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제안 방법
- Cases 1∼5의 경우 삽교천본류 최상류에 위치한 S1지점과 각 소지류에 위치한 지점(M1, K21, K22, K23, K11)의 DO추세의 동질성을 분석하였다.
- Cases 6∼10의 경우 삽교호로 유입되기 전인 삽교천본류 최하류지점 S3와 무한천 하류지점(M5), 온양천(K31) 그리고 풍세천(K11)의 DO추세 동질성을 분석하였다.
- 각 수질관측지점의 용존산소 추세가 계절적(월별 및 계절별)으로 동질적인 추세를 보이는지를 판단하기 위해서 각 관측지점의 월별 및 계절별 용존산소추세의 동질성 분석(van Belle and Hughes, 1984)을 실시하였다. van Belle and Hughes의 동질성분석의 경우 국외에서 여러 연구자들에 의해서 적용된 바 있다(Kahya and Kalayci, 2004).
- 본 연구를 위해 19곳의 수질관측 지점들을 선정하였다(Table 1). 계절별 분석을 위해 12월, 1월, 2월은 겨울철, 3월, 4월, 5월은 봄철, 6월, 7월, 8월은 여름철 그리고 9월, 10월, 11월은 가을철로 구분하였다.
- 본 연구에서는 삽교천유역의 본류 및 지류에 위치한 19곳의 수질관측지점의 월별 그리고 계절별 용존산소 추세분석을 위해 Mann-Kendall 추세분석과 Sen's slope 분석을 수행하였다. 또한 각 수질관측지점의 용존산소추세가 지점별 그리고 계절별로 동질성이 있는지를 분석하였다. 하지만 향후 연구에서는 수질관측지점 용존산소추세의 지점별 및 계절별 동질성 유무에 따른 그 원인을 구체적으로 규명하기 위해, 월 및 계절별 삽교천유역 각 지류의 토지이용변화와 오염원분포를 동시에 고려하여 분석하는 것이 필요하다.
- 본 연구에서는 삽교천유역의 본류 및 지류에 위치한 19곳의 수질관측지점의 월별 그리고 계절별 용존산소 추세분석을 위해 Mann-Kendall 추세분석과 Sen's slope 분석을 수행하였다.
- 삽교천 유역에 위치한 19개 수질관측지점의 월별 그리고 계절별 용존산소의 비모수 추세분석을 실시하였다. 이를 위해 16년간(1995～2010)의 용존산소 자료를 월별(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12월) 및 계절별(봄, 여름, 가을, 겨울)로 분류하여 분석하였다.
- 삽교천 유역에 위치한 각 수질관측지점의 용존산소 추세에 계절적 동질성이 있는지를 판단하기 위한 분석(van Belle and Hughes, 1984)을 실시하였다(Tables 4 and 5). 월별 용존산소추세를 분석한 바에 의하면 삽교천 본류 구간에 해당하는 S1, S2, S3지점의 경우 수질관측지점 모두에서 90% 신뢰수준에서 월별 용존산소 추세의 동질성을 보이는 것으로 나타났다(Table 4).
- 삽교천유역 내 각 수질관측지점의 월별 및 계절별 16년간(1995～2010)의 용존산소농도의 통계치를 비교하였다(Figs. 2 and 3). 그림에서 보는 바와 같이 월별 용존산소 농도의 경우 19개 수질관측지점 중에서 곡교천 수계의 지류인 온천천에 위치한 Station K31이 5월을 제외한 대부분의 월에서 16년 동안 가장 낮은 용존산소 평균농도를 보였다.
- 삽교천유역 본류 및 지류에 위치한 수질관측지점의 월별, 계절별 용존산소추세를 분석하였다. 분석결과 전반적으로 삽교천 본류구간에 위치한 수질관측지점(S1, S2, S3)들의 용존산소는 증가하는 추세인 것으로 나타났다.
- 삽교천유역에 위치한 수질관측지점간에 용존산소추세의 동질성이 있는지를 판단하기 위해 각 수질관측지점을 21개 case로 구분하여 분석을 실시하였다 (Table 6). Cases 1∼5의 경우 삽교천본류 최상류에 위치한 S1지점과 각 소지류에 위치한 지점(M1, K21, K22, K23, K11)의 DO추세의 동질성을 분석하였다.
- 월별 용존산소포화도(%)를 비교분석하였다(Table 2). 분석결과 특히 K24지점과 K31지점이 다른 월과 비교하여 5월과 6월에 용존산소 불포화가 매우 심각한 것으로 나타났다.
- 이를 위해 각 월별, 계절별 용존산소의 연평균 변화량을 산정하고 이를 전체 분석기간(16년) 용존산소 변화량으로 환산하였다. 월별, 계절별 16년간의 평균 용존산소에 대한 용존산소 변화량의 비를 비교분석하였다(Table 3). 각 월별로 16년간의 용존산소변화량을 분석한 바에 의하면 삽교천 본류 전 구간에 걸쳐서 16년 동안 1월의 용존산소가 가장 크게 감소(-1.
