본 연구는 금강의 조류 성장에 대한 제한영양소와 수질에 영향을 미치는 주요 지류를 파악하고 수질개선을 위한 관리대안을 제시하는 것을 목적으로 수행되었다. 금강 대청댐 하류에 위치한 5개 수질측정소에서 약 8년간(2013~202) 환경부의 물환경정보시스템(water.nier.go.kr)과 수자원관리정보시스템(wamis.go.kr)에서 14개의 수질항목의 자료를 분석하였다. 금강의 4대강 수중보 수문 개방 시 TP(총인)와 수온은 하천 하류의 조류 성장에 큰 영향을 미친다. 본 연구에는 수질변수간의 상관관계를 규명하고 금강의 조류 성장에 영향을 미치는 중요인자를 파악하고자 하였다. 최하류에 위치한 백제보수질측정소(WQ5)에서 TP와 수온은 Chl-a와 특별히 높은 상관관계를 보여 조류 번식에 상당한 영향을 미친다는 것을 나타냈다. 또한 본 연구에서는 금강의 양대 지류인 갑천과 미호천의 주요 오염원을 식별하고 우선순위를 지정하기 위해 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA) 방법을 이 적용하였다. PCA방법을 이용하여 갑천과 미호천의 수질에 영얗ㅇ을 미치는 3대 오염원을 각각 파악하였다. 갑천의 경우 폐수처리장과 도시·농업 오염이 주요 오염원으로, 미호천의 경우 농지, 도시, 산림이 주요 오염원으로 각각 확인되었다. PCA는 금강 및 그 지류의 수질오염원을 구체적으로 파악하는 데 효과적인 것으로 판단되어 수질관리 전략의 효율을 제고하는 데에, 활용될 수 있을 것으로 보인다.
Natural organic matter(NOM) is defined as the complex matrix of organic material and abundant in natural waters. It affects the performance of unit operations for water purification. Several kinds of analytical indicators such as DOC, specific ultraviolet absorbance(SUVA), apparent molecular weight (AMW), fractionation and high performance size exclusive chromatography(HPSEC) have been used to understand characteristics and variations of NOM. This study aims to evaluate the characteristics of NOM in the Geum River system comprising with stream flows and reservoirs. It was identified that SUVA denoting the portion of humic substance in water ranged within 1.60~3.36. Using resin adsorbents, dissolved organic carbon(DOC) was fractionated into three classes: hydrophobic bases(HOB), hydrophobic acids(HOA) and hydrophilic substances(HI). HI dominates in all samples, collectively accounting for more than 62% of the DOC. HOA was the second dominated fraction and it varied considerably but accounted for about 30% of the DOC. The distribution of high molecular weight(HMW) measured by HPSEC being used to determine the molecular weight distribution of aquatic humic substances was 40.1% and 38.7% in reservoir and stream flow, respectively. The distribution of low molecular weight(LMW) in stream flow was 13.2% higher than that in reservoir. And apparent molecular weight less than 1KDa, which include the molecular weight of hydrophilic organic matter, occupied with 69.2% and 68.2% in stream flow and reservoir, respectively. While the molecular weight of 1 to 100 KDa including humic substances ranged with 18.6% and 21.6% in stream flow and reservoir, respectively. Seasonal variation of refractory dissolved organic carbon was similar to that of SUVA.
본 연구는 금강 하구 관리에 대한 합리적 결론을 도출하기 위하여 하구의 환경가치를 추정하였다. 추정 방법은 하구의 세부적인 속성을 평가하기 위하여 다속성 효용이론에 근거한 조건부 가치측정법을 적용하였다. 또한 하구 인근지역(전북, 충남) 400가구와 전국 13개 광역지자체(전북, 충남, 제주도 제외)지역 600가구를 무작위로 추출하여 일대일 개별면접을 통해 금강 하구 관리방안에 대해 얼마나 지불할 의사가 있는지를 조사하였다. 응답자들은 전반적으로 조건부 시장을 잘 받아들였으며, 가구당 연 평균 지불의사액은 금강하구 인근지역의 경우 1,497원, 전국 13개 광역지자체 지역의 경우 4,343원으로 분석되어 지역에 따라 큰 차이가 났다. 이 값을 해당 지역의 모집단으로 확장한 결과, 각각 연간 21.3억 원 및 701.5억 원이었다. 이러한 정량적인 값은 금강 하구관리 정책에 대한 합리적인 의사결정에 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.
