본 연구에서는 합천댐 상류수계의 수질개선 및 수자원관리를 위한 기초자료로 활용하고자 2007년 1월에서 2010년 1월까지 황강본류 3개 지점과 지류 11개 지점을 선정하여 수질 및 유량조사를 실시하였으며, 이를 바탕으로 황강수질에 미치는 영향을 조사하였다. 본류 3개 지점 및 지류 11개 지점의 유량은 우기기간인 6월~9월 사이에 증가하여 건기기간인 가을과 겨울 사이에 지속적으로 감소하였다. 본류 3개 지점의 분석항목간 상관성은 $BOD_5$와 $COD_{Mn}$, $BOD_5$와 T-P 및 $COD_{Mn}$와 SS의 상관성이 각각 높은 것으로 나타났다. Chl-a와 수온은 (-)의 상관성을 보였으며, $BOD_5$와 $COD_{Mn}$는 (+)의 상관성을 보였다. 본류 3개 지점에서 N/P비율은 16이상으로 인이 제한영양염으로 작용하는 것을 알 수 있다.
본 연구에서는 합천댐 상류수계의 수질개선 및 수자원관리를 위한 기초자료로 활용하고자 2007년 1월에서 2010년 1월까지 황강본류 3개 지점과 지류 11개 지점을 선정하여 수질 및 유량조사를 실시하였으며, 이를 바탕으로 황강수질에 미치는 영향을 조사하였다. 본류 3개 지점 및 지류 11개 지점의 유량은 우기기간인 6월~9월 사이에 증가하여 건기기간인 가을과 겨울 사이에 지속적으로 감소하였다. 본류 3개 지점의 분석항목간 상관성은 $BOD_5$와 $COD_{Mn}$, $BOD_5$와 T-P 및 $COD_{Mn}$와 SS의 상관성이 각각 높은 것으로 나타났다. Chl-a와 수온은 (-)의 상관성을 보였으며, $BOD_5$와 $COD_{Mn}$는 (+)의 상관성을 보였다. 본류 3개 지점에서 N/P비율은 16이상으로 인이 제한영양염으로 작용하는 것을 알 수 있다.
In this study, we have investigated the water quality and flow rate at the 3 sites of main stream and 11 sites of the branch stream of Hwang River from January, 2007 to 2010, and analyzed the effects on Hwang River with the purpose of using the data for as the fundamental information for water quali...
In this study, we have investigated the water quality and flow rate at the 3 sites of main stream and 11 sites of the branch stream of Hwang River from January, 2007 to 2010, and analyzed the effects on Hwang River with the purpose of using the data for as the fundamental information for water quality improvement and water resource management in the water system of Hap-Cheon Lake Upper Stream. The flow rate at 3 sites of the main stream and 11 sites of the branch stream increased during the rainy season between June and September, and continuously decreased during the dry season starting from autumn to winter. The results of correlation analysis with Pearson correlation coefficient showed that $BOD_5$ and $COD_{Mn}$, $BOD_5$ and T-P, and $COD_{Mn}$ and TSS at the 3 sites of the main stream had high correlation with each other. We have also analyzed the correlation between Chl-a and major factors at the 3 sites of the main stream. Chl-a and the water temperature Negative correlation coefficient and that of Chl-a and $BOD_5$, $COD_{Mn}$ Positive correlation coefficient showed. The N/P ratio at all the 3 sites of the main stream was higher than 16 by DIN/DIP and T-N/T-P, indicating that phosphorus is acting as the limited nutrient.
In this study, we have investigated the water quality and flow rate at the 3 sites of main stream and 11 sites of the branch stream of Hwang River from January, 2007 to 2010, and analyzed the effects on Hwang River with the purpose of using the data for as the fundamental information for water quality improvement and water resource management in the water system of Hap-Cheon Lake Upper Stream. The flow rate at 3 sites of the main stream and 11 sites of the branch stream increased during the rainy season between June and September, and continuously decreased during the dry season starting from autumn to winter. The results of correlation analysis with Pearson correlation coefficient showed that $BOD_5$ and $COD_{Mn}$, $BOD_5$ and T-P, and $COD_{Mn}$ and TSS at the 3 sites of the main stream had high correlation with each other. We have also analyzed the correlation between Chl-a and major factors at the 3 sites of the main stream. Chl-a and the water temperature Negative correlation coefficient and that of Chl-a and $BOD_5$, $COD_{Mn}$ Positive correlation coefficient showed. The N/P ratio at all the 3 sites of the main stream was higher than 16 by DIN/DIP and T-N/T-P, indicating that phosphorus is acting as the limited nutrient.
