새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저 층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증 가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1 일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.

조류의 이상증식을 일으키는 새만금호 부영양화를 평가하기 위해 Carlson 지수를 적용하였다. 연구를 위해 2021년 월별로 새만 금호내 총 7개 정점에서 수질조사를 실시하였다. Chl.a의 농도는 동계에는 만경수계가 약간 높았고, 춘계와 하계에는 동진수계가 약간 높 게 나타났으나, 일부 시기를 제외하고는 전체적으로 호소 수질환경기준 3등급과 비슷하거나 낮은 농도를 나타내었다. COD는 만경수계와 동진수계 모두 하계와 추계에 호소 수질환경기준 4등급과 유사하거나 상회하는 수질을 나타내었다. TOC는 모든 지점에서 3등급 이내의 수질을 보였다. 총인 농도는 호수 수질환경기준 4등급을 초과하였고, 월별로는 1월과 강우 후 8월에 높게 나타났다. 수질인자간의 상관성 분석에서 염분 농도에 대한 유기물, 총인, 총질소의 상관성이 상대적으로 높게 나타나 배수갑문을 통한 해수유입과 상류 하천을 통한 담 수 유입에 의한 담수역, 기수역, 해수역의 수질 특징을 반영하고 있었다. 영양상태지수에 의한 새만금호의 부영양화 변동 특성을 보면, Chl.a와 SD, TN의 지수에서 부영양화 초기 단계의 수질을 보였으며, TP 지수의 경우 심각한 부영양화 상태를 나타내고 있었다. 수질인자 간 부영양화 지수의 크기는 모든 수계에서 TSI(TP) > TSI(TN) > TSI(SD) > TSI(CHL)의 순으로 나타났다. TSI(CHL)에 대한 TSI(TP) 및 TSI(SD)와의 편차를 2차원 평면으로 나타낸 사분면 분석 결과를 보면, 조류 성장에 대한 총인이 영향에서는 모든 수계에서 대부분의 총인 (TP)에 의한 제한적 영향은 나타나지 않았으며, 빛 감쇠에 영향을 미치는 인자는 외부로부터 유입되는 적은 입자상 물질에 의한 영향이 크게 나타나는 것으로 평가할 수 있다.

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대 책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관 성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영 향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹Ⅰ은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 Ⅱ는 계절적으 로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 Ⅲ은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울 철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 Ⅳ는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지 는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목 표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

The macroinvertebrate community in the Singal reservoir, Yedang and Juam lake was investigated three times from April 2021 to October 2021. Each lake was investigated by dividing it into inflow, middleflow, and outflow. Additionally, sampling was conducted again by dividing it into the edge and center parts at each inflow, middle-flow, and outflow. Eight families of benthic macroinvertebrates were collected except for chironomids in the sampling sites. Dominant macroinvertebrates were investigated as chironomids, and Tubificidae was sub-dominant organisms. The density of macroinvertebrate community was higher in the edge area than in the center bottom of the lakes. The density of chironomids was low when the water level was high but was high when the water level was low. In the edge area of the middle-flow in Singal reservoir, the density of chironomids was 1,208 ind. m-2 in April when the water level was high, but it increased to 1,401 ind. m-2 in July when the water level was low. Similarly, the density of chironomids at the outflow of Yedang lake was high (1,990 ind. m-2) in July when the water level was low. The density of chironomids also decreased along with the increasing water level at all edge areas of Juam lake. These results indicated that it will be necessary to consider the water level when studying macroinvertebrate communities in the lake.

부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기 (4월)와 강우기 (7월)에 천수만과 부 남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×107 cells L-1로 대증식하였 고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식 하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.

