[논문]한강 수계 지류 하천의 수질 특성 및 수질 개선을 위한 등급화 방안 연구

조용철; 박민지; 신경용; 최현미; 김상훈; 유순주

doi:10.14249/eia.2019.28.3.215

한강 수계 지류 하천의 수질 특성 및 수질 개선을 위한 등급화 방안 연구
A Study on Grade Classification for Improvement of Water Quality and Water Quality Characteristics in the Han River Watershed Tributaries 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.28 no.3, 2019년, pp.215 - 230

조용철 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 박민지 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 신경용 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 최현미 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 김상훈 (국립환경과학원 한강물환경연구소) , 유순주 (국립환경과학원 한강물환경연구소)

초록
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본 연구는 한강 수계의 주요 지류 하천에 통계분석을 이용하여 수질특성을 파악하고 하천 등급화 방법에 따른 우선으로 관리되어야 할 지류 하천을 선정하여 수질 개선 방안을 제시하는 것이다. 한강 수계의 주요 15개 지류 하천을 대상으로 2017년 1월부터 12월까지 유량 및 수질을 모니터링 하였다. 상관 분석 결과 하천 유량은 수질 항목 간의 상관성(p>0.05)이 있지 않았으나 COD와 TOC는 통계적으로 유의한 수준의 높은 상관성을 나타냈다(r=0.957, p<0.01). 주성분 분석 결과 유기오염 물질 및 영양염류에 의한 오염이 수질변동의 주요한 요인으로 나타났으며 BOD, COD, TOC, TN, TP는 일원 분산분석 결과 계절별로 유의한 수준에서 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 정량적 지표에 따른 하천 등급화 결과 수질개선이 필요한 지류 하천은 공공하수처리시설 방류수의 영향을 받는 굴포천, 안양천, 왕숙천, 탄천 등으로 나타났다. 본 연구를 통하여 한강 수계의 수질 개선이 필요한 지류 하천을 선정할 수 있었으며 효율적인 수질 관리를 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this research is to evaluate the water quality characteristics using the statistical analysis of major tributaries in the Han River and to provide water quality improvement plan by selecting tributaries that should be preferentially managed by river grade classification method. The major 15 tributaries in Han River watershed were monitored for discharge and water quality during January-December 2017. As a result of the correlation analysis, the river discharge has been not correlation with other water quality constituents (p>0.05) but COD and TOC were significantly correlated (r=0.957, p<0.01). The main cause of water quality fluctuation was organic pollutants and nutrients in the principal component analysis (PCA) method. The BOD, COD, TOC, TN, and TP were found to be significantly different (p<0.05) by seasonal in result of one-way ANOVA analysis. Result of river grade classification by quantitative indicators the tributaries requiring improvement of water quality were Gulpocheon, Anyangcheon, Wangsukcheon, and Tancheon which affected by wastewater treatment plant.In this research, we determined tributaries that need to improve the water quality of Han River watershed and it can be used as an important data for efficient water quality management.

주제어

표/그림 (13)

그림 Figure 1. Monitoring sites of discharge and water quality in the Han River watershed tributaries.
표 Table 1. Characteristics of 15 tributaries in Han River watershed
그림 Figure 2. The relationship between BOD-TOC and COD-TP concentration in the Han River watershed tributaries.
표 Table 2. Average concentration of discharge and water quality data in Han River watershed tributaries
그림 Figure 3. Result of river environment standard for water quality for BOD and TP parameter in the Han river watershed tributaries.
표 Table 3. Pearson correlation coefficients of discharge-water quality parameters in the Han River watershed tributaries
그림 Figure 4. Component plot in rotated space.
표 Table 4. Results of principal component analysis of normalized data
표 Table 5. Rotated component matrix by principal component analysis
그림 Figure 5. Dendrogram using Ward‘s linkage of cluster analysis.
표 Table 6. Results of one-way ANOVA analysis
표 Table 7. Index score for tributaries grade classification
표 Table 8. Water quality improvement priorities selected results in the Han River watershed tributaries

