저수지 부영양화 형성원인 및 종합처리
(中國環保産業 2003.09 黃悅, 包定貞, 林武)

 

오강(敖江)은 복주시 동북부에 위치, 발원지는 녕덕(寧德) 취봉(鷲峰)산맥이며 고전(古田), 라원(羅源), 연강(連江) 등 3개 현을 경과, 총길이 137㎞, 유역면적은 2천655㎢, 평균 유량은 58.9㎥/s다. 1994년, 오강(敖江) 중류에 산자(山仔)저수지를 건설했는데 유역면적은 1천694㎢, 주로 발전, 홍수방지, 관개 등 역할을 하고 있으며 1996년에 복주시 제2수원지로 지정되었다.

 

산자(山仔)저수지 유역은 주로 닥나무 활엽 식피로 이루어진 삼림지역이며 삼림 피복율은 70% 이상, 식피 피복율은 95% 이상에 달해 생태환경이 우월하다.

 

저수지유역에는 장기거주인구가 19만 정도로 대부분 농업과 임업에 종사하고 있고 주로 1모작 벼농사를 짓고 있으며 보통 가축을 기르고 있는 상황이다. 동시 저수지유역에 석판생산기업이 300여 개에 달하며 톱 및 롤러 등 기계가 3천여 대가 된다. 분석에 의하면 저수지유역의 최대 N, P오염은 주로 가축양식에서 오며 다음은 산지지표 유수(流水), 농지지표 유수, 생활오염 등이다.

 

저수지를 건설하기 전(前), 전반 오강(敖江)수질은 Ⅱ류 이상 표준에 달했고 대부분 지표가 Ⅰ류에 달했었다. 동시 저수지건설 초기, 수질의 30개 항목 지표가 Ⅰ, Ⅱ류 표준에 달했다. 그후 점차 수질이 악화됨에 따라 1997년∼2001년의 수질자료를 보면 30개 지표중 대부분이 Ⅱ류 수질에 도달하지 못했고 특히 TN과 TP는 Ⅳ류 혹은 Ⅴ류 표준에 그쳐 수생조류(alga) 식물이 상승추세를 보였다. 2000∼2001년 봄과 여름에는 물꽃현상(water bloom)이 나타나 전형적인 부영양화 현상을 초래했다. 산자(山仔)저수지(도표참조바람)의 자료를 연구해보면 저수지건설 후, 수질오염 악화의 원인을 찾아볼 수 있을 것이다.

 

산자(山仔)저수지의 주요 파라미터 도표 
 
상기 도표에서 알수 있는바, 저수지는 협곡형이고 수심은 50m이상에 달하며 저수용량은 1.67억㎥, 저수면적은 6.639㎢이다. 동시 수체와 공기의 접촉면적이 작고 심층수의 혐기성(anaerobic) 환경이 수체의 더블산화(double oxide) 및 자정능력을 감소시켰다. 이외 다년간 평균 유수(runoff)량은 18.24억㎥, 저수용량과 비례는 11:1로 수체의 갱신이 느리며 이것이 바로 저수지 부영양화의 중요한 원인이라 말할 수 있다. 산자(山仔)저수지의 저수용량과 비슷한 사계구(砂溪口)저수를 예로 들 경우, 다년간 평균 유수(runoff)량은 245억㎥로 저수용량 1.54억㎥과의 비례는 159:1이다. 사계구(砂溪口)저수지는 건설 십몇년 동안 삼명시(三明市), 사현성관(沙縣城關), 순창성관(順昌城關) 등 지역의 대량 오수를 받아들이긴 했지만 부영양화 현상은 나타나지 않았다.

이외 산자(山仔)저수지가 저수 전(前), 저수지 지면 생물량은 7천570톤, 경작지 염몰면적은 4천858㎢에 달해 저수 후 수체에 대량의 영양염(nutrient saltt) 등 오염물질을 배출한 것 역시 부영양화의 한가지 원인이라 말할 수 있다.
산자(山仔)저수지 부영양화의 주요 원인은 TN 및 TP이다. 동시 상기 2가지 지표는 외부성 오염물질의 유입과 내부성 오염물질의 방출 및 전반 오염물배출의 평형과 관련된다. 구체 상황은 아래 표를 참고 바람.

 

결과적으로, 산자(山仔)저수지 오염의 주요 원인은 '내원성 오염'으로 저수지 수체의 TN 및 TP 문제를 해결하기 위해서는 하기 몇 가지 면에서 착수해야 할 것이다.
 
가. 저수지 자체 문제점에서 입각해 자정능력을 높여야 한다.
1) 산자(山仔)저수지의 저수량, 발전량, 급수 3자간의 관계를 원활하게 처리해 합리적인 방수량(放水量)을 정해야 한다. 즉 저수지를 이용한 발전량을 감소시키고 저수지의 수위를 낮추는 등 조치를 취해 평균 유수량과 저수용량과의 비례를 높여야 한다.
2) 조건이 성숙될 경우, 저수지의 물을 완전 방수(放水)시켜 저수지 밑바닥 청결을 통해 영양염(nutrient saltt) 방출문제를 해결해는 것이 바람직하다.
 
나. 오염물질의 유입량을 컨트롤해야 한다.
1) 저수지 상류지역 특히 고전현(古田縣)에 대한 산업구조조정을 통해 석판기업에 대한 관리를 강화해야 한다.
2) 저수지 상류지역의 수력발전소 건설을 금지하며, 오강(敖江) '계단식 개발'계획에 대한 재검토를 통해 저수지 수질개선을 확보해야 한다.
3) 인공습지, 산화 못 등 건설을 통해 오강(敖江)주변지역 농촌의 가축양식, 생활오수배출 처리를 강화해야 한다.
4) 1급,2급 보호구역의 경작지에 대해 퇴경환림(退耕還林) 조치를 취하며, 생태농업시범 향(鄕) 건설을 통해 농업산업구조조정을 진행, N 및 P 오염을 감소시켜야 한다.

다. 저수지유역의 양호한 생태환경을 조성해 오염물 특히 N 및 P의 배출량을 높여야 한다.
1) 오강(敖江) 및 저수지의 오염특징에 비추어 연어, 잉어 등 생태어류 양식을 통해 조류(alga)를 제거한다.
2) 저수지 주변의 옅은 지역에 갈대, 줄풀 등 정수수생식물(emergent aquatic plant)양식을 통해 N 및 P를 제거한다.
이상은 복주시(福州市) 제2수원에 대한 실제 상황이며, 내부적 원인과 외부적인 원인을 결부해 산자(山仔)저수지의 부양화 주요 원인을 토론한 것이다. 그러나 저수지 및 호수의 부영양화 원인은 매우 복잡하며, 오염처리는 계열화 공정이기에 종합처리를 거쳐야만 예상효과에 도달할 수 있다.