물환경 수질기준 달성을 위한 장기제어계획(LTCP) 수립 시 실증 접근법과 추정 접근법의 특성 및 모델링의 역할 doc_id CNTS-00118872468_25

마지막으로, 모델링은 월류수 제어 정책의 추정적(presumption) 또는 실증적(demonstration)인 접근법을 지원해 줄 수 있다. 실증 접근법(demonstration approach)은 제안된 장기 제어 계획이 물 환경 수질 기준을 준수하기 위해 적절한 것인지 실증할 것을 요구받는다. 이 요구사항을 충족시키기 위해서는 수계에 대한 영향 분석을 위한 입력 인자로써 하수도시스템에 대한 상세한 모델링이 필요해진다. 반면, 추정 접근법(presumption approach)은 월류수의 개수와 용량에 대한 성능 기반의 한계점을 내포한다. 이 방법론은 수계 영향 분석에 대한 보다 적은 모델링을 필요로 한다. 그러나 이 방법론은 오직 “민감 지역의 시스템에 대해 시행한 특성화, 모니터링, 모델링의 데이터와 분석을 감안할 때 추정이 합리적이라고 판단할 경우에만 사용할 수 있다.” 따라서, 추정 접근법이 수계에 대한 영향을 고려할 필요가 없다는 것을 의미하는 것이 아니다. COS 제어 정책에 따라 허가위원회(Permittee)는 실증 접근법(Demonstrative approach) 또는 추정 접근법(Presumptive approach)을 사용하여 수질기준(WQS)을 달성할 수 있는 장기제어계획(LTCP)을 개발해야 한다. 실증 접근법에 따르면 해당 CSO 제어 방법이 영향수계에서 지정된 용도를 포함하여 수질기준 달성을 제공할 것이라는 점을 허가위원회는 문서로 제시한다. 영향수계 모델링은 CSO가 영향수계 수질에 미치는 영향을 특성화하고 서로 다른 CSO 제어 정책에 의해 발생되는 개선점을 예측하기 위해 필요하다. 추정 접근법에서는 영향수계 영향에 대한 분석을 명시적으로 요구하지 않는다. 많은 경우에서 CSO는 수질제한이 있으며, 비점 오염원 및 점 오염원을 포함한 다른 오염원으로부터 오염물질을 축척하는 영향수계로 방출된다. 강우시 월류수 관리정책은 궁극적으로 방류수 혹은 물환경 수질기준의 요구사항을 준수하기 위한 장기제어계획을 수립, 제출할 것을 요구한다. 물환경 수질기준을 달성하기 위한 장기제어계획을 수립할 때 추정 접근법(presumptive approach) 또는 실증 접근법(demonstrative approach) 중 하나를 사용하여야 한다. 초기 하수도시스템의 특성화를 통해 얻은 데이터와 정보를 평가하여 현장 특성에 따라 두 접근법 중 어느 접근법이 더 적합한지 결정해야 한다. 일반적으로 제안된 장기제어계획이 법률상 물환경 수질기준 요건을 달성하기에 적합하다는 것을 입증하기 위한 자료가 충분하게 이용 가능하거나 수집될 수 있을 때 실증 접근법을 선택한다. 실증 접근법을 사용하기 위한 충분한 자료가 없어 실증 접근법의 수립이 불가능하고, 시행하려는 제어 프로그램의 성과기준이 법률상 수질기준 요구사항을 달성할 가능성이 높다고 판단되는 경우 추정 접근법을 사용한다. 장기 제어 계획을 수립하는 것은 단기 제어 계획을 도입하는 것 보다 하수도시스템과 영향수계에 대한 보다 상세한 지식을 필요로 한다. 장기 제어 계획은 다양한 수준의 제어 방법들을 포함하여 적정 범위의 대안을 고려해야 한다. 수리적 모델링은 하수도시스템이 다양한 제어 시나리오에 대해서 어떻게 반응할 것인지를 예상하기 위해 필요할 수 있다. 컴퓨터 기반 모델은 순환 네트워크를 지니고 있거나 과부하 단면을 지니고 있는 복잡한 하수도시스템을 위해 필요할 수 있다. 