• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.755-763
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• 2010

농지 개발로 인한 다량의 세립토사 유입은 타호부호수의 생태계를 악화시키고 있다. 호수 퇴적물의 물리적 특성, $^{137}Cs$, 과 화산재를 이용한 연대측정을 위해 호수 퇴적물 시료 15개를 채취하였다. 타호부호수에서 과거 300년간 토사퇴적속도를 조사한 결과, 유역에서 인위적 개발이 없는 1898년 이전 자연상태에서는 토사퇴적량이 0.1-1.1 mm $year^{-1}$였고, 인위적 개발이 시작된 1898년 이후에는 0.6-12.8 mm $year^{-1}$로 급격하게 증가하였다. 즉, 산림벌채, 하천공사와 농지개발 이후 토사퇴적량은 자연상태보다 6-12배 증가하여 호수의 수심이 얕아지는 현상을 가속시켰다. 1898년부터 1963년 사이의 호수 토사퇴적속도는 개별 소유역으로부터 토사유입 영향에 따라 공간적인 변화가 나타났다. 특히 1898년부터 1963년 사이의 호수 남쪽부분의 토사퇴적량은 산림벌채에 의한 숯 생산과 생산된 숯을 수송하기 위한 운하공사로 인해 호수 중앙과 북쪽부분보다 많았다. 하지만 1963년 이후 남쪽부분의 토사퇴적량이 감소하고 중앙과 북쪽부분에서 토사퇴적량이 증가하여 호수 안에서 토사퇴적의 공간적 변화는 없었다. 왜냐하면 호수 남쪽부분에서 많은 양의 토사퇴적은 호수 수심을 얕게 하여 토사를 침전시키는 능력을 감소시켰기 때문으로 생각되었다. 특히 하천 출구에 위치한 지점의 토사퇴적량은 자연상태에 비해 5-32배 높았다. 그리고 쿠시로강(평상시 타호부호수는 쿠시로강으로 배수)은 홍수시 탁수가 역류하여 호수로 유입하기 때문에 토사 유입 증가에 공헌하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제42권4호
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• pp.48-59
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• 2014

본 연구는 경상남도 창원시의 가음정천에 분포하는 귀화식물을 연구함으로써 복원된 도시하천을 관리하기 위한 기초 자료를 제공하기 위해 수행하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 귀화식물은 17과 36속 43종 2변종 등 총 45분류군으로 요약되었으며, 생태계교란야생식물은 돼지풀과 가시상추 등 2분류군으로 나타났다. 귀화식물의 속성정보를 요약하면, 원산지의 경우, 유럽과 북아메리카가 가장 많았다. 광범위하게 분포하고 개체수가 많은 5등급이 가장 많았으며, 이입시기의 경우, 개항 이후~1921년까지인 1기의 귀화식물이 가장 많았다. 12구간의 경우 귀화율이 41.9%로 가장 높았으며, 9구간 및 19구간은 20.5%로 가장 낮았다. 도시화지수의 경우, 1구간이 가장 높은 6.2%인 반면, 19구간 및 20구간이 가장 낮은 2.5%로 나타났다. 교란율의 경우, 2구간이 가장 높은 16.7%로 나타났다. 귀화식물의 침입원인에 대한 분석 결과, 첫 번째, 물리적 요인은 둔치 및 수로 정비가 직접적으로 영향을 미쳤다고 생각된다. 두 번째, 화학적 요인은 오수 및 탁수 유입, 토사퇴적에 의한 것으로 생각된다. 세 번째, 생물학적 요인은 생태계교란야생식물의 불규칙적인 발생으로 생각되나, 복원과의 상관성을 낮다고 판단된다. 귀화식물의 관리방안을 제시하면, 첫 번째, 교란종 관리는 어린 개체가 발생하는 즉시 제거하거나, 개화 전 화경을 제거하여 번식을 억제하는 물리적 방법이 필요할 것이다. 두 번째, 전국 확산종 관리는 자생식물을 식재하여 생육공간을 제공하지 않는 것이 중요하다. 세 번째, 농경지는 농경행위에 의한 교란과 간섭에 의해 귀화식물의 발생원으로 작용하기 때문에, 하천 내 농경행위를 금지해야 할 것이다. 향후, 창원시의 모든 복원하천에 분포하는 귀화식물을 연구한다면 생태계 변화 특성에 미치는 영향을 예측하는데 유리할 것이다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.1-12
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• 2006