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문제 정의
본 연구에서 합천댐 상류수계 중 황강A 단위유역의 하천 수질을 조사하고, 각 항목간의 상관관계 및 부영양화 특성을 조사하여 수계의 수질개선 및 수자원관리를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
2007년 1월부터 2010년 1월 동안의 각 지점별 식물플랑크톤의 성장에 영향을 주는 잠재적 제한영양염을 추정하였다. 식물플랑크톤의 제한영양염을 알아보기 위해 Redfield ratio (N : P = 16 : 1)을 기본으로, N/P ratio는 16 이상이면 인의 제한을 받고, 16 이하이면 질소의 제한을 받게 된다.
0 mg/m3 이상일 경우를 과영양으로 분류하고 있다.8) 본 연구에서는 대상지점인 황강본류 3개 지점과 지류 중 동천의 최말단부인 개봉교 지점의 Chl-a 농도와 인자들 간의 어떤 상관관계가 있는지 pearson의 상관계수를 이용하여 상관분석을 하였다.
각 지점별 조사기간은 2007년 1월부터 2010년 1월까지 8일 간격으로 조사하였으며, 일 강우량이 10 mm 이상이 되는 날은 피하고 강우가 많은 날이 있을 때에는 건기일수 5일을 확보하여 채수 및 유량측정을 하였다.3) 수질분석은 수질오염공정시험기준 및 Standard methods에 준하여 실시하였다.
0을 이용하여 분석하였다. 또한, 식물성플랑크톤의 잠재적 제한영양염을 파악하기 위하여 영양염의 ambient nutrient의 농도에 대한 N/P ratio(DIN/DIP, T-N/T-P를 산정하였으며, DIN은 NH4+-N와 NO3--N를 합한 것이며, DIP는 PO43--P을 나타낸다.
합천댐 상류수계 중 황강A단위유역의 하천 수질특성을 파악하기 위하여 수질변화를 조사하고, 각 항목들간의 상관성 분석 및 Chl-a 생장에 주요 인자인 영양염류를 조사하였다.
대상 데이터
연구대상 지역은 합천댐 상류수계인 황강A단위유역으로 황강본류 3개 지점과 지류 11개 지점으로 하였다.
데이터처리
유량은 수질오염공정시험기준에 준하여 유속 면적법으로 측정하였다. 식물플랑크톤에 관련하는 수질 환경요인들 간의 관계를 알기 위해서 상관관계 분석을 SPSS 12.0을 이용하여 분석하였다. 또한, 식물성플랑크톤의 잠재적 제한영양염을 파악하기 위하여 영양염의 ambient nutrient의 농도에 대한 N/P ratio(DIN/DIP, T-N/T-P를 산정하였으며, DIN은 NH4+-N와 NO3--N를 합한 것이며, DIP는 PO43--P을 나타낸다.
이론/모형
3) 수질분석은 수질오염공정시험기준 및 Standard methods에 준하여 실시하였다. 유량은 수질오염공정시험기준에 준하여 유속 면적법으로 측정하였다.
3) 수질분석은 수질오염공정시험기준 및 Standard methods에 준하여 실시하였다. 유량은 수질오염공정시험기준에 준하여 유속 면적법으로 측정하였다. 식물플랑크톤에 관련하는 수질 환경요인들 간의 관계를 알기 위해서 상관관계 분석을 SPSS 12.
성능/효과
BOD5의 지점별 수질 현황을 살펴보면 하천의 생활환경 기준에서 좋음~약간좋음의 수질기준으로 나타났다. 반면 풍계교, 김천교, 개봉교 등의 유입지천의 최말단 지점의 경우 2.
CODMn의 경우에는 풍계교, 김천교, 개봉교 등의 각각 평균농도는 3.3 mg/L, 3.5 mg/L, 5.5 mg/L로 비교적 높게 나타났으며, SS 또한 지천의 농도의 변화가 심하였으며, 본류 지역은 비교적 안정적인 것으로 나타났다.
Chl-a와 유기물질을 나타내는 BOD5, CODMn, SS와의 상관계수는 다소 높은 것으로 나타났다. 부영양화한 낙동강 수계에서 유기물오염에 대한 조류 1차 생산의 기여도를 보면 과량의 유입 유기물질에 의하여 식물 플랑크톤의 과다성장이 일어나게 되며, 이렇게 생성된 식물 플랑크톤 역시 유기물의 공급원이 되어 식물플랑크톤에 의한 유기탄소(Algal Carbon)농도가 증가하여 이들 유기물 농도가 높아지는 것이라고 하였다.
