• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.704-716
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• 2018

본 연구는 진위천 단위유역의 수질오염총량제도에 따른 유량 및 수질 특성을 정확히 파악하고 목표 수질을 달성하기 위하여 수질 개선이 우선적으로 필요한 총량 지점을 선정하여 관리 방안을 제시하는 것이다. 진위천 단위유역의 2014년부터 2016년까지 14개 총량 지점을 대상으로 유량 및 수질 특성, 통계 분석, 유달부하량 및 유달부하 밀도 산정, 하천 등급화 등을 평가하였다. 진위천 단위유역의 유량은 평균 $22.411m^3/s$이고 황구지천의 유량이 32.8%를 차지하였으며 지류 하천에 따른 공간적으로 수질특성이 뚜렷하게 나타났다. 주성분 분석 결과 오산천과 황구지천은 유기오염 간접지표 및 계절적 요인, 성은천은 유기오염 간접지표 요인, 관리천은 계절적 요인이 수질에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 유달부하량 산정 결과 HG-3 지점에서 6,470.4 BOD kg/day, 6,846.7 TN kg/day로 높게 나타났으며 유달부하 밀도는 HG-4 지점에서 $220.9BOD\;kg/day/km^2$, $22.4TP\;kg/day/km^2$로 높게 나타났다. 하천 등급화 방법을 이용한 진위천 단위유역의 수질 개선이 우선으로 필요한 총량 지점은 HG-3 지점으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.44-49
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• 2008

본 연구는 농촌마을에서 발생하는 마을하수의 수질현황과 마을하수 처리시설에 대한 관리 현황 및 정확한 실태를 파악하고 처리효율을 조사하여 마을하수의 효율적인 관리방안을 모색하며, 농촌마을 하수정비 사업과 농촌지역 하수정책 수립의 활용에 대한 기초자료로서 제공하고자 실시하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 마을하수 처리시설에 대한 각 지역별 유입수 수질 분석 결과, 아산시 지역에서의 유입수 BOD와 COD의 평균 농도는 각각 29.0 mg/L와 19.1 mg/L였고, 부여군 지역은 BOD 16.7 mg/L, COD 16.3 mg/L, 공주시 지역은 BOD 18.8 mg/L, COD 15.3 mg/L로 조사되어 아산시 지역에서 유입수의 농도가 가장 높았으나 일반적인 도시하수의 유입수 농도에 비해 매우 낮게 조사되었다. 2. 오염부하량별 원단위는 BOD $3.3{\sim}4.9$ gpcd, COD $3.2{\sim}11.3$ gpcd, T-N $1.5{\sim}4.6$ gpcd, T-P $0.3{\sim}0.5$ gpcd 로 조사되어 도시하수의 오염부하량 원단위 결과보다는 상당히 낮게 조사되었다. 3. 마을하수 처리시설의 처리공법별 제거효율은 고효율 합병정화조와 토양피복형 접촉산화법에서는 특히 BOD와 SS의 제거효율이 높았으며, 접촉산화법의 경우는 다른 처리공법에 비해 조금 낮게 조사되었다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.471-482
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• 2019

본 연구에서는 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 수질정화를 위해 바이오스톤 볼 담체를 이용한 수처리 기술을 개발하였다. 바이오스톤 볼 수처리기술의 오염물질 제거효율 및 저수지 수질개선효과 등을 평가하기 위하여 경기도 시흥시에 위치한 매화저수지에 실증플랜트를 설치하였다. 바이오스톤 볼 수처리시스템의 오염물질 제거효율은 BOD 70.3%(47.2~97.4%), COD 45.3%(26.1~64.7%), TOC 19.2%(8.5~50.0%), SS 82.8%(73.1~92.7%), Chl-a 80.4%(57.2~91.8%), TN 23.2%(6.4~39.5%), TP 51.8%(-1.1~80.1%)로 나타나 BOD, SS, Chl-a에서 평균 70~80% 이상의 매우 높은 정화효율을 나타내었다. 바이오스톤 볼 수처리시스템을 저수지 평시 유입량 설계기준으로 설치하였을 경우의 유입 오염물질 저감량 및 저수지 수질개선효과를 산정하였다. 저감되는 COD 부하량은 13,658 kg으로 연간 39.2%가 저감되고, TP 부하량은 297 kg으로 연간 16.8%가 저감되는 것으로 나타났다. 저수지의 연간 수질개선효과는 TOC $5.3{\rightarrow}4.5mg/L$(14.5%), COD $7.9{\rightarrow}6.8mg/L$(14.5%), Chl-a $42.3{\rightarrow}37.0mg/m^3$(12.5%), T-P $0.201{\rightarrow}0.150mg/L$(25.1%)가 평균적으로 개선되는 것으로 나타났다. 바이오스톤 볼 수처리시스템은 유기성 오염도가 높은 국내 하천 및 호소의 유입수 오염물질 제거 및 수질정화를 위한 수처리 시설로서 현장적용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1229-1233
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• 2005