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 한강 수계 지류 하천의 총량 지점에서 유량 및 수질 모니터링 자료를 이용하여 지류 하천의 수질특성을 평가하였으며 수질 자료 해석에 대한 오류를 줄이기 위해 다변량 통계 분석을 수행하였다. 또한, 하천 등급화 방법을 통해 한강 수계의 우선으로 관리되어야 할 지류 하천을 선정하여 향후 한강 수계의 과학적이고 합리적인 수질 관리정책 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 한강 수계 지류 하천의 총량 지점에서 유량 및 수질 모니터링 자료를 이용하여 지류 하천의 수질특성을 평가하였으며 수질 자료 해석에 대한 오류를 줄이기 위해 다변량 통계 분석을 수행하였다. 또한, 하천 등급화 방법을 통해 한강 수계의 우선으로 관리되어야 할 지류 하천을 선정하여 향후 한강 수계의 과학적이고 합리적인 수질 관리정책 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
본 연구는 한강 수계 주요 지류 15개 하천을 연구 대상으로 선정하여 유량 및 수질 모니터링을 하였으며 그 결과를 바탕으로 다변량 통계 분석 및 하천 등 급화를 수행하여 수질 개선 방안을 제시하였다.
하지만 많은 연구자가 군집 분석의 군집 개수를 주관적인 판단에 결정하는 경우가 대다수의 연구 결과에서 나타났다. 본 연구에 서는 군집 분석을 수행하기 전 사전분석을 통하여 군 집의 개수를 알아보았다. 군집 개수와 값을 정리하 면 군집 분석의 최적 군집 개수(Optimum number of clusters)를 파악할 수 있다(Cho et al.
최근 진위천 유역, 금강과 낙동강 및 영산강 수계를 중심으로 지류 지천의 수질 개선 하천 유역 우선 순위를 제시하여 효율적인 유역관리를 시행하고자 하였다. Cho et al.

