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하천인근 지하수 양수에 따른 하천수 영향 평가 상관식 개발 (Relationship between groundwater pumping and streamflow depletion)

  • 김남원;이정우
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.422-422
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    • 2012
  • 지하수개발 이용의 허가시 지하수 양수로 인한 주변지역에 미치는 영향을 조사하여 지하수의 고갈과 오염을 예측하고 이를 사전에 방지함으로써 지하수의 보전과 합리적인 이용을 도모하고자 지하수영향조사제도가 시행되어 왔다. 특히 하천구역의 경계로부터 300미터 내의 지역에서 지하수를 개발 이용하는 경우에는 지하수영향조사서를 첨부하여 국토해양부장관과 미리 협의하도록 되어있고, 이 때 지하수개발 이용이 하천의 수량에 영향을 미친다고 인정하는 경우에는 취수량 취수 기간의 제한 및 취수 금지 등을 요청할 수 있다. 그러나, 하천인근의 지하수 양수가 하천수에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 기법이 마련되어있지 않아 실무적으로 지하수영향조사 및 허가 절차상 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 지하수 이용에 따른 하천수량 변화를 예측할 수 있는 간편 상관관계식을 지표수-지하수 통합모의 결과를 이용하여 유도 제시하였다. 지표수-지하수 통합모의를 위해서 SWAT-MODFLOW 결합모형을 적용하였고, 두 개의 시험유역에 대해 가상의 양수정 설치에 따른 하천수량 변화량을 평가하는 시나리오 분석을 수행하였다. 상관관계는 다중회귀분석을 통해서 하천수 감소량을 지하수 양수량, 하천과 양수정 이격거리, 대수층 및 하천바닥의 수리전도특성, 강수량 등의 함수로 나타내었다.

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동결융해침식 토사가 계류수의 수질에 미치는 영향 - 북한산국립공원 북동사면 일대를 중심으로 - (Influences of the Solifluction Soil on the Physicochemistry of Stream Water Quality -With a Special Reference on Northeastern Side Slopes Area of Bughansan National Park-)

  • 박재현
    • 생태와환경
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    • 제36권2호통권103호
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    • pp.200-207
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    • 2003
  • 본 연구는 북한산국립공원 북동사면 일대에서 계류수질에 미치는 동결융해침식토사의 영향을 파악함으로써 국립공원내 계류수질 보전을 위한 과학적 기초 자료를 제공하기 위하여 2002년 3월부터 5월까지 수행하였다. 조사기간 동안 계류수의 평균 pH는 동결융해침식토사의 평균 pH보다 높았으며, 계류수의 평균 전기전도도는 상류유역이 하류유역보다 약 2.1${\sim}$2.8배 낮은 값을 나타내었다. 또한, 직선회귀분석결과 동결융해침식된 토사와 계류수에서의 pH와 음이온량 ($Cl^-,\;N0_3\;^-, So_4\;^{2-}$)은 정의 상관관계를 나타내었다.

최적화 기법을 이용한 도시유역 빗물펌프장 최적운영기법 연구 (Optimization of Operation for Stormwater Pumping Station)

  • 현정훈;박희성;정건희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.189-189
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    • 2020
  • 최근 도시 및 산업의 발달로 인해 투수면적 보다 불투수면적이 증가하고 있으며, 기후변화로 인하여 게릴라성 집중호우로는 도심지의 홍수피해가 많이 발생하고 있다. 이러한 홍수피해를 방어하기 위해 빗물펌프장 및 빗물저류조와 같은 구조적 대책을 수립하고 있다. 하지만 구조적 대책은 확장 및 증설하는데 많은 돈과 시간이 필요하다. 그러므로 가장 바람직한 피해 저감 대책은 구조적 대책 뿐만 아니라 비구조적 대책을 동시에 수립하는 것이다. 본 연구에서는 빗물펌프장의 최적 운영수위 산정을 위해 최적화 기법인 GA(Genetic Algorithm)을 적용하여 도시유역의 유출해석모형으로 가장 많이 쓰이는 SWMM(Storm Water Management Model)의 빗물펌프장 유역에 발생하는 각 시간별 펌프의 운영을 최적화였다. 목적함수는 펌프의 토출량 합을 최소화하였으며, 제약조건으로는 펌프의 효율을 극대화하기 위한 각 펌프가동 시간과 중단 시간의 수위를 고려하였다. 또한 대상유역의 실제 홍수가 발생한 기간의 실제 강우자료를 입력하여 분석하였다. 그 결과 펌프의 운영수위 결정에 있어 효과적인 결과를 나타낼 수 있었으며, 이를 활용하면, 펌프의 효율을 증가시키며 도시유역의 내수침수 저감 및 펌프의 운영적 관점에 있어 효과적인 운영을 하는데 도움이 되리라 판단한다.

