[논문]대청호의 시공간적 수질 변화 특성 및 호수내 유입지천의 영향

김경현; 이재훈; 안광국

대청호의 시공간적 수질 변화 특성 및 호수내 유입지천의 영향
Spatio-temporal Fluctuations with Influences of Inflowing Tributary Streams on Water Quality in Daecheong Reservoir 원문보기

한국하천호수학회지= Korean journal of limnology, v.45 no.2, 2012년, pp.158 - 173

김경현 (충남대학교 생명시스템과학대학 생물과학과) , 이재훈 (충남대학교 생명시스템과학대학 생물과학과) , 안광국 (충남대학교 생명시스템과학대학 생물과학과)

초록
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본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석해 시 공간적 변이를 파악하고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상류역에서 댐(M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 호수내 유수대(M1~M3), 전이대(M4~M6) 및 정수대(M7)의 TN과 TP는 외국 인공호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 패턴을 보였다. 반면, 호수내 유기물 지표로서 엽록소(CHL)와 BOD는 TN과 TP의 구간별 연속적 감소 패턴과는 달리 전이대에서 최고치를 보였다. 유수대에서는 몬순 집중강우기인 8월에 TP가 377 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였으나, 정수대에서는 7월에 165 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였다. 한편, 유수대의 TN은 3월 최대치(8.52 $mg\;L^{-1}$)를 보였으며, 정수대의 TN은 본류에 비해 상대적으로 낮은 수치를 보였고, 최대치는 8월 (3.76 $mg\;L^{-1}$)에 관측되었다. 집중강우에 의한 이온희석현상은 9~10월에 극명하게 나타났다. 호수내 제한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다. 호수내로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천(T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다. 호수의 경험적 모델 분석에 다르면, 호수내에서 CHL의 변이는 유수대($R_z$: $R_2$=0.044, p=0.264)와 전이대 ($T_z$: $R_2$=0.126, p=0.054)에서 TN에 의해 통계학적 유의성을 보이지 않았으나, 정수대($L_z$)에서 질소는 조류 생장에 억제효과($R_2$=0.458, p=0.032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 유입 지천($I_w$)의 TN은 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고($R_2$=0.258, p=0.110), 유입 지천($I_w$)의 TP는 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다 ($R_2$=0.567, p=0.005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objectives of this study were to analyze the longitudinal gradient and temporal variations of water quality in Daecheong Reservoir in relation to the major inflowing streams from the watershed, during 2001~2010. For the study, we selected 7 main-stream sites of the reservoir along the main axis of the reservoir, from the headwater to the dam and 8 tributary streams. In-reservoir nutrients of TN and TP showed longitudinal declines from the headwater to the dam, which results in a distinct zonation of the riverine ($R_z$, M1~M3), transition ($T_z$, M4~M6), and lacustrine zone ($L_z$, M7) in water quality, as shown in other foreign reservoirs. Chlorophyll-a (CHL) and BOD as an indicator of organic matter, were maximum in the $T_z$. Concentration of total phosphorus (TP) was the highest (8.52 $mg\;L^{-1}$) on March in the $R_z$, and was the highest (165 ${\mu}g\;L^{-1}$) in the $L_z$ on July. Values of TN was the maximum (377 ${\mu}g\;L^{-1}$) on August in the $R_z$, and was the highest (3.76 $mg\;L^{-1}$) in the $L_z$ on August. Ionic dilution was evident during September~October, after the monsoon rain. The mean ratios of TN : TP, as an indicator of limiting factor, were 88, which indicates that nitrogen is a surplus for phytoplankton growth in this system. Nutrient analysis of inflowing streams showed that major nutrient sources were headwater streams of T1~T2 and Ockcheon-Stream of T5, and the most influential inflowing stream to the reservoir was T5, which is located in the mid-reservoir, and is directly influenced by the waste-water treatment plants. The key parameters, influenced by the monsoon rain, were TP and suspended solids (SS). Empirical models of trophic variables indicated that variations of CHL in the $R_z$ ($R^2$=0.044, p=0.264) and $T_z$ ($R^2$=0.126, p=0.054) were not accounted by TN, but were significant (p=0.032) in the $L_z$. The variation of the log-transformed $I_r$-CHL was not accounted ($R^2$=0.258, p=0.110) by $I_w$-TN of inflowing streams, but was determined ($R^2$=0.567, p=0.005) by $I_w$-TP of inflowing streams. In other words, TP inputs from the inflowing streams were the major determinants on the in-reservoir phytoplankton growth. Regression analysis of TN : TP suggested that the ratio was determined by P, rather than N. Overall, our data suggest that TP and suspended solids, during the summer flood period, should be reduced from the eutrophication control and P-input from Ockcheon-Stream should be controlled for water quality improvement.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 대청호 내의 본류 수역에서 장기간의 연별 수질 변이 특성을 분석하고, 호수내에서의 상하류에 따른 유수대 (Riverine zone), 전이대 (Transition zone), 정수대 (Lacustrine zone)의 공간 이질성 및 몬순강우의 특성에 따른 계절적 변이 특성을 평가하였다. 또한, 대청호로 유입되는 주요 지천을 선정하고 각각의 유입지점에 대한 영양염류 (TN, TP) 농도를 평가하여 이에 따른 지천에 의한 호수 수질영향 특성을 평가해 대청호의 수질개선 방안을 마련을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입 지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석해 시ㆍ공간적 변이를 파악하고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상류역에서 댐 (M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으로 감소하는 경향을 보였다.
본 연구에서는 대청호 내의 본류 수역에서 장기간의 연별 수질 변이 특성을 분석하고, 호수내에서의 상하류에 따른 유수대 (Riverine zone), 전이대 (Transition zone), 정수대 (Lacustrine zone)의 공간 이질성 및 몬순강우의 특성에 따른 계절적 변이 특성을 평가하였다. 또한, 대청호로 유입되는 주요 지천을 선정하고 각각의 유입지점에 대한 영양염류 (TN, TP) 농도를 평가하여 이에 따른 지천에 의한 호수 수질영향 특성을 평가해 대청호의 수질개선 방안을 마련을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

