농업용 저수지 수질개선장치 제트류의 영향반경 평가

국내 대부분의 농업용 저수지는 부영양화와 높은 유기물 오염도를 보이고 있으며, 일부 저수지에서는 녹조 및 악취 발생 등으로 인해 용수 활용에 제약을 받고 있다. 저수지의 수질개선을 위해 다양한 물리적, 화학적, 생물학적 신 기술들이 개발 및 적용되고 있지만, 처리규모의 한계, 유지관리의 어려움, 경제성 등의 이유로 실용화에 어려움을 겪고 있다. 본 연구의 목적은 현장 추적자 실험을 통해 농업용 저수지의 수질개선을 위해 개발 중인 수질개선 장치들의 제트류의 물리적 영향 반경을 평가하는데 있으며, 연구결과는 수처리 장치들의 적절한 규모 및 설치 위치를 선정하는데 활용될 수 있다. 실험은 충청남도의 J저수지와 경기도 M저수지에서 시범적용중인 마이크로버블발생 장치 및 부유식수처리 장치를 대상으로 하였다. 각 저수지 별로 용이한 조사를 위해 10 m 간격으로 가이드라인을 설치하였으며, Rhodamin WT를 희석한 염료를 주입하여 시간경과에 따른 수심별 Rhodamin(ug/L), 수온(℃), DO(mg/L)변화를 다항목수질측정장치(YSI6600)로 측정하였다. 실험기간동안 기상장치(WS-Pro2_Plus)를 설치하여 풍향 및 풍속을 측정하였다. J저수지에 주입된 염료는 15분 경과 후 30~40 m의 거리까지 이동(5 cm/s)하였으며, 이후 후방에서 유입되는 제트류의 영향으로 이류(Advection)와 주변 수체와의 농도차에 따른 확산(Diffusion)효과로 약 1시간 후 80~120 m 지점까지 이동(2~3 cm/s)하였다. 수온 측정결과 40 m이내의 구간에서 상층과 하층간의 수온차이가 발생하지 않았으며, 50 m이후 구간에서 미약하지만 상층의 수온이 중층 및 하층보다 높은 것으로 조사되었다. 따라서, J저수지에 마이크로버블 제트류의 직접적인 영향반경은 40 m이내, 이류-확산에 의한 물리적 영향반경은 80~120 m로 판단된다. 또한, M저수지에 설치된 부유식 수질개선장치 제트류의 직접적인 영향반경은 60 m, 이류-확산에 의한 물리적인 영향반경은 약 100~120 m로 평가되었다.