Pearson 상관계수를 이용한 상관분석 결과, 본류 3개 지점을 살펴보면 합수교 지점은 BOD5와 CODMn가 0.697, BOD5와 T-P가 0.302, CODMn와 TSS가 0.401로 상관관계가 높게 나타났으며, 양향교 지점에서는 BOD5와 CODMn가 0.621, CODMn와 SS가 0.216로 나왔다. 또한 남하교 지점은 BOD5와 CODMn가 0.
각 지점별 N/P ratio를 조사한 결과 DIN/DIP의 경우 합수교 지점이 2007년 194.3, 2008년 517.6, 2009년 300.6으로 나타났으며, 양향교 지점은 57.5, 28.5, 34.6로 남하교 지점은 28.2, 28.9, 26.5로 나타났다. T-N/T-P는 합수교 지점은 2007년 113.
917로 높은 상관성을 보였다. 그리고 BOD5와 SS의 상관관계는 전지점에서 다소 낮은 것으로 나타났다. 또한 BOD5는 영양염류 중에서는 T-P와 양(+)의 상관을 보였으며, 특히 개봉교 지점에서 상관계수가 0.
336으로 양(+)의 상관성을 나타내었다. 남하교 지점에서는 Chl-a와 pH가 0.024, Chl-a와 CODMn가 0.320, Chl-a와 TSS가 0.180의 상관성을 보였으며, 수질조사 결과 가장 높은 수치를 나타낸 개봉교 지점은 Chl-a와 수온이 -0.157, Chl-a와 BOD5가 -0.017로 음(-)의 상관성을 나타내었고 Chl-a와 TSS가 0.177, Chl-a와 T-P가 0.074로 양의(+)의 상관성을 보였다.
따라서 황강 상류수계인 14개 지점 중 본류 3개 지점에 대해 살펴보면 합수교의 경우 Chl-a와 각 인자들간의 상관 관계는 CODMn가 0.297로 가장 높은 양(+)의 상관성을 보였고 수온, pH, T-P가 0.182, 0.229, 0.011로 음(-)의 상관관계를 나타내었다. 양향교 지점에서는 Chl-a와 BOD5, CODMn의 상관계수가 0.
그리고 BOD5와 SS의 상관관계는 전지점에서 다소 낮은 것으로 나타났다. 또한 BOD5는 영양염류 중에서는 T-P와 양(+)의 상관을 보였으며, 특히 개봉교 지점에서 상관계수가 0.728로 강한 양(+)의 상관을 보였다.
216로 나왔다. 또한 남하교 지점은 BOD5와 CODMn가 0.576, CODMn와 SS가 0.211의 상관관계를 보였고, 수질조사 결과 가장 높은 수치를 나타낸 개봉교 지점은 BOD5와 CODMn가 0.917, BOD5와 T-P가 0.728, CODMn와 SS가 0.458로 상관관계가 높게 나타났다.
본류 3개 지점의 Chl-a와 주요인자 사이의 상관관계를 조사한 결과 합수교 지점은 Chl-a와 수온이 -0.182, Chl-a와 T-P 가 -0.011의 음(-)의 상관성을 나타내었고, Chl-a와 BOD5가 0.219, Chl-a와 CODMn가 0.297로 양(+)의 상관성을 나타내었다. 양향교 지점은 Chl-a와 수온이 -0.
상관분석 결과 Chl-a와 수온과의 상관성은 아주 낮았다. 이진애의 낙동강 수계의 남조류 군집특성에 의하면 일반적으로 식물플랑크톤인 Chl-a농도는 수온이 상승할수록 비교적 증가하는 경향을 보인다고 하였으나,9) 합천댐 상류수계의 경우 Chl-a와 수온과의 관계는 수온이 감소하면 Chl-a가 증가하고, 수온이 증가하면 Chl-a가 감소하는 역 상관관계를 나타내었다.
남하면 대평리에 위치한 양향교 지점은 위천과 황강천이 합류된 지점으로서, 거창하수종말처리장의 방류수가 유입이 되며, 수폭이 넓고, 유량의 변화도 큰 편이다. 상류 보에 의한 영향을 많이 받으며, 위천과 황강천의 길이가 짧아 양향교 지점의 수질변화가 비교적 크게 나타났다.
