• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2028-2032
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• 2009

하천법에서 하천유지유량은 "생활 공업 농업 환경개선 발전 주운 등의 하천수 사용을 고려하여 하천의 정상적인 기능 및 상태를 유지하기 위한 최소한의 유량"으로 정의 되어있고, "하천유지유량 산정요령"에 따라 갈수량을 기본으로 하여 하천의 수질보전, 하천 생태계 보호, 하천경관 보전 등 8가지 항목을 고려하여 산정하고 있다. 환경부에서는 2007년1월 환경부 고시에 '중권역별 수질 및 수생태계 목표기준과 달성기간"을 제정 고시하였고, 하천의 주요지점에 목표수질을 설정하고 그 수질을 만족시키기 위해 오염물질의 허용량을 제한하는 오염총량관리제도를 도입하였다. 이와 같이 하천 수질의 중요성이 대두되고 있으며, 하천의 기능을 제대로 유지하기 위해서는 수량뿐 아니라 적절한 수질이 요구 된다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-U.S center)가 공동으로 개발한 통합수자원평가모형인 K-WEAPq 모형을 이용하여 만경강 유역의 네트워크를 구축하고 2003년의 수질 및 유량 자료를 이용하여 수량-수질을 모의하였다. 일별 수량-수질 동시모의를 통해 만경강 유역의 하수처리장 방류수 수질에 따른 하천 수질의 연중 변화를 파악하였고, 하수처리장 방류수의 수질을 변화시켜 수질모의 결과를 비교하였다. 분석결과 하수처리장 방류수의 수질에 따라 하천의 수질이 변화됨을 알 수 있고, 하수처리장 방류수 농도를 적절하게 조절하여 하천의 목표수질을 달성할 수 있음을 알 수 있다. 이 결과를 활용하면 하천의 수질 및 유량에 따라 하수처리장의 효율적인 운영이 가능하며 비용절감의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.2-2
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• 2021

최근들어 하천내 식생이 차지하는 비율이 크게 증가하고 있으며, 이러한 현상은 하천의 규모나 위치, 댐 유무에 관계없이 전국적으로 발생하고 있다. 식생 면적 비율의 증가는 하천의 육역화로 이어질 뿐만아니라 홍수위를 상승시켜 홍수 안전에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 8월 섬진강에서 발생한 홍수를 대상으로 식생이 홍수위에 미치는 영향을 분석하였다. 섬진강에는 초본류 뿐만아니라 버드나무류의 목본류가 상당히 분포하고 있으며 이와 같은 식생이 홍수흐름에 큰 영향을 미친 것으로 보인다. 분석을 위해 홍수 이후 섬진강 현지 답사를 통해 식생분포 현황 및 홍수로 인한 영향을 조사하였다. 섬진강의 식생분포 조사를 위해서는 2020년 4월 조사된 유럽 우주국 Sentinel-2 위성영상을 사용하였으며, 정규식생지수(NDVI)와 정규수분지수(NDWI)를 이용하여 하천내 식생밀도를 단계별로 구분하였다. 군집된 식생지수에 따라 USGS의 매닝계수 산정표를 기본으로 식생분포 군집별 조도계수를 산정하여 대상 구간내에 2차원으로 분포시켰다. 수치모형은 NAYS2D 모형을 사용하였으며 대상구간은 섬진강 고달교에서 구례교까지 21.5km이다. 계산조건은 2020년 8월 홍수중 구례교 수위관측소를 기준으로 최대수위가 발생한 시점의 자료를 활용하였다. 고달교에서는 홍수통제소에서 제공하는 홍수량을 상류경계 조건으로 입력하였고 구례교에서는 해당 시각의 수위를 하류경계조건으로 입력하였다. 모형의 검증을 위해 대상구간의 중간에 있는 압록수위관측소 수위를 활용하였다. 식생 유무에 따른 홍수위변화는 조도계수 값에 의해 반영되도록 하였는데 식생이 있는 경우는 현재 상태, 식생이 없는 경우는 모든 지점에 모래와 자갈이 분포하는 것으로 가정하여 계산된 홍수위를 비교하였다. 분석 결과 대상구간에는 전체 면적중 약 56%를 식생이 차지하고 있으며 이로 인해 0.5~1.0m의 홍수위 상승이 발생하는 것으로 분석되었다. 수목으로 인해 2020년 8월과 같은 큰 홍수시에도 홍수위가 크게 상승하는 것으로 분석되었는데 이와 같은 점을 고려하면 하천내 식생이 홍수위에 미치는 영향을 감안하여 적극적인 식생관리 방안이 시행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.199-199
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• 2021