The various environmental problems that we face on today are basically about environmental quality. Since early 1960s affluent material was produced because of remarkable economic growth by many cooperations. However, for the lack of environmental policy, environmental pollutions has been serious. The central government should transfer the producing and consuming structure to environmental affinity through the regulations for developing Korea as a model of environmental nation which takes an active part in global environmental programme and in which the environment and economy are well harmonized. Moreover, the central government should take the lead in prevention of environmental pollution through the direct policies such as strengthening the discharge limit or setting up environmental basic institutions by securing budget for conserving environment. This thesis emphasize on the public institution among many environmental basic institutions for environmental anti-pollution project. It will find the problems with running those institutions, and will suggest the preview of improvement. Also, it is necessary to investigate of variation trend for inflow and pollutant loading to environmental infrastructure as increased of the diffusion rate as established and maintenance of sewer system. The purpose of this study is to investigate for inflow and pollutant loading to environmental infrastructure, and also to provide the method of efficiently maintenance and management. The results obtained were summarized as follows; 1. Survey of actual condition on operation and management of environmental infrastructure was evaluated the propriety of treatment process and problem of plant management. 2. Analysis of pollutant loading contribution for river system of environmental infrastructure with data analysis of water quality measuring network. 3. To investigate on case study for efficiently maintenance and management of environmental infrastructure. The result on this study was provide the method of efficiently maintenance and management with survey for establish and repair of sewer system and survey of actual condition on operation and management of environmental infrastructure in the water area of discharge to Geum River System. Application as guideline for establish and management of environmental infrastructure, and management of Geum River System. Also, application for preliminary data for fulfill-assess of total effluent regulation of water pollution.
본 연구는 금강 수계 주요 지류인 미호천수계를 대상으로 수계의 공간적 특성을 조사하고, 수질분석과 통계분석을 이용하여 수질에 영향을 주는 주요인을 파악하였다. 조사 대상은 미호천 수계의 본류에서 수질측정망을 운영 중인 7개 지점으로 선정하였고, 2012년부터 2017년까지 6년간 측정망 수온 등 16개 항목, 기상자료 등을 사용하여 다변량 통계분석을 실시하였다. 수질 분석 결과, 유기물질 지표인 BOD와 COD의 6년간 평균 농도는 환경부 수질 및 수생태계 생활환경기준(하천)과 비교하여 III등급(보통)으로 나타났다. 지점별 비교 결과 질소계열과 인계열의 농도는 상류 지점에서 가장 높게 나타났으며, 이후 감소하는 경향을 보이다 수리적, 지형적 영향으로 다시 증가하는 것으로 나타났다. 공간 및 수질 특성을 고려한 계층적 군집분석 결과, 총 3개의 군집으로 평가되었으며, 수계에 유입되는 오염원의 영향이 큰 것으로 나타났다. 각 군집과 본류 전체를 대상으로 실시한 주성분 및 요인분석 결과, 각각 3~4개의 주성분이 추출되었다. 요인분석 결과 제1요인은 본류와 Cluster1,3에서 질소계열 요인과 계절적 요인, Cluster2에서 질소계열 요인과 수온으로 나타나 미호천 수계의 수질에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 질소계열의 농도인 것으로 나타났다.