본 연구는 충주댐 (청풍호)의 부유식 수상태양광 발전 시스템 (FPV)이 수질에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 충주댐 (청풍호) FPV는 수표면적 (97 km2)의 0.04% 를 차지 한다. FPV 설치 전후 호수 전체의 수질을 비교·분석하였다. 전체 호수의 DO, BOD, TOC 및 Chl-a는 설치 기간 후 유의한 수준 (p<0.05)에서 증가한 반면, 전기전도도는 감소하였다. 이는 동일한 비교 기간 동안 40% 증가한 강수량 으로 인해 영양염류 유입이 증가한 때문으로 판단된다. 또한 2017년 5월과 11월 FPV 중앙 직하부 (FPVC) 및 영향권 지점에서 수질 인자를 측정·비교하였다. 그 결과, FPVC와 영향권 지점의 수질 인자가 통계적으로 다르지 않았으며 (p>0.05), FPV 시설이 수질 저하를 유발하지 않음을 보여주었다. 2018년 9월부터 11월까지 5차례에 걸쳐 수온, 광도 및 식물 플랑크톤 군집도 수심별로 측정·분석하였다. 수온은 지점별로 다르지 않았으며, 광도는 FPVC에서 27~50%로 감소한 것으로 조사되었다. 대조구와 비교해보면 감소된 광도에도 불구하고 FPVC에서 조류의 출현종과 현존량이 유의미하게 다르지 않았다 (p>0.05). 그러나, 11월 초의 시료의 경우, FPVC에서 Aulacoseira 속에 속하는 부착 규조류가 우점하였으며 대조구보다 현존량이 상당히 높았다. 이는 FPV 시스템에 의한 일시적이고 국부적인 정체 수역 형성과 관계있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 수상태양광 설치에 관한 정책수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 수상태양광 시설에 대한 장기적인 수질 모니터링과 수상태양광 시설에 의한 수리동역학적 연구, 수상태양광의 설치 면적과 수질과의 상관관계 연구 등이 필요하며 이를 통해 수상태양광 활용성을 극대화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

호소수에 대한 막여과 공정 설계 및 운영인자를 도출하기 위하여 부산시 소재 회동 수원지의 물을 원수로 하는 200 m3/일 용량의 정수처리 침지식 막여과 pilot을 운영하였다 (운영기간 : 2018년 1월 ~ 9월). 막여과 공정 운영 관점에서 주요한 원수 수질변화로는 1월 ~ 2월 사이 수온이 5 ℃ 이하를 유지하였고, 6~7월의 평균 탁도는 24±40 NTU 이었으며, 7월 중 태풍 발생으로 인하여 약 229 NTU의 고탁도가 유입되었다. 막여과 pilot 운영결과를 바탕으로 막여과 공정의 주요 설계값인 막여과 유속, 막여과 차압, 약품 세척 주기 및 단위공정의 운전순서를 결정하였다. 운영결과 중에서 특별히 괄목할 만한 관찰점은 막여과 배출수 탁도의 중력침전 제거율이 평균 94±4%로 분석된 것이다.

The ecosystem in the Gwangju Stream has taken a wide range of disturbance such as the discharging water of sewage treatment plant, the lake water and the river water from different water system over the past decade. This study was figured out some significant influence factors by analyzing the relationship between biotic and abiotic factors in the urban stream. Abiotic components included 15 water quality variables which were measured in five sampling sites along the stream from October 2014 to July 2015, whereas the benthic macroinvertebrates found in those sites were used to estimate various biotic indices representing the ecological status of the community. The results of correlation analyses indicated that abiotic factors by human activities affected on the inhabitation of benthic macroinvertebrates more than biotic factors. The results of cluster analyses and ANOVA tests also showed that biotic and abiotic characteristics were clearly different in season. The main influence factors of cluster analysis by sites were NH3-N, EPT(I) and DO. It was considered that more various statistical analyses would be necessary to find some different relationships and influence factors between biotic and abiotic variables in the urban stream.