제안 방법

자료 분석에 이용된 수질 변수는 생물학적 산소요구량(Biological oxygen demand, BOD), 화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand, COD), 총인(Total phosphorus, TP), 총질소(Total nitrogen, TN), 부유물 (Suspended solids, SS), 전기전도도 (Electric conductivity, EC) 및 엽록소 (Chlorophyll-a, CHL)이며, 영양염류의 자료를 이용해 TN : TP 비를 산정하여 제한 영양염류 특성 및 각 수질 변수 수치의 시ㆍ공간적 변화양상을 분석하였다. 대청호 연 강우량의 2/3이상이 장마기(집중강우기)에 집중된다는 보고(Bae et al., 2007; Park and An, 2007)와 강우에 따라 유출되는 오염 물질 부하가 증가함을 설명한 선행 연구 결과 (Sartor and Buchberger, 1997; Kim and Kim, 2004)를 고려하여 수질 자료는 집중강우전기(Premonsoon, P_r : 5~6월), 집중강우기(Monsoon, M_o : 7~8월), 집중강우후기(Postmonsoon, P_o : 9~10월)로 구분하여 계절에 따른 수질특성을 분석하였다.
또한, 대청호 및 금강본류 7개 지점을 댐으로부터 거리에 가장 멀고 수심 5 m이내의 비교적 상류지역에 위치하는 유수대(Riverine zone, R_z: M1~M3), 호수 중류지역에 위치하며 수심 5~30 m의 전이대(Transition zone, T_z: M4~M6), 댐에서 가장 가깝고 수심도 30 m 이상 되는 하류지역에 해당하는 정수대(Lacustrine zone, L_z: M7)로 구분하여 공간적 수질특성을 분석하였다 (Bae et al., 2007). 또한, 지천이 유입되는 만입 수역 하천 (Tributary Streams, T: T1~T8)의 연ㆍ월별 수질특성을 분석해 지류의 유입에 의한 대청호의 수질 변화양상을 분석하였다.
, 2007). 또한, 지천이 유입되는 만입 수역 하천 (Tributary Streams, T: T1~T8)의 연ㆍ월별 수질특성을 분석해 지류의 유입에 의한 대청호의 수질 변화양상을 분석하였다. 유입 지천에서 측정된 총질소 (TN), 총인 (TP)이 호수 내의 엽록소(CHL) 및 TN : TP비에 미치는 영향 분석하기 위해 로그 전환 (Log-transformation)하여 선형화한 후, SPSS 통계 패키지 (Windows version 18.
대청호의 이화학적 수질 자료를 분석하기 위하여 2001년 1월부터 2010년 12월까지 10년간의 본류 및 유입지천에 설정된 총 15개 지점에서 측정된 환경부의 물환경 정보시스템 자료를 이용하였다. 자료 분석에 이용된 수질 변수는 생물학적 산소요구량(Biological oxygen demand, BOD), 화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand, COD), 총인(Total phosphorus, TP), 총질소(Total nitrogen, TN), 부유물 (Suspended solids, SS), 전기전도도 (Electric conductivity, EC) 및 엽록소 (Chlorophyll-a, CHL)이며, 영양염류의 자료를 이용해 TN : TP 비를 산정하여 제한 영양염류 특성 및 각 수질 변수 수치의 시ㆍ공간적 변화양상을 분석하였다. 대청호 연 강우량의 2/3이상이 장마기(집중강우기)에 집중된다는 보고(Bae et al.
T5 옥천천은 옥천 하수종말처리장이 인근에 위치하고 있다. 최하류인 T8은 품곡천으로서 댐에서 가장 가까운 유입하천 중 하나를 지점으로 선정하여 유입지천의 영향을 평가 하였다.