제안 방법

Yi & Kim (2014)는 일정한 지점으로 수질오염 물질을 배출하 는 점오염원과 도로, 농지, 산지 등인 불특정 장소 에서 불특정하게 수질오염 물질을 배출하는 비점오 염원, 자연적으로 발생하는 자연 배경오염원(natural background pollutant)이 잠재되어 있다고 보고하 였다. 따라서 해당 유역의 환경특성이 잠재된 오염 원을 파악하기 위하여 하천 수질에 직접적인 영향을 주는 인자인 유달 부하 밀도(kg/day/km2)를 산정 하였다.
(2013b)의 연구에서도 영산강 수계 지류 지천에 대해 자료를 축적하여 다변량 통계분석을 수행하여 수질특성을 평가하였으며 통계적 기법을 활용하여 지류 지천 등급화 방안을 제시하였다. 또한, 환경부에서 사용하고 있는 실시간 수질지수(Real Time Water Quality Index, RTWQI)를 이용하여 낙동강 유역에 존재하는 중점관리 지천에 관하여 특성인자를 도출하고 하천의 유형을 분류하였다(Kim et al. 2018). Zhaoshi et al.
2004). 본 연구에서는 Eigenvalue 1 이상으로 요인의 수를 결정하였으며 요인의 해석을 명확하게 하고 불확실성을 줄여주는 직교 회전(Orthogonal Rotation)의 Varimax를 적용하였다. 군집 분석은 각 개체의 유사성을 측정하여 유사성이 높은 집단을 분류하고, 같은 군집에 속한 개체들의 유사성과 서로 다른 군집에 속한 개체 간의 상이성을 규명하는 분석기법이다(Lee & Seo 2015).
본 연구에서는 지류 하천의 유량, BOD, COD, SS, TN, TP, TOC와 PCA 결과에 따른 PC1으로 분류된 EC를 제외한 BOD, COD, TN, TP, TOC 등 5개 항 목에 대하여 유달 부하 밀도 산정하여 Table 7에 하천 등급별 설정 기준을 제시하였다. 연구 대상 지류 하천의 등급별 설정 기준에 따른 산술적으로 합산한 점수는 최저 39점에서 최고 87점의 범위들로 나타났으며 각 지류 하천의 점수를 고려하여 통계적으로 75% (78점 이상)에 해당하는 지류 하천을 A 그룹, 50% (67∼78점)에 해당하는 지류 하천을 B 그룹, 25% (65∼67점)에 해당하는 지류 하천을 C 그룹, 25% (65점 이하) 이하의 해당하는 지류 하천을 D 그룹으 로 분류하였다(Table 8).
본 연구에서는 한강 수계 본류에 유입하는 지류 15개 하천을 대상으로 말단 지점에서 실측한 유량과 수질(BOD, COD, TOC, SS, TN, TP) 농도를 바탕으로 유달 부하량(kg/day)을 산정하였다. Yi & Kim (2014)는 일정한 지점으로 수질오염 물질을 배출하 는 점오염원과 도로, 농지, 산지 등인 불특정 장소 에서 불특정하게 수질오염 물질을 배출하는 비점오 염원, 자연적으로 발생하는 자연 배경오염원(natural background pollutant)이 잠재되어 있다고 보고하 였다.
연구 대상 지류 하천의 등급별 설정 기준에 따른 산술적으로 합산한 점수는 최저 39점에서 최고 87점의 범위들로 나타났으며 각 지류 하천의 점수를 고려하여 통계적으로 75% (78점 이상)에 해당하는 지류 하천을 A 그룹, 50% (67∼78점)에 해당하는 지류 하천을 B 그룹, 25% (65∼67점)에 해당하는 지류 하천을 C 그룹, 25% (65점 이하) 이하의 해당하는 지류 하천을 D 그룹으 로 분류하였다(Table 8).
또한 주성분 분석 결과의 요인 1로 분류된 항목에 대해 유달 부하 밀도를 산정하여 등급화 기준 시 기본 점수 2배의 가 중치를 부여하였다. 연구 대상 지류 하천의 등급화 기준에 따른 항목별 점수와 가중치를 부여한 점수를 산술적으로 합산하여 4개의 그룹(A, B, C, D)으로 분류하여 한강 수계 지류 하천의 우선순위를 등급화 하였다.
2011). 이에 따라 본 연구에서는 2017년 한강 수계 TPLMS 에 따른 주요 지류 하천에서 실측한 하천 유량 및 수질 자료(BOD, COD, SS, TOC, TN, TP)와 유달 부하량(kg/day)을 산정한 다음 유역면적에 따른 오염 부하를 알아보고자 유달 부하 밀도(kg/day/km2 )를 산정하여 Jung et al (2013b)이 제시한 정량적 지표 에 따른 대상 하천에 등급화 방안을 적용하였다. 유달 부하 밀도는 하천 수질에 직접적인 영향을 주는 수질오염의 잠재력을 나타내어 유역면적에 따른 오염 부하가 크면 수질 오염도가 증가한다(Jung et al.

대상 데이터

본 연구는 한강 수계 본류에 직접 유입되는 주요 15개 지류 하천에 대하여 연구대상 지점으로 선정하여 Figure 1에 나타냈으며 물 환경측정망 운영계획 (ME 2017)에 따라 단위 유역 말단지점에서 유량 및 수질 모니터링을 수행하였다(Table 1).
2018). 수질 분석은 다 항목 수질 측정기(YSI 660 XML, SonTek, USA)를 이용하여 현장 항목인 수온(Water Temperature, WT), pH, EC, DO를 측정하였으며 BOD, COD, TOC, SS, TN, TP 등 6개 항목은 환경부 물 환경정 보시스템(ME 2018)의 자료를 이용하였다.
유량 조사 및 수질 분석을 위한 시료 채수는 2017 년 1월부터 12월까지 평균 8일 간격 이내로 대상 하 천의 말단 지점에서 수행하였다. 하천 유량은 현장 상황과 수심 및 유속 등을 고려하여 ADV (Acoustic Doppler Velocimeter)의 Flow Tracker (SonTek, USA)와 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) 의 Stream Pro (TRDI, USA) 등의 측정 장비를 이 용하여 하천 유량 측정지침(SWRRC 2004)과 수문 관측매뉴얼(MLIT 2004)에 준용하여 안전하고 정확 하게 측정하였다(Cho et al.