한국농어촌공사에서는 과학적이고 체계적인 농업기반시설 및 용수관리로 재해를 예방하고 물관리의 효율성 증대를 위한 유지관리 종합정보시스템인 농업기반시설관리시스템을 구축하여 운영중에 있다. 한국농어촌공사는 2012년부터 저수지별 일공급량을 측정하여 기록 관리하고 있어, 저수지의 수위차와 공급량을 사용하여 저수지의 일유입량을 산정 할 수 있는 체계를 구축하였고 저수지 종합건전성 평가를 위해 이 자료를 사용하였다. 수량부문은 수문학적으로 하천환경 및 수생태계에 민감한 영향을 끼치는 인자들로 지표를 구성하였다. 선정된 지표는 High Flow, Low Flow, Seasonality, Zero Flow, Variability로 구성하였다. 수질부문은 자연적 요인과 사회·경제적 요인 기준에 의한 분류를 통해 저수지의 건전성 상태를 파악할 수 있는 지표를 선정하였다. 자연적 요인은 환경부의 수질환경기준에 제시된 항목 중 저수지 건전성을 대표할 수 있는 수온, DO, COD, SS, TN, TP 및 TOC를 선정하였다. 농업용 저수지 수량·수질을 고려한 수환경 평가체계 적용을 위해 적누, 이담, 송고 저수지를 선정하였다. 3개 저수지를 대상으로 수량, 수질 부문으로 나누어 부문별 건전성 및 종합건전성 평가를 수행하였다. 선정된 지표의 분석단위를 통일시키기 위하여 표준화를 수행하였으며 자료의 왜곡정도가 큰 경우에는 로그변환을 취하여 표준화를 수행하였다. 가중치 적용은 주관적인 견해가 들어갈 수 있는 전문가의 설문에 의한 방법보다는 수학적 방법을 이용한 주성분과 엔트로피 가중치 방법을 적용하였다. 최종적으로 산정된 지수에 따라 하천별 현황을 주제별, 시기별로 검토하였으며 객관적이고 이해가 쉽게 5개 등급으로 등급분류를 해 저수지별 건전성 정도를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.175-175
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• 2021

농업용 저수지는 양질의 농업용수를 저장하여 알맞은 시기에 적절하게 급수하기 위한 필수적인 시설로 사용되고 있다. 근래에 농업용수의 용도가 점차 확장되면서 농산물의 품질에 필요한 관개용수의 수질뿐만 아니라 인근 하천과 생태계의 환경유지용량 대한 연구의 필요성이 제시되고 있다. 그러나 규모가 작거나 환경적 보전가치가 없어 조사 대상에서 제외되는 소규모 농업용 저수지는 측정 및 조사자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 여름철 소규모 농업용 저수지의 모니터링을 통해 시공간적인 수질특성을 파악하고자 한다. 조사유역은 강원도 횡성군 횡성읍에 위치한 반곡저수지로 선정하였고, 2020년 7월에서 10월까지 8회에 걸쳐 상부와 하부지점에서 총 7개의 수질항목 간의 특성을 분석하였다. 공간적인 특성분포 파악을 위해 총 13지점에서 수질 관측 지점별로 7개의 수질항목에 대해 Spearman 상관분석을 실시하였다. 측정결과, 반곡저수지는 호소 생활환경기준과 OECD 부영양화 기준으로 과영양상태에 도달하였다. 집중적 강우로 인해 희석효과가 발생하여 수질항목 간의 경향성이 저하되어 정확한 분석은 어려웠지만 Chl-a와 T-P, DO와 pH 간의 유의함이 나타났으며, Chl-a와 T-P의 TSIKO 상호편차가 양의 값을 나타내며 다량의 인과 함께 조류가 성장할 수 있는 조건이 형성되고 있었다. 공간적 특성분포는 저수지의 상부지점에서 농도가 높은 경향이 나타났으며 강우 시 인근 농경지와 축산시설에 적치된 축산분뇨의 호 내 유입과 얕은 수심으로 바람에 의한 수직혼합이 영양물질을 용출시켜 부영양화를 악화시키는 것으로 판단된다. 반곡저수지 상부에 녹조제거제 투입 및 저감시설이 필요하며, 향후 지속적인 모니터링을 통해 소규모 농업용 저수지 수질 연구를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.83-92
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• 2022

