지구 온난화에 따른 기온 상승, 보나 댐의 건설로 인한 체류시간의 변화는 식물플랑크톤의 이상증식을 일으키며 이로 인한 수계의 부영양화, 녹조 현상은 상수원 수질 악화에 영향을 미쳐 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 본 연구와 같이 일차생산력과 환경요인들의 상관관계를 확인하는 것은 일차생산력의 조절인자 파악에 매우 효과적이다. 또한 HPLC-CHEMTAX 분석 방법은 간편하며 짧은 시간 안에 식물플랑크톤의 색소 비 값을 기반으로 각 군집의 상대적인 기여도 추정이 가능하다. 이러한 연구 방법들을 적용할 경우 수 생태 건강성 평가 및 식물플랑크톤 이상증식에 영향을 주는 군집조성을 빠르게 파악할 수 있어 조류 예보제 및 수계관리에 있어 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Recently, quantitative analyses of food web structure based on carbon and nitrogen stable isotopes are widely applied to environmental assessments as well as ecological researches of various ecosystems, particularly rivers and streams. In the present study, we analyzed carbon and nitrogen stable isotope ratios of POM (both planktonic and attached forms), zooplankton, benthic macroinvertebrates and fish collected from 6 sites located at Nakdong River. Samples were collected from upstream areas of 5 weirs (Sangju, Gangjeong- Goryeong, Dalseong, Hapcheon-Changnyeong, and Changnyeong-Haman Weirs) and one downstream area of Hapcheon-Changnyeong Weir in dry season (June) and after rainy season (September). We suggested ranges of their carbon and nitrogen stable isotope ratios and calculated their trophic levels in the food web to compare their temporal and spatial variations. Trophic levels of organisms were relatively higher in Sangju Weir located at upper part of Nakdong River, and decreased thereafter. However, the trophic levels were recovered at the Changnyeong-Haman Weir, the lowest weir in the river. The trophic level calculated by nitrogen stable isotope ratios showed more reliable ranges when they were calculated based on zooplankton than POM used as baseline. The suggested quantitative ecological information of the majority of biological communities in Nakdong River would be helpful to understand the response of river food web to environmental disturbances and can be applied to various further researches regarding the quantitative approaches for the understanding food web structure and function of river ecosystems as well as restoration.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

조절하천의 낙동강에서 겪고 있는 부영양화와 조류 대발생 (유해남조의 녹조현상 및 담수적조)은 국내외적으로 가장 급속하게 확대되고 있는 수질문제이며, 다양한 집단에서 지대한 관심을 가지게 한 분야 중 하나이다. 본 연구는 2013년 1월부터 2017년 7월까지 낙동강의 8개 보 pools에서 주요 수질 환경요인을 주 간격으로 조사하였고, 우점조류와 상호 관련성을 비교 분석하였다. 연강수량은 2016년(보 평균 940.7 mm)에 많았고, 2015년 (672.8 mm)에 적었다. 장마·폭염기 (6~9월) 강우는 총강수량의 48.1%이었고, 상·하류간에 차이가 컸다. 총방류량 중 소수력발전, 월류 및 어도가 차지하는 비율은 각각 37.4%, 60.1%, 2.5%로서 홍수기를 제외하고 발전방류에 의한 비중이 매우 컸다. 방류량은 대부분 유입량에 비례하였으나, 취수량이 집중되는 보에서 다른 양상도 관찰되었다. 이것은 수위강하, 물 교환율과 연관되었고, 유해남조와 담수적조의 대발생에 심각한 영향을 초래하였다. 수온과 DO 농도의 변화는 기상·수문학적 영향이 지배적이었는데, 온도변화 뿐만 아니라 강우의 특성에 따라 변화 양상이 포착되었다. Chl-a의 평균농도 (최대값)는 SAJ~GAJ와 DAS~HAA구간에서 각각 17.6 mg m-3 (98.2 mg m-3), 29.6 mg m-3 (193.6 mg m-3)이었고, 하수의 영향이 절대적인 하류부에서 증가하는 경향이 현저하였다. 우점조류의 분류군 조성은 총 48속으로 규조 14속, 남조 8속, 녹조 18속 및 편모조 8속으로 각각 구성되었다. 유해 녹조현상과 담수적조의 주요 원인조류는 각각 남조 Microcystis와 규조 Stephanodiscus 개체군이었다.

