 지역 행위규제 내용 (환경부, 2017) 26

표 2-4. 개인하수처리시설 방류수 수질기준 31

표 2-5. 오수처리시설 유지관리 32

표 2-6. 오수처리대책 지역 지정현황 (환경부) 34

표 2-7. 2017년도 경기도 시·군별 환경공영제 지원계획 34

표 3-1. 조사대상 하천 및 유역현황 43

표 3-2. 조사대상시설 현황 46

표 3-3. 유역 내 인구밀도 및 토지이용현황 (2016) 51

표 3-4. 조사기간 동안 강우 특성 52

표 4-1. 팔당호 특별대책지역 내 환경기초시설 운영현황 (2016년) 69

표 4-2. 수질 항목 간 상관계수 88

표 4-3. 31개 지류하천에서의 유기물 농도 및 존재형태 91

표 4-4. 하천별 수질과 배출부하량과의 상관성 102

표 4-5. 31개 지류하천에서의 BOD 배출부하량(㎏/일) 현황 103

표 4-6. 31개 지류하천에서의 TP 배출부하량(㎏/일) 현황 104

표 4-7. 오수처리시설 방류수 농도 110

표 4-8. 오수처리시설 규모에 따른 지역별 방류수 농도 초과시설 현황 115

표 4-9. 관리유형별 BOD 방류수 농도 초과시설 현황 134

표 4-10. 강우 시 하천별 유량가중평균농도 146

표 4-11. 강우 조건과 유량가중평균농도와의 관계 147

표 4-12. 강우 시 오염물질 누적 배출량과 유출시간 157

표 4-13. 강우 전후 유량 및 SS 유달부하량 비교 165

표 4-14. 강우 전후 BOD 및 COD 유달부하량 비교 166

표 4-15. 강우 전후 TN 및 TP 유달부하량 비교 167

표 4-16. 강우 시 유출 유량에 포함되어 유출되는 오염물질 누적 양 183

표 4-17. 도시 및 농촌 유역하천에서 초기강우시간 동안의 MFF비교 184

표 4-18. 유역현황 및 강우량과 초기유출 특성과의 관계 185

그림 1-1. 연구추진전략 및 내용 22

그림 2-1. 팔당호 상류 7개 시·군 지역 주요 규제 연혁 24

그림 2-2. 개인하수도시설 설치신고 및 운영 체계 31

그림 3-1. 팔당특별대책지역 및 수변구역 현황 36

그림 3-2. 정책 시행시기를 고려한 효과분석 기간 구분 38

그림 3-3. 한강 15개 중권역 하천 및 자료 구축 현황 41

그림 3-4. 조사대상 31개 하천 위치 42

그림 3-5. 오수처리시설 조사대상 시설 위치 47

그림 3-6. 강우 유출 조사 지점 50

그림 4-1. 팔당호 수질의 장기적 변화(1990~2017년) 57

그림 4-2. 팔당특별대책지역내 오염원의 장기적 변화(1990~2016년)/P 인구... 59

그림 4-3. 팔당특별대책지역 내 단독 및 공동주택 수 변화(1990~2016년) 60

그림 4-4. 산업폐수배출시설 규모별 폐수발생량 변화(2010~2015년) 61

그림 4-5. 특별대책지역 및 수변구역 오염원변화 비교(1999~2016년) 63

그림 4-6. 축산 오염원 규모별 시설수 및 폐수발생량 변화(2010~2015년) 65

그림 4-7. 팔당특별대책지역 내 배출부하량 변화 추이(2010~2015년) 66

그림 4-8. 특별대책지역 내 점 오염원별 (a) 배출유량, (b) BOD... 67

그림 4-9. 오폐수발생량 및 환경기초시설 용량변화(1990~2015년) 70

그림 4-10. 특별대책지역 내 공공하수처리시설의 방류수 농도 및 수질... 71

그림 4-11. 특별대책 지역별 공공하수처리시설의 방류수 농도... 72

그림 4-12. 팔당호 수질과 공공하수처리시성 방류유량 및 부하량 변화... 74

그림 4-13. 공공하수처리시설 방류수 수질기준에 따라 구분된 기간별 팔... 76

그림 4-14. 공공하수처리시설 방류수 수질기준에 따른 방류부하량과 북한... 77

그림 4-15. 공공하수처리시설 방류부하량과 북한강 및 남한강 유달부하량... 78

그림 4-16. 팔당호, 남한강 및 북한강 수질변화(1993~2016년) 79

그림 4-17. 2016년 공공하수처리시설 (500톤/일 이상) 방류 농도 분포 81

그림 4-18. 수질환경기준별 하천 분포현황 (571개 하천) 82

그림 4-19. 좋은 물 기준으로 구분된 하천별 BOD와 TP농도의 상관관계 83

그림 4-20. 한강권역 내 하천의 평균 유량 (464개 하천) 84

그림 4-21. 부하지속곡선을 이용한 목표 유달부하량 (하천환경 II등급, 좋... 84

그림 4-22. 계절에 따른 유량 및 유기물 농도 변화 86

그림 4-23. 계절에 따른 인과 질소 농도 변화 87

그림 4-24. 수질 항목 간 요인분석 89

그림 4-25. 조사대상 하천에서 유기물 농도 및 상관관계 90

그림 4-26. 조사하천에서의 유기물 항목간의 상관관계 94

그림 4-27. NH₃-N/TN비와 BOD/TOC비와의 관계 95

그림 4-28. BOD/COD비가 1을 초과하는 하천에서 NBOD 기여율 95

그림 4-29. (a) 조사기간 동안 측정된 유량 빈도분포 및 (b) 유역... 97

그림 4-30. 유역 내 환경기초시설 유무로 구분된 유역별 (a)유역면... 98

그림 4-31. 유량과 BOD농도와의 관계 99

그림 4-32. 조사 대상하천에서 하천별 유량구간별 부하지속곡선 초과 빈도 100

그림 4-33. 하천수질환경기준으로 구분된 각 하천 유역에서의 BOD 및... 105

그림 4-34. 조사대상하천에서 배출부하량과 유달부하량과의 관계 106

그림 4-35. 팔당 상류 6개 지자체 오염원별 배출부하량 기여율 108

그림 4-36. 개인하수처리시설 (ISTS) 및 공공하수처리시설(STP) 배출량 비교 108

그림 4-37. 오수처리시설 방류수 평균 수질 현황 110

그림 4-38. 오수처리시설 방류수 수질 빈도 분포 111

그림 4-39. 오수처리시설 방류수 COD와 BOD농도와의 관계 112

그림 4-40. BOD/COD비율을 고려하여 구분된 개인오수처리시설 방류수... 114

그림 4-41. 개인하수처리시설 방류수 수질기준 초과현황 115

그림 4-42. 오수처리시설 규모별 방류수 수질 비교 117