대상 데이터

1). M1은 대청호의 댐을 기점으로 하여 최상류의 영동군에 위치한 호수내 지점을 선정하였으며, M2~M5은 전부 충청북도 옥천군에 위치하고 있으며, M6는 충청북도 보은군 회남면에, M7은 충청북도 청원군 문의면에 위치한 대청호의 대청댐 바로 앞 지점을 선정하였다. 한편, 호수로 유입하는 지천은 T1에서 T8으로, T1은 대청호 최상류에 위치한 봉황천 유입지점에 위치하며, T2 영동천은 상류부에 논공단지가 설치되어 있으며 T3 초강천은 주변이 대부분 숲으로 둘러 싸여 있는 지점으로 인근에 군부대가 위치하고 있는 지점이다.
1. The study sites of Daecheong Reservoir (M1 to M7) and its tributaries (T1 to T8).
대청호의 이화학적 수질 자료를 분석하기 위하여 2001년 1월부터 2010년 12월까지 10년간의 본류 및 유입지천에 설정된 총 15개 지점에서 측정된 환경부의 물환경 정보시스템 자료를 이용하였다. 자료 분석에 이용된 수질 변수는 생물학적 산소요구량(Biological oxygen demand, BOD), 화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand, COD), 총인(Total phosphorus, TP), 총질소(Total nitrogen, TN), 부유물 (Suspended solids, SS), 전기전도도 (Electric conductivity, EC) 및 엽록소 (Chlorophyll-a, CHL)이며, 영양염류의 자료를 이용해 TN : TP 비를 산정하여 제한 영양염류 특성 및 각 수질 변수 수치의 시ㆍ공간적 변화양상을 분석하였다.
본 연구대상 호수인 대청호는 한강, 낙동강에 이어 우리나라에서 3번째로 큰 강인 금강 수계에 놓여있으며, 저수면적 72.8 km², 호수길이 80 km, 저수량 15억 톤의 우리나라에서 3번째 규모의 호수이다. 유역 내 연평균 강우량 1,230 mm, 총 유입량 95.
본 연구에서 분석된 자료의 조사지점은 본류수계 7개 지점 (M1~M7) 및 대청호로 유입되는 금강의 지천 8개 (T1~T8)를 대상으로 하였으며, 세부 지점은 다음과 같다(Fig. 1). M1은 대청호의 댐을 기점으로 하여 최상류의 영동군에 위치한 호수내 지점을 선정하였으며, M2~M5은 전부 충청북도 옥천군에 위치하고 있으며, M6는 충청북도 보은군 회남면에, M7은 충청북도 청원군 문의면에 위치한 대청호의 대청댐 바로 앞 지점을 선정하였다.

데이터처리

또한, 지천이 유입되는 만입 수역 하천 (Tributary Streams, T: T1~T8)의 연ㆍ월별 수질특성을 분석해 지류의 유입에 의한 대청호의 수질 변화양상을 분석하였다. 유입 지천에서 측정된 총질소 (TN), 총인 (TP)이 호수 내의 엽록소(CHL) 및 TN : TP비에 미치는 영향 분석하기 위해 로그 전환 (Log-transformation)하여 선형화한 후, SPSS 통계 패키지 (Windows version 18.0; SPSS, 2009)를 이용해 Park and An (2007) 및 An et al. (2008)에 따른 회귀분석 및 부영양화지수의 경험적 모델 (Empirical model)을 분석하였다.