안동호에서 1992년부터 2004년까지 장기간에 걸친 수심별 수온분포와 DO 변동을 조사하였다. 매년 5월부터 수온성층이 형성되기 시작하였고 표층의 수온상승으로 8월까지 상 ${\cdot}$ 하층간의 수온차이는 증가하였다. 중층에는 매년 6 ${\sim}$ 7월부터 저산소층이 형성되었으며 연도에 따라 2개가 존재하였다. 2개의 저산소층은 수온성층이 형성된7 ${\sim}$ 9월의 강우량과 유입량에 영향을 받았다. 이 시기의 평균 강우량과 유입량이 각각 ${\geqq}$ 170 mm, ${\geqq}$ 50 $m^3\;sec^{-1}$ 일 때 중층 상부와 하부에서 각각의 저산소층이 강하게 형성되었으며, 1개월간 > 400 mm, > 200 $m^3\;sec^{-1}$인 경우에는 약하게 형성되었다. 표층과 중층의 경계면에 형성되는 상부 저산소층에서는 수온 감소율보다 DO 감소율이 컸으며 11일 경에 소멸되었다. 중층과 심층 경계면에 형성되는 하부 저산소층은 12월까지 존재하다가 1월에 소멸되며 이 층에서는 DO보다 수온 감소율이 컸고, 상 ${\cdot}$ 하부의 저산소층 사이에서는 DO가 증가하였다. 심층의 DO는 중층 아래에서 증가하였으며 저수지 바닥 부근에서 급격히 감소하는 경향을 보였다. 홍수기에 유입수의수온은 저수지 중층의 수온분포와 유사하였으며 DO는 유사하거나 높았고, BOD, COD및 SS는 농도가 증가하였다. 고탁수층은 중층에 형성되었으며, 탁도는 중층의 상부 저산소층 아래 (산소증가층)에서 증가하여 하부 저산소층 직상부에서 최고 농도로 존재하였다. 표층과 중층의 경계면에 형성되는 상부 저산소층은 표층에서의 생물활동과 관련이 있으며, 하부 저산소층은 홍수기에 중층으로 유입된 고탁수가 원인인 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.498-507
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• 2006

본 연구에서는 2002년 8월부터 2003년 7월까지 우포늪 수계에서의 이온농도, 부유물 농도 및 서식지 특성에 대한 계절성 강우패턴의 영향을 평가하였다. 총부유물질(TSS)의 공간적 변이는 하절기의 장마기간 동안 가장 현저하게 나타났다. TSS 중 무기부유물의 상대비율(ISS:TSS)은 크게 증가했으며 이는 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 이런 현상은 낙동강 본류로부터 역류하는 탁수에 기인하는 것으로 사료되었다. 장마기간 동안 ISS:TSS의 비율은 상류(43%)보다 하류(92%)에서 크게 증가한 수치를 보였다. 또한 투명도는 하류역으로 갈수록 감소였으며 (평균=0.13 m, 범위=0.08-0.21), 탁수는 조류생장 및 1차생산력에 직접적으로 영향을 미쳐 낮은 엽록소-a값 (범위=$4.2-8.6\;{\mu}g\;L^{-1}$)을 보였다. 2차 조사 시 ISS 농도는 평균 4 mg $L^{-1}$ (범위=3.3-4.8 mg $L^{-1}$)였고, 이런 값은 홍수기 조사인 1차 조사에 비해 14배나 감소한 수치였다. 한편, ISS는 크게 감소한데 비해 OSS의 상대비는 높게 증가했다. 이러한 현상은 3차 조사에서도 같은 양상으로 나타났으나 5월에 실시된 4차 조사에서는 상이한 결과를 보였다. 10개 변수를 기반으로 한 정량적 서식지 평가에 따르면, QHEI는 4차 조사에서 최대값을 보였으며, 2차 조사에서는 가장 큰 공간적 변이를 보였다. 결과적으로, 장마기간의 집중강우는 토평천과 우포늪에서의 토사 침전 및 영양물질 순환에 크게 기여하는 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.352-365
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• 2006