본 연구에서 우리는 PHM 기반 공조설비의 연쇄 고장 패턴을 학습하여 미세먼지의 상태를 조절할 수 있는 알고리즘을 설계하였다. 공조설비의 고장으로 인한 공조설비 가동중단과 이로 인한 미세먼지의 확산은 불가피하다. 우리가 개발한 알고리즘은 PHM을 통한 미세먼지 관리 체계를 수립하는 것으로써 공조기 정지/가동 패턴학습을 통하여 일정하게 안정화 상태를 유지하고 이를 기반으로 미세먼지를 관리하는 알고리즘이다. 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 지하철 역 내에서 시뮬레이션 한 결과, 미세먼지의 농도가 평균 30% 감소하는 것을 알 수 있었다. 지하철 이용 승객이 많은 역의 경우 미세먼지 농도가 환경부 기준(100㎍/m³)을 초과하였지만, 시뮬레이션을 실시한 모든 역에서 미세먼지 농도가 개선되었음을 알 수 있었다. 향후 연구로는 지하철 역사 내의 미세먼지 뿐만아니라 CO₂, CO, NO₂ 등 오염물질을 종합적으로 관리할 수 있도록 시스템을 확장하는 것이다.

• 물과 미래
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• 제24권1호
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• pp.119-128
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• 1991

본 연구는 하천유지유량의 개념을 정립하여 기존의 하천유지유량 개념의 모호성 및 산정방법의 차이에서 오는 문제점을 방지하기 위한 것이다. 평균갈수량은 하천의 건천화 방지 등의 기능을 유지하기 위하여 하류에 흐르도록 보장해 주어야 할 유량으로 규정하였으며 환경보존유량은 하천환경의 적절한 보존을 위하여 주운, 염해 방지, 하천관리시설의 보호, 수질보전, 어업, 하구폐쇄의 방지, 지하수위의 유지, 동식물의 보호, 경관등에 필요한 유량으로 규정하였다. 이를 위하여 한강의 인도교 지점을 선정하여 유황분석을 실시하였으며 각 지점에 대하여 자연상태하의 평균갈수량을 산정하였다. 위에서 언급한 하천환경보존에 관련된 9가지 기능을 종합적으로 고려한 결과, 현재로서는 수질보전이 환경보존유량의 가장 중요한 기능으로 파악되었으며 유역에서 발생되는 오염부하량과 하천에 유입되는 오염부하량을 산정하고 이에 따른 주요 지점의 장래수질을 예측하였다. 또한 예측된 장래수질과 환경기준을 비교하여 인도교 지점의 적정회석유량을 산정하였다. 산정된 평균갈수량과 환경보존유량은 비소비성 유량이므로, 이 두 유량에서 큰 것을 택한 유량, 즉 Max. (평균갈수량, 환경보존 유량)을 하천유지유량으로 산정 제시하였다. 이 유량에 하류의 유수점용을 위하여 필요한 양, 즉 소비성 유량인이 수유량을 더하면 하천관리의 기준이 되는 하천관리유량을 설정할 수 있다. 본 연구결과는 한강뿐만 아니라 그 외의 주요 하천에 대해 체계적인 하천 관리를 수행하는데 기본 자료로서 크게 이바지 할 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제26권6호
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• pp.970-979
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• 2012