본 연구는 4대강 사업에 따른 낙동강 수질의 변동성을 평가하기 위한 것으로, 낙동강에 건설된 8개 보 건설 전후의 수질을 비교, 분석하였다. 이를 위해 보에서 가장 인접한 상류 수질측정지점을 대상으로 4대강 사업전(2003년 1월부터 2008년 11월), 사업중(2008년 9월부터 2012년 4월), 사업후(2012년 5월부터 2017년 9월)까지의 3개 기간에 대해 DO, BOD, COD, SS, T-N, T-P, TOC 등의 수질자료를 수집하였다. 4대강 사업전후 자료의 유의성 검증을 위해 대응검정 T-test를 95%의 신뢰구간에서 실시 한 결과 DO, BOD, COD, T-N, TOC는 사업 전보다 사업 후 수질 농도가 높아지는 경향이 있으며, 그 중 BOD, COD, TOC의 농도가 큰 차이를 보였다. 반면에 SS, T-P는 사업 전보다 사업 후 농도값이 감소하였다. 수질인자 중 변화값이 큰 BOD, COD, TOC를 수질등급으로 나누어 공간적으로 분석 해 본 결과 사업전에 비해 사업후의 수질등급이 나빠지는 경향을 보였다.

낙동강 유역에 조성된 신규습지에서 서식환경에 대한 어류의 분포 특성을 평가하고, 이를 기반으로 한 관리방안 도출을 위해 42개 습지에서 환경요인의 측정과 어류 조사를 시행하였다. 조사 기간 동안 총 30종의 어류가 출현하였으며, 이 중에서 배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochirus)과 같은 외래어종의 비율이 상대적으로 높았다. 특히, 밀어(Rhinogobius brunneus)나 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis), 피라미(Zacco platypus) 등의 어류는 흐름이 있는 환경을 선호하기 때문에 배스가 우점하는 습지(정체수역)에서 상대적으로 낮은 밀도를 가지는 것으로 사료된다. SOM (Self-Organizing Map)을 활용한 패턴분석 결과, 각 습지의 서식환경 특성에 따라 어류 종의 출현빈도가 상이한 것으로 분석되었다. 어류 종의 분포는 각 습지의 수심 변화와 수생식물 피도에 민감하게 영향 받는 것으로 나타났으며, 수온이나 pH, 용존산소 등의 이화학적 요인 변화에 대한 영향은 적었다. 특히 수생식물의 피도는 어류의 종다양성이나 밀도에 강한 영향을 주는 것으로 분석되었으며, 수변식생이 부족한 습지에서는 어류가 적은 풍부도와 다양성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 기반으로 평가할 때 어류 등의 생물다양성 증진을 위해 호안사면의 높은 인공성이나 수변식생의 부족한 습지 등은 개선이 필요할 것으로 사료되며, 건강성 확보를 위한 지속가능한 관리방안이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

The aims of this study were to analyze the physico-chemical factors and the characteristics of epilithic diatom community from 15 sites of the Naeseongcheon and tributaries located in the upper region of the Nakdong river from May to October 2016. The biological water quality was assessed using DAIpo and TDI. A total of 163 diatom taxa were identified with 2 orders, 3 suborders, 9 families, 35 genera, 145 species, 16 varieties and 2 forms. Cocconeis placentula var. lineata appeared at every examined sites. Achnanthes lanceolata, Nitzschia fonticola, Nitzschia inconspicua and Reimeria sinuata were common taxa of the Naeseongcheon. Nitzschia inconspicua and Achnanthes minutissima were major dominant species. As a result of the CCA, Electrical conductivity and total nitrogen concentration were important factors determining the diatom species composition. In the result of the biological assessment using DAIpo, the Naeseongcheon was rated at class B with an average of 62.38. In the result of assessment using TDI, the Naeseongcheon was rated at class C with an average of 66.12.