본 연구는 도시지역의 강우-유출로 인한 비점오염물질의 유출특성 및 배출부하량을 조사하기 위하여 영산강권역의 풍영정천을 대상으로 조사하였다. 대상 유역의 토지이용별 구분은 논지역, 하류공단 및 논$\cdot$산지 복합 토지 이용특성, 공단 지역, 도시 분류식 지역, 소유역 출구지역으로 구분하였다. 시료의 채취는 강우시 4회에 걸쳐 조사하였으며, 매회 시료 채취 주기는 강우유출이 발생하기 전부터 시작하여 첨두유출량이 발생때까지 $1\~2$시간 간격으로 채취한 후 강우 종료 후 유출량 변화가 없을 때까지 $9\~12$단계로 세분하여 유출량과 pH, DO, BOD, COD, SS, T-N, T-P의 농도를 측정 하였다. 토지이용별 비점오염물질의 유량가중평균농도(EMC : Event Mean Concentration)를 살펴보면, BOD의 EMC는 $4.43\~14.22mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, 도시 합류식 토지이용 특성을 지닌 P-4지점에서 가장 큰 농도를 보였을 뿐만 아니라 타 토지이용 특성에 비하여 두드러지게 초기 오염물질 유출 현상을 나타내었다. COD의 EMC는 $8.27\~18.81mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, BOD 수질농도와 같이 P-4 지점에서 가장 큰 농도를 갖는 것으로 나타났다. SS의 EMC는 $35.76\~358.86mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, 소유역의 중간지점이면서 논$\cdot$산지$\cdot$공단지역의 토지이용 특성을 지닌 P-2 지점에서 가장 큰 농도를 나타내었다. 이는 조사기간(Event 1, Event2) 동안 상류의 자연형하천 제방공사로 인한 토사유출로 인하여 다소 높게 나타난 것으로 판단된다. 또한, 대상유역 전반적으로 초기 오염물질 유출 현상을 보였으며, BOD와 COD 수질농도의 분포양상과는 다르게 강우량 및 강우강도에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. T-N의 EMC는 $1.61\~7.13mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, T-P는 $0.03\~0.46mg/{\ell}$의 분포를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.561-561
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• 2015

비점오염원은 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원을 의미한다. 비점오염원은 주로 강우에 의해 하천에 유입되며, 토지이용별로 다른 유출특성을 가지는 것으로 알려져 있다. 환경부에서는 토지이용별 비점오염 유출 특성을 파악하기 위하여 단일토지피복에 대한 모니터링을 오랜 기간 실시하고 있다. 하지만 복합토지피복 유역에서 각 토지이용의 비점오염 기여 특성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 복합토지피복 유역을 대상으로 비점유출 모니터링을 실시하고, 유량가중평균농도 (EMC) 등을 활용해 토지이용에 따른 비점오염원의 유출 특성을 분석하고자 한다. 연구대상지로는 청미천 상류 유역을 선정하였고, 상류에서 하류 방향으로 4개 지점을 모니터링 지점으로 선정하였다. 유역 특성 파악을 위해 GIS를 이용하여 모니터링 지점별 집수구역의 토지이용을 분석하였고, 통계자료를 통해 주거, 축산 등의 유역현황 자료를 구축하였다. 또한 원단위를 이용하여 모니터링 지점별 배출부하량을 산정하였다. 각 모니터링 지점에서 유량 및 수질모니터링을 실시하였으며, 분석된 자료를 바탕으로 BOD, T-N, T-P의 강우사상별 EMC 및 유출부하량을 계산하였다. 모니터링 지점별 EMC는 각 집수구역의 토지이용과 비교하여 분석하였고, 유출부하량은 유역의 토지이용 및 원단위를 이용해 산정한 배출부하량과 비교하여 청미천 상류 유역의 토지이용에 따른 비점오염원 유출 특성을 분석하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 복합토지이용유역에서의 토지이용별 비점유출 영향 분석 및 저감 대책 수립의 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2020