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딥러닝 기반의 레이더 강우예측 기법에 관한 연구 (A Study on Radar Rainfall Prediction Method based on Deep Learning)

  • 허재영;윤성심;임예진;배덕효
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.128-128
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    • 2022
  • 최근 호우의 빈도와 규모는 증가하는 추세이며 이에 따른 홍수 피해는 많은 피해를 야기하고 있다. 이러한 관점에서 홍수 피해에 대한 선제적 대응을 위한 요소로써 초단시간 강우예측 정보의 중요성은 매우 높다. 특히, 레이더 자료 기반의 강우예측은 수치예보모델과 비교하여 3시간 이내의 짧은 선행시간 이내의 높은 정확도를 갖고 있어 홍수예보에 다수 활용되고 있다. 최근에는 강우자료의 복잡한 관계와 특징을 고려하기 위해 딥러닝 기반의 강우예측 활용 사례가 증가하고 있으나 국내 적용 사례는 적어 관련 연구가 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 레이더 강우를 활용한 딥러닝 기반의 강우예측 기법을 제안하고 이에 대한 적용성을 평가하고자 한다. 2차원 레이더 강우자료의 특징과 시계열 특성을 고려하기 위한 심층신경망 구조를 제안하였으며 기존 딥러닝 모형과의 비교를 통해 활용 가능성을 제시하고자 하였다. 적용 대상지역은 한강 유역으로 선정하였다. 정성적 평가를 위해 임계성공지수(CSI)를 활용하여 예측 강우에 대한 정확도를 평가하였으며 정량적 평가를 위해 예측 강우와 관측 강우의 상관관계를 분석하였다. 평가 결과, 제안하는 방법이 기존 모형과 비교하여 예측오차의 범위가 적고 강우의 위치 변화를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 초단기간 강우예측 자료를 활용하는 홍수예보의 정확도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

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파종 및 수확시기가 호밀-헤어리베치 혼파의 사초수량과 품질에 미치는 영향 (Effect of Planting and Harvest Dates on Quality and Productivity of Rye-Hairy Vetch Mixture)

  • 김종근;서성;정의수;임영철;이종경;서종호;박근제
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.241-246
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    • 2002
  • 호밀-헤어리베치 혼파는 높은 생산성과 토양보전 측면에서 추천되어진다. 본 시험은 이런 혼파조합을 이용함에 있어 적정 파종 및 수확시기를 구명하기 위하여 수행되었다. 수확이 지연됨에 따라 호밀과 헤어리베치의 초장은 커졌으며 파종시기간에는 차이가 없었다. 건물 함량은 파종시기간에는 큰 차이를 보이지 않았지만 수확시기간에는 수확이 지연될수록 유의적으로 높아져 5월 중순경에 약 30% 전후를 나타내었다. 조단백질 함량은 출수기에 17~18%에서 급격히 떨어져 5월에는 9~10%대로 낮아졌다. ADF 및 NDF 함량은 수확이 늦어짐에 따라 증가하였으며 IVDMD 및 TDM 함량은 낮아졌다. 건물수량은 수확시기에 큰 영향 을 받았으나 파종시기는 영향을 주지 못했다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 호밀-헤어리베치 혼파 구의 수확은 후 작물로 옥수수를 고려 시는 4월 하순경에 수확을 하며 후 작물로 조생 옥수수나 수수 $\times$ 수단그라스계 잡종을 고려 시는 5월 중순경에 수확하는 것이 추천되었다.

Kenaf 반화학펄프로부터 제조한 종이의 광학적 특성 (Optical Property of Chermimechanical Pulp Sheet from Fast-Growing Kenaf)

