수심이 얕은 저수지에서 용존산소 동적 모니터링을 통한 인 내부부하 평가

박형석; 최선화; 정세웅; 지현서; 오정국; 전항배

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박형석 최선화 정세웅 지현서 오정국 전항배

저널정보: 한국환경영향평가학회 환경영향평가 환경영향평가 제26권 제6호

발행연도: 2017.1

수록면: 553 - 562 (10page)

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최근 농업용 저수지는 용수공급과 함께 지역의 관광, 문화, 위락시설 등으로 활용되고 있다. 그러나 많은 농업용 저수지들은 부영양호로 분류되며 높은 유기물 오염도를 보이고 있다. 특히, 1945년 이전에 준공된 노후화된 농업용 저수지의 44.7%는 농업용수 수질 환경기준을 초과하고 있다. 노후화된 저수지의 경우 외부기원 오염부하 이외에 누적된 퇴적물로부터 발생하는 내부부하는 영양염류 공급에 중요한역할을 한다. 본 연구의 목적은 수심이 얕은 M 저수지(평균 수심 약 1.7 m)를 대상으로 2015년과 2016년에 수심별 수온과 저층 용존산소(DO) 농도를 연속 측정하여 저층 수환경의 동적변화를 모니터링함으로써영양염류의 내부 부하 가능성을 조사하는데 있다. 또한, 물질수지해석을 통해 내부 인부하가 저수지 전체인부하량에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 연구결과 수심이 얕은 M 저수지에서 약한 수온성층과 강한DO 성층 현상이 나타났다. 그리고, 저수지 저층에서 DO의 동적변화를 관찰한 결과, 여름철 무강우 기간동안 지속적인 저산소 (DO 2 mg/L 미만) 상태가 2015년과 2016년에 각각 87일과 98일간 발생하였다. DO 농도는 대기온도 강하와 강우발생 기간 동안 간헐적으로 증가하였다. 물질수지분석결과, 수온상승과함께 조류성장이 촉진되는 8월에는 PO4-P 내부 부하량이 무강우시 전체 부하량 대비 2015년과 2016년 에 각각 37.9%와 39.7%로써 큰 비중을 차지하였다. 따라서 지속적인 저층 저산소 상태가 유지되는 경우에는, 퇴적층의 영양염류 용출을 억제하기 위한 DO 공급 대책이 유효 할 것으로 판단된다.

In these days, agricultural reservoirs are considered as a useful resource for recreational purposes, tour and cultural amenity for vicinity communities as well as irrigation water supply. However, many of the agricultural reservoirs are showing a eutrophic or hyper-eutrophic state and high level of organic contamination. In particular, about 44.7% of the aged agricultural reservoirs that constructed before 1945 exceed the water quality criteria for irrigational water use. In addition to external loading, internal nutrient loading from bottom sediment may play an important role in the nutrient budget of the aged reservoirs. The objectives of this study were to characterize variations of thermal structure of a shallow M reservoir (mean depth 1.7 m) and examine the potential of internal nutrient loading by continuous monitoring of vertical water temperature and dissolved oxygen (DO) concentration profiles in 2015 and 2016. The effect of internal loading on the total loading of the reservoir was evaluated by mass balance analysis. Results showed that a weak thermal stratification and a strong DO stratification were developed in the shallow M Reservoir. And, dynamic temporal variation in DO was observed at the bottom of the reservoir. Persistent hypoxic conditions (DO concentrations less than 2 mg/L) were established for 87 days and 98 days in 2015 and 2016, respectively, during the no-rainy summer periods. The DO concentrations intermittently increased during several events of atmospheric temperature drop and rainfall. According to the mass balance analysis, the amount of internal PO4-P loading from sediment to the overlying water were 37.9% and 39.7% of total loading during no-rainy season in 2015 and 2016, respectively on August when algae growth is enhanced with increasing water temperature. Consequently, supply of DO to the lower layer of the reservoir could be effective countermeasure to reduce nutrient release under the condition of persistent DO depletion in the bottom of the reservoir.

#저수지 내부부하 #연속 모니터링 #저산소 상태 #성층 현상 #reservoir internal load #continuous monitoring #persistent hypoixa #thermal stratification

참고문헌 (18)

참고문헌 신청

Bostrom B / 1982 / Phosphorus release from lake sediments / Arch. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol 18 : 5 ~ 59

Cooke GD / 2005 / Restoration and Management of Lakes and Reservoirs / CRC Press

Ekholm P / 1997 / Internal and external loading as regulators of nutrient concentrations in the agriculturally loaded Lake Pyhajarvi, southwest Finland / Hydrobiologia 345 :

Jensen, HS / 1992 / Importance of temperature, nitrate, and pH for phosphate release from aerobic sediments of four shallow, eutrophic lakes / Limnol. Oceanogr 37 : 577 ~ 589

Jeppesen E / 1997 / Top-down control in freshwater lakes: the role of nutrient state, submerged macrophytes and water depth / Hydrobiologia 342-343 : 151 ~ 164

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