원주시를 비롯한 남한강 지류인 섬강의 중·하류 지역에서의 물 부족 및 수해를 방지를 위하여 남한강 지류인 섬강 유역에 횡성댐이 건설되었다. 그러나 상수원으로 이용되는 타 댐에 비해 횡성댐의 최근 5년간 TOC와 BOD₅의 평균 농도가 높은 것으로 나타났다. 횡성댐 유역의 수질 오염은 원주시와 횡성군의 식수원인 횡성호의 수질에도 악영향을 미치게 되어 이에 대한 개선책이 필요하다. 이에 본 연구에서는 횡성댐 유역의 주요 유입하천을 대상으로 오염원 현황을 파악하고 홍수기 유량·수질 모니터링을 통한 오염원 특성 및 기여도를 분석하였다. 이를 바탕으로 SWAT 모형을 구축한 후 횡성댐 유역 내 주요 우심하천인 구사천과 횡성댐 말단 지역에 대해 적용 가능한 총 5가지의 수질개선 대책 시나리오를 구성하여 유역 모델링을 통한 전체유황, 홍·풍·평수기, 저·갈수기 수질 오염 저감 효과를 분석하였으며, 추가적인 수질개선 대책으로 지역적 특성을 반영하여 오염원별 다양한 관리대책을 제시하였다. 우심하천인 구사천의 경우 마을하수도 설치에 대한 오염부하 저감 효과와 벌목에 대한 오염부하 영향에 대한 시나리오를 모델 내 적용하여 분석하였다. 또한 횡성댐 유역 말단에 대해 비가림시설 및 유출방지턱 설치에 따른 오염부하 저감 효과, 표준시비량 적용 및 농업BMPs(물꼬관리, 완효성비료, 볏짚피복, 초생대)에 따른 오염부하 저감 효과를 분석하였다. 시나리오별 수질개선 효과를 분석한 결과, BOD₅는 최소 0.1 ~ 11.6%의 수질개선 효과가 있었으며, T-N은 0.1 ~ 22.3%, T-P는 0.1 ~ 31.8%, TOC는 0.1 ~ 3.8%의 수질개선 효과가 있는 것으로 나타났다. 각 수질항목별 시나리오를 분석한 결과, 비가림시설 및 유출방지턱과 축산분뇨 위탁처리 시나리오, 경작지 표준 시비량 시비 및 농업 최적관리 적용 시나리오의 오염원 저감 효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 향후 본 연구에서 제시한 오염저감 시나리오와 수질개선 대책 등을 통해 도출된 결과는 횡성댐 유역의 수질 개선을 위한 대책 수립에 기여할 수 있을 것이라고 판단되나, 횡성호 상류유역의 수질개선만 고려했기 때문에 호소 내 수질관리에 대한 후속 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.426-426
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• 2015