본 연구에서는 구미에 위치한 낙동강에서 발생한 안개를 분류하였고 안개 발생 전후의 기상특성을 분석하였다. 안개는 2013년부터 2015년까지 시정계를 이용하여 관측되었다. 안개는 총 74회 발생하였고 대부분 증기안개로 분류되 었다. 관측된 증기 안개는 내륙에서 발생한 안개보다 지속시간이 길게 나타났는데 이는 지형적 특징으로 인해 야간 증 발이 다른 지역보다 강하게 나타났기 때문이다. 안개 지속시간에 대한 하천 증발 효과를 분석하기 위해 Penman- Monteith (Penman법)와 Bulk aerodynamic (Bulk법) 방법을 사용하여 증발량을 추정하였다. 이 중 Bulk법은 실제 수면 에서 측정한 증발량과 유사하게 나타났다. 따라서 Bulk법이 실제 수면 증발량 추정에 적합한 방법임을 확인할 수 있었 다. Bulk법으로 추정한 증발량은 안개 비발생일 보다 안개 발생일에 06 LST와 07 LST에 더 높게 나타났다. 안개 발 생일에 하천의 증발은 대기에 증발잠열 에너지를 공급하고 안개 내부의 난류를 유지하는 에너지원으로 작용한다. 이와 같은 결과는 안개내부의 풍속, 기온, 그리고 난류운동에너지의 증가를 통해 확인하였다.

We described a spatial distribution pattern and floral diversity on the Paspalum distichum community occurring at the ecological parks of Hwamyeong, Daejeo, Samnak, and Maekdo in the Nakdong river estuary. A total distribution area of P. distichum community was 303,462.6 m2. Its largest area was found in Samnak eco-park (185,910.1 m2). The most richness of knotgrass patches in each ecological park was determined Maekdo eco-park (87). Cover class level-5 shows the largest area (260,663.2 m2). A total of 73 taxa (34 families, 55 genus, 65 species, and 8 varieties) were listed up on the P. distichum community. A welldeveloped population of knotgrass was found predominantly at sites linked into human impacts at the riverine floodplain, the stream courses flowing through the parks, and the man-made channels and wetlands. Finally we proposed an ecological management strategy for knotgrass population in the study area.

The identity of toxin producers remains only hypothesis unless there were identified by strain isolation and analytical confirmation of both the cyanotoxin production and the genetic identity of the monoculture. The purposes of this study were to identify a morphologic and phylogenetic classification in Aphanizomenon flos-aquae strains isolated from the Nakdong River and to investigate the potential ability of the strains to produce toxins such as saxitoxin and cylindrospermopsin using target genes. The 16S rRNA and sxtA, sxtI, cyrA, cyrJ genes were analyzed on two strains (DGUC001, DGUC003) isolated from the Nakdong River. Morphological features of the strains were observed a shape of aggregated trichomes in parallel fascicles which can reach up to macroscopic size and a hyaline terminal cell without aerotope. In addition, the 16S rRNA phylogenetic analyses showed that the strains were identified as the same species with high genetic similarity of 98.4% and grouped within a monospecific andsupported cluster I of Aphanizomenon flosaquae selected from GenBank of the NCBI. The cyrA and cyrJ genes encoding for the cylindrospermopsinbiosynthesis were not detected in the present study. The sxtA gene was in detected both the two strains, whereas the sxtI gene which had been suggested as a suitable molecular marker to detect saxitoxin-producing cyanobacteria was not found both the strains. Thus, the two strains isolated from Nakdong River were identified as the same species of Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Bornet et Flahault 1888, the two strains were confirmed as potential non-producing strains of the saxitoxin and cylindrospermopsin.