그러나 기본적인 방정식(Hazen-Williams 또는 Manning)과 스프레드시트 프로그램을 활용하여 수리적 특성을 계산하고 여러 제어 대안들에 대한 수리적 효과를 계산하는데 활용할 수 있다. (모니터링 데이터를 활용하여 검증하는 것이 추후 이러한 상황에서 중요해진다.) 실증 접근법의 경우, 자연적 상황 조건 또는 월류수 이외의 오염원으로 인하여 수질기준을 충족시키지 못하는 경우가 아니라면, 계획된 제어 정책을 통해 수질기준을 달성할 수 있음을 입증해야 한다. 그러므로 실증 접근법을 선택한다면 하수도시스템 모델링은 영항 수계에 대한 오염부하를 묘사할 수 있어야 한다. 하수도시스템 내의 수질 모델링이 영향수계의 수질 모델링과 직결되어 있기 때문에 하수도시스템 모델이 영향수계 모델을 운영하는데 필요한 충분한 데이터를 생성해야 한다. 더 나아가 하수도시스템 오염물질 이송 추정에 필요한 분해능(resolution)은 결론적으로 수질기준에 따라 지배되는 영향수계모델이 필요로 하는 시간 분해능(time resolution)에 따라서 결정된다. 영향수계에서 긴 반응시간을 가지는 오염물질(BOD 및 영양분)에 대해서는 적절한 부하 정보는 일반적으로 월류수의 총부하량이다. 그러나 짧은 반응시간을 가진 오염물질(박테리아 및 독성물질)에 대해서는 월류수 사건의 진행 과정 동안의 오염물질 부하 시점에 대해서 고려하는 것이 필요하다. CSO 제어 정책은 허가위원회가 영향수계와 지정된 용도에 미치는 CSOs 및 기타 오염원의 영향을 특성화해야한다고 주장한다. 실증 접근방식에 따르면, 수질기준 및 지정된 용돠가 자연적 조건 또는 CSOs 이외의 오염원으로 인해 부분적으로 충족되지 않는 경우, 오염물질 부하량을 배분하기 위해 폐기물 부하 할당 및 부하 할당을 포함하는 오염총량이나 다른 수단을 사용해야 한다. CWA의 303(d)항에 의거하여 설립된 오염총량(TMDL) 프로세스는 수계를 악화시키는 점 및 비점 오염원 모두를 평가한다. 이 과정은 영향수계 모델에 의존한다. 모델에 필요한 수질 매개변수의 중요한 초기 결정은 영향수계 모니터링 데이터를 기반으로 해야 한다. CSOs는 다양한 영향수계 수질 매개변수에 영향을 미친다. 종종 하나의 매개변수에 대한 영향이 다른 매개변수들에 대한 영향 보다 크므로 이 주요 영향을 완화하면 다른 영향 역시 완화된다. 예를 들어, CSO가 박테리아 수질기준의 초과를 수백 배나 발생시키는 경우, 박테리아 문제를 해결하면 DO 문제가 해결 될 수 있으므로 박테리아만 모니터링 하는 것이 충분할 수 있다. 이러한 방식으로 모델링의 범위를 축소하면 비용을 크게 줄일 수 있다. 분류식과 합류식, 합류식 및 분류식 혼재 지역을 대상으로 12개월 이상의 중장기 유량-수질 모니터링을 통하여 실증대상지역의 하수도시스템의 상태를 정확히 진단하고, 문제를 파악하여 최선의 개선방안을 도출하고 개선대책에 따른 하수도시스템 성능개선 및 수질개선 효과 등을 정량적으로 평가할 수 있다. 분류식 하수도시스템의 경우에는 청천시 침입수(I/I)량 분석을 통하여 평상시 불명수 유입발생 정도 및 주요 발생 지점을 파악할 수 있으며, 이를 바탕으로 우선정비 대상지역 선정을 통하여 청천시 하수관로 문제 해결을 위한 대책 수립이 가능하다. 또한 지점별 강우시 강우조건에 따른 강우유발 유입수/침입수(RDII) 발생 정도 및 분류식하수관로월류수(SSOs) 발생 유무와 발생량, 발생위치 등에 대한 정량적 평가를 통하여 강우시 하수도시스템의 문제점 파악과 상태진단이 가능하다. 이러한 상태진단 결과를 바탕으로 하수도시스템이 허용가능한 강우조건을 도출하고, 강우시 효율적인 하수처리를 위한 허용 강우 범위 및 개선대책을 수립할 수 있다.