본 연구는 4대강사업으로 이미 조성된 팔당 물안개공원을 재생하기 위해 허브 주제원을 도입 하고 이를 구체화하기 위한 전략적 방안을 주로 물리적 측면에서 다룬 내용이다. 기존공원의 재활성화를 위한 전략으로 현 공간구조를 오방(五方)의 전통적 장소 맥락에서 재해석하였으며, 이에 기초하여 단위 공간별 주제를 조직화하고 허브 식재방식과 시설요소를 ‘두텁게 하는 전략’을 활용하였다. 또한, 새롭게 도입될 주제원을 위한 스토리텔링의 장치요소를 제안함으로써 이용자와 환경 간에 다양한 감성 교류와 공감 강화를 겨냥하였다. 한편 입지특성에 의해 오랫동안 공공복지 관련 개발행위조차도 제한되어 온 계획대상지 주변 상황을 고려하여, 수도권 수변 휴양공간의 확충과 함께 지역주민의 소득증대와 공공복지활동에 탄력적으로 대응하는 환경을 구축하도록 하였다. 계획수립에 따른 예상효과가 상부 기관으로부터 인정받아 해당 예산을 이미 확보한 본 사업은 2022년 준공을 목표로 하고 있는바, 본 사업의 충실한 질적 완성을 기대한다.

팔당호 수변지역 내 부유조류와 부착조류의 일차생산력은 부착조류의 일차생산력이 더 높게 나타났다. 따라서 수변 지역이나 하천에서는 부착조류에 의한 유기물 생성이 주요한 수생태계 에너지 공급원이 될 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 국내에서 처음으로 지표색소의 생산속도 분석결과가 제시되었는데 향후 일차생산력을 측정하는 데 있어서 조류의 총 일차생산력으로 국한된 측정 방법을 좀 더 세분화 하여 특정 조류의 기여도 및 개별 생산력을 판단하는 데 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

효과적인 물환경관리계획을 수립하기 위해서는 다양한 기원의 유기물이 난분해성 유기물 농도 증가에 영향을 줄 수 있는지 여부를 파악하는 것이 중요하다. 특히 상당량의 광합성 산물은 식물플랑크톤에 의해 매일 생성되고 있지만, 이들이 수계 내 난분해성 유기물에 기여하는지에 대한 정보는 부족하다. 본 연구에서는 13C 및 15N 추적자 첨가 실험을 통해 조류기원 유기물이 생분해 (60일, 암배양) 및 산화제 (과망간산칼륨) 처리 후 분해되지 않고 잔존하는지 여부를 확인하였다. 생분해 실험 결과 광합성을 통해 생성된 총 유기탄소 (TO13C), 입자성 유기탄소 (PO13C), 입자성 질소 (P15N)는 각각 26%, 20%, 17%가 비 생분해성 유기물로 잔존하였다. 또한 상당량의 PO13C가 과망간산칼륨에 의해 산화되지 않고 잔존하였다 (초기: 12%, 60일 암배양 후: 38%). 이는 미생물에 의해 사용된 후 남아있는 조류 기원 유기물이 난분해성 유기물에 기여할 수 있음을 의미 한다. 또한 미생물에 의해 변형된 조류기원 유기물의 양은 COD 산화율 및 유기물 지표 간 격차에 영향을 줄 것으로 사료된다.

강우부족현상이 지속되었던 2015년 팔당호에서의 이화학적 요인과 동물플랑크톤 군집 특성은 선행연구에서의 몬순기후에 의한 강우와 수리·수문학적 요인의 영향을 받아 변화하던 동물플랑크톤 군집과 다른 양상을 나타냈다. 조사기간 동안 팔당호의 수리학적 체류시간은 2014년부터 지속된 강우부족현상에 영향을 받아 2013년대비 크게 증가하였다. 이에 따라 유입·방류량이 감소하여 팔당댐앞 (St.1)의 이화학적 수질은 호소형 특성의 남한강수역 (St.2) 수질보다 하천형 특성의 북한강수역 (St.3) 수질과 비슷한 특성이 나타났다. 동물플랑크톤의 군집변화는 봄 (3~5월)에는 주로 소형 윤충류 (Syncheata, Keratella)가 우점하였으며, 여름 (7~9월)에는 집중호우가 적어 연중 가장 높은 현존량을 기록했으며 우점종은 윤충류인 Keratella cochlearis와 원생동물인 Difflugia corona로 나타났다. 가을 (9~11월)에는 수온이 감소함에 따라 윤충류와 원생동물의 현존량이 감소하고 요각류 유생 (Nauplius)이 우점하는 천이를 보였다. 통계분석 결과 복합적 수계의 특성을 보여주는 팔당호에서 북한강수역은 하천형, 남한강수역과 경안천수역은 호소형 특성으로 지점별 상이하게 구분되며, 이에 따라 동물플랑크톤 군집 또한 영향을 받을 수 있음을 나타냈다.