데이터처리

”라는 귀무가 설을 설정 후 일원 분산분석을 통하여 귀무가설 검정 을 하였다(Son et al. 2017a).
주성분 분석 결과를 바 탕으로 한강 수계 지류 하천의 수질변동 요인 1은 “유기물과 영양염류 간접지표의 요인”, 요인 2는 “계절 적인 요인”, 요인 3은 “유량변동에 따른 요인”으로 정의할 수 있다. PC1의 분류된 EC를 제외한 BOD, COD, TN, TP, TOC의 항목에 대하여 계절별 분포 차이를 알아보기 위해 일원 분산분석을 수행하여 Table 6에 나타냈다. 일원 분산분석 결과 BOD, COD, TN, TP, TOC의 p-value가 0.
모니터링 대상 지류의 계절별 수질분포 차이를 알아보기 위해 봄(3∼5월), 여름(6∼8월), 가을(9∼ 11월), 겨울(12∼2월)의 수질 자료에 대하여 일원 분 산분석(one-way Analysis of Variance, one-way ANOVA)을 수행하였다.
상관 분석은 2개 이상의 변수 사이에 존재하는 상관관계의 밀접한 정도를 측정하는 분석 방법으로 피 어슨 상관계수(Pearson Correlation Coefficient, r) 를 이용하여 상관계수 및 유의수준을 제시하였다 (Noh 2005). 다변량 분석 방법인 주성분 분석은 변수 간의 상호의존 정도를 분석하는 방법으로 공통 요인(Common Factor)을 추출하고 차원을 축소하여 복잡한 원자료의 변수보다 같거나 적은 변수들을 이 용하여 자료를 해석할 수 있다(Jung et al.
자료의 통계 분석을 위해 SPSS (Statistical Package the Social Science, ver. 22)를 이용하며 상관 분석 (Correlation Analysis)과 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA), 군집 분석(Cluster Analysis, CA)을 수행하여 한강 수계 지류 하천의 수질 특성을 평가하였다. 통계 분석을 수행하기 전 항목 간의 측정 단위가 다르며 자료의 전처리와 요인 의 설명력을 높여주기 위하여 유량 및 수질 자료에 대하여 평균은 0이고 표준편차(Standard Deviation) 는 1인 무차원수의 데이터로 변경하기 위한 표준화 (Standardization)를 거친 표준 점수(Z-Score)를 산정하였다(Ravichandran et al.
주성분 분석의 주성분 추출 및 타당성을 판단하기 위한 Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) 및 Bartlett’s test를 실시하였다(Kim et al. 2016).
22)를 이용하며 상관 분석 (Correlation Analysis)과 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA), 군집 분석(Cluster Analysis, CA)을 수행하여 한강 수계 지류 하천의 수질 특성을 평가하였다. 통계 분석을 수행하기 전 항목 간의 측정 단위가 다르며 자료의 전처리와 요인 의 설명력을 높여주기 위하여 유량 및 수질 자료에 대하여 평균은 0이고 표준편차(Standard Deviation) 는 1인 무차원수의 데이터로 변경하기 위한 표준화 (Standardization)를 거친 표준 점수(Z-Score)를 산정하였다(Ravichandran et al. 1996; Simeonov et al. 2003).

