In this study, we performed algorithms to predict algae of Chlorophyll-a (Chl-a). Water quality and quantity data of the middle Nakdong River area were used. At first, the correlation analysis between Chl-a and water quality and quantity data was studied. We extracted ten factors of high importance for water quality and quantity data about the two weirs. Algorithms predicted how ten factors affected Chl-a occurrence. We performed algorithms about decision tree, random forest, elastic net, gradient boosting with Python. The root mean square error (RMSE) value was used to evaluate excellent algorithms. The gradient boosting showed 10.55 of RMSE value for the Gangjeonggoryeong (GG) site and 11.43 of RMSE value for the Dalsung (DS) site. The gradient boosting algorithm showed excellent results for GG and DS sites. Prediction value for the four algorithms was also evaluated through the Receiver operating characteristic (ROC) curve and Area under curve (AUC). As a result of the evaluation, the AUC value was 0.877 at GG site and the AUC value was 0.951 at DS site. So the algorithm‘s ability to interpret seemed to be excellent.

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.

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.

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.

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.

낙동강 하구역 조간대의 보존 및 관리를 위한 기초적 연구로, 낙동강 하구 조간대를 대상으로 지하수의 물리적 특성 및 퇴적물의 성상을 조사하였다. 조간대의 지하수위 및 지하수온의 변화는 조석에 영향을 받으며, 5,000 m³/s 이상의 하천수 방류는 조간대의 지하수위를 상승시킬 뿐만 아니라 지반 내 수십 cm 깊이의 지하수 염분을 감소시키는 것으로 조사되었다. 간조 시 조간대 지하수위의 하강 형태는 조간대 퇴적물의 세립질 함량에 따른 투수도 차이에 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 높은 투수도의 조간대 지반에서는 활발한 지하수 흐름에 의해 세립질의 퇴적이 감소하고 재부상이 증가하여 결과적으로는 낮은 세립질 함량의 조간대 지반을 형성하였다.

본 연구에서는 낙동강의 상주보에서부터 합천창녕보까지의 8개에 보에 대해 2011년부터 2013년 까지의 수온, 적산일사량, 영양염 농도, 식물플랑크톤 군집분포, 기타 수질조사 결과를 이용하여 식물플랑크톤 우점종의 천이특성과 수온과의 상관성, 우점종 상호 간의 영향 등에 대해 고찰하였다. 8개 보 단위의 별 우점종 평가에 있어 총 25개 종이 우점하고 있었다. 봄철에 대발생하는 Stephanodiscus sp.는 우점빈도가 39.4%로서 가장 높았으며 현존량 우점율은 58.6%였다. 여름철에 대발생하는 Microcystis sp.의 우점빈도는 8.5%였고 현존량 우점율은 36.6%였다. 8개 조사지점의 수온차이는 평균 1.83℃로서 지점별 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 분석 대상 우점종 중 수온과 음의 상관성을 보인 것은 Stephanodiscus sp. 1개 종(r=-0.26, p<0.01)이었으며 나머지 7개 종은 양의 상관성이 유의하게 나타냈다(r=0.08~0.28). Stephanodiscus sp.는 2∼18℃의 수온범위에서 높은 개체밀도를 보였고 2℃ 이하에서는 2,000cells ml-1 이하의 적은 개체밀도를 보였다. Stephanodiscus sp.의 봄철 수화현상 다음에 우점하는 종은 Aulacoseira granulata, Fragilaria crotonensis, Cyclotella sp. 등이었으며, Microcystis sp.는 Stephanodiscus sp.의 개체밀도가 감소되는 18℃ 정도에서 개체수 증가속도가 높아졌으며, 수온이 25℃ 이상이 되면 10,000cells mL-1를 초과하기 시작하고 28℃ 이상에서부터 현저하게 증가하여 수화현상이 나타났다. 낙동강에서 광범위한 수온 영역에 적응하고 있는 종은 Cyclotella sp., Aulacoseira granulata, Fragilaria crotonensis 등이었다. 적산일사량과 유의한 상관성을 보인 것은 Aulacoseira granulata 1개 종이었다. Stephanodiscus sp.는 분석대상 우점종 중에 Aulacoseira granulata 및 Aphanizomenon flos-aquae 종과의 상관계수가 각각 -0.12 및 -0.09로서(p<0.05) 음의 상관성이 유의하게 나타났다. Stephanodiscus sp.는 동물성플랑크톤의 요각류 (r=-0.11, p<0.01), 지각류 (r=-0.09, p<0.05) 등과 음이 상관성이 유의하게 나타났다. 따라서 Stephanodiscus sp.는 낙동강에서 동물성플랑크톤의 중요한 섭식원이 되고 있을 것으로 추정된다. 여름철 최대 우점종인 Microcystis sp.는 음의 상관성을 나타낸 다른 우점종은 없었다.