본 연구는 간척호 조성 초기 단계에 있는 화옹호를 대상으로 수환경의 변화를 파악하고자 2002년 6월부터 2006년 1월까지 수행하였다. 화옹호는 해양환경을 담수화시키는 과정에 있으므로 다양한 환경요인 중에서 강수량, 수온 및 염분도의 월 변동을 중심으로 하였다. 수온의 범위와 평균값은 각각 $-0.7{\sim}33.4^{\circ}C$, $13.6^{\circ}C$이었다. 상류부의 수온은 봄철${\sim}$여름철과 여름철${\sim}$가을철로 전이될때 빠르게 증가 또는 감소하였으나 하천 유입량이 많은 시기에는 일시적으로 다소 급감하는 현상을 보이기도 하였다. 반면에, 겨울철에는 상류부 저층의 경우 표층이나 하류부보다 수온이 다소 높은 양상을 보이기도 하였다. 염분의 범위와 평균값은 각각 0.3${\sim}$32.3 psu, 25.3 psu이었다. 염분은 수층에 따른 상하 수직적 차이가 현저하여 중층과 저층보다 표층에서 증감 변동이 매우 심하였다. 남양천이 유입되는 상류부의 저층을 제외하고는 전 정점에서 현격한 차이를 보이지 않았다. 이것은 저수지내 염분의 수직적 구배가 뚜렷하게 유지되고 있음을 의미하였다. 염분은 여름철 강우기에 해당하는 6${\sim}$10월에 변동폭이 매우 컸고, 표층의 경우 저염수가 상류에서 하류로 확장되는 현상이 뚜렷하였다. 이 시기에 표층의 수색은 황토색으로서 하천으로부터 유입 후 공급 이동된 저염수의 탁수층(turbidity plume)으로 뒤덮는 양상이 전개되었다. 저수지내 수온의 상 ${\cdot}$ 하 차이에 대한 범위는 $-10.6{\sim}9.7^{\circ}C$이었다 또한, 표층과 저층의 염분 차이는 $-27.1{\sim}30.0$ psu 범위이었다. 염분 농도의 차이가 큰 경우는 담수의 유입량이 크거나 배수갑문의 조작에 의한 해수유입이 많은 상태에서 나타났다. 수온과 염분의 관계는 음의 상관성을 보여, 즉 수온이 높을수록 염분 농도가 낮은 특성을 보였다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.381-386
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• 2012

산지소유역의 밤나무림, 소나무림 및 개벌조림지를 대상으로 강우특성에 따른 임분별 탁도 변화 특성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 동일한 강우의 발생 시 임분별 탁도 발생은 개벌조림지 >밤나무림 >소나무림순으로 나타나 임분별 차이를 알 수 있었다. 탁도와 강우강도와의 상관분석에서 밤나무림 91%, 소나무림 80%, 개벌조림지는 71%로서 세 임분 모두 높은 설명력을 보였다. 반면 탁도와 강우지속시간과의 상관분석에서 밤나무림, 소나무림 및 개벌조림지 모두 0~1%의 낮은 설명력을 보였다. 탁도와 선행무강우일수와 분석에서 밤나무림, 소나무림 및 개벌조림지 모두 30% 범위의 낮은 설명력을 보였고, 탁도와 누적강우량과의 분석에서도 밤나무림, 소나무림 및 개벌조림지에서 세 임분 모두 6~22%의 낮은 설명력을 보였다. 따라서 산림의 개발과 이용으로 집중호우 시 산사태등 산지재해로 인해 발생된 토사는 산지계류에 유입되어 하류 하천의 수질에 많은 영향을 미칠 수 있으므로 산림지역의 중 하류에서는 사방댐 등을 설치하여 계류수의 탁수화와 수질오염을 방지할 필요성이 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권4호
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• pp.574-578
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• 2012

산지소유역의 밤나무림, 소나무림, 개벌조림지를 중심으로 강우특성에 따른 임분별 탁도 변화 특성을 조사하고 탁도 발생에 영향을 미치는 산림환경 인자를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 임분별 탁도와 관련인자간의 분석에서 색도, 부유물질, 소류토사량, 경사, 강우강도, 선행무강우일수, 유역면적, 유로길이는 1%의 유의수준에서 양의 상관관계를 나타내었고, 누적강우량은 5% 유의수준에서 양의 상관관계를 나타내었다. 또한 산지계류수의 탁도발생에 영향을 미치는 인자를 분석한 결과 선행무강우일수, 강우강도, 유로길이, 색도 및 부유물질의 순으로 나타났으며, 탁도 발생에 영향을 많이 미치는 다중회귀식은 Y(탁도)=-28.125+0.047x(부유물질)+0.058x(색도)+1.518x(강우강도)+0.264x(유로길이)+1.837x(선행무강우일수)로 추정할 수 있었다. 따라서, 산림의 개발과 이용으로 인해 교란된 토양은 강우와 함께 계류로 유출되어 하류의 하천 및 호소의 수질에 영향을 미치므로 산림지역의 산지계류에서는 탁도에 영향을 주는 부유물질 및 토사유출 등을 줄일 수 있도록 버트리스 사방댐이나 수질정화용 사방댐 등 사방구조물의 설치가 필요할 것으로 보인다.