이론/모형

군집(Cluster)은 계층적 방식(Hierarchical methods) 을 이용하며 군집 대상 간의 거리 산출은 유클리드 거리(Euclidean distance)로 판정하는 Ward’s method 를 적용하였다(Forina et al. 2002).
유량 조사 및 수질 분석을 위한 시료 채수는 2017 년 1월부터 12월까지 평균 8일 간격 이내로 대상 하 천의 말단 지점에서 수행하였다. 하천 유량은 현장 상황과 수심 및 유속 등을 고려하여 ADV (Acoustic Doppler Velocimeter)의 Flow Tracker (SonTek, USA)와 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) 의 Stream Pro (TRDI, USA) 등의 측정 장비를 이 용하여 하천 유량 측정지침(SWRRC 2004)과 수문 관측매뉴얼(MLIT 2004)에 준용하여 안전하고 정확 하게 측정하였다(Cho et al. 2018). 수질 분석은 다 항목 수질 측정기(YSI 660 XML, SonTek, USA)를 이용하여 현장 항목인 수온(Water Temperature, WT), pH, EC, DO를 측정하였으며 BOD, COD, TOC, SS, TN, TP 등 6개 항목은 환경부 물 환경정 보시스템(ME 2018)의 자료를 이용하였다.

성능/효과

2013a). BOD, COD, SS, TOC, TN, TP 수질 항목 에 대해서는 환경부 수질 환경기준 등급에 반영하여 최저 1점에서 최고 7점을 산정하였다. 또한 주성분 분석 결과의 요인 1로 분류된 항목에 대해 유달 부하 밀도를 산정하여 등급화 기준 시 기본 점수 2배의 가 중치를 부여하였다.
C 그룹에 분류된 하천은 중랑천(JN), 청미천(CM)으로 갈수 기시 유량이 적어 수질관리와 수량 확보에 대한 방안이 필요할 것으로 판단된다. D 그룹에 분류된 하천은 경안천(GA), 섬강(SM), 제천(JC), 조종천(JJ), 흑천 (HC)으로 특히 흑천(HK), 조종천(JJ), 제천천(JC), 섬강(SM)은 산림이 많고 인구밀도가 낮으며 청정유역의 특성을 나타내는 특성을 나타냈다.><0.
05). 군집 분석 결과 수질오염도, 토지 이용 형태, 비점오염원 유입 등에 따라 통계적으로 유의한 3개의 군집으로 분류되었다. 특히 공공하수 처리시설 방류수의 영향에 따른 공릉천(GN), 탄천 (TN), 중랑천(JN), 왕숙천(WS), 안양천(AY), 굴포 천(GL)은 Cluster 3에 분류되었다.
본 연구에서 제시한 정량적 지표에 따른 하천 등급화 결과 각 지류 하천의 점수를 고려한 통계적으로 4개의 그룹으로 분류하였으며 우선으로 수질 개선이 필요한 하천은 한강 하류에 있으며 도시 구간을 통과 하거나 공공하수처리시설의 방류수의 영향을 받는 굴포천(GL), 안양천(AY), 왕숙천(WS), 탄천(TN) 등 으로 나타났다. 하천 등급화 점수가 높게 나온 하천들은 군집 분석 결과에서 복하천(BH)을 제외한 Cluster 3에 분류된 하천이다.
상관 분석 결과 하천 유량은 수질 항목 간의 통계적으로 유의한 수준의 상관성(p>0.05)이 있지 않았으나 COD와 TOC는 통계적으로 유의한 상관성(r=0.957, p<0.05).
상관 분석 결과 하천 유량은 수질 항목 간의 통계적으로 유의한 수준의 상관성이 있지 않았으며(p>0.05), WT과 DO는 통계적으로 높은 음(-)의 상관성이 있었다(r=-0.778, p<0.01).