본 연구는 낙동강 담수유입과 하구역내로 하구밀도류 및 바람장 특성에 따른 수괴 거동특성을 예측하고 하구역 해수순환구조를 파악 하기위해 3차원 실시간 해수유동 모형을 구축하고 2007년을 기존 자료를 입력하여 365일의 실시간 수치실험을 수행하였다. 계산결과와 현장조 사결과를 바탕으로 검증을 수행하였으며 바람이 있는조건과 없는 조건을 고려하여 수온과 염분의 경년변화를 살펴보았다.

2008년 후반에 시작된 4대강 사업 이후 낙동강 하천수 유입에 따른 하구역 수질에 미치는 영향을 평가한 연구는 다소 미흡 한 실정이다. 또한 낙동강 하구에는 서낙동강 및 낙동강 본류의 2개지점에서 담수의 외해 방출이 이루어지고 있다. 아울러 향후 4대강 사업이 완료된 시점에서의 공사 전후의 하구역 수질의 특성을 비교함에 있어서도 현 시점에서의 유입지점별 하천수 유입 특성을 명확 히 평가할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하구역에 영향을 미치는 하천 유입지점 3곳에 대한 수질 자료를 4대강 사업 시행 이전(2008년)과 이후(2009년) 시점으로 구분하여 환경부에서 제공하는 수질관측자료를 바탕으로 비교분석하였다.

부산 신항과 낙동강 하구역의 접점인 연결잔교를 통해 소통되는 해수수송 특성을 파악하기 위해 수치모형실험을 통해 대상해역의 해수유동장을 재현하고 연결잔교 주변의 해저수심변화를 가지는 3가지 시나리오를 설정하여 각 시나리오별 연결잔교부를 통한 해수소통 변화를 예측하였다. 수치모의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 신항만 지역에 항내매몰로 수심이 저감된 경우(수심 10 m 가정)에는 약 0.7~18.4% 해수소통량이 저감되었다. 2) 해수소통을 위해 낙동강 하구역 지역에 수로준설(수심 5 m 가정)을 할 경우 약 3.5~21.9%의 해수소통량이 증가하였다.

본 연구는 최근 11년간 (1996년~2006년)의 낙동강 하구둑 방류량 자료를 바탕으로 하구둑 방류량의 경년변동 및 월별특성 즉, 낙동강 하구둑 월별총방류량, 일일평한방류량, 일일최대방류량을 산출하였으며, 하구둑 방류와 하천수 유입에 직접적인 영향을 미치는 기상인자들과의 상관성을 검토하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. (1) 낙동강 하구둑으로부터의 11년간 총 방류량은 224,576.8×106m3이며 가장많이 방류된 연도는 2003년으로 56,292.3×106m3이다. 월별로는 8월이 23.4%의 52,634.2×106m3으로 가장 많고 7월이 23.1%, 9월이 17.0%의 순이었다. (2) 방류량 패턴을 시기별로 살펴보면 7~9월은 유하량이 많은 홍수기(방류란 100×106m3/day이상), 4~6월 및 10월은 유하량이 보통수준인 평수기(방류량 30×106m3/day이상), 12~3월은 유하량이 적은 갈수기(방류량 16×106m3/dayy미만)로 구분할 수 있다. (3) 방류량과 기상인자와의 상관성 비교에 있어서는 대체로 기온이 높고 증발량이 적으며 일조시간이 적은 시기에 많은 방류가 이루어짐을 알 수 있다 (4) 방류량이 많을 경우 주 풍향은 NNE 및 SW, SSW 였다. 이러한 결과는 풍항에 따른 취송류의 영향으로 북풍이 불 경우 담수의 하구 집적화와 남풍이 불 경우 담수가 외해로 유출될 가능성이 높음을 시사한다.