  • Guo-Min Tan;Nam-Seok Cho
    • 펄프종이기술
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    • 제29권2호
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    • pp.25-35
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    • 1997
  • 오늘날 열대림 면적의 급격한 감소, 지구온난화등 지구환경 보전의 관점에서 이들 목재이외의 자원의 활용 및 양마와 같은 새로운 비목재자원 개발의 중요성이 재인식되기에 이르렀으며, 이 가운데서 양마는 생장이 라르고 수확량이 크며, 목질부의 단섬유는 물론 긴 섬유장을 가진 인피부섬유로 구성되어 있고, 실리카함량도 매우 적어, 특히 산림자원이 부족한 개발도상국에서 펄프.제지용 자원으로서 주목되고 있다. 양마가펄프.제지용자원으로서 오늘날과 같은 세계적 주목을 받게 된 것은 미국 농무성 북부지역연구센타 에서 이루어진 “새로운 섬유작물”에 관한 기초연구에서 양마가 제지용 섬유작물로서 높이 평가되고 있다. 양마의 경우 인피부는 비교적 리그닌함량이 적고, 목질부는 활엽수재에 가까운 리그닌을 함유하고 있는데다, 섬유형태에 있어서도 인피부와 목질부간에 큰 차이가 발견된다. 본 연구에서는 양마를 중성아황산법으로 전처리하여 제조한 반화학펄프로 부터 제조한 종이의 광학적 성질을 검토하였다 펄프의 광학적 성질은 원료의 화학적 조성,섬유의 형태, 부위.화학적 처리정도, 원료의 저장기간 및 충전제의 첨가에 따라 크게 영향을 받았다. 장섬유와 낮은 리그닌함량을 가진 전간부 펄프시트는 불투명도가 낮았으며, 목질부 펄프로부터 상대적으로 밀도가 다소 높고, 불투명도도 높은 종이를 만들 수 있었다. 펄프원료의 저장기간이 백색도를 낮추었으며, 불투명도에는 그다지 영향하지 않았다. 약품전처리 및 표백이 백색도 및 불투명도에 크게 영향하였고, 특히 충전제 첨가로 광산란을 증가시켜 불투명도가 높은 종이를 제조할 수 있었다.6. CL종의 난황콜레스테롤 수준에 대한 계란의 일령 상호간에는 전체적으로 상호간에 차이가 없었다. 7. 26주령시 혈중콜레스테롤 수준은 CL종이 다른 두 육계종들 보다 유의적 (P$\leq$0.05)으로 높았다. 8. 성별간 혈중콜레스테롤 수준의 차이는 CL종, BR1 및 BR2 중에서 CL종에서만 나타났으며, 수컷은 암킷보다 혈액 100 mL당 약 90 mg이 낮았다.구체적인 생화학적인 연구가 이루어져야 될 것으로 여겨진다.야 할 것으로 사료된다. 냉장 저장을 하고 저장기간이 길어질 경우는 냉동저장을 사용하는 것이 바람직하다고 생각된다.S, FOS나 말티톨로 대체된 스폰지 케익은 설탕 100% 사용한 케익과 비교하여 크게 나쁘지 않거나 휠씬 나은 특성을 보이므로 스폰지 케익 제조에 그들의 이용이 가능함을 확인하였다.thione 같은 다른 항산화제의 절약 효과, CYP2El의 유도 저하를 통하는 것으로 생각되며 그중 어떤 것에 가장 큰 영향을 받는 지는 아직 알려지지 않았고 더욱 많은 연구가 요구된다.우와 사료에 $\omega$3계 지방산 급원을 첨가, 동물에게 이행시켜 $\omega$3계 지방산 강화식품을 제조하는 두 가지 방법이 있을 수 있는데 전자는 통조림, 과자, 건강보조식품류에 다용되며 후자는 다양한 기능성 축산식품에 활용되고 있다. $\omega$3계 지방산 강화 축산식품에는 돼지고기, 우유, 치이즈, 계란, 분유, 햄 등 다양한 제품에 활용, 개발되고 있으며 최근에는 이러한 식품 개발에 더욱 박차가

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미시적 탄산화 거동에 기초한 순환 골재의 최적 탄산화 개질 기간 (Optimum Carbonation Reforming Period of Recycled Aggregate Based on the Microscopic Carbonation Conduct)

  • 신진학;김한식;하정수;정란
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.329-340
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    • 2016
  • 건설 시장에서는 기존의 건물을 철거하거나 보수하는 사례가 늘어나면서 막대한 양의 건설 폐기물이 발생되고 있다. 건설폐기물의 재활용은 자원절약과 환경보전 그리고 건설 산업의 지속적인 발전을 실현하는데 있어서 중요하다. 이에 따라, 폐콘크리트를 파쇄한 후 생산되는 순환 골재의 가치가 환경적, 경제적인 측면에서 대두되고 있다. 순환 골재를 사용한 콘크리트는 일반 골재를 사용한 콘크리트에 비해 성능이 저하한다고 알려져 있고, 성능 저하의 원인은 부착 이질재(시멘트 페이스트 및 모르타르)의 양과 부착 이질재에 내포하는 공극의 양에 따라 좌우된다고 보고되고 있다. 탄산화 메커니즘에 대한 보고에 따르면 탄산화의 진행에 의해 시멘트계 재료의 공극이 충전된다고 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 순환 골재에 부착한 이질재의 공극 충전에 의한 품질향상을 목표로 하여 탄산화 메커니즘을 기반으로 순환 골재의 부착 이질재 두께에 적합한 최적 탄산화 개질 기간의 추정을 목적으로 한다. 이에 따라, 본 연구에서는 순환 골재의 입도분포에 대한 부착 이질재의 부착율과 부착 두께를 산정하여 부착 이질재를 가정한 모의시험체의 촉진 탄산화 재령에 따른 화학적 정량분석을 통해 재령 경과에 따른 탄산화 깊이를 도출하였다. 또한, 촉진 탄산화 재령과 탄산화 깊이에 대한 상관관계를 바탕으로 부착 이질재 두께에 적합한 순환 골재의 탄산화 개질 추정 기간을 제안하였다.