The incidence of freshwater algal bloom has been increasing globally in recent years and poses a major threat to environmental health. Cyanobacteria are the major component of the bloom forming community that must be monitored frequently. Their morphological identities, however, have remained elusive, due to their small size in cells and morphological resemblances among species. We have analyzed molecular diversity and seasonal changes of cyanobacteria in Paldang Reservoir, Korea, using morphological and 16S rRNA pyrosequencing methods. Samples were collected at monthly intervals from the reservoir March-December 2012. In total, 40 phylotypes of cyanobacteria were identified after comparing 49,131 pyrosequence reads. Cyanobacterial genera such as Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis and Synechocystis were predominantly present in samples. However, the majority of cyanobacterial sequences (65.9%) identified in this study were of uncultured origins, not detected morphologically. Relative abundance of cyanobacterial sequences was observed as high in August, with no occurrence in March and December. These results suggested that pyrosequencing approach may reveal cyanobacterial diversity undetected morphologically, and may be used as reference for studying and monitoring cyanobacterial communities in aquatic environments.

The nitrogen isotope value in both ammonium and nitrate ion were determined at 9 stations during both June and August 2016, in order to understand the origin of DIN at the Han river. δ15N-NO3 and δ15N-NH4 values in 8 stations (CP, SB, MHC, P4, SJ, SBC, P2, SC) were no significant variation. However δ15N-NO3 and δ15N-NH4 values in KK (Kyeongan stream) showed significant different in comparison with 8 stations, with an apparent increase of nitrogen isotope values. These results indicate that antropogenic nitrogen source influence on KK station. Also the δ13C and δ15N isotope ratio of phytoplankton (Diatom and Cyanobacteria) in KK (Kyeongan stream) showed heavier values, compared to other study stations. These results indicate that nitrogen isotope value in phytoplankton effects by different nitrogen source in study sites. These results suggest that the analysis of stable isotope ratios is a simple but useful tool for the identification of dissolved inorganic nitrogen origin in aquatic environments.

This study was conducted to evaluate the characteristics of geosmin production of Anabaena circinalis under different environmental condition. The test cyanobacterium was isolated from Lake Paldang. The growth rate and geosmin production of A. circinalis were examined with different variables including temperature (10, 15, 20, 25℃), light intensity (60, 120, 240 μmol photons m-2 s-1), and phosphorus concentration (0.01, 0.05, 0.25, 0.50, 1.00 mg L-1). The highest growth rate and chlorophyll-a (Chl-a) concentration appeared at 25℃, 60 μmol photons m-2 s-1 and 1.00 mgP L-1 for temperature, light intensity, and P concentration, respectively. Total geosmin production was highest at the optimal growth condition of each variable, while chlorophyll-specific geosmin production (the ratio of geosmin to Chl-a) was higher at the less favorable growth condition, indicating high potential of the off-flavor problem during low temperature period, e.g., late fall and early winter. Our results demonstrated that geosmin production of A. circinalis was directly related to chlorophyll synthesis and varied with cellular growth condition.

Euiam and Paldang Reservoirs have often been facing water quality problems, such as eutrophication, algal blooms and off-flavors by treated wastewater effluent (TWE) in the North-Han and the Han River basins, but little is examined on the direct biological effect of TWE. This study tested algal growth potential (AGP) of four TWEs discharged into Euiam and Paldang Reservoirs to evaluate water fertility in September 2014 and March and September 2015. Test alga was used Anabaena circinalis isolated from Paldang Reservoir. Mean concentration of T-N and T-P in TWEs was 3,956.7 μg N L-1 and 50.8 μg P L-1, and the proportion of NO3-N and PO4-P to the total fraction was 72.1% and 40.8%, respectively. Both N and P were high in TWEs, but much higher N than P concentration indicates strong P-limitation. As a consequence, the maximum AGP was determined by PO4-P concentration (r=0.998, p<0.01). Mean AGP value was 15.4 mg dw L-1 among four effluents indicating its eutrophic condition. Due to the establishment of tertiary (advanced T-P) treatment method in the studied plants recently, P concentration was significantly decreased in TWEs compared to the years prior to 2012. However, P concentration seems to be still high enough to cause eutrophication and algal blooms. Therefore, wastewater treatment to P-free level needs to be considered if effluents are directly discharged into the drinking water resources.