• 한국수산과학회지
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• 제12권4호
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• pp.267-276
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• 1979

1) 수영강 및 인근하천에서의 BOD 및 COD의 평균수질은 우리나라 환경기준치뿐만 아니라 배출허용치까지도 초과하고 있었으며 수은 역시 평균수질이 환경기준치를 초과 했다. 또한 pH는 지점8에서 환경기준치를 벗어났고 용존산소는 지점 1, 7, 8, 11에서 환경기준치를 벗어났으며 부유물질은 지점 6, 8, 9에서 배출허용치를 초과했다. 2) 수영만으로 유입되는 수영강, 춘천, 우동천에서의 총오탁부하량은 BOD:75.2ton/day, COD:96.9ton/day, 부유물질:20.5ton/day, 암모니아-질소:12.4ton/day, 질산염질소:430kg/day, 아질산염질소:85.1kg/day, 인산염:59.4kg/day, 중금속: 3.01ton/day였다. 3) 수영만의 유동은 썰물때는 수영강 하구에서 남동쪽으로 흘렀고, 밀물때는 동백섬 부근의 해수가 일부는 수영강 하구쪽으로 일부는 광안리 해수욕장쪽으로 흘렀으며 광안리 해수욕장 남서쪽으로 북동쪽과는 반대로 남천동에서 해수욕장쪽으로 흘렀다. 4) 광안리 해수욕장의 수질은 일본 해수욕장 수질기준치를 초과하고 있었다. 5) 수영강 오탁수는 썰물 때 광안리 해수욕장 앞 외양까지 나왔다가 밀물 때 광안리 해수욕장쪽으로 흘러 들어 간다. 6. 남천동 및 광안2동의 하수는 밀물 때 광안리 해수욕장쪽으로 흘러가 수질에 영향을 미친다. 이 연구는 1978년 아산사회복지사업재단의 연구 보조비로 했습니다. 감사드리는 동시 실험을 도와준 연구실의 여러분들에게도 감사드립니다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.793-797
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• 2010

물리적 녹조저감 기술인 커튼형 수류차단막은 유입 하천과 저수지 천이부에서 높은 영양염류와 조류를 포함한 표층 수류의 차단 또는 우회를 통해 본류 수역의 녹조발생을 저감하는 대책이다. 본 연구에서는 2009년 5월 회남대교 약 2 km 상류에 시범 설치된 대청호의 수류차단막 효과를 분석하고자 선행연구에서 보정한 2차원 횡방향 평균 수리 및 수질 모델을 최근의 수문사상인 2009년 6~8월까지 적용하여 검보정하고 수치모의를 실시하였다. 저수지 수위와 실측수위를 비교한 결과, 7월 중순 유입량 증가에 따른 수위 상승을 잘 반영하였고, 결정계수값($R^2$)이 0.997로 나타나 모델은 저수지 물수지 계산에 있어서 높은 신뢰도를 보였다. 댐앞과 회남수역에서 수심별 수온예측 오차는 AME 0.258~$1.584^{\circ}C$, RMSE 0.393~$2.548^{\circ}C$의 범위로 실측값을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 회남, 댐, 추동, 문의 수역의 표층에서 $PO_4$-P 및 Chl-a 농도에 대한 모의값과 실측값의 시계열 비교 결과, 모델은 저수지내 각 측정지점에서 실측값의 시계열 변화를 잘 모의하였고, 회남수역에서 7월 중순 홍수 유입에 따라 증가하였다. 특히, $PO_4$-P 농도가 0.06 mg/L까지 증가하는 것으로 나타났다. 이는 홍수기에 높은 영양염류를 포함한 탁수가 수류차단막 하단을 통과하여 수리학적 도수현상(Hydraulic jump)을 일으킨 것이 원인이라 판단된다. 수류차단막 설치에 따라 회남수역의 표층에서 Chl-a 농도의 저감 효과가 두드러졌으나, 댐, 추동 및 문의수역에서의 제어 효과는 미미하였다. 이와 같이 회남수역에서 효과가 큰 이유는 2009년 수문사상의 영향과 저수지 지형특성상 유입수의 영향을 직접받기 때문으로 판단된다. 또한, 회남수역에서 수류차단막 설치에 따른 T-N 및 T-P 평균 저감 효율(수류차단막이 설치되지 않은 경우에 대한 설치 후 농도 저감 비)은 각각 10.8% 및 19.1%이었으며, 평균 저감농도는 모의값을 기준으로 각각 1.637 mg/L에서 1.461 mg/L 및 0.047 mg/L에서 0.038 mg/L로 나타났다. DIN 및 $PO_4$-P 평균 저감 효율은 각각 6.4% 및 24.6%이었고, Chl-a 평균 저감 효율은 25.5%이었으며, 평균 저감농도는 모의값을 기준으로 0.025 mg/L에서 0.018 mg/L로 나타났다. 모의결과를 종합해 볼 때, 대청호에 시범 설치된 조류제어용 수류차단막은 2009년의 수문사상에서 회남수역의 녹조발생 저감에 기여한 것으로 판단된다. 또한 대청호에서 유사한 수문사상을 보인 2006년(62일간)에 비해 2009년(28일간)에 조류주의보 발령 일수가 대폭 줄었다는 사실도 차단막의 효과를 간접적으로 확인해 준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.205-205
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• 2012