기후변화와 인간의 방해 및 종간경쟁이 두루미 월동생태와 이동에 미치는 영향 (Effects of weather change, human disturbance and interspecific competition on life-history and migration of wintering Red-crowned cranes)

  • 홍미진;이후승;유정칠
    • 한국환경생태학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.681-692
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    • 2015
  • 월동기간 동안 월동조류의 생리 및 영양학적 상태는 이후 번식지로의 이동성공과 번식성공에 영향을 줄 수 있음은 잘 알려져 있다. 그러나 환경적 요인들이 월동기간 동안 어떻게 몸 상태에 영향을 주어 장기적으로 이동과 번식에 영향을 주는지에 대해서는 아직까지 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 월동기간 동안 온도변화와 월동지에서의 인간 활동에 따른 방해가 개체수준에서의 월동하는 조류의 생활사에 미치는 영향과 번식지로의 이동 및 잠재적 번식 성공에 미치는 영향을 알아보기 위해 동적상태의존 월동 생활사 모델을 개발하였다. 모델에 사용된 지수는 월동개체군에 대한 연구가 잘 수행되어 있는 철원의 두루미 자료를 이용하였다. 모델은 온도 변화나 인간의 방해요인의 영향이 생존과 번식지로의 이동을 위한 에너지 축적 그리고 누적된 스트레스의 감소를 위한 자원 분배에 영향을 주는 것으로 예측하였다. 특히 월동지에 도래한 두루미 몸무게의 회복률은 기온변화가 적고 방해요인의 영향이 낮을수록 빨랐으며, 체내의 누적 스트레스는 기온변화가 크고 방해요인의 영향이 높을수록 회복속도가 낮을 것으로 예측되었다. 또한 월동지의 취식지를 공유하는 다른 종의 밀도가 높을수록 두루미의 몸무게 회복률이 낮은 것으로 예측되었다. 끝으로 모델의 예측된 결과를 통해 월동지에서의 월동조류 보전전략에 대해 고찰하였다.

LSTM을 활용한 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수 취수영향 분석 (Analysis of groundwater withdrawal impact in the middle mountainous area of Pyoseon Watershed in Jeju Island using LSTM)

  • 신문주;문수형;문덕철;고혁준;강경구
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.267-267
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    • 2021
  • 제주도는 화산섬의 지질특성상 강수의 지표침투성이 높아 지표수의 개발이용여건이 취약한 관계로 용수의 대부분을 지하수에 의존하고 있다. 따라서 지하수의 보전관리는 매우 중요한 사항이며 특히 지하수의 안정적인 이용을 위해서는 지하수 취수가 주변지역 지하수위에 미치는 영향 분석이 반드시 필요하다. 본 연구는 딥러닝 알고리즘인 Long Short-Term Memory(LSTM)를 활용하여 제주도 남동쪽 표선유역 중산간지역에 위치한 2개 지하수위 관측정을 대상으로 지하수 취수영향을 분석하였다. 입력자료로써 인근 2개 강우관측소의 일단위 강수량자료와 인근 6개 취수정의 지하수 취수량자료 및 연구대상 관측정의 지하수위 자료(2001. 2. 11. ~ 2019. 10. 31.)를 사용하였다. 지하수위 변동특성을 최대한 반영하기 위해 LSTM의 예측일수를 1일로 설정하였다. 보정 및 검증 기간을 사용하여 매개변수의 과적합을 방지하였으며, 테스트 기간을 사용하여 LSTM의 예측성능을 평가하였다. 평가지수로써 Nash-Sutcliffe Efficiency(NSE)와 평균제곱근오차(RMSE)를 사용하였다. 그리고 지하수 취수가 주변 지하수위 변동에 미치는 영향을 분석하기 위해 취수량을 최대취수량인 2,300 m3/일, 최대취수량의 2/3인 1,533 m3/일 및 0 m3/일로 설정하여 모의하였다. 모의결과, 2개 감시정의 보정, 검증 및 예측기간에 대한 NSE는 최대 0.999, 최소 0.976의 범위를 보였으며, RMSE는 최대 0.494 m, 최소 0.084 m를 보여 LSTM은 우수한 예측성능을 나타내었다. 이것은 LSTM이 지하수위 변동특성을 적절히 학습하였다는 것을 의미하며 따라서 추정된 매개변수를 활용하여 지하수 취수영향을 모의 및 분석하였다. 그 결과, 지하수위 하강량은 최대 0.38 m 였으며 이것은 대상지점에 대한 취수량은 지하수위 하강에 거의 영향을 주지 않는다는 것을 의미한다. 또한 취수량과 지하수위 하강량과의 관계는 한 개 관측정에 대해 선형적인 관계를 보인 반면 나머지 한 개 관측정에 대해서는 비선형적인 관계를 나타내는 것을 확인하였다. 따라서 LSTM 알고리즘을 활용하여 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수위 변동특성을 분석할 수 있다.

