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문제 정의
- 본 연구에서는 금강 수계에 있는 대청댐을 대상으로 몬순강우에 의한 댐과 그의 하류하천에서 수질 변화 양상을 비교∙분석하였고, 방류량에 따라서 하류하천의 수질 변화 양상을 파악하며, 계절에 따른 수질 변수들 간의 다각적인 상호관계를 파악하고자 시도되었다.
제안 방법
- S1에서 방류량 조절에 따라서 하류하천의 수질변수들의 변화 특성을 알아보기 위하여 월평균 방류량과 하류 하천(S2~S4)의 월평균 수질자료를 이용하여 상관분석을 실시하였다. 분석결과 유기물 오염의 지표로 이용되는 BOD, COD와 영양염류인 TN, TP는 하천수인 S2에서 각각 정 상관관계를 보이다가 하류로 진행되면서 역 상관관계를 나타냈다(Table 1).
- kr)를 이용하였다. 자료 분석에 이용된 수질 변수는 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소량(DO), 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 부유물(SS), 전기전도도(EC)로서 각 수치 값의 시∙공간적 변화양상을 분석 하였다. 강수량, 방류량, 수위 및 방류수 지점의 수질자료는 한국수자원공사 수자원관리종합정보시스템(WAMIS)의 댐 수문자료(2000~2007년)의 자료를 획득하여 자료를 분석하였다.
- 대청댐 방류량과 하류하천의 수질변수들과의 상호관계를 알아보기 위하여 8개의 수질항목(수온, pH, DO, BOD, COD, TN, TP, SS, EC)과 방류량에 대한 상관분석 (Pearson’s correlation analysis)을 실시하였다. 획득한 수질자료는 지점별 변이를 파악하기 위하여 각 지점별로 분석 하였으며, 또한 몬순강우에 의한 계절적 변이를 파악하기 위하여 5~6월을 몬순 전기(Premonsoon), 7~8월은 몬순기(Monsoon), 9~10월을 몬순 후기(Postmonsoon)로 대별하여 분석하였다. 통계처리는 SPSS (Version 12.
대상 데이터
- 자료 분석에 이용된 수질 변수는 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소량(DO), 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 부유물(SS), 전기전도도(EC)로서 각 수치 값의 시∙공간적 변화양상을 분석 하였다. 강수량, 방류량, 수위 및 방류수 지점의 수질자료는 한국수자원공사 수자원관리종합정보시스템(WAMIS)의 댐 수문자료(2000~2007년)의 자료를 획득하여 자료를 분석하였다. 현장 지점은 대청댐의 바로 앞에 있는 1개 지점(S1)과 하류 하천인 금강 본류 3개 지점(S2~S4)을 선정하였으며, 각 지점의 세부사항은 다음과 같다(Fig.
- 금강과 대청호의 이, 화학적 수질 자료를 분석하기 위하여 2000년 1월부터 2007년 12월까지 3개 지점(S1~ S4)에서 측정된 환경부에서 운영하는 물환경정보시스템의 월별자료(http://water.nier.go.kr)를 이용하였다. 자료 분석에 이용된 수질 변수는 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소량(DO), 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총질소(TN), 총인(TP), 부유물(SS), 전기전도도(EC)로서 각 수치 값의 시∙공간적 변화양상을 분석 하였다.
- 본 연구 대상수계인 대청댐은 금강 중류에 용수확보와 에너지 공급을 목적으로 건설된 댐으로서, 1975년 3월에 공사를 착수하여 1980년 12월에 완공되었으며, 댐 하류 지역의 홍수피해를 경감시키고, 중부권의 생활용수와 공업용수를 공급하며, 연간 2억 4천만 kw의 전기를 생산하여 중부권의 수자원과 에너지를 제공하고 있다. 이러한 대청호는 댐이 건설된 이후 남조류 수화 현상이 보고(김 등, 1984) 된 이래 오염원 및 환경요인 조사, 생물을 대상으로 한 생태학적 연구, 수질 예측 기법 등, 다양한 분야와 방법으로 진행되어 오고 있다.
- 강수량, 방류량, 수위 및 방류수 지점의 수질자료는 한국수자원공사 수자원관리종합정보시스템(WAMIS)의 댐 수문자료(2000~2007년)의 자료를 획득하여 자료를 분석하였다. 현장 지점은 대청댐의 바로 앞에 있는 1개 지점(S1)과 하류 하천인 금강 본류 3개 지점(S2~S4)을 선정하였으며, 각 지점의 세부사항은 다음과 같다(Fig. 1).
데이터처리
- 대청댐 방류량과 하류하천의 수질변수들과의 상호관계를 알아보기 위하여 8개의 수질항목(수온, pH, DO, BOD, COD, TN, TP, SS, EC)과 방류량에 대한 상관분석 (Pearson’s correlation analysis)을 실시하였다.
