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수중폭기에 의한 댐저수지 수질관리 효과분석
학술지명 한국하천호수학회 저자 염경택,손병용,이혜근,이승윤
발표일 2009-03-27

수중폭기의 실시 목적은 수체의 강제순환에 의한 산소공급 및 성층파괴로 부영양화 저감과 표층의 조류막 형성억제, 이취미 발생을 예방하는 등 수질 개선을 목적으로 설치 운영된다. 
수자원공사에서 관리하는 다목적?용수전용댐에는 식물플랑크톤 발생량 증가로 인한 정수처리 공정상의 이취미 유발, 여과폐색 등을 해소하고 수온성층(thermal stratification) 형성 시기에 저층 산소결핍에 의한 철, 망간의 착색장해를 억제하기 위한 수중폭기장치가 20개 댐에 총 343기가 설치되어 가동중에 있다.
호소수질을 직접 개선시키기 위해 채택된 수중폭기 장치는 그 목적에 따라 원리에서 다소 차이를 보이며 물의 순환 원리에 따라 전층폭기순환법, 심층폭기순환법 및 2층폭기기순환법 등으로 대별되며 우리나라에 도입된 방식은 대부분 조류제어에 효과적인 전층폭기순환이 주종을 이루고 있다. 전층순환폭기법의 특징은 호수전체를 혼합순환시키는 것으로 간헐식 공기양수통식방법과 공기를 연속적으로 공급하는 산기식형, 펌프양수통형이 있으며 저층수의 수질개선, 철, 망간 및 영양염류의 용출 억제, 유해조류 생장억제 및 혐기성미생물에 의한 냄새발생방지 등을 효과로 들 수 있다. 
본 고에서는 각 댐별 수중폭기 설비의 현황과 그 운용에 따른 효과를 분석하였다. 국내의 일반적인 수중폭기 방법은 간헐식(Air Lifter)과 산기식(Air Diffuser)으로 대별되며 이는 전층순환을 위한 것으로, 전자는 양수통을 이용하여 분당 3~4회 심수층의 물을 수온약층 상부인 표층으로 이동시켜 수온성층을 파괴하고, 후자는 호저에 설치된 산기판에서 연속 분출되는 미세기포에 의한 심층산소 공급을 주 목적으로 하고 있다.
산기식 수중폭기장치의 경우 호수가 완전 혼합되어 있는 상태에서 산소공급을 주 목적으로 설계되어 있어서 호수의 성층 현상을 고려하지 않고 있다. 간헐식 수중폭기 장치도 호수의 형상 또는 성층 현상의 특성을 반영하고 있지 않으며 공기에 의한 수체의 이동이 1:1로 대응하는 것으로 가정하고 있으나 공기의 공급량과 이에 의해 유도되는 수체의 흐름은 유체역학적으로 복잡하게 반응한다. 따라서 기존의 수중 폭기 장치 설계 방법은 개선이 필요하다. 
소규모 댐에서는 주로 성층 파괴, 저층의 무산소층 제거, 조류제거 등의 효과가 있는 것으로 나타났으며, 중규모 댐에서는 무산소층 제거와 조류제거 철, 망간의 용출 방지 등에 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 대규모 댐에서는 조류 제거의 효과는 나타나지 않았고 저층의 무산소층 해소로 인한 망간의 용출 방지 등의 효과가 나타난 것으로 분석되었다.

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