- 삽교천 유역에 위치한 19개 수질관측지점의 월별 그리고 계절별 용존산소의 비모수 추세분석을 실시하였다. 이를 위해 16년간(1995～2010)의 용존산소 자료를 월별(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12월) 및 계절별(봄, 여름, 가을, 겨울)로 분류하여 분석하였다. 추세분석을 위하여 Mann-Kendall (Mann, 1945; Kendall, 1975) 추세분석을 실시하였다.
- 삽교천유역 내 각 수질관측지점의 월별 및 계절별 16년간의 용존산소 변화량을 파악하기 위해 Sen (1968)에 의해서 제안된 방법을 적용하였다. 이를 위해 각 월별, 계절별 용존산소의 연평균 변화량을 산정하고 이를 전체 분석기간(16년) 용존산소 변화량으로 환산하였다. 월별, 계절별 16년간의 평균 용존산소에 대한 용존산소 변화량의 비를 비교분석하였다(Table 3).
대상 데이터
- 곡교천 5개 지류에 위치한 수질관측지점사이에 용존산소추세의 동질성분석을 위해 K21, K22, K23, K11 그리고 K31지점 등 7개 수질관측지점을 대상으로 분석을 실시하였다(Case 20). 월별 용존산소추세의 동질성분석에서 6월만이 90% 신뢰수준에서 동질성을 보이지 않았다.
- 본 연구 대상유역인 삽교천 유역은 유역면적이 1,670 km2이고 유로연장 65 km이다. 삽교천유역은 크게 삽교천, 무한천, 곡교천수계로 구성되어 있으며, 유역 내에는 예당저수지와 그 외 다수의 농업용 저수지가 있다.
- 연구에 사용된 용존산소(dissolved oxygen: DO)자료는 환경부에서 관리하는 물환경정보시스템에서 제공하는 자료로서 삽교천유역의 본류 및 지류에 위치한 19개 수질관측 지점의 월별자료이고, 자료기간은 1995년 1월부터 2010년 12월까지 16년간의 자료이다. 본 연구를 위해 19곳의 수질관측 지점들을 선정하였다(Table 1). 계절별 분석을 위해 12월, 1월, 2월은 겨울철, 3월, 4월, 5월은 봄철, 6월, 7월, 8월은 여름철 그리고 9월, 10월, 11월은 가을철로 구분하였다.
- 세 다른 지류(삽교천본류, 무한천, 곡교천) 사이에 용존산소추세 차이를 알아보기 위해 삽교천본류 최하류에 위치한 S1지점, 무한천 최하류에 위치한 M5지점 그리고 곡교천 최하류에 위치한 K12지점을 선정하여 분석을 실시하였다(Case 17). 수질관측지점간 월별 용존산소추세의 동질성분석에서 90% 신뢰수준에서 2월과 5월만이 동질성이 없는 것으로 나타났고, 그 이외 다른 월에서는 동질성이 있는 것으로 나타났다.
- 연구에 사용된 용존산소(dissolved oxygen: DO)자료는 환경부에서 관리하는 물환경정보시스템에서 제공하는 자료로서 삽교천유역의 본류 및 지류에 위치한 19개 수질관측 지점의 월별자료이고, 자료기간은 1995년 1월부터 2010년 12월까지 16년간의 자료이다. 본 연구를 위해 19곳의 수질관측 지점들을 선정하였다(Table 1).
데이터처리
- 따라서 특정 지역(혹은 유역) 수질관측지점들의 수질추세의 동질성을 파악하는 것은 의미가 있다. 본 연구에서는 여러 수질관측지점에서 관측된 용존산소추세의 동질성을 파악하기 위해서 chi-square 통계량을 적용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 전체 분석기간 동안 용존산소의 변화량을 판단하기 위해 Sen (1968)에 의해서 제안된 방법을 적용하였다. Sen (1968)은 자료의 오류나 또는 특이 값에 영향을 받지 않는 추세분석 방법을 제안하였다(Eq.
- 삽교천유역 내 각 수질관측지점의 월별 및 계절별 16년간의 용존산소 변화량을 파악하기 위해 Sen (1968)에 의해서 제안된 방법을 적용하였다. 이를 위해 각 월별, 계절별 용존산소의 연평균 변화량을 산정하고 이를 전체 분석기간(16년) 용존산소 변화량으로 환산하였다.
- 이를 위해 16년간(1995～2010)의 용존산소 자료를 월별(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12월) 및 계절별(봄, 여름, 가을, 겨울)로 분류하여 분석하였다. 추세분석을 위하여 Mann-Kendall (Mann, 1945; Kendall, 1975) 추세분석을 실시하였다. Mann-Kendall 추세분석의 경우 국내외에서 수질 자료의 추세분석을 위해 여러 연구자들에 의해서 적용된 바 있다(Lee, 1995; Kahya and Kalayci, 2004; Daugney and Reeves, 2006; Tabari et al.
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