논에서의 일주기 수질 조사로부터 유도된 오염물질의 강우-유출 사상별 유량가중평균농도와 유출량-유하부하량 관계
Flow Weighted Mean Concentration and Runoff-Mass Load Relationship of Pollutants Derived from Intensively Sampled Water Quality Data of a Paddy Field
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초록
본 연구에서는 필지논에서 오염부하량 추정시 오차를 추정하기 위해 강우사상에 의한 유출수를 2시간 간격으로 채수하여 유출 과정 중 T-N, T-P, SS의 농도 변화를 살펴보았고, 이를 유출과정 중의 평균농도와 비교하였으며, L-Q식을 사용 오염부하량 추정시 문제점을 고찰하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다.1. 각 강우사상의 유출시 T-N의 유량가중평균농도는 영농기에는 5.735∼11.580 mg/L이며, 비영농기에는 3.645∼5.426 mg/L로 나타났다. 논에서 T-N의 강우사상별 유출수 내의 농도는 강우량 크기보다는 시비량 및 시비시기와 강우 유출의 발생시기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. T-N의 경우 연중 시비후 시간이 경과함에 따라 유량가중평균농도가 감소하는 경향이 뚜렷하였다.2. T-P의 경우 강우 유출수의 유량가중평균농도의 최고치는 시비영향을 받은 유출 사상에서 0.2 mg/L이었으며, 일반적으로 강우 유출수 내 유량가중평균농도는 일반적으로 0.11∼0.14 mg/L로 연중 변화가 크지 않은 것으로 관측되었다.3. SS의 경우 일반적으로 강우 유출수 내 유량가중평균농도는 영농기에는 122.45∼165.82 mg/L 이었으며, 비영농기인 겨울동안 82.27∼111.62 mg/L로 나타났다. 그러나 1998년 봄 논갈이의 영향을 받아 502.12 mg/L 값이 관측되었다. 4. 조사된 결과는 만일 모든 강우-유출 사상에 대해 단 1회라도 수질 자료가 측정된다면 오염부하량 산정 결과는 충분한 수질자료를 이용한 경우에 비해 T-N 은 -31.84∼40.16%, T-P는 -47.86∼60.8%, SS는 -36.2∼64.5% 내외의 오차를 가질 수 있음을 보였다. 5. 강우-유출 일주기 조사로부터 유출량-유하부하량 관계식을 얻어 오염부하량을 추정하기 위해서는 T-N은 여러 시기로, T-P는 시비에 영향을 받는 시기와 나머지 시기를 구분하여 관계식을 도출하여야 하며, SS의 경우는 영농기 및 비영농기 그리고 경운의 영향이 있는 시기로 나누어 관계식을 도출할 필요가 있는 것으로 판단된다.
Abstract
Water quality samples were taken for every two hours whenever runoff occurred by rainfall to investigate concentration variations of T-N, T-P and SS during runoff process from a paddy field. The difference between the highest concentration in a runoff event and flow weighted mean concentration for T-N, T-P, SS placed between 3.07∼40.16%, 11.44∼60.80%, and 15.11∼64.5%, respectively. The difference between the lowest concentration in event and event mean concentration for T-N, T-P, SS ranged between -7.24∼-31.84%, -11.59∼-47.86%, and -8.21∼-36.20%, respectively. The relationship between runoff and mass load was derived for each storm event using observed data. The relationship between runoff and mass load showed linear relationship regardless of water quality constituents and rainfall amount. The results suggested that relationship between T-N and T-P loads and runoff should be prepared separately in considering of fertilization effect and seasonal conditions. The relationship between SS and runoff should be made to reflect seasonal conditions and tillage effect.