Optimum Capacity of Retention Basin for Treating Nonpoint Pollutants and Its Removal Efficiency in Industrial Complex Areas

산업단지내 비점오염물질 처리를 위한 적정 저류조 용량 산정 및 처리효율

The Construction of industrial complex areas means the increase of imperviousness rate and the increase of nonpoint pollutant emissions during a rainfall. Generally the retention basin can become the alternative for removing and controling these nonpoint pollutants. Recently Ministry of Environment are trying to change the purpose of retention basins from flooding control to nonpoint pollutant control. In order to propel the stormwater management program, administration plan of stormwater management is enacted in Spring, 2005. Hereafter, in a newly developing area, the best management practices should be established to control the nonpoint pollutant. Landuses of the research area are classified to the categories of the 1st manufacturing industry, metal industry, fiber and chemical product manufacturing industry, etc. Therefore, this research was performed to understand washed-off characteristics of stormwater and to suggest the controling method of nonpoint pollutants. The optimum capacity of the retention basin can be determined by analyzing the relationships among data of rainfall, runoff, washed-off pollutants from the areas. The rainfall analysis using the data of normal year, recent 2, 5 and 10 years shows that the 80% rainfall frequency was occurred on 10mm accumulated rainfall, but which is not considered the first flush effect. However, by considering the first flush effect, the appropriate treatment capacity of rainfall can be decreased to 4-5mm accumulated rainfall. Using the criteria, the optimum capacity of retention basin is determined to $12,000m^3$ in the research area. The washed-off nonpoint pollutant loading from the areas have beeb calculated to 435ton/yr for TSS, 238ton/yr for COD, 8,518kg/yr for TKN and 1,816kg/yr for TP. The mass of 78.3ton/yr for TSS, 20.4ton/yr for BOD, 128.6ton/yr for COD, 4.6ton/yr for TKN and 980kg/yr for TP can be reduced by constructing the retention basin. The sediment accumulation rate is also calculated by $6.53kg/m^2-hr$.

산업단지 조성은 포장율의 증가를 의미하며, 다량의 비점오염물질이 강우시 유출되게 된다. 이러한 비점오염물질의 처리 및 저감을 위해서는 저류지 건설 등이 대안이 될 수 있기에 최근 환경부는 홍수조절용 우수저류조를 비점오염물질 처리용 저류조로의 전환을 꾀하고 있다. 2005년도에 비점오염원 관리 방안이 법제화됨으로써, 향후 신규개발 지역에서는 비점오염물질 관리를 위한 최적관리방안이 필수화 될 것이다. 본 연구지역의 토지이용은 산업단지 조성지역으로 제 1차 제조업 및 금속산업, 섬유 및 화학제품 제조업 등의 업종이 주를 이루고 있다. 산업단지 조성은 인근 수계에 심각한 비점오염물질 부하량을 증가시킨다. 따라서 본 연구는 산업단지에서의 비점오염물질 처리 및 저감을 위하여 저류지 또는 습지 조성을 위하여 추진되었으며, 비점오염물질 관리를 위한 적정 저류지 용량 산정은 강우량 해석, 유출량 해석 및 비점오염물질 유출해석 등을 통하여 적정 용량을 산정할 수 있다. 연구지역의 일 평년, 최근 10년간, 최근 2년간 및 5년간의 강우량 자료를 통계 분석한 결과 초기 강우현상을 고려하지 않을 경우 발생빈도 80% 이상의 강우에 대한 적정 강우량은 10mm로 나타났다. 초기강우 현상을 고려하여 산정한 누적강우량 기준은 4-5mm 사이로 산정되었으며, 연구지역에서의 적정 저류지 용량은 안전율을 고려하여 $12,000m^3$으로 결정되었다. 연구지역에서 연간 유출되는 비점오염물질의 양은 TSS가 435ton/yr, COD가 238ton/yr, TKN이 8,518kg/yr 그리고 TP가 1,816kg/yr로 나타났다. 저류지에서의 비점오염물질 저감량은 TSS가 78.3ton/yr, BOD가 20.4ton/yr, COD가 128.6ton/yr, TKN이 4.6ton/yr 그리고 TP가 980kg/yr의 저감량을 보였다. 저류지의 연간 퇴적물량은 78.3ton/yr로 나타났으며, 연간 퇴적율은 $6.53kg/m^2-hr$로 산정되었다.