성능/효과

BOD는 강우에 따른 변동은 적은 것으로 나타나 An and Yang (2007)의 연구와 유사한 결과를 보였다. TN : TP 비는 집중강우 전기 및 집중강우 기간에는 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였으며, 집중강우 후 하류의 수치가 하락하는 경향을 보였다. 집중강우 이후 상류에서는 TN : TP 비가 증가 하였는데, 이는 기존의 타 연구들처럼 강우 감소에 따라 유입인 농도가 감소한 결과로 나타났다 (Downing and McCauley, 1992).
(2003) 및 Kimmel and Groeger (1984)이제시한 바와 같이 조류의 1차 생산력에 직접적 영향을 미치는 광 조건 (Available light)의 향상으로 기인된 것으로 사료된다. TN : TP 비를 제외한 모든 변수는 금강 상류역 (M1~M3)에 비해 하류역으로 갈수록 감소하는 경향을 보여 Kimmel and Groeger (1984)가 제시한 인공호의 상하류 간의 공간이질성 (Longitudinal gradient) 가설과 일치하였으나, 상류역 (M1~M3)에서는 상대적으로 불규칙한 수치 변이를 보였다. 이는 호소성 특징을 뚜렷하게 보이는 M4~M7지점과는 달리 상류역 (M1~M3)는 하천 성향을 보이고 있는 것으로 사료되어 중하류역과는 수리ㆍ수문학적 특성 차이가 뚜렷하게 나타났다.
강우에 의한 TN의 감소 현상은 Kim and An (2010)의 연구결과에서 제시한 바와 같이 강우에 의한 질소농도의 희석효과로 인한 현상으로 추정되지만 본 연구에서는 명확하게 나타나지는 않았다. TP는 대청호 상류에서 하류로 갈수록 농도구배 (Longitudinal gradient) 현상이 뚜렷하고, 집중강우기인 7, 8월에 TP 유입이 최고치에 달하며, 집중강우 후 강우량 감소에 따라 인의 농도도 함께 감소하는 모습을 보여, 인 농도는 질소에 비해서 강우에 의한 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 전반적으로 TP와 TN 과 같은 영양염류의 수치가 상대적으로 높았던 상류, M1~M3에 비해 중류, M4~M6에서 수치가 높은 것으로 나타났고, 이는 앞에서 제시한 바와 같이 상류에서 빠른 유속 때문에 인의 수체류시간이 감소하여 용존성 인(Dissolved phosphorus)가 감소하고, 조류가 이용 불가능한 입자성 인(Particle phosphorus)의 농도가 높아졌기 때문에 상대적으로 중류에 비해 엽록소의 양이 적게 나타난 것으로 판단된다 (Park et al.
한편, 대청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.
이와 반대로 전이대에서는 유속이 느려지고, 무기성 부유물 농도가 감소하면서 광조건이 회복되고 이에 따라 조류 생체량도 최대값을 보였다. 또한 사멸된 조류 및 유기물에 대한 미생물의 활동도 전이대에서 활발해져 BOD가 상승하는 것으로 사료된다. 대청댐 부근의 정수대에서는 투명도는 증가하였으나 TP가 가장 낮게 나타났는데, 이로 인한 인결핍현상 (P-limitation)에 따라 식물성 플랑크톤 생장이 감소하여 엽록소 농도가 낮아진 것으로 판단된다 (Bae et al.
호수내 제한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다. 호수내로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천(T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다.
본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소 (N) 및 인 (P)의 농도는 호수대 내에서 상류 (M4)에서 댐 (M7)으로 갈수록 점진적으로 거리에 따라 감소하는 경향을 보였다(Fig. 2). 이런 특성은 Han et al.
본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입 지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석해 시ㆍ공간적 변이를 파악하고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상류역에서 댐 (M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 호수내 유수대(M1~M3), 전이대(M4~M6) 및 정수대(M7)의 TN과 TP는 외국 인공호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 패턴을 보였다.
3개의 각각 다른 Zone 별 TN과 TP는 외국 인공호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 특성을 보였다 (Kimmel and Groeger, 1984). 영양염류 (TN, TP)는 종적 구배에 따라 유수대에서 정수대로 가면서 뚜렷하게 감소하고 있는 것으로 나타났다. 한편, 수계내 유기물 지표인 CHL 및 BOD는 정수대에서 가장 높게 나타나고 있었다(Fig.
대청호의 지점들에서 CHL 농도 수치에 의거한 영양도 (Trophic state)평가에 따르면, US EPA (1976) 및 OECD (1982)의 CHL 부영양 (Eutrophic)호의 분류 기준인 25 μg L^-1 및 10 μg L^-1보다 낮게 나타나 중영양호 (Mesotrophy)로 판정되었다. 유기물의 지표인 COD는 상하류 간의 공간적 측면에서 TN, TP와유사한 경향을 보였는데, 이는 부유물의 침강효과에 의한 결과로 사료되었다. 호수내의 모든 지점에 대한 TN : TP 비에 대한 분석에 따르면, 모든 값들은 평균 60을 상회하여 인 (P)에 의해 1차 생산력이 조절되는 것으로 나타나 Forsberg and Ryding (1980)의 인 결핍 호수에서의 가설을 지지하였으며, 정수대에서는 TN : TP 비가 최대치를 보여 인 농도가 가장 심하게 제한요인으로 작용하는 것으로 평가되었다.