This study explored spatiotemporal variability of water quality in correspondence with hydrometeorological factors in the five stations of Paldang Reservoir located in the Han River during 4 years from May 2012 to December 2015. Variability of basic water quality factors were largely related with seasonal fluctuations of hydrology. Temperature stratification occurred in the deep dam station, and prolonged hypoxia was observed during the draught year. Nitrogen nutrients were increased with decreasing inflow in which changing pattern of NH4 reversed to NO3 by the effect of treated wastewater effluent. Phosphorus increase was manifest during the period of high inflow or severe drought. Chl-a variation was reversely related with both flow change and AGP (algal growth potential) variations. Our study demonstrated that water quality variability in Paldang Reservoir was largely attributed to both natural and operational changes of inflow and outflow (including water intake) based on major pollution source of the treated wastewater (total amount of 472×103 m3 d-1) entering to the water system from watershed. In the process of water quality variability, meteorological (e.g., flood, typhoon, abnormal rainfall, scorching heat of summer) and hydrological factors (inflow and discharge) were likely to work dynamically with nutrients pulse, dilution, absorption, concentration and sedimentation. We underline comprehensive limnological study related to hydro-meteorolology to understand short- and long-term water quality variability in river-type large reservoir and suggest the necessity of P-free wastewater treatment for the effective measure of reducing pollution level of Paldang drinking water resource.

September 2014 and March 2015 at the three sites (PD-1, PD-2 and PD-3) of Lake Paldang. Nitrogen and phosphorus concentrations were higher at PD-2 than at PD-1 and PD-3. TSI (TN) values at the three field sites were in the range of 65~85, which were the level of eutrophic or hypereutrophic state. TSI (TP) also showed high values (49~68), which were the level of mesotrophic or eutrophic state. Akinete germination potential was higher at PD-2 with increased nutrient (nitrogen and phosphorus), and algal growth potential also increased with nutrient enrichment.

본 연구는 안정동위원소 분석방법을 적용하여, 호소내 식물플랑크톤 성장에 영향을 미치는 외부 오염원의 기원을 추정함으로써, 효율적인 수질 관리 및 수생태계 기능해석을 제공하기 위하여 연구하였다. POC, PN, Chl. a, 탄소 안정동위원소비 및 질소 안정동위원소비의 자료로 유추해 보았을 때, 팔당댐, 남한강, 북한강 지역에 비해서 경안천 지역에서 계절에 따른 유기물의 기원 변동이 뚜렷하게 관찰되고 있다. 유입량 및 강우량이 많은 시기인 7, 8월경에 입자성 유기물의 기원이 자생기원 유기물보다는 외부기원 유기물이 높은 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 한강 유역에서 입자성 유기물의 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용한 유기물 기원 연구는 적용가능 할 것으로 여겨지며, 추후 유역 오염원의 대표값(end member)의 지속적인 조사를 통하여 자료구축이 이루어져야 할 것이다.