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광릉숲 내 봉선사천의 저서성 대형무척추동물의 군집 특성 및 생물학적 하천평가 (Community Characteristics and Biological Quality Assessment on Benthic Macroinvertebrates of Bongseonsa Stream in Gwangneung Forest, South Korea)

  • 정상우;조용찬;이황구
    • 한국환경생태학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.508-519
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    • 2017
  • 광릉숲 생물권보전지역은 오랜 기간 보전 관리된 희귀 생태계로서 생물다양성 변화 모니터링 및 보전 연구가 활발하게 수행되고 있다. 그러나 하천 건강성 평가 지표로서 저서성 대형무척추동물의 다양성과 군집 특성에 대한 연구는 찾아보기 어렵다. 본 연구는 2016년 4월부터 9월까지 광릉숲을 관통하는 봉선사천 및 인근 계류에 대한 하천평가를 위해 저서성 대형무척추동물의 군집분석을 수행하였다. 조사 결과, 저서성 대형무척추동물은 총 5문 8강 17목 56과 114종이 출현하였으며, 유수 지역에서 서식하는 하루살이목과 날도래목이 각각 30종(32.3%), 16종(17.2%)으로 다양성이 높았고, 오염된 하천에서 일반적으로 정착하는 실지렁이류(Tubificidae sp.), 개똥하루살이(Baetis fuscatus), 명주각다귀 KUa (Antocha KUa), 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche brevilineata)의 출현빈도가 높게 나타났다. 섭식기능군에서는 모아먹는무리와 잡아먹는무리가 비교적 높게 출현하였고, 계류지역에서는 썰어먹는무리와 긁어먹는무리가 높게 나타났다. 서식기능군에서는 붙는무리와 굴파는무리가 우세하게 출현하였으며, 여울지역의 미소서식처 다양성을 대변하였다. 군집분석 결과, 우점도지수는 평균 $0.48{\pm}0.10$으로 분석되었으며, 광릉숲 계류의 GS 8에서 0.33으로 가장 낮게 나타났으며, 봉선사천 BS 1에서 가장 높게 나타났다. 다양도와 풍부도지수는 우점도지수와 반비례하여 나타났으며, 우점도가 낮은 GS 8의 다양도와 풍부도지수는 각각 2.53, 4.22로 나타났다. 하천의 군집안정성 분석 결과, 봉선사천은 저항력과 회복력이 높은 I특성군, 광릉숲 수계는 저항력과 회복력이 낮은 III특성군이 높은 것으로 나타나 광릉숲의 수계가 교란에 민감한 종들이 많이 분포하고 있는 것으로 분석되었다. 생물학적 수질평가에서는 저서성 대형무척추동물생태점수 $50.88{\pm}17.69$, 한국오수생물지수 $1.11{\pm}0.57$, 저서동물지수 $78.55{\pm}11.05$로 평가되었으며, 광릉숲 계류 GS 8에서 ESB (63점), KSI (0.55), BMI (89.9)로 가장 좋은 수환경과 수질 I등급인 최우선보호수역으로 나타났다. 그에 반에 봉선사천 BS 1에서는 ESB (25점), KSI (2.13), BMI (62.7)로 수질등급이 가장 낮은 III등급인 최우선개선수역으로 평가되었다. 전체적으로 광릉숲 내의 수계보다는 주변에 위치한 봉선사천의 수계에서 수서곤충의 다양성은 증가하는 것으로 나타났으나 과거 연도별 종구성의 군집구조는 뚜렷한 차이가 있는 것으로 나타났다.