In this study, we investigated the correlation between the number of cyanobacterial species and the water quality factors after installation of Nakdong river weirs. Factor analyses of water quality factors were also performed. The results of correlations showed that there was no significant water quality with the cyanobacterial concentration but the correlation coefficient of nutrients increased from the upstream to the downstream. There was a significant correlation between W·T and pH as important water quality factors for the growth of cyanobacteria. In the downstream region of Nakdong river, algae were more frequently detected than in the upstream region, and the blooms of algae species seem to be influenced by the higher pH and the influx of the phosphorus from the upstream tributaries. Nutrient concentration was higher in the downstream region than in the upstream region due to the effects of tributaries Geumho river and Nam river in Nakdong river. As a result of the factor analyses, nitrogen species were the principal factors in the upper region, and phorsphorus species were the principal factors in the downstream region.

This study analyzed the correlation between Chl-a and water quality factors using characteristics of climate data, water quality factors, and various statistical analysis techniques during the summer season in the Nakdong River during the 2-year period. The purpose of this study is to provide the basic data for establishing water quality management policy in the Changnyeong-Haman weir section. From the end of July to the middle of August when algae mainly occur, both the years 2015 and 2016 are in the temperature range of 25 ~ 30 °C, and the total precipitation of 2015 is less than that of 2016 in this period. As a result of comparing the concentration of Chl-a, the average Chl-a concentration of 2015 was higher than that of 2016, which seems to be related to the total precipitation in the occurrence of algae. The results of the correlation analysis showed that the correlation with PO4-P was significant at most points. As a result of the factor analysis, the first principal factor group classified PO4-P, NH3-N, TP, pH, flow rate, TN and this section seems to be influenced by phosphorus and nitrogen and flow rate.

기후 변화 및 상수원 오염 등으로 원수 내 조류 증식의 빈도가 높아짐에 따라 모래여과와 마찬가지로 막여과 정수처리 공정 운영에서도 문제를 유발할 수 있기 때문에 이에 대한 기술적 대응 방안이 수립되어야 한다. 특히 우리나라와 같이 계절적 구분이 뚜렷한 지역에서 조류는 수온에 따라 우점하는 조류의 종이 변화하여, 외형 적 형태 및 성상이 종별로 다른 조류의 특성을 감안한 대처 방안이 검토되어야 한 다. 본 연구는 낙동강 수계를 원수로 하는 500m3/d 규모의 파일럿 플랜트를 이용하여 계절별로 상이하게 유입되는 조류의 분류에 따라 겨울철 저수온 시기에 규조류가 번성할 경우 염기 역세정 방법을 적용하고, 여름철 시기에 남조류가 번성할 경우에는 분말활성탄으로 처리하는 조류 대응 막여과 운전 방법과 전처리 공정에 대해 검토하였다.

In this paper a concept of the paradigm shift in the operations of Water and Wastewater systems regarding the production and usage of water was introduced. Based on this concept the interrelationships between the water quality in the upper basin of NakDong River relative to Busan and the degree of satisfaction of the customers on the water supply service in Busan were modeled using the System Dynamics modeling methodology. SamRangJin basin area was determined as the upper basin of Busan after analyzing the relationships between the water quality of MoolGeum water intake point and water quality data of various mid- and upper water intake points along NakDong River. The amount of contaminants generated in SamRangJin basin was modeled using the Gross Regional Domestic Product in the area and the treated amount was calculated using the efficiency of wastewater treatment and the degree of improvement of environmental condition per investment. The water quality at MoolGeum water intake point was modeled to take the effects of the remaining amount of contaminants after treatment and the non-point source contaminants in SamRangJin basin. Using the developed System Dynamics model the effects of the investment for the improvement of environmental condition in SamRangJin basin were compared to the case of alternate water source development for Busan in terms of the degree of satisfaction of the customers on the water supply service in Busan.