또한 왕숙천(WS), 탄천(TN), 안양천(AY) 등은 대규모 도시가 형성된 인구 밀집 지역으로 안양 하수처리장 약 35만 m3 /day, 성남 하수 처리장 약 34만 m3 /day, 구리 하수처리장 약 16만 m3 /day의 방류수가 하천으로 유입되어 평수기 하천 유량의 약 50% 이상을 차지하는 것으로 나타났다 (Kim & Lee 2011). 연구대상 15개 지류 하천에서 유기물 간접지표 항목인 BOD와 TOC의 수질 환경기준 약간 좋음(II) 등급 이하의 수질을 만족하는 하천은 조 종천(JJ), 흑천(HK), 제천(JC), 섬강(SM), 양화천(YH), 임진강(IJ), 청미천(CM)이며 난분해성 지표 항 목인 COD와 영양염류 지표 항목인 TP의 수질 환경 기준 약간 좋음(II) 등급 이하의 수질을 만족하는 하천은 조종천(JJ), 흑천(HK), 제천(JC) 등으로 나타났 다(Figure 2). 또한, 한강 수계 수질오염 총량 관리제도(Total Pollutant Load Management System, TPLMS)를 위한 관리대상 오염물질 항목인 BOD와 TP에 대하여 환경부 수질 환경기준 등급을 Figure 3 에 나타냈다.
영양염류 간접지표 항목인 TN은 연평균 2.577∼ 13.009 mg/L의 농도 범위를 보였으며 대상 지류 하천 간의 수질농도 차이가 크게 나타났다.
유량 및 수질 모니터링 결과 한강 수계 지류 하천 은 BOD, COD, TN, TP 항목에서 높게 나타났으며 왕숙천(WS), 탄천(TN), 안양천(AY), 공릉천(GN) 등 의 수질 오염도가 높게 나타났다. 이들 하천은 대규모 도시가 형성되고 인구 밀집 지역이며 공공하수처리시설 방류수의 영향을 받는 하천이다.
PC1의 분류된 EC를 제외한 BOD, COD, TN, TP, TOC의 항목에 대하여 계절별 분포 차이를 알아보기 위해 일원 분산분석을 수행하여 Table 6에 나타냈다. 일원 분산분석 결과 BOD, COD, TN, TP, TOC의 p-value가 0.05 보다 작아 유의한 수준에서 계절별로 차이가 있는 것으로 나타났다.
01) 이 있어 한강 수계 주요 지류 하천은 유기물 간접 지표 항목 간의 상관성이 높게 나타나는 특성이 있었다. 주성분 분석 결과 3개의 주성분으로 수질변동에 대하여 74.4%를 설명할 수 있었으며 PC1으로 COD, TOC, BOD, EC, TP, TN 항목이 분류되어 한강 수계 지류 하천은 유기물과 영양염류 간접지표의 요인이 크게 작용하는 것을 알 수 있었다. 주성분 분석의 PC1으로 분류된 EC를 제외한 항목에 대하여 계절별 분포 차이를 알아보기 위해 일원 분산분석을 수행한 결과 유의한 수준에서 계절별로 차이가 있는 것으로 나타났다(p><0.
주성분 분석 결과를 바 탕으로 한강 수계 지류 하천의 수질변동 요인 1은 “유기물과 영양염류 간접지표의 요인”, 요인 2는 “계절 적인 요인”, 요인 3은 “유량변동에 따른 요인”으로 정의할 수 있다.
주성분 분석의 PC1으로 분류된 EC를 제외한 항목에 대하여 계절별 분포 차이를 알아보기 위해 일원 분산분석을 수행한 결과 유의한 수준에서 계절별로 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05).
한강 수계 지류 하천의 연평균 TP 농도는 0.027∼ 0.268 mg/L의 범위를 나타냈으며 주거단지와 산업 단지가 밀집해 있는 공릉천(GN)은 연평균 TP 농도 0.202 mg/L로 수질 환경기준 약간 나쁨(IV) 등급으 로 나타났으며 특히 공공하수처리시설 방류수의 영 향을 받는 굴포천(GP)은 연평균 TP 농도 0.268 mg/L로 수질 환경기준 약간 나쁨(IV) 등급으로 나타나 높은 수질을 나타났다.
한강 수계의 수질 개선 우선순위 지류 하천을 파악 한 결과 A 그룹에 분류된 하천으로 굴포천(GP), 안 양천(AY), 왕숙천(WS), 탄천(TN)으로 나타났으며 대도시(서울특별시, 인천광역시, 경기도)에 있으며 공공하수처리시설의 방류수의 영향을 받는 특성이 있었다. 특히 굴포천(GP)은 인천광역시, 부천시, 서울특별시, 김포시를 흐르면서 산업화 및 도시화로 인하여 생활하수 및 공장폐수의 유입 오염원과 신곡 양수장 및 배수장 운영에 따른 배수 영향 등과 같은 하천의 구조적 문제로 인하여 수질이 악화하였다.
현재 단계(Coefficients of this step)에서 이전 단계 (Agglomeration of last step)의 차이를 나타내는 ‘Change’의 값의 변화폭이 군집의 개수 3일 때 가장 크게 나타나 최적의 군집 개수임을 알 수 있었다.