유입 지천(I_w)의 TN은 호수내(I_r)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고(R²=0.258, p=0.110), 유입 지천(I_w)의 TP는 호수내(I_r)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다 (R²=0.567, p=0.005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다.
또한 무기성 부유물 (Inorganic suspended solids)의 높은 농도가 투명도 감소에 영향을 주고 있어, 수체내 광조건 악화로 인해 조류 감소가 유발되고 있는 것으로 사료된다. 이와 반대로 전이대에서는 유속이 느려지고, 무기성 부유물 농도가 감소하면서 광조건이 회복되고 이에 따라 조류 생체량도 최대값을 보였다. 또한 사멸된 조류 및 유기물에 대한 미생물의 활동도 전이대에서 활발해져 BOD가 상승하는 것으로 사료된다.
005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대청호의 TN : TP비는 지천의 TN과는 Pearson 상관 계수 -0.
6). 최상류의 2개 유입지천에서 영양염류(TN, TP) 뿐만 아니라 COD 및 CHL에서 높은 값을 보였으며, 특히 T1의 경우 유기성 부유물 (Organic matter)의 지표인 BOD와 COD뿐만 아니라 TN 및 TP도 상대적으로 높은 수치를 보였다. 이는 충남 금산군의 도심을 관통하면서 오염부하가 가중된 상태로 봉황천에 합류하는 금산천의 영향 때문으로 판단된다.
하절기 집중강우 영향을 분석하기 위해 본류유역의 수질을 분석한 결과에 따르면, TN은 집중강우 후에 최저치를 보인 An and Yang (2007)의 연구 결과와 유사하게 소폭 감소하는 경향을 보였으나, 댐에서 가까운 지점일수록 (M6~M7) 변화폭은 미미하게 나타났다(Fig. 5). 강우에 의한 TN의 감소 현상은 Kim and An (2010)의 연구결과에서 제시한 바와 같이 강우에 의한 질소농도의 희석효과로 인한 현상으로 추정되지만 본 연구에서는 명확하게 나타나지는 않았다.
호수내 제한요인의 평가지표로서 TN : TP 비는 대부분 88 이상의 수치를 보여 이미 질소가 과잉공급 상태인 것으로 나타났다 (Park and An, 2007). 하천성향지점은 TP 월별 변화와 유사하게 겨울인 12월과 1월에서는 수치가 높게 나타났으나, TP가 7, 8월이 증가한 반면, TN : TP 비는 동일시기에 감소해 TP에 영향을 받는 겨울과는 달리 여름은 강우에 의한 희석효과가 TN : TP 비에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 호수성향지점들의 경우 하절기 하천성향 지점의 TN : TP 비와 마찬가지로 TP의 월별 변이와 관련성이 낮은 것으로 나타나 1월에 최대치를 보인 뒤, 점차 감소해 가을인 9, 10월에 최저치를 보이고 있었다.
즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.
집중강우에 의한 이온희석현상은 9~10월에 극명하게 나타났다. 호수내 제한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다.
유기물의 지표인 COD는 상하류 간의 공간적 측면에서 TN, TP와유사한 경향을 보였는데, 이는 부유물의 침강효과에 의한 결과로 사료되었다. 호수내의 모든 지점에 대한 TN : TP 비에 대한 분석에 따르면, 모든 값들은 평균 60을 상회하여 인 (P)에 의해 1차 생산력이 조절되는 것으로 나타나 Forsberg and Ryding (1980)의 인 결핍 호수에서의 가설을 지지하였으며, 정수대에서는 TN : TP 비가 최대치를 보여 인 농도가 가장 심하게 제한요인으로 작용하는 것으로 평가되었다.
호수로 유입되는 8개 유입지천에서의 연평균 수질분석에 따르면, 총질소(TN)와 총인 (TP)은 최상류에 위치한 유입지천, T1과 T2에서 뚜렷하게 높은 수치를 보였다(Fig. 6). 최상류의 2개 유입지천에서 영양염류(TN, TP) 뿐만 아니라 COD 및 CHL에서 높은 값을 보였으며, 특히 T1의 경우 유기성 부유물 (Organic matter)의 지표인 BOD와 COD뿐만 아니라 TN 및 TP도 상대적으로 높은 수치를 보였다.
호수내로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천(T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다. 호수의 경험적 모델 분석에 다르면, 호수내에서 CHL의 변이는 유수대(R_z : R²=0.044, p=0.264)와 전이대(T_z : R²=0.126, p=0.054)에서 TN에 의해 통계학적 유의성을 보이지 않았으나, 정수대(L_z)에서 질소는 조류 생장에 억제효과 (R²=0.458, p=0.032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 유입 지천(I_w)의 TN은 호수내(I_r)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고 (R²=0.
호수의 본류 수역에서 하절기 집중강우에 따른 부유물의 농도는 집중강우 전 상류에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보이나(Fig. 5), 집중강우기간인 7~8월에 SS의 농도는 급격히 높아지는 것으로 나타났다. 이는 다른 인공호 (충주호, 소양호, 안동호, 용담호, 주암호, 합천호, 횡성호, 부안호)에서의 SS 역동성 경향과 아주 유사하게 나타났다 (Han et al.