하천부지의 이용, 개간사업 및 하천을 공학적 측면에서 지속관리해야 된다는 이론이 활발해 짐에 따라 하천형태학의 연구가 주목을 받게 되었다. 그 가운데서도 하천의 사행에 관한 문제는 가장 중요함을 인정받았다. 그러므로 사행특성의 분석에서 많은 이상적인 모델을 사용하였는데 이와 같은 이상적이 모델에 의해 얻어진 자료나 기하학적 변수의 결정방법은 개인의 선호에 의해 달라지는 수가 많다. 본 연구에서는 수로형태의 모델화에 의한 부합리를 제거하기 위하여 통계적인 방법을 사용하였으며 새로운 사행특성 분석방법인 선형 일반화 알고리즘에 의한 수로모델을 사행특성 분석에 사용하였다. 그 결과 곡율의 분산정도가 사행밀도를 판별해주는 지수가 됨을 알았고, 첨연도는 임의수로 내에서 직선수로의 특성을 표시하는 척도가 됨을 알 수 있었다. 특히 선형 일반화 알고리즘에 의한 수로모델은 사행특성을 분석하는데 좋은 모델이 됨을 나타내 주었다.
In Korea, groundwater quality is monitored through National Groundwater Quality Monitoring Network (NGQMN) administered by Ministry of Environment. For a given contaminant, compliance to groundwater quality standards is assessed on a annual basis by monitoring the number of incidents that concentration exceeds the regulatory limit. However, this approach provides only a fractional information about groundwater quality degradation, and more crucial information such as location and severity of the contamination cannot be obtained. For better groundwater quality management on a watershed, a more spatially informative and intuitive method is required. This study presents two statistical methods to convert point-wise monitoring data into information on groundwater quality status of a watershed by using a proposed grading scale. The proposed grading system is based on readily available reference standards that classify the water quality into 4 grades. The methods were evaluated with NO3-, Cl-, and total coliform data in Geum River basin. The analyses revealed that groundwater in most watersheds of Geum River basin is good for domestic or/and drinking with no treatment. But, there was notable quality degradation in Bunam seawall and So-oak downstream standard watersheds contaminated by NO3- and Cl-, respectively.
The stream morphological characteristics of a basin have important influence upon the analysis of runoff. In this study, the laws of stream morphology-the law of average stream fall and the law of least rate of potential energy expenditure-which were derived based on the analogy of entropy in thermodynamics are introduced and their validity is analysised with the data taken from the topographic maps covering the whole Geum River system. The first law is the Law of Average Stream Fall which states that under the dynamic equilibrium condition the ratio of average fall between any two different order stream in the same river basin in unity. The second law is the law of least rate of energy expenditure which states that all natural streams are intended to choose their own course of flow such that the rate of potential energy loss per unit mass of water this course is a minimum. The parameters representing the morphological characteristics of 13 tributaries in the Geum River system such as stream bifurcation ratio and stream concavity were Computed from the Horton-Strahler's laws and are used to check the law of average stream fall. The result showed that the law of average stream fall agrees reasonably well with law of Horton-Strahler. Concavity of a river basin is shown to be the determinative factor to the formation of a stream system. Concavity of a river basin is shown to be the determinative factor to the formation of a stream system. Based on Horton's Law and the law of average stream fall, longitudinal stream profiles can be calculated.
본 연구에서는 금강의 생태계에 영향을 끼쳤을 가능성이 있는 주요 개발 및 관리 활동들을 기초로 하여 생태수 문학적인 하천평가 시나리오 구성을 위한 개념모델을 제시하였다. 또한 생태수문학적 하천평가를 위하여 여러 지원 프로그램과 함께 유역물수지 모델인 KModSim과 하천생태분석 모델인 RAP을 이용한 분석방법을 개발하였다. 용담댐과 대청댐의 건설 및 운영에 따라 예측되는 유황변화를 분석하기 위하여 다양한 시나리오에 따른 수문분석을 실시한 결과에 의하면, 수통 및 공주지점에서 초과시간 10%에 해당하는 "Percentile 10" 값은 각각 20.5%, 8.0% 감소한 반면, "Percentile 90" 값은 각각 156.3%, 340.8%나 증가하여 저유량의 변화가 크게 나타났으며, 이는 한국의 비조절하천의 특징인 큰 유황변동율을 감소시킨 것으로 나타났다. 후속 논문에서는 생태-수문학적 분석결과를 제시 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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