무경운 농법은 경작지의 토양을 교란시키지 않고 작물을 재배하는 방법으로, 토양의 물리성 개선과 토양 침식 예방, 생산비 절감 등의 효과가 있어 전 세계적인 인정을 받고 있는 농업기술이다. 그러나 아직까지 무경운의 재배 지속 기간 등 많은 의문이 제기되고 있으며, 국내 환경조건에 맞는 실험적인 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 최적관리기법의 하나인 무경운(No-till)을 적용한 밭의 오염물질 저감효과를 장기적으로 살펴보고자 2011년부터 2014년까지 4년간의 모니터링을 실시하였다. 무경운 농법을 적용하기 위하여 동계피복작물(밀, 보리)을 재배작물 정식하기 전해 겨울에 파종하여 이듬해 6월 말 수확하였다. 이후 7월에서 8월 사이 재배작물(들깨, 무)을 정식하였다. 시비는 2011년에는 축산퇴비, 2012년에는 축산액비 그리고 2013년과 2014년에는 화학비료를 시비하였으며, 매년 경운과 무경운의 시비량은 동일하게 처리하였다. 유출 시험포의 면적은 $150m^2$(폭 5 m, 경사장 30 m)이며, 8개(경사도 3% 4개, 경사도 8% 4개)의 시험포를 조성하여 각각 2개씩 경운(관행)과 무경운을 적용하였다. 모니터링은 재배작물(들깨, 무) 정식 이후부터 작물 수확 전까지 강우사상에 대하여 이루어졌으며, 연구기간동안 총 13회의 강우 사상에 대하여 조사를 실시하였다. 경운대비 무경운 시험포의 평균 오염부하 삭감율을 분석한 결과 경사도 3% 시험포의 경우 BOD는 35.1%, $COD_{Cr}$은 37.4% 그리고 영양염류인 TN과 TP는 각각 36.9%와 33.5%가 삭감된 것으로 조사되었으며, 경사도 8% 시험포의 경우 BOD가 36.4%, $COD_{Cr}$은 45.8%, TN과 TP는 각각 45.5%와 40.6%가 삭감된 것으로 나타났다. 우리나라에서는 경운(관행) 농법이 영농관리 차원에서 대부분 이용되고 있으나, 본 연구 결과에 기초할 때 무경운 농법으로 영농할 경우 강우유출수 및 하천으로 유입되는 비점오염부하를 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2012

비점오염물질은 강우 시 유출되기 때문에 일간, 계절 간 유출량 변화가 대단히 크게 나타나며, 기후, 지형, 토지이용, 토양 등과 지역적인 특성과 유역 형상에 따라 변화되므로 비점오염원 유출량에 대한 정량화를 위해서는 강우지속시간동안 정확한 수질과 유량에 대한 측정 자료가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 비점오염물질에 대해 현장 모니터링 및 현장 실측 관련 기존 연구자료 수집을 통해 중분류 토지피복분류별 원단위를 산정하였다. 또한 특정 유역에 중분류 토지피복 분류별 산정된 원단위를 적용하여 유역기반의 비점오염부하량을 산정 하였다. 대상 유역에 해당하는 하천 말단에서의 실측 자료를 활용하여 유역모형을 구축하고, 강우를 입력 자료로 하여 비점오염 물질별 부하량을 모의 산정하였다. 유역모형으로 HSPF(Hydrologic Simulation Program - Fortran)을 실제 대상유역에 적용하였고, 이에 따른 모의 결과를 실측치와 비교하여 부하량을 산정하였다. 이렇게 모의 산정된 부하량은 실측자료를 기반으로 산정된 원단위의 적용에 따른 부하량과 비교 검토하여 유역에 대한 비점오염원 부하량 산정 시 모형의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 대상유역은 동천유역으로 병성천의 주요 지류로서 유역의 상단에 위치하고 있다. 중분류 토지피복 중 공업지역, 교통지역, 과수원재배지, 비닐하우스재배지, 기타재배지에 대해서는 2008년부터 2010년까지 모니터링을 실시하였고, 이외의 중분류 토지피복에 대한 결과는 수계별 현재까지 진행되고 있는 환경기초조사사업 중 '주요 비점오염원 유출 장기 모니터링'사업의 자료를 활용하였다. 동천유역의 비점오염원 발생부하량을 산정한 결과, BOD 부하량은 대지의 경우 391.4 kg/day로서 중분류 군으로 구분한 결과에 비해 높게 산정되었다. T-N, T-P 발생부하량도 토지피복군이 대분류에서 중분류로 변화됨에 따라 부하량의 차이가 발생 하였다. 또한 동천유역에 대해 구축된 HSPF 모형의 적합도를 시기별 4개의 Case로 구분하여 평가해 보았는데 그 결과, 모형 모의치의 실측치에 대한 적합도가 높게 평가 되었다. 현재 특정 지역에 편중되어 조사되고 있는 중분류 토지피복을 조사 기관간의 교차 조사를 통해 지역적 제한성을 낮추고, 중분류에 속하는 세부피복지점을 확대하여 모니터링 지점의 다양성을 확보하여야 할 것으로 판단된다. 이와 동시에 한시적인 조사가 아닌, 장기간에 걸쳐 연구가 진행 될 경우 원단위에 대한 현재의 불확실성 및 제한성을 줄일 수 있을 것으로 판단되므로, 이러한 기초 자료 확보에 대한 장기적인 투자와 노력이 수반될 시 우리나라에 대표적으로 적용할 수 있는 비점오염원 원단위가 산정될 것으로 생각되며, 이러한 기틀이 마련되어야 비점오염원에 대한 적절한 유역관리방안을 수립할 수 있을 것으로 생각된다.