본 연구에서는 봄철 저수온기 팔당호 수역의 식물플 랑크톤을 이용하여 수온과 CO2 증가가 식물플랑크톤 군 집에 미치는 영향을 분석하였다. 2012년 3월 팔당호 경 안천하류 광동교 부근의 현장수를 이용하여 수온증가와 CO2 농도증가를 네 가지 실험군, (1) Control; 저온(현장 수온)과 저농도(공기중) CO2 (6±2􀆆C, 400 ppm), (2) T1; 저온과 고농도 CO2 (6±2􀆆C, 800 ppm), (3) T2; 고온과 저농도 CO2 (20±2􀆆C, 400 ppm), (4) T3; 고온과 고농도 CO2 (20±2􀆆C, 800 ppm)으로 하여 각각 실험하였다. 가 장 높은 조류성장을 보인 실험군은 T1으로 현장 온도 조건에 적응한 조류 군집에 CO2를 첨가한 결과이다. 현 장수의 주요 우점종은 Cyclotella meneghiniana로 나타 났고, 시간이 진행됨에 따라 고온 실험군(T2, T3)에서는 중심돌말류 Cyclotella meneghiniana에서 깃돌말류 Fragilaria capucina var. gracilis로 우점종의 천이가 나타났다. 모든 실험군에서 규조류가 우점하였고, 고온 실 험군 T2, T3에서 배양 후반기에 남조류가 출현하였다. 결론적으로, 저수온기 수온증가는 팔당호 식물플랑크톤 군집구조 변화에 영향을 주었으며, CO2 농도 증가는 식물플랑크톤의 성장을 촉진시켰다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따라 담수생태계의 식물플랑크톤의 성장과 군집변화의 잠재성을 보여주었으며, 앞으로 보다 심도있는 연구의 필요성을 제기하였다.

팔당호에서의 동물플랑크톤 군집 구조와 천이는 몬순 기후에 의한 강우사상의 변화와 수리∙수문학적 요인의 영향을 크게 받았다. 봄과 가을, 겨울 동안에는 강우량이 적은 평수기 혹은 갈수기로 팔당호의 수리학적 체류시간 이 길어짐에 따라 수체가 안정되어 동물플랑크톤 군집 변 화는 온대호수에서의 계절적인 천이 과정을 그대로 반영 하였다. 봄철에 크기가 작고 세대교번이 빠른 윤충류가 급 속히 증가하여 연중 최대 개체수를 나타냈으며, 이후 몸체가 큰 요각류와 지각류로 천이되었다. 봄에는 윤충류가 우점하여 점유율이 90% 이상으로 나타났으며 제1우점종 은 Keratella cochlearis였다. 요각류는 주로 유생(Copepodid, Nauplius)의 형태로 존재하였으며 지각류는 Bosmina longirostris가 주로 출현하였다. 여름에는 집중호우 의 영향으로 수체가 교란되고 팔당댐의 수문조작에 따른 방류량 증가로 동물플랑크톤이 하류로 떠내려가 동물플 랑크톤 개체수는 급감하였다. 집중호우 이후 수체가 안정 화됨에 따라 동물플랑크톤 군집 회복은 성장이 빠른 윤충 류를 위주로 이루어졌으며 가을 이후 수온 변화에 따라 동물플랑크톤 군집 밀도가 점차 감소하고 겨울에는 요각 류 유생(Copepodid, Nauplius)의 우점 비율이 증가하였 다. 불완전한 개방형 생태계를 이루고 있는 팔당호의 특 성상 동물플랑크톤 군집 변화는 기상 변화와 수리∙수문학적 요인에 크게 영향을 받고 있었으며, 특히 여름에는 국지성 집중호우의 빈도와 수량에 따라 동물플랑크톤의 군집 변화가 크게 좌우되었다.

Artificial vegetation island (AVI), which is mimicry of natural floating island, is one of ecotechnology for water quality improvement and restoration of disturbed aquatic ecosystem, and AVIs were launched in Lakes Paldang and Paro, Lakes of Korea to test their effectiveness. In Lake Paldang, an eutrophic lake, AVI could be acting as nutrients remover, but efficiencies was not clearly observed, but under the AVI, fish and zooplankton were more abundant than bulk lake water. In oligotrophic Lake Paro, where littoral zone was perfectly destroyed, AVI was installed as substitute for littoral zone. By microbial activities, Iris and other macrophytes on AVI were growing well and fishes were coming. We conclude that AVIs could be launched for partial restoration of disturbed ecosystem of oligotrophic and eutrophic lakes.