Physicochemical properties of water quality were analyzed to understand the long-term variations in Lake Youngrang from 1998 to 2015. Nonparametric statistical methods were applied to deduct correlation among water quality parameters and water quality trend. In total observations (N=64), the Secchi depth (SD) transparency showed significant positive correlation with salinity (r=0.458) and highly significant negative correlation with chlorophyll-a (r= - 0.649) for p<0.0001 in two-tailed test of Spearman’s rank correlation. Significant negative correlations of SD were observed with chemical oxygen demand (COD), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN). These correlation patterns were very similar in rainy (N=25) and non-rainy (N= 39) periods too. Chlorophyll-a (Chl-a) had significant correlation with COD. Sen’s slope test was performed along with Mann-Kendall trend test (significance α=0.05, two-tailed) to find water quality trend. Positive trends were observed for SD and salinity with Sen’s slopes 0.012 and 0.385, respectively (p<0.0001). Negative significant trends were observed for total nitrogen (TN) and Chl-a with Sen’s slopes - 0.02 (p<0.0001) and - 0.346 (p=0.0010), respectively. Temperature, COD and phosphorus components had no trends. Carlson’s trophic state index (TSI) for SD, TP and Chl-a were obtained in the ranges of 46~80, 37~82 and 39~82, respectively. Trophic index values suggest that Lake Youngrang was mesoeutrophic to eutrophic and there could be possibility of anoxia during the summer and dominance of blue-green algae. Excess nutrient inputs from external and internal sources were the causes of eutrophication in this lake. The findings of this study would be helpful to recognize water quality variables to manage the water body.

본 연구에서는 2010년 여름에 천수만에서 저층해수를 채집하여 용존산소와 영양염 농도를 측정하였다. 또한 benthic chamber내의 해수시료를 시계열로 채집하는 자동화된 Benthic Lander를 설치하여 해수-퇴적물간 영양염 플럭스를 측정하였다. 오염된 인공호수 유출수가 들어오는 천수만 북쪽에서는 저층수의 용존산소는 2 mg/l로 hypoxia의 존재 가능성이 확인되었다. 반면 남쪽 천수만 입구의 저층 용존산소는 5 mg/l이었다. 영양염은 용존산소와 반대의 분포 경향을 보였고, N/P ratio의 변화는 hypoxia에 의해 발생된 인산염의 탈착과 용출 때문으로 보인다. 만 북쪽 해역의 유기탄소 산화율과 산소소비율은 남쪽 만 입구 해역보다 약 2배 큰 값을 보였고, 영양염 benthic flux는 천수만 북쪽에서 4내지 6배 높았다. 이러한 결과는 해수-퇴적물간 물질 플럭스를 정확히 추정하기 위해서는 hypoxia의 역할에 대한 이해가 중요하다는 점을 시사해준다.

2012년 시화호 조력발전소가 가동됨에 따라 조간대가 복원되었다. 복원 후 물새 분류군별 개체수 변동의 차이를 알아보고자 2009년부터 2014년까지 조사가 수행되었다. 복원 전 배수갑문 운영시 조간대 면적은 5.3㎢에서 복원 후 20.3㎢로 늘어났다. 전체 조류개체수 군집에는 큰 차이가 없었으나 6개 분류군별 개체수 차이를 분석한 결과 잠수성 오리류(p=0.237)를 제외한 백로류(p<0.001), 고니기러기류(p<0.01), 수면성오리류(p<0.001), 도요물떼새류(p<0.001) 갈매기류(p<0.001)에서 유의한 차이를 나타냈다. 시화호 조간대는 복원된 지 얼마 지나지 않았지만 환경 및 저서생태계 의 개선이 이루어지고 있으며, 조간대 지역을 기반으로 살아가는 수조류의 서식지 이용에 긍정적 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 연구는 사라졌던 조간대가 다시 복원된 유례가 없는 사례이며 향후에는 유사한 환경에서의 생물다양성 유지를 위한 대안의 한 방법으로도 고려될 수 있을 것이다.

