1. Title & Journal

Title: Modifications to the SWAT code for modelling direct pesticide losses

Journal: Environmental Modelling & Software (2008) 23, 72-81

Authors: K. Holvoet, A. van Griensven, V. Gevaert, P. Seuntjens, P.A. Vanrolleghem

2. Author's Background

Flemish Institute for Technological Research (VITO), Land & Water Management, Boeretang 200, B-2400 Mol, Belgium 

3. Summary 

본 논문은 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)의 pesticide 유출량에 대한 예측 능력을 향상시키기 위해 해당 모듈의 수식을 개선하여 전후의 결과를 비교하고자 하는 내용이다. 

지표수 수체 내의 pesticide 농도는 수생태계에 악영향을 미칠 수 있다. 이러한 pesticide는 살포 후 즉각적으로 자연 수계로 유입될 수도 있고 (direct loss), 경작지 내에 존재하다가 강우 유출이나 누출에 의해 유입될 수도 있다. 상대적으로 규모가 작은 수계 내에서는 direct loss가 pesticide 전체 유출량의 30 ~ 90%에 해당하는 양을 차지하고 있는 것으로 알려져 있으며, 대부분의 연구 또한 direct loss의 중요성에 대해 언급하고 있다. 

하지만 본 연구에서는, direct loss 뿐만 아니라 pesticide의 다양한 유입원과 유입 형태를 고려하여 수계로 유입되는 pesticide의 유출량을 모의하고자 하였다. 이를 위해 유역 모델인 SWAT의 해당 모듈을 수정 및 확장하였으며, 다양한 유입 형태를 고려하기 위해 pesticide의 mass balance를 고려하여 수식을 수정하였다. 해당 모듈의 수정 결과는 벨기에 Nil 강 유역 내 옥수수 경작지 (전체 토지 이용도의 15% 가량)에서 재배 과정에 이용되는 atrazine (제초제의 한 종류) 유출량을 모의하는 것으로 검증하였다. 

결과적으로 개선된 SWAT code는 atrazine 농도와 유출량의 예측에 대해 더 향상된 결과를 보였으며, 농업 정책의 변화로 인해 일시적으로 atrazine의 사용이 감소된 시기의 유출량도 효율적으로 모의할 수 있었다. 특히 경작지에서 스프링클러를 이용하여 작물에 물을 주고 농업 이용수를 수계로 배출하는 등의 농업 활동을 통해 자연 수계로 유입되는 pesticide의 유출량이 전체 유출량의 22 ~ 70%를 차지하는 것으로 밝혀졌으며, 이에 대한 pesticide 오염 관리 정책이 필요성에 대해 제시하고 있다. 

4. Originality & Applications 

본 논문은 SWAT 내 pesticide 농도 및 load의 모의 능력을 향상하기 위한 source code의 수정 및 개선에 대한 내용이다. 이를 위해 original code가 미처 고려하지 못했던 부분에 대한 세세한 검토를 통해 오류라고 할 수 있는 부분들을 수정하고, 다른 연구에서 고려하지 않았던 다양한 오염물 유입 형태를 고려함으로써 효과적인 오염 관리 대책의 수립에 기여하고자 하였다. 

5. Reviewer contact: 이승원 (swonlee@gist.ac.kr)