오염부하량이 높은 경안천과 오염부하량이 낮은 철원북방 비무장지대내 토교저수지에서 식물플랑크톤의 크기별 현존량과 chlorophyll a농도에 대한 계절적 변화 및 환경요인과의 상호관계를 조사하였다. 또한 식물 플랑크톤의 크기를 고려하여 > 8μm, 3-8μm, <3μm 세포 크기별로 분획하여 현존량과 chl. a 농도를 관찰하였다. 물리.화학적 환경요인은 경안천이 토교저수지보다 높게 나타났다. 식물플랑크톤 현존량은 경안천에서

팔당호의 어업대상 어류의 현황을 조사하기 위하여 북한강 유입수역, 남한강 유입수역 및 양수역이 합쳐진 팔당호 중심수역에서 자망과 정치망을 사용하여 조사한 결과, 총 9과 23속 24종 또는 아종 2,362개체를 채집하였는데, 이 중에서 누치(Hemibarbus labeo, 21.46%), 가 시납지리 (Acanthorhodeus gracilis, 20.79%), 블루길 (Lepomis macrochirus, 19.52%) 순으로 채집량이 많았으며, 채집장소별로는 북한강 유입수역에서 56.22%, 남한강 유입수역에서 18.92%, 팔당호 중심수역에서 24.85%가 채집되었다. 외래어종으로 블루길 (L. macrochirus), 베스(Micropterus salmoides), 찬넬동자개 (Ictalurus punctatus) 가 총 개체수의 25.11% 채집되었으며, 어구별로는 정치망에서는 블루길, 자망에서는 누치가 가장 많이 채 집되어 어구 특성을 활용하면 외래어종으로 생태계를 파괴한다고 지목받고 있는 블루길의 개체수를 적절히 조절할 수 있는 어구 제작도 가능할 것으로 추정되었다. 계절적으로 총 생체량은 9월, 총 개체수는 11월에 최대치를 보였고, 주요 어업 대상 어종으로는 전장이 크거나 개체수가 많은 강준치 (E. erythropterus), 블루길 (L. macrochirus), 베스 (M. salmoides), 누치 (Hemibarbus labeo) 등 다양하였으나 쏘가리(S. scherzeri)와 같은 고급 어종은 희소하였다. 한편, 팔당호는 종다양도 0.909, 균등도 0.659, 그리고 우점도 0.157로서 팔당호 어업대상 어류는 생태적으로 비교적 다양한 군집을 이루고 있었다.

본 연구에서는 한강수계의 팔당댐 상류를 대상으로, 상류 댐들의 운영 및 하천수 사용이 하류구간의 유출에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. SWAT-K 유역모형을 적용하여, 2001~2009년에 대해 상류댐 운영 및 하천 취수량 적용 유무에 따른 조건별 모의결과를 분석한 결과, 소양강댐과 충주댐 등 다목적댐 운영에 따른 방류량이 갈수기와 홍수기의 하류구간 유출에 가장 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 이로 인해 갈수량이 팔당댐 지점에서 100.57m3/s, 북한강 종점 33.01m3/s, 양평수위표 지점 49.66m3/s만큼 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 하천수 사용에 따른 영향은 북한강 지역은 거의 나타나지 않았으며, 남한강 지역도 양평수위표 지점에서 0.98m3/s의 갈수량 감소가 나타나 팔당댐 유입량에는 큰 영향이 없었다. 따라서, 장기간의 유출 및 유황분석에서는 횡성댐과 같이 규모가 작은 댐 운영이나 하천수 취수 영향은 제외시켜도 무방할 것으로 생각된다. 그러나 물이용이 집중되는 특정기간의 정교한 수문해석이나 취수량이 많은 하천구간을 대상으로 하는 유출 분석에서는, 취수량은 물론 유역내 물이동량에 대한 정보가 필수적으로 고려되어야 할 것이다.

백두산 분화 시 분출되는 화산재에 의한 수질환경 변화에 대응하고자 본 연구에서는 백두산 화산재 성분을 추정하고, 화산재 퇴적 두께에 따른 수질 농도변화를 분석하였다. 백두산 화산재 성분을 추정하기 위해 주요 해외 화산의 마그마 성분과 백두산의 마그마 성분을 비교하여 유사한 화산을 선정하고, 해당 화산에서 분출한 화산재의 성분을 백두산의 화산재 성분과 유사한 것으로 가정하였다. 화산재 유해성분에 의한 수질 농도변화를 분석하기 위해 화산재 퇴적 두께에 따른 유해성분 농도의 증감을 분석한 후, 국내 먹는물 수질기준과 비교함으로서 수질환경에 대한 영향 유무를 평가하였다. 연구 결과, 알루미늄, 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘, 염소와 스트론튬 등이 취수원에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이 중 카드뮴, 불소, 철, 납, 마그네슘의 경우에는 수질관리 및 화산분출 시 관리가 필요할 것으로 분석되었다.