[상하수도 기술사] (13일) 비점오염원

서론

1. 비점오염원이란 도시, 도로, 농경지 드으이 지표면에 축적된 오염물질이 강우 시 빗물과 함께 하천으로 유출되는 오염원

2. 최근 도시화, 산업화 등으로 인해 비점오염원이 수질오염 부하에서 차지하는 비중은 날로 증가하는 추세에 있음

3. 도시지역의 경우 불투수면의 증가로 강우 시 피크유출량이 증가하고, 이로 인해 비점오염원의 이동력이 증대되고 있음

4. 이와 같은 비점오염원의 증가로 우리나라의 4대강 오염부하의 20 ~  40%가 비점오염원에 의한 것으로 추정되고 있어, 점오염원 관리만으로는 수역의 수질개선 효과를 기대하기 힘든 실정임

5. 비점오염원을 저감하기 위해서 BMPs, LID 등의 관리기법이 도입되고 있음

 

점오염원과 비점오염원의 비교

구분	점오염원	비점오염원
배출원	공장, 가정하수, 분뇨처리장, 가두리 양식장, 축산농가	대지, 논, 밭, 임야, 도로, 대기강하물질
특징	1) 인위적 2) 배출기능만 수행 3) 배출지점이 명확 4) 수역의 한지점에 집중적 배출 5) 차집이 용이하고 처리효율 높음 6) 자연적인 영향이 적어 계절적인 변화가 크지 않음	1) 인위적 및 자연적 2) 배출기능과 정화능력의 양면성 3) 배출지점이 불명확 4) 희석, 확산되면서 넓은 지역으로 배출 5) 차집이 어렵고 강우의 영향을 받아 처리효율이 일정하지 않음 6) 자연적인 영향을 받아 계절에 따른 변화가 심함

 

비점오염원 저감방안

1. BMPs(Best Management Practices)

   1) 정의: 비점오염원 유형별, 발생단계별로 비점오염원 저감을 위하여 선택된 최적의 대안과 그 대안들의 조합

   2) 구성

      가. 구조적 방법: 각종 처리시설 및 구조물 설치(효과 높음, 고비용)

      나. 비구조적 방법: 토지이용 규제 등(효과 낮음, 저비용)

   3) 비점오염원 관리시설의 종류

     가. 자연형 시설 - 저류시설, 인공습지, 침투형시설(유공포장, 침투조 등), 식생형 시설

     나. 장치형 시설 - 여과형 시설, 스월조절조, Vortex Solids seperator, 수유입장치, Stormgate, stormseptor

     다. 시설형 시설 - 응집·침전 처리형 시설, 생물학적 처리형 시설

   4) 문제점

      가. 시설물 유지관리 곤란

      나. 근본적인 해결에 한계: 수문체계 변화

2. LID(Low Impace Development)

  1) 정의: 개발이전과 유사한 수문학적 기능을 유지할 수 있도록 많은 수의 소규모 자연형 시설을 설계단계에서 분산 배치하는 방법

   2) 그린빗물인프라: 기존 개발지역의 회색인프라를 개량

   3) 방법 

      가. 구조적 방법: 도시인프라에 물순화 기능 부여

      나. 비구조적 방법: 단지설계, 토지이용계획 단계에서 물 순환 고려

   4) 특징

      가. 장점: 자연생태 보전과 지역개발 동시 가능

      나. 단점: 지형 및 생태학적 현장 조건 등 공간적 제약, LID에 대한 지역사회의 낮은 인지도(토지소유자 기피)

   5) LID 활성화 방안

      가. "빗물유출 제로화 단지"조성 시범사업을 모범사례로 국내 여건에 적합한 LID 적용방안 제시 필요

      나. 유역의 불투수면적률, 수질관리 필요성, 침수발생 여부 등을 종합적으로 검토해 투자 우선순위 결정

      다. 개발사업 사업자 등 비점오염원 설치시 LID를 적용하도록 관련 법률 및 제도 개선

      라. 빗물오염요금제 도입으로 LID 설치비용을 사업시행자에게 부담시킴 

 

비점오염저감시설의 규모 및 용량 설정

1. 설계기준

   1) 해당지역의 강우빈도, 유출유량, 오염도 빈도 등을 통해 용량결정

   2) 강우량을 누출유출고로 환산하여 최소 5mm 이상의 처리 

   3) 처리대상 면적: 비점오염물질이 배출되는 토지이용계획

   4) 비점오염저감계획에 비점오염저감시설 외의 저감대책이 포함되어 있는 경우 그에 상응하는 규모의 용량 제외 가능

2. 용량결정 방법

    1) 유량-수질자료로부터 구하는 방법

       가. 강우시간에 따른 유량, 오염물질 농도 곡선 작성

       나. 초기 오염물질 농도가 농도기저선에 도달하는 시점까지의 유량 면적이 저류 용량

     2) 강우빈도, 유출수량, 오염도 분석에 의한 방법

       가. 수질처리용량(WQv) = P1 × A  × 10^-3(P1: 설계강우량으로부터 환산된 누적유출고(mm), A: 배수면적)

       나. 수질처리용량(WQF) = C × I  × A × 10^-3(C: 유출계수, I: 기준강우강도(mm/h, 최근 10년 이상의 시강우자료 중 연건누적발생빈도 80%), A: 처리대상구역 면적(㎡))

  3. 기타 용량결정 방법

     1) 90% 강우사상에 의한 방법

      2) 25mm 규모결정 방법

      3) SCS(Soil Conservation Service Method)법

       4) 1년 24시간 강우사상을 처리할 수 있는 규모로 하는 방법