성능/효과
- TN : TP ratio는 총인(TP)과의 상관분석 결과, S1 (r=-0.74, p⁄0.01)과 S4 (r=-0.63, p⁄0.01)에서 각각 높은 역 상관관계를 보였으나 총질소(TN)와는 S1 (r=0.16), S4 (r=0.01)는 낮은 상관관계를 보여 N : P 비가 총인의 변동 폭에 의해 주로 조절되는 것으로 나타났다 (Fig. 8).
- 0℃)를 보였다. 대청댐 방류 후 수온은 하류 하천으로 갈수록 평균 수온이 상승하였으며, S1과 S4의 평균 기온이 1.2℃의 차이를 보이는 것으로 나타났다(Fig. 3). 본 연구기간 동안 평균 수온은 13.
- 수온, DO, 전기전도도는 방류량과의 상관분석 결과 지점별로 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 하절기 집중강우는 대청호 수질분포에 영향을 주며, 대청호의 방류량은 하류하천의 영양염류 및 오염물질의 농도에 영향을 주는 것으로 나타났다.
- S1에서 방류량 조절에 따라서 하류하천의 수질변수들의 변화 특성을 알아보기 위하여 월평균 방류량과 하류 하천(S2~S4)의 월평균 수질자료를 이용하여 상관분석을 실시하였다. 분석결과 유기물 오염의 지표로 이용되는 BOD, COD와 영양염류인 TN, TP는 하천수인 S2에서 각각 정 상관관계를 보이다가 하류로 진행되면서 역 상관관계를 나타냈다(Table 1). 이는 S1에서 방류량 증가로 인하여 상대적으로 오염물 및 영양염류(BOD, COD, TN, TP)의 농도가 낮은 S2의 일시적인 농도 증가를 보이지만, 농도가 높은 하류로 진행될수록 희석효과에 의하여 나타난 것으로 사료된다.
- 한편, 총 부유물질(SS)과 방류량의 상관관계는 S3에서 낮아지는데 이는 S2와 S3사이에 위치하고 있는 역조정지댐(Regulating reservoir)의 영향으로 사료된다. 수온, DO, 전기전도도는 방류량과의 상관분석 결과 지점별로 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 하절기 집중강우는 대청호 수질분포에 영향을 주며, 대청호의 방류량은 하류하천의 영양염류 및 오염물질의 농도에 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 수환경에서 부영양화의 지표로 널리 쓰이는 총질소(TN)는 연평균 2.34 mg L-1을 나타냈고, 범위는 0.01~8.12 mg L-1로 나타났으며, 변화양상은 지점별로 큰 차이를 보여, 지점에 따라 유기물 오염이 큰 것으로 나타났다. 호수내의 지점(S1)은 장마기인 8월에 최고값(1.
- 용존 산소(DO)의 농도 분포는 수온의 변화와 역 상관관계(r=-0.64, p<0.01)를 보였다(Fig. 3).
- 유기물 오염의 지표로 이용되는 BOD 및 COD의 연평균 농도 및 범위는 각각 1.3 mg L-1(범위: 0.1~5.1 mg L-1) 및 3.7 mg L-1(범위: 0.5~8.5 mg L-1)로 나타나, BOD 는 환경부 수질기준에 의거해 Ib 등급, COD는 II등급으로 평가되었다. 월별 분석에 의하면 BOD의 농도변화는 지점별로 큰 차이를 보였다.
- 즉 호수수(S1)와 최하류 하천수(S4)에서의 총인의 변이는 N : P 비의 변이를 각각 89% (R2=0.89, p<0.001, F=765.8), 52% (R2=0.52, p<0.001, F=100.8)로 까지 설명하는 것으로 나타나 총질소에 비해 상관성이 높은 것으로 나타났다(Fig. 8).
- , 2002)을 보였다. 총 연평균 방류량은 47,689 m3 s-1로써 7~9월 동안 연간 총 방류량의 55% 이상의 물을 방류하여 강우량과 밀접한 상관성을 보였다. 연도별로 2000, 2002, 2007년은 여름철 방류가 8~9월에 집중되었으며, 2001년 및 2003~2006년 기간은 7~8월에 집중되었다.
- 9 μg L-1)를 가져오는 것으로 판명되었다. 총질소: 총인 비율(TN : TP mass ratio)의 월별 분석에 따르면, 호수물에서 N : P 값은 월평균 110로 갈수기에 평균값이 146 (122.9~161.3)에서 풍수기(8~10월)에 평균값이 54(50~57)로 낮아지다 점차 증가하는 것으로 나타났다. 반면 S4는 월평균 26.
- 호수 및 그의 하류하천에서 pH의 연 평균값은 7.6, 변이 폭은 7.4~7.9로서 거의 변화하지 않는 것으로 나타났다. pH는 강우가 많이 내린 2003년에 소폭 상승하였으며, 시간이 지날수록 점차 증가하는 양상을 보였다(Fig.
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