• 생태와환경
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• 제39권2호통권116호
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• pp.187-197
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• 2006

본 연구는 용담댐 유역 2002 ${\sim}$ 2003년 동안의 모니터링 자료를 이용하여 BASINS/HSPF모형의 보정을 퐁하여 본 모형의 댐 유역관리에 적용성을 검토하였다. 1. BASINS는 유역의 오염현황을 신속하고 용이하게 파악가능하고 예측모형의 입력 자료를 자동적으로 생성해주기 때문에, HSPF와 같은 유역종합 수질모형을 사용자의 목적에 맞게 적용할 수 있었다. BASINS적용을 위한핵심 GIS자료인 유역도와 하천도, DEM, 토지이용도, 수질측정자료 등을 BASINS형식에 맞게 변환 ${\cdot}$ 입력하여그 적용성을 확인하였다. 2.유역단위 오염 부하량을 추정하기 위하여 HSPF모형을 이용해서 모형의 보정 기간인 2002 ${\sim}$ 2003년까지의 유출량 및 수질을 모의 분석하였다. 모의결과 유출량에 대한 모형효율은 높았으나 수질의 경우 보정지점 및 특정항목에서 모형 효율이 상대적으로 낮게 나타나서 보다 상세한 측정자료 확보 및 보정이 필요할 것으로 판단되었다. 하지만 유역이라는 광범위하고 복합적인 특성을 고려해 볼 때 허용한 수 있는 범위의 수질을 묘사한 것으로 판단된다. 3. 용담댐 유역의 부하량 산정결과, 유출량이 1,296.5 $10^6\;m^3\;yr^{-1}$이었고, 각 오염원별로 비점오염부하량이 차지하는 비율은 각각 57.2%, 92.6%, 60.2%정도로 유역내비점오염부하량 비율이 높게 나타났다. 연간 배출되는 비점오염부하량 중 강우기 (6월 ${\sim}$ 9월)에 배출되는 부하량은 55${\sim}$72%로 나타났고, 이 기간 동안의 유출량이 69%임을 고려할 때 오염부하량이 강우 유출량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 수질농도는 유량증가에 따라 비례하여 증가하지 않았고 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 4.본 연구에서는 용담댐 유역에 대한 BASINS/HSPF의 적용성을 검증하였으며, 현재 오염총량계산에 있어서 원단위방법에 의한 오염부하량산정의 개선필요성이 제기되고 있는 상황에서 BASINS/HSPF를 이용한 오염부하량 산정에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.42-42
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• 2020

충남서부권은 기상이변으로 강수량이 적고 가뭄이 심화되고 있는 반면, 신규수원 개발 적지 부족 등 용수공급에 어려움을 겪고 있다. 2015년부터 2016년까지 가뭄시 비상용수공급을 위해 비상도수로를 건설하였다. 이 비상도수로는 보령댐의 가뭄단계 상황기준으로 운영중에 있다. 가뭄단계 상황이 경계단계에 진입하면 도수로를 가동시작하여 관심단계 회복시에 중단하게 된다. 동 연구는 현재 운영중인 보령댐도수로의 가동Rule을 수량(이수안전도), 수질(BOD), 전력비용을 고려하여 시나리오별로(상시도수, 총 도수량대비 25%, 50%, 75%, 100%) 도수할 때 어느 도수 Rule이 수량-수질-에너지 넥서스 측면에서 가장 유리한지를 밝혀 내고자 하였다. 연구에 사용된 기초자료는 보령댐도수로 준공이후 2016년~2019년 도수실적 자료를 이용하였다. 수량(이수안전도) 검토는 MODSIM을 활용하였고, 수질개선효과는 실측 BOD를 기준으로 도수조건별로 오염부하량으로 검토하였다. 전력비용은 금강원수 도수년도별로 산정하여 분석하였다. 추가 연구결과를 통해 가뭄단계 상황기준, 월별 물관리 여건을 고려하여 기준향후 비상도수로 운영에 있어서 수량절량, 수질개선, 전력비용 절감을 기대할 수 있을 것이다.