후속연구

이러한 결과로 한강 수계의 수질 개선이 필요한 우 선순위 지류 하천을 선정할 수 있으며 효율적인 수질 관리를 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 하천으로 유입된 오염물질의 영향을 명확하게 분석하기 위해서는 하천 유량에 따른 유출 특성을 파악해야 하며 하천 유역 내 미확인 배출원에 대한 조사, 대상 유역의 수질오염 우심 하천과 오염 원의 기여도 파악을 통하여 최적의 방안을 도출할 수 있다. 향후 타 수계 및 유역에 등급화 방안을 적용하 여 수질 개선이 필요한 하천을 선정하여 합리적이고 체계적인 관리 시행이 가능할 것으로 판단된다.
따라서 수질 개선이 필요한 하천 유역의 주요 오염원 저감을 위해서는 공공하수처리시설의 증설 및 신설, 기존 공공하수처리시설의 효율적인 운영에 따른 방류수 수질 개선, 공동자원화 시설의 설치, 비점 오염원 저감 시설 설치, 하천 정비사업 등 유역 특성에 맞는 방안 및 시행이 필요하다. 또한, 하천 유역 내 미확인 배출원에 대한 조사, 하천 유역 내 주요 우심 지점을 파악하여 관리하는 것이 필요할 것으로 판 단된다.
본 연구에서 시행한 수질 개선 등급화 방안을 위해 유달 부하량을 이용한 유달 부하 밀도를 산정하였으나 추가로 점오염원과 비점오염원에서 발생하는 배출 부하량과 배출 부하 밀도를 고려하여 하천 유역의 특성을 평가하는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 유역에서 배출되는 오염물질의 양이 많을수록 수질 오염도가 증가하나 오염물질의 양이 적고 하천 유량의 적어도 오염물질의 유입원에 대한 민감도가 상대적으로 증가하기 때문에 수질의 변동이 크게 나타날 수 있다(Park et al.
이러한 결과로 한강 수계의 수질 개선이 필요한 우 선순위 지류 하천을 선정할 수 있으며 효율적인 수질 관리를 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 하천으로 유입된 오염물질의 영향을 명확하게 분석하기 위해서는 하천 유량에 따른 유출 특성을 파악해야 하며 하천 유역 내 미확인 배출원에 대한 조사, 대상 유역의 수질오염 우심 하천과 오염 원의 기여도 파악을 통하여 최적의 방안을 도출할 수 있다.
하천 등급화 점수가 높게 나온 하천들은 군집 분석 결과에서 복하천(BH)을 제외한 Cluster 3에 분류된 하천이다. 이러한 하천의 수질 개선 방안으로는 공공하수처리시설 방류수의 영향을 받고 있어 공공하수처리시설의 증설 및 신설, 공공하수처리시설의 효율적인 운영에 따른 방류수 수질 개선 등 점오염원에 대한 관리 방안이 필요할 것으로 판단된다.
안양천(AY)은 연구 대상 하천 중 에서 대규모 도시가 형성된 인구 밀집 지역으로 인구 밀도가 5,000명/km2 이상이며 도시화 비율이 30% 로 나타났다(Kim & Lee 2011). 하천 등급화 결과 A 그룹에 해당하는 하천을 대상으로 수질 개선을 위해 서는 점오염원에 대한 관리 방안이 필요할 것으로 판단된다. B 그룹에 분류된 하천은 공릉천(GN), 복하천(BH), 양화천(YH), 임진강(IJ)으로 주변에 농경지가 많이 분포하여 복합대지 비율이 낮아 비점오염원에 대한 관리방안이 필요할 것으로 판단되다.