남상면 월평리에 위치한 남하교 지점은 위천과 황강천이 거창읍에서 합쳐진 후의 지점으로서 황강A단위유역의 최말 단부 지점이다. 수폭이 넓고 유량의 변화가 크며 양향교 지점과 같이 위천과 황강천의 길이가 짧아 수질변화가 비교적 크게 나타났다.
011로 음(-)의 상관관계를 나타내었다. 양향교 지점에서는 Chl-a와 BOD5, CODMn의 상관계수가 0.268, 0.336의 높은 양(+)의 상관성을 보였다. 영양염류인 T-N과 T-P는 다소 낮은 음(-)의 상관성을 보였다.
유기오염물질의 지표인 BOD5와 CODMn는 강한 양(+)의 상관을 보였으며 특히 개봉교 지점에서는 상관계수가 0.917로 높은 상관성을 보였다. 그리고 BOD5와 SS의 상관관계는 전지점에서 다소 낮은 것으로 나타났다.
조사기간 동안 평균유량은 0.048 m3/sec이었으며 년도별 평균농도 범위는 BOD5의 경우 2.9~4.0 mg/L, CODMn의 경우 4.7~6.9 mg/L, SS의 경우 10.2~13.9 mg/L, Chl-a의 경우 7.6~17.6 mg/m3, T-N의 경우 5.84~7.57 mg/L, T-P 0.19~0.39 mg/L으로 나타났으며, 평균농도는 각각 3.4 mg/L, 5.5 mg/L, 12.4 mg/L, 11.17 mg/m3, 6.34 mg/L, 0.28 mg/L으로 나타났다.
조사기간 동안의 BOD5와 CODMn, SS의 평균범위는 각각 1.6~2.3 mg/L, 2.5~3.8 mg/L, 3.0~8.9 mg/L로 나타났으며 조류밀도가 높은 3월~5월에는 2.1~2.3 mg/L, 3.3~3.8 mg/L, 6.9~8.3 mg/L의 높은 값을 나타냈다.
4로 나타났다. 조사지점 모두 DIN/DIP, T-N/T-P가 16 이상의 수를 보임으로서 인이 제한 영양염으로 작용하고 있다고 판단되어 인의 관리가 필요한 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유역관리체제하에서의 수질관리에서 중요한 것은?
유역관리체제하에서의 수질관리는 유역 내 오염원을 효과적으로 관리하는 것이 관건이다. 수계로 유입되는 오염물 질의 유입량은 유역으로부터 발생되는 오염물질의 부하량과 유하과정에서의 물리, 화학, 생물학적 작용에 의한 수계의 오염물질 자정작용에 의하여 결정되므로 수질보호를 위해 오염원을 정확히 파악하고 예측된 오염원이 장래 하천 본류에 미칠 수질의 영향을 파악하는 것이 중요하다.
하천의 수질특성을 해석하기 위해 통계분석법의 적용이 확대되고 있는 이유는?
수질은 계절별, 지역별로 다양한 양상을 띠고 있으며, 단순히 수질항목만으로 하천의 수질을 제대로 평가하거나 이용 관리하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 하천의 수질특성을 해석하기 위해서 수질항목간의 복잡한 선형관계를 몇개의 유형으로 분류한 후 그 유형으로부터 원인을 파악할 수 있는 통계분석법의 적용이 확대되고 있다.
수계로 유입되는 오염물 질의 유입량을 정확히 파악해야 하는 이유는?
유역관리체제하에서의 수질관리는 유역 내 오염원을 효과적으로 관리하는 것이 관건이다. 수계로 유입되는 오염물 질의 유입량은 유역으로부터 발생되는 오염물질의 부하량과 유하과정에서의 물리, 화학, 생물학적 작용에 의한 수계의 오염물질 자정작용에 의하여 결정되므로 수질보호를 위해 오염원을 정확히 파악하고 예측된 오염원이 장래 하천 본류에 미칠 수질의 영향을 파악하는 것이 중요하다. 합천댐 상류유역은 황강유역으로 오염원이 적고, 인구밀집도가 낮으며, 대단위 공장이나 오염원 배출업소가 많지 않아 다른 하천에 비해 수질은 매우 깨끗한 편이나 빈번히 발생하는 조류가 과다 번식하여 현탁 물질량이 증가하고 수질이 악화되는 현상이 나타나고 있다.
참고문헌 (8)
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