본 연구는 여름철 낙동강 하구역 해빈 쇄파대에서 누치 유어의 출현양상, 위내용물 조성, 체장과 주야간 위내용물 조성의 차이를 조사하였다. 시료는 2014년 주야간에 낙동강 하구역 해빈 쇄파대의 2개 정점에서 지인망으로 8월에 채집된 67개체를 이용하였다. 여기서 채집된 개체의 체장은 5.1에서 9.7 cm의 범위를 보였다. 누치는 단각류를 주로 섭식하는 육식성으로 어류였으며, 그 외 어류와 갯지렁이류 그리고 새우류 등을 부가적으로 섭식하였다. 누치는 크기에 따라 식성변화를 보여, 가장 작은 크기군(< 6.4 cm SL)의 개체들은 단각류를 주로 섭식하였던 반면, 체장이 증가할수록 단각류 대신 어류의 비중이 증가하였다. 주야에 따라서는 주간에는 단각류와 갯지렁이류를 주로 섭식하였고, 야간에는 어류를 주로 섭식하였다

낙동강 상류지역 건설사업 이후, 식물플랑크톤의 시·공간 분포특성을 파악하기 위해 2013년 2월부터 2015년 12월까지 낙동강 하구둑에서 가덕도 동편에 이르는 수역에서 격월로 환경요인과 식물플랑크톤을 조사하였다. 환경요인은 연간 유의한 차이를 보이지 않았으나, 상·하부수역 및 계절적 차이가 나타났다. 상부수역은 돌말류, 녹조류, 남조류가 하부수역보다 높았고, 특히 담수돌말류와 남조류가 우점하였다. 반면 하부수역은 와편모류가 주로 출현하였다. 상관분석 결과, 상부수역은 Stephanodiscus spp., Asterionellopsis formosa, Microcystis spp.가 주로 담수방류에 의한 인위적인 유입과 관련성이 나타났다. 우점종과 상관관계가 나타난 환경요인은 수온, 풍속, DIP, DIN 등으로 나타났다. 하부수역에서 상위종으로 출현한 와편모류는 대부분 영양염류 및 바람과 상관성이 나타났다. 특히 하부수역에서 Prorocentrum donghaiense은 DIN, 풍속, 강풍발생 일수와 음의 상관성이 나타났고, 하계시기에 집중적으로 출현한다. 유사도와 PCA분석에서도 상부수역은 시기적인 구분이 뚜렷하지 않은 반면 하부수역에서는 계절적인 차이가 발생하였다. 하부수역은 2014년 일부시기를 제외하고, 크게 와편모류가 증가하는 6-8월과 돌말류가 우점하는 10-4월로 구분되었다. 이는 지리적 특성에 의한 담수 방류의 영향범위 차이가 담수종과 영양염류의 유입을 변화시켜 식물플랑크톤 군집특성에 영향을 미치고 있음을 의미한다.

낙동강에는 휴·폐광산의 관리 소홀로 인하여 광미, 광산폐기물, 침출수 등이 산재되어 있으며 여름철 집중 호우 기 동안 이 같은 오염물들이 수계에 유입될 수 있다. 경상북도 봉화군 석포면에서 시작해 안동시 안동호 상류에 이르 기까지 낙동강에 영향을 미칠 수 있는 광산은 총 105개로 금속광산 60개, 비금속 광산 45개에 달한다. 이를 확인하기 위해서 1년 동안 건기와 우기에 퇴적물, 배출수, 하천수를 채취하였다. 광산의 활동으로 낙동강 주변에 전반적으로 심각한 수준의 중금속 오염을 보이는 퇴적층이 산재해 있음을 확인했다(101개의 시료채취 지점 중 중금속농도를 바탕으로 한 오염지수 10 이상 지점 68개). 하천수 분석 결과에서는 승부, 삼보, 옥방, 장군 광산 등의 지류 시료에서 비소와 카드뮴 농도가 우기 때 증가하는 양상을 보였으며 광산의 배출수와 광미 퇴적층으로 인한 오염이 우려된다. 그러나 광미 퇴적층과 하천수의 화학조성만으로는 오염의 근원이 되는 광산의 유입정도를 분리해 내기 어렵고 이러한 문제는 광해 방지를 어렵게 한다. 광산 활동으로 인한 오염을 효과적으로 방지하기 위해서는 각 오염근원으로부터의 유입비를 분리해 낼 수 있어야 하는데, 그 방법으로써 안정동위원소를 사용하고 이를 통한 오염원 추적 분석 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.