후속연구

032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 이러한 결과는 유수대와 전이대의 조사지점 수(n=30)에 비해 조사 구간이 적어(n=10) 나타난 오류일 수도 있어 이에 대한 향후 좀 더 심도 있는 연구가 필요하다. 기존의 연구 결과에 따르면, CHL의 수치는 TP가 가장 큰 영향을 주는 것과 상이한 결과를 보였는데 (Heo et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라에서 인공호 건설이 가속화된 이유는 무엇인가?	우리나라에서는 집약적 농업에 의한 농업용수 및 단위면적당 높은 인구밀도에 의한 식수의 요구를 충족시키기 위해 농업용 저수지 및 대형 인공댐과 같은 인공호 건설이 1970~1980년대에 가속화 되었다. 특히 우리나라는 가뭄시에 발생하는 가용 수자원 부족 및 계절적 집중 강우에 따른 편차현상으로 인해 생기는 수자원의 불균형적 분포를 인공호 설치를 통해서 해결해왔다.
	인공호가 정수처리장에 미치는 악영향은 무엇인가?	국내 및 외국의 많은 인공호는 강의 중하류부에 건설된 댐의 건설로 인해 물의 흐름이 느려지고, 수체류시간이 증가하므로 영양염류 증가를 가져오고, 이는 인공호 부영양화 및 조류 대발생 (Algal bloom)을 가져오며, 심층내의 산소고갈을 일으켜 수생태계에 막대한 영향을 미칠 수 있다. 또한 정수처리장 여과지 폐색을 유발해 수질문제를 일으키는 것으로 알려져 이를 해결하기 위한 연구가 요구되고 있다 (Harper, 1992; Welch and Lindell, 1992; Lee et al., 2005).
	인공호가 자연호와 다르게 보고되는 것은 무엇인가?	최근 호수 연구에 따르면, 인공호는 인위적인 과정을 거쳐 형성되었기 때문에 유량, 수체류시간 (Water residence time), 수온과 같은 수리·수문학적 요인 (Macan, 1961)이 자연호와 매우 다른 것으로 보고되고 있으며 (Macan, 1974), 또한 이런 특성들은 인 (P)과 질소 (N)와 같은 화학적 특성, 부착조류, 수서무척추동물, 어류 등의 인공호 내 서식하는 생물학적 특성 등의 다양한 요인에 직간접적으로 영향을 주는 것으로 알려져 있다 (Moss, 1980; Thornton, 1990). 국내 및 외국의 많은 인공호는 강의 중하류부에 건설된 댐의 건설로 인해 물의 흐름이 느려지고, 수체류시간이 증가하므로 영양염류 증가를 가져오고, 이는 인공호 부영양화 및 조류 대발생 (Algal bloom)을 가져오며, 심층내의 산소고갈을 일으켜 수생태계에 막대한 영향을 미칠 수 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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