경포호에서 수질 변수들의 장기적인 경향을 파악하기 위하여 1998년부터 2013년까지 매년 3월부터 11월까지 2개월에 1회씩 3개 지점에서 조사된 15가지 수질변수들과 강우량자료를 이용하였으며, Mann-Kendall test, Sen’s slope estimator 및 linear regression을 적용 분석하였다. 계절 변화 분석에는 Mann-Kendall test 및 Sen’s slope estimator만 이용하였다. 분석결과 염분, 투명도 및 영양염류 (총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소, 암모니아성 질소)의 변수들만 통계학적으로 유의적인 경향을 보였다. 선형회귀 분석에서는 염분 (표층과 심층의 전 지점)과 투명도 (지점 1)만이 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 나타냈으나, 비모수법에 의한 분석에서는 염분과 투명도 모두 전 지점에서 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 보였다. 통계학적으로 유의적인 감소 경향을 보인 수질변수들은 선형회귀 분석에서는 용존산소 (표층 지점 1, 심층 지점 2와 3), 총인(지점 1과 2), 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소, 비모수법에 의한 분석에서는 용존산소 (심층 전 지점), 총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소였다. 계절적인 경향을 분석한 결과 봄에는 염분, 탁도, 투명도 및 부유물질 (SS), 여름에는 염분, 투명도, 질산성 질소 및 부유물질, 가을에는 수온, 염분, 투명도 및 부유물질 만이 증가하는 경향을 보였으며 이들 변수들이 계절에 따라 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 봄과 여름에 비해서 가을철에 Mann-Kendall test 및 Sen’s Slope estimator에 의해 유의적인 경향을 나타낸 수질변수들이 많았다. 가장 강한 증가 경향을 보인 것은 염분이었으며 봄보다는 여름과 가을에 뚜렷하였다. 투명도도 염분과 유사한 특성을 보였다. 강우량은 조사기간 동안 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 경포호에서 영양염류의 유의적인 감소경향은 그동안 강릉시에서 추진해온 석호 복원사업 및 해수유통 (수중 보 철거) 등과 관련이 있는 것으로 판단되나 정확한 원인 규명을 위해서는 보다 면밀한 조사가 수반되어야 할 것으로 사료된다.

The tributaries of Daechung Lake play an important role in controlling eutrophication in the lake, which is used for agricultural purposes and as potable water. However, water quality properties were not extensively studied in the tributaries of Daechung Lake. The objectives of this study are to investigate spatial and temporal properties of water quality and to characterize streams which could threaten water quality of Daechung Lake. For this study, water samples were weekly or monthly collected from February 2014 to October 2014 in 9 streams. Water quality parameters analyzed in this study include biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), total nitrogen and phosphorus (TN and TP), suspended solids (SS), and chlorophyll a. Based on temporal distribution and principal component analysis, BOD, COD, TOC, SS, and TP were controlled by not only river discharge that increased during summer due to heavy rain fall, but also due to anthropogenic input (e.g., bridge construction and/or agricultural activity). Dilution is also one of the factors explaining TN and conductivity, both of which decreased with increased discharge. Generally, concentrations of contaminants (BOD, COD, TOC, TN and TP) in the tributaries were higher than those of Daechung Lake. However, pollution load indicated that only the main channel of Geum River and Sook Stream may largely influence lake waters, attributed mostly to their large volumes. This implies that the main channel and Sook Stream are the major influences on the water quality of Daechung Lake.

The tributaries of Daechung Lake play an important role in controlling eutrophication in the lake, which is used for agricultural purposes and as potable water. However, water quality properties were not extensively studied in the tributaries of Daechung Lake. The objectives of this study are to investigate spatial and temporal properties of water quality and to characterize streams which could threaten water quality of Daechung Lake. For this study, water samples were weekly or monthly collected from February 2014 to October 2014 in 9 streams. Water quality parameters analyzed in this study include biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), total nitrogen and phosphorus (TN and TP), suspended solids (SS), and chlorophyll a. Based on temporal distribution and principal component analysis, BOD, COD, TOC, SS, and TP were controlled by not only river discharge that increased during summer due to heavy rain fall, but also due to anthropogenic input (e.g., bridge construction and/or agricultural activity). Dilution is also one of the factors explaining TN and conductivity, both of which decreased with increased discharge. Generally, concentrations of contaminants (BOD, COD, TOC, TN and TP) in the tributaries were higher than those of Daechung Lake. However, pollution load indicated that only the main channel of Geum River and Sook Stream may largely influence lake waters, attributed mostly to their large volumes. This implies that the main channel and Sook Stream are the major influences on the water quality of Daechung Lake.