본 연구는 새만금 5개 지점(동진, 가력, 만경, 신시, 계화)의 1시간 간격 수질 시계열 자료를 활용하여 수질 항목 간 인과구조와 변수 중심성을 정량적으로 분석하였다. 이를 위해 상관분석, Granger 인과성, DirectLiNGAM, 중심성 분석을 적용하였다. 상관분석에서는 전 지점에서 수온–DO 간 음의 상관과 염분–DO 간 양의 상관이 공통적으로 나타났으나, 영양염–DO 관계는 지점별 차이를 보였다. Granger 분석은 전반적으로 양방향 연결이 우세했으나, 동진·만경(하천)에서는 수온·탁도·염분이 영양염 및 유기물 지표를 선행하였고, 계 화(기수역)에서는 담수·해수 요인이 결합된 혼합 구조가 드러났다. LiNGAM 분석에서는 동진·만경에서 수온·탁도가 중심 노드로, 계화에 서는 T-N과 TOC가 매개자로, 가력·신시(배수갑문)에서는 DO가 핵심 변수로 확인되었다. 종합하면, 새만금 수질 네트워크는 하천 지점에 서는 유기물 부하 중심, 기수역에서는 질소·유기물의 혼합 중심, 해수유통 지점에서는 DO 중심의 구조가 형성되어 있음을 보여주었다. 이 러한 결과는 새만금과 같은 반폐쇄성 연안에서 수질 항목 간 물리·화학적 인과 메커니즘을 정량적으로 해석하는 데 기여하며, 향후 수질 개선을 위한 조절 변수 선정, 예측 모델 구축, 실시간 관리 전략 수립에 과학적 근거를 제공할 수 있다.

This study quantitatively analyzed the causal structures and variable centralities among water-quality parameters at five sites in Saemangeum (Dongjin, Garyeok, Mangyeong, Sinsi, and Gyehwa) using hourly time-series data. Correlation analysis, Granger causality tests, DirectLiNGAM, and centrality analysis were applied. Correlation analysis revealed consistent negative associations between temperature and DO, and positive associations between salinity and DO across all sites, whereas nutrient–DO relationships varied by location. Granger causality indicated that most variable pairs exhibited bidirectional linkages, although temperature, turbidity, and salinity consistently preceded nutrients and organic matter at Dongjin and Mangyeong (riverine sites), whereas mixed structures driven by both freshwater and seawater inputs were evident at Gyehwa (brackish zone). LiNGAM analysis showed that temperature and turbidity served as central nodes at Dongjin and Mangyeong, T-N and TOC as mediators at Gyehwa, and DO as the key variable at Garyeok and Sinsi (sluice gate sites). The Saemangeum water-quality network was characterized by organic-matter dominance at riverine sites, mixed nitrogen–organic matter structures at the brackish zone, and DO-centered structures at the sluice gate sites. These findings contribute to a quantitative understanding of physical–chemical causal mechanisms in semi-enclosed coastal systems such as Saemangeum. Additionally, they provide scientific evidence for selecting regulatory variables, developing predictive models, and establishing real-time management strategies for water-quality improvement.

요 약
Abstract
1. Introdution
2. Material and Method
    2.1 Study Area and Monitoring Sites
    2.2 Data Collection and Variables
    2.3 상관계수 및 유의성 분석
    2.4 Granger 인과성 분석
    2.5 LiNGAM 기반 인과망 추론
    2.6 중심성 지표 분석
3. Results and Analysis
    3.1 데이터 시계열 검토
    3.2 변수 간 상관관계 분석
    3.3 Granger 인과성 분석
    3.4 LiNGAM 인과 구조 분석
    3.5 인과 중심성 기반 변수 영향력 분석
4. Conclusion
References

• 권혜련(국립군산대학교 토목환경공학부 박사과정) | Hyeryeon Gwon (PhD Candidate, Dept. of Civil & Environmental Engineering, Kunsan National University, Kunsan 54150, Korea)
• 이주찬(국립군산대학교 토목환경공학부 박사과정) | Juchan Lee (PhD Candidate, Dept. of Civil & Environmental Engineering, Kunsan National University, Kunsan 54150, Korea)
• 김종구(국립군산대학교 환경공학과 교수) | Jonggu Kim (Professor, Dept. of Environmental Engineering, Kunsan National University, Kunsan 54150, Korea)
• 강훈((주)해양정보기술 이사) | Hoon Kang (PhD, Marine Energy Division, MIT co., Ltd., Seoul 08592, Korea)
• 권민선((주)국토해양환경기술단 연구원) | Minsun Kwon (PhD, Ocean Physics Dept., Land & Ocean Environmental Eng., Suwon 16690, Korea) Corresponding author