그림 4-43. 오수처리시설 규모별 방류수 수질기준 초과현황 117

그림 4-44. 오수처리시설 지역별 방류수 수질 비교 118

그림 4-45. 오수처리시설 지역별 방류수 수질기준 초과현황 119

그림 4-46. 가정 및 영업용 오수처리시설 방류수 수질 비교 121

그림 4-47. 가정 및 영업용 오수처리시설 방류수 수질기준 초과현황 121

그림 4-48. 가정용 오수처리시설 지역별 방류수 수질 비교 122

그림 4-49. 가정용 오수처리시설 지역별 방류수 수질기준 초과현황 123

그림 4-50. 가정용 오수처리시설 용도별 방류수 수질 비교 124

그림 4-51. 가정용 오수처리시설 용도별 방류수 수질기준 초과현황 124

그림 4-52. 영업용 오수처리시설 지역별 방류수 수질 비교 125

그림 4-53. 영업용 오수처리시설 지역별 방류수 수질기준 초과현황 126

그림 4-54. 영업용 오수처리시설 규모별 방류수 수질 비교 127

그림 4-55. 영업용 오수처리시설 규모별 방류수 수질기준 초과현황 127

그림 4-56. 영업용 오수처리시설 업종별 방류농도 (1 공공용시설, 2 공업... 129

그림 4-57. 영업용 오수처리시설 방류수 수질기준 초과현황 130

그림 4-58. 영업용 오수처리시설 업종별 방류수 수질기준 초과현황 (1 공... 131

그림 4-59. 오수처리시설 관리유형별 방류수 수질 비교 134

그림 4-60. 오수처리시설 관리유형별 방류수 수질기준 초과현황 135

그림 4-61. 방류농도 적용방법에 따른 오수처리시설 방류부하량 비교 137

그림 4-62. 강우 시 신갈천 유량 및 수질변화 140

그림 4-63. 강우 시 탄천 유량 및 수질변화 141

그림 4-64. 강우 시 마석우천 유량 및 수질변화 142

그림 4-65. 강우 시 갈매천 유량 및 수질변화 142

그림 4-66. 강우 시 지곡천 유량 및 수질변화 143

그림 4-67. 강우 시 청미천 유량 및 수질변화 144

그림 4-68. 강우 시 한천 유량 및 수질변화 144

그림 4-69. 강우 시 백봉천 유량 및 수질 변화 145

그림 4-70. 신갈천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 149

그림 4-71. 탄천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 150

그림 4-72. 마석우천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 151

그림 4-73. 갈매천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 152

그림 4-74. 지곡천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 153

그림 4-75. 청미천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 154

그림 4-76. 한천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 155

그림 4-77. 백봉천에서의 강우 지속시간에 따른 누적유출부하비 156

그림 4-78. 도시 및 농촌 유역하천에서 강우 시 누적 유출부하량... 158

그림 4-79. 도시와 농촌 유역하천에서 강우 전 후 수질 및... 160

그림 4-80. 조사대상 하천에서의 배출부하량과 유량가중평균농도 161

그림 4-81. 조사대상 하천에서의 강우 전후 유량 변화비와 유달부하량 변화 비 168

그림 4-82. 유역특성이 다른 하천에서의 강우 전후 유량 변화비에 대한 유달... 169

그림 4-83. 농촌 유역하천에서 누적유출량과 누적부하량의 비 171

그림 4-84. 도시유역하천에서 누적유출량과 누적부하량의 비 172

그림 4-85. 도시 및 농촌 유역하천에서 초기유출시간 및 초기강우세기 비교 173

그림 4-86. 신갈천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 175

그림 4-87. 탄천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 176

그림 4-88. 마석우천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 177

그림 4-89. 갈매천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 178

그림 4-90. 지곡천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 179

그림 4-91. 청미천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 180

그림 4-92. 한천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 181

그림 4-93. 백봉천에서의 강우 시 유출유량에 따른 누적유출부하비 182

그림 4-94. 유역면적과 초기강우시간과의 관계 186

그림 4-95. 유역면적과 초기강우 세기와의 관계 187

그림 4-96. 도시 및 농촌 유역하천에서 조사항목별 초기강우세기와 초기강... 189