안양천(AY)은 연구 대상 하천 중 에서 대규모 도시가 형성된 인구 밀집 지역으로 인구 밀도가 5,000명/km2 이상이며 도시화 비율이 30% 로 나타났다(Kim & Lee 2011). 하천 등급화 결과 A 그룹에 해당하는 하천을 대상으로 수질 개선을 위해 서는 점오염원에 대한 관리 방안이 필요할 것으로 판단된다. B 그룹에 분류된 하천은 공릉천(GN), 복하천(BH), 양화천(YH), 임진강(IJ)으로 주변에 농경지가 많이 분포하여 복합대지 비율이 낮아 비점오염원에 대한 관리방안이 필요할 것으로 판단되다.
또한 하천으로 유입된 오염물질의 영향을 명확하게 분석하기 위해서는 하천 유량에 따른 유출 특성을 파악해야 하며 하천 유역 내 미확인 배출원에 대한 조사, 대상 유역의 수질오염 우심 하천과 오염 원의 기여도 파악을 통하여 최적의 방안을 도출할 수 있다. 향후 타 수계 및 유역에 등급화 방안을 적용하 여 수질 개선이 필요한 하천을 선정하여 합리적이고 체계적인 관리 시행이 가능할 것으로 판단된다.
01). 향후 한강 수계 지류 하천의 변수 간의 관계를 규명하기 위하여 회귀 분석을 이용한 변수 간의 인과관계를 수학적 함수관계로 나타내어 수질 변화를 예측하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지류 지천의 특징은 무엇인가?	특히 지류 지천은 생활하수의 유입, 강우 시 비점 오염물질의 유입, 고농도 축산폐수의 유입, 수질오염 사고에 의한 오염원 유입 등이 상시 존재하여 지류 지천의 수질 악화는 수계 본류에 직접적인 영향을 미칠 수 있다(Son et al. 2017b).
	유역관리를 위한 많은 선행 연구의 한계는 무엇인가?	2017). 현재까지 많은 선행 연구 및 연구 자들이 수계의 수질특성을 파악하기 위하여 유량 및 수질 모니터링을 수행하고 있지만 한강 수계 지류 하천의 특성을 정확히 분석하고 수질 개선이 필요한 하천을 선정하기 위한 연구는 미흡한 실정이다.
	하천의 수질의 정확한 변화 특성 파악 및 평가가 어려운 이유는?	효율적이고 체계적 인수계의 수질 관리를 위한 방법으로 지류 및 소하 천을 포함한 대상 수역의 장기적 및 체계적인 조사가 필요하며 수질변동의 특성을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 하천의 수질은 유입 지류 지천 유역의 오염 부하, 하천의 수리 수문학적 특성, 퇴적물의 오염상태, 수체 내 생물학적 물질대사, 계절적 요인 등이 상호 작용하여 결정되기 때문에 수질의 정확한 변화 특성 파악 및 평가를 하는데 어려움이 있다(Park et al. 2011).

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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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