본 연구는 생물학적 보전지수(IBI, Index of Biotic Integrity) 평가와 이화학적 수질 분석, 물리적 서식지 평가(QHEI, Qualitative habitate evaluation index)를 이용하여 하천 건강성을 평가하고자 남천의 10개 지점을 대상으로 2006년 8월과 2006년 11월, 2007년 2월, 2007년 4월까지 총 4회에 걸쳐 부착규조 조사를 실시하였다. IBI, QHEI값을 산정하기 위하여 USEPA(1999) 가 제시한 항목 중 우리나라의 환경적 특성에 맞게 수정 보안하여 사용하여 평가하였다. 남천의 하천 생태 건강도 평가 결과, IBI 등급은 '보통', QHEI등급은 '열악', BOD값에 의거한 이화학적 수질등급은 II등급 기준인 '약간좋음'으로 나타나 총체적인 하천생태계 건강도는 '보통'상태로 나타났다. 이는 수 환경에 대한 교란은 적고 생물들이 서식하기에 비교적 양호한 수질임을 시사한다. 정점별로는 St. 6과 St. 7, St. 8, St. 9는 물리적 서식지 지수가 가장 '열악'한 상태로 대부분이 하천의 흐름을 방해하는 교각이나 인공보가 곳곳에 설치되어 있으며, 하상구조가 대부분 단순화되어 있어 수생태계 심각한 교란이 예상되는 정점이다. 또한 St. 10은 전체적으로 서식 환경은 좋으나 생활하수 유입과 함께 하수종말처리장으로부터 배출되는 영양염으로 인한 수생태계의 교란을 초래할 것으로 예상되므로 추후 영양염 유입에 대한 관리가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.546-550
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• 2017

하천의 수리 및 하도의 특성으로 대표되는 물리적 환경(하도 및 수리 특성)은 생태계 기반으로서 수질특성과 더불어 생물에 미치는 영향이 아주 크다. 따라서 하천의 물리적 환경을 진단하고 평가하는 경우에는 상 중 하류의 위치에 따른 하도의 지형학적 특성과 하천의 규모 및 유량의 크기 등에 따라 하천의 유형을 분류하고 그 유형별 특성에 따라 하천환경의 평가시스템을 구축할 필요가 있다. 1980년 후반 이후에는 세계 각국에서 환경보전, 하천복원 및 하천관리 등 종합적인 하천공학적 관점에서 적용할 수 있는 하천분류체계가 제시되었으며 1990년대 이후 선진국들은 정성적 또는 정량적인 하천의 서식환경 평가시스템을 구축하여 적용하고 있으며 대표적으로 정량적 평가시스템을 운영하는 국가는 독일과 미국이고, 정성적 평가시스템을 운영하는 국가는 영국이며, 호주는 영국과 미국의 평가시스템을 통합한 시스템을 운영하고 있다. 한편, 국내에서는 하천환경에서 생태계 기반인 하천의 물리적 특성(구조)에 대한 평가 및 진단 절차도 없이 시행되고 있는 사례가 대부분이다. 또한 지금까지는 하천의 자연도 평가 연구 등에서 선진국들의 하천환경평가시스템을 여과 없이 적용함으로써 국내의 하천특성을 제대로 반영하지 못하는 문제점을 노출하고 있다. 따라서 국내 하천의 물리환경 평가시스템에서는 생물 서식의 기반이 되는 하천의 하도지형 특성 및 수리특성을 반영할 수 있어야 한다. 하천평가에 앞서 하천유형 분류에 따른 하도특성은 하상경사에 따라서 급경사 하천(high-gradient stream), 중경사 하천(mid-gradient stream), 완경사 하천(low-gradient stream)으로 구분하였으며 하천의 물리환경 평가시스템의 평가영역 및 평가지표는 정량적 평가시스템을 운영하는 독일(LAWA, 2004)과 미국(EPA, 2004)의 연구결과를 참고하여 공통지표를 추출하고, 우리나라의 하천이용 및 정비현황을 반영하여 하천유형을 3가지로 분류하고 각 하천유형에 대하여 3개 영역 10개 평가지표를 5개 등급으로 구분하여 평가시스템을 구축하였다. 하천에 대한 하천 지형특성과 현황을 조사할 항목은 수리 및 하도영역의 6개 항목, 하안영역의 2개 항목, 하천교란 영역 2개 항목으로 3개 영역으로 구분해서 평가하고 그 점수에 따라 1등급은 매우좋음(1등급)상태의 $20>{\sim}18{\geq}$점, 좋음(2등급)상태의 $18>{\sim}14{\geq}$점, 보통(3등급)상태의 $14>{\sim}8{\geq}$점, 나쁨(4등급)상태의 $8>{\sim}14{\geq}$점, 매우나쁨(5등급)상태의 4>점으로 등급을 산정하였다. 매우 좋음의 1등급은 참조하천이며 좋음~매우나쁨의 2등급~5등급은 비교하천으로 구분하였으며 보통보다 높은 경우는 자연하천, 낮은 경우는 인공하천으로 나누어 서식처 기반에 따라 평가체계를 구축하였다. 한국형 하천환경 물리평가 체계가 확실히 구축되기 위해서는 각자의 평가 등급이 적절하게 평가 되는지를 검증해야 하기 때문에, 본 연구에서는 하천유형별 자연하천과 인공하천을 비교 분석하였고 평가 영역별 평가지표를 기준으로 상관분석을 통한 상관성을 분석하고 더 나아가 가중치의 적절성 및 각각의 등급에 미치는 영향을 검토하고자 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 바이오가스의 연소엔진을 이용한 에너지 전환시에 발생되는 $NO_x$와 CO의 배출특성을 분석하고 나아가 배출계수를 산정하고자 하였다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 70%로 한 합성가스를 이용하여 실험한 결과 연소엔진의 표준상태에서 $NO_x$와 CO가 각각 4 ppm과 100 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 1.29g/MMBtu와 30.86 g/MMBtu의 배출계수 값을 산정할 수 있었다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 60%로 한 약간의 과잉공기의 상태에서는 $NO_x$와 CO가 각각 2 ppm과 200 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 정격 조건에 비해 투입열량이 적어져 연소온도의 저하로 인하여 열적 반응에 의해 생성되는 $NO_x$는 줄고, CO는 증가함을 알 수 있었다. 미국 EPA의 배출계수를 비교하기 위하여 투입된 연료의 열량을 기준으로 비교해 볼 때 본 연구의 결과가 $NO_x$의 경우 근사한 값을 보여 주었고, 이는 국내 바이오 가스 연소시의 오염배출계수로 잘 적용 가능함을 보여 주었다. 본 연구에서 사용한 가스엔진이 오염배출 측면에서 대기 환경보전법상의 배출 허용기준 내에서 가동됨을 알 수 있었고, 가동조건에 따라 연소온도를 증가시킴으로서 CO의 발생을 저감시킬 수 있으리라 사료된다.