1996년과 1997년도 2년동안 1월부터 12월까지의 영남지역의 5개소를 선정하여 실험하였다. 본 실험에서 조사한 지역은 낙동강 유로연장 521.1km중 57%에 해당하는 경상북도 유로구간 298.1km로서 상류지역 3개소(안동, 상주, 구미), 중류지역 2개소(왜관, 고령)로 총 5개소에 대해 실시하여 낙동강의 수질오염 특성을 알아보고 낙동강 수질 개선 및 장례에 예상되는 수질악화에 대비한 물 관리의 기초자료로서 활용하고자 본연구를 시도하였으며 그 결과는 아래와 같다. 1. 낙동강의 조사지역 5개소의 pH는 공히 6.5~8.6 정도를 나타내었다. 2. 용존산소량(DO), 화학적 산소요구량(COD), 생물학적 산소요구량(BOD)은 여름철에 낮아지고 겨울철에 높아지는 현상이 관찰되었다. 3. 부유물질(SS)은 여름철에 급격히 높아지는 현상이 관찰되었다. 4. 총인과 총질소는 조류가 번식하여 부영양화를 일으킬 만큼 높은 수준은 관찰되지 않았으나 상당한 수준의 양이 관찰되었다. 5. -N와 -N는 비교적 높은 수준이 관찰되었다.

물금, 양산천, 화명동 그리고 하단에 이르는 낙동강하류역에서 1983년 5~6월에 조석변동에 따른 수질분석과 유출량을 조사하여 오염부하량을 산출하고, 양산천의 본류에 대한 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. 1. 양산천의 총부유물질 값은 6.1~21.3mg/l로 다른 측점에서보다 높았다. BOD의 평균치는 물금에서 1.16mg/l, 양산천 1.83mg/l, 화염동 0.79mg/l, 하단에서 3.56mg/l였다. 2. 영양염류의 농도는 하단에서 가장 높았고, 양산천에서의 값 역시 본류 보다 약간 높게 나타났다. 구리와 아연의 농도는 양산천에서 가장 높았다. 3. 각 측점에서의 평균유출량은 물금 97.02m super(3)/sec 양산천 3.7m super(3)/sec, 화명동에서 98.76m super(3)/sec였고 양산천의 본류에 대한 유출량 비는 약 4% 정도였다. 4. TSS, VSS, BOD에 대한 오염부하량들은 상류인 물금에서 하류인 화명동으로 갈수록 감소하였으나 BOD와 영양염류의 부하량은 화명동에서 높게 나타났다. 5. 물금에서의 평균부하량에 대한 양산천의 평균부하량 비는 약 8.3%로 나타났다.

In this study, the antibiotic components in the final effluent from the 12 wastewater treatment facilities located in the Nakdong River basin were investigated, and the correlation between organic matters, nutrients and antibiotics was analyzed. In the final effluent of the wastewater treatment facilities, three sulfonamides antibiotics (sulfamethazine, sulfathiazole, sulfachlorpyridazine) and tetracyclines antibiotics (oxytetracycline, doxycycline) were detected. Sulfamethazine were detected at all points and ranged from 10.398 to 278.784 ng/L. Sulfathiazole were detected at 6 points (Andong, Gumi, Hapcheon, Miryang, Uiryeong, Haman), and ranged from 23.773 to 144.468 ng/L. The correlation coefficients between sulfathiazole and TSS, COD, TOC, NH3-N, NO2-N, and T-N components were high in the range of 0.73 to 0.92. The correlation coefficient between sulfamethazine and T-N was 0.48, and the correlation with the rest of the water quality components was low. The correlation coefficient between sulfamethazine and sulfathiazole was 0.78. Through this study, it was confirmed that the concentration of sulfonamides antibiotics was higher than the concentration of tetracyclines antibiotics in the final effluent of 12 wastewater treatment facilities in the Nakdong River basin, and the concentration of sulfathiazole increased with organic matters and nutrients.