국내에서 새로운 댐 저수지 건설을 통한 수자원의 안정적인 확보는 어려운 여건에 있다. 따라서 수자원의 효율적인 확보, 댐 하류하천의 수질 개선, 신규댐 건설 대체 효과를 기대하기 위해 기존 댐 저수지의 연계운영이 중요하게 인식되고 있다. 본 연구에서는 다수의 댐 저수지 수체를 연계하여 모델을 통해 해석하고자 안동-임하호를 연결한 2차원 모델(CE-QUAL-W2)을 구축하고, 2002년과 2006년 수문사상을 재현하였으며, 수리해석을 실시하였다. 안동호의 좌안인 임동면 마리와 임하호의 우안인 망천리를 연결하고, EL. 140 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m로 콘크리트 터널을 연결하는 것으로 가정하였다. 관내 바닥 마찰계수와 미소 마찰손실 값은 0.05를 입력하였다. 저수지 실측수위와 모의수위를 시계열로 비교한 결과, 2002년과 2006년 안동호와 임하호에서 여름철 유입량 증가에 따른 수위 상승을 잘 반영하였고, 결정계수값($R^2$)이 모두 0.9953 이상으로 나타나 모델은 두 저수지 물수지 계산에 있어서 높은 신뢰도를 보였다. 2006년을 대상으로 안동호와 임하호의 댐 앞에서 수심별 수온의 실측값과 모의값을 비교한 결과, 안동호는 4월부터 성층이 진행되어 5월에 수온약층이 EL. 130 m에 형성되었다. 7월 홍수가 중층 밀도류를 형성하여 수온 성층구조를 교란하였고, 기존의 수온약층이 EL. 120 m 로 하강하였으며, 표층 EL. 145 m에 새로운 수온약층이 형성되는 2단 성층 구조를 보였다. 여름철 동안 이러한 현상은 지속되었고, 10월부터 대기기온 강하와 함께 수직혼합이 시작되었다. 수온예측 오차는 AME $0.336{\sim}1.806^{\circ}C$, RMSE $0.415{\sim}2.271^{\circ}C$의 범위로 실측값을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 임하호도 안동호와 유사한 경향을 보였고, 모델은 두 저수지에서 전 기간에 걸쳐 모두 안정적으로 저수지 수온 성층현상을 모의하였다. 2002년 수문사상에서 안동-임하 연계 운영시 안동호의 평균 수위는 1.38 m 상승하였고, 임하호는 3.75 m 낮아지는 것으로 모의되었다. 수위변동에 따른 유동 유량은 임하호에서 안동호로 3억 6천 4백만 톤, 안동호에서 임하호로 2억 9천 1백만 톤으로 임하호에서 안동호로 유동한 유량이 높게 나타났다. 유역면적에 비해 저수용량이 작은 임하호의 경우 두 저수지간 유량의 이동에 따라서 저수용량의 증가로 인한 홍수 저감 효과가 있을 것으로 판단된다. 반면, 안동-임하 연계 운영시 임하호의 차가운 물이 안동호로 유입되는 경우, 안동호의 수온 성층구조에 영향을 주었다. 안동호의 경우는 단독운영시보다 높은 위치에 수온약층(EL. 140 m)이 형성되었으며, 임하호는 반대로 저수위가 낮아지면서 단독운영시보다 수온약층의 위치가 약간 낮아졌다. 이러한 결과는 두 저수지 연결시 안동호의 탁수와 수질 환경에 변화가 있을 수 있음을 시사한다.