 This study was to assess the effect of water quality management policies and to aim at presenting the direction of water quality management in the future. The effect of water quality management policies was assessed through changes in pollutants and water quality in the Special Water Preservation Area(SWPA) of Lake Paldang watershed from 1990 to 2016. Also, the water quality characteristics of tributary in the Han River region, the discharge status of individual sewage treatment facilities(ISTF), and the effects of non-point pollutants on water quality were investigated. Since 1990, the water quality of Lake Paldang has deteriorated due to the increase of pollutants, but since 1999, the water quality has improved as the water quality criteria for public sewage treatment facility is strengthened.

The averaged concentrations of BOD and TP for STP effluent(≥500m³/day) in the SWPA were maintained at 11.7±0.7 mg/L and 0.06±0.02 mg/L, respectively in 2016. And as of 2016 the BOD discharge load of STP was decreased from 3,190.4 to 572.1 kg/day and TP decreased from 636.7 to 2.6 kg/day. These results indicate that the water quality of Lake Paldang was improved by strengthening the water quality criteria of environmentally-based facilities in SWPA, and it is an effective means to manage the pollutants in the area.

The total discharge load in the SWPA decreased overall due to the management of effluent water quality in sewage treatment plants, but the contribution rate of non-point sources such as landuse and livestock increased to 70%, and the contribution rate of individual wastewater treatment facilities such as ISTF among point sources increased by 80%. The TP concentration of streams in the Han River region was relatively higher than that of organic matter. The flow rate corresponding to 87% frequency was 0.10 CMS in the 979 flow data measured at 31 tributaries of the Han River, and the water pollution increased under the condition of more than 90% frequency.

The correlation between BOD concentration and discharge load in the watershed was low, the delivery load in several rivers was higher than the discharge load. This means that untreated pollutants are flowing into the stream. The excess rate TP(66.9%) for the ISTF effluent water quality criteria was higher than BOD(31.0%). The ISTF with high discharge concentration was found that the domestic facilities with small facility capacity which is located in the buffer area. It has been shown that water quality can be substantially improved by just proper management as the discharge water quality of consigned management facilities was better than that of self-care facilities.

This results indicate that proper management for ISTF could be applied as available means for point source control. EMC of BOD, COD, TP and SS in both urban and rural watershed increased significantly in the event rainfall compared to dry period, EMC of BOD and COD increased significantly in the urban watershed, but EMC of TP increased in the rural watershed. The strong first-flush effect showed in an urban watershed and is found to be more reproducible for time than the strength of first-flush. These results indicate that source management is important for non-point sources in rural watersheds, and for urban watershed, not only source management, but also the collection and treatment of initial runoff in discharge pathways.