• 생태와환경
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• 제34권3호통권95호
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• pp.153-165
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• 2001

본 연구에서는 1999년 9월에서 2000년 8월 기간동안 생물 보전지수(Index of Biological Integrity, IBI) 및 질적 서식지 평가 지수(Qualitative Habitat EvaluationIndex, QHEI)를 이용하여 한강수계의 상류에 위치하는 평창강의 건강도를 평가하였다. 조사 결과, 11개 메트릭을 이용한 평균 IBI값은 49(범위: 51${\sim}$45)로서 Karr(1981)가 제시한 기준에 의거할 때 하천 건강도(Stream　Health)는 Good${\sim}$Excellent상태 사이에 있었고, 평균 QHEI값은 88(범위: 94${\sim}$76)로서 물리적 서식지측면에서의 건강도는 최적상태 (Comparable to　reference) 혹은 생물의 서식에는 적합한 상태 (Supporting)를 보였다. 지점별 TBI값의 비교에 따르면 상, 하류사이에 미약한 차이를 보인 반면, 각 조사지점의 QHEI값은 이용된 변수특성에 따른 변이를 보였다. 1차 회귀분석 결과에 따르면, QHEI값은 하천차수(Streamorder)와 유의한 관계가 없었다(p=1.8; n=7). 이러한 결과는 하천차수가 증가해도 점 오염원의 부재로 인해 서식지에는 큰 변화가 없었기 때문으로 사료되었다. Feed guild분석에 따르면, 식충성 어류(Insectivore)의 상대 풍부도는 전체 어종의85.1%를,잡식성 어류(Omnivore)및 육식성 어류(Car-nivore)는 각각 전체 어종의 3.5%및 0.3%를 차지하였다. 내성도의 경우, 서식지 파괴 및 오염에 쉽게 감소되는 민감종의 상대 빈도는 75.0%, 내성종은 4.6%로서 뚜렷한 차이를 보였으며, 도입종(exotics species)및 비정상종(anomalies species)의 개체는 채집되지 않았다. 또한 회귀분석 결과, 지점별 평균 IBI값의 변이는 QHEI값의 변화에 의해 57%까지 설명되었다($R^2$=0.57,p<0.05,n=7).본 조사에서 산정된 개개 메트릭 특성, IBI값 및　QHEI값의 상호관계에 따르면, 평창강의 현재 수 환경은 생물 서식에 적절한 상태에서 최적 상태의 범위에 있음이 분명하나, 오염 및 물리적 서식지가 파괴될 경우 감소될 수 있음을 시사하였다.