Almost all of the water from agricultural dams located to the upper of the Yeongsan river is supplied as irrigation water for farmland and thus is not discharged to the main stream of the river. Also, most of the irrigation water does not return to the river after use, adding to the lack of flow in the main stream. As a result, the water quality and aquatic health of the river have become the poorest among the four major rivers in Korea. Therefore, in this study, several strategies for water quality improvement of the river were developed considering pollution reduction and flow rate increase, and their effect analysis was performed using a water quality model. The results of this study showed that the target water quality of the Yeongsan river could be achieved if flow increase strategies (FISs) are intensively pursued in parallel with pollution reduction. The reason is because the water quality of the river has been steadily improved through pollution reduction but this method is now nearing the limit. In addition, rainfall-related FISs such as dam construction and water distribution adjustment may be less effective or lost if a megadrought continues due to climate change and then rainfall does not occur for a long time. Therefore, in the future, if the application conditions for the FISs are similar, the seawater desalination facility, which is independent of rainfall, should be considered as the priority installation target among the FISs. The reason is that seawater desalination facilities can replace the water supply function of dams, which are difficult to newly build in Korea, and can be useful as a climate change adaptation facility by preventing water-related disasters in the event of a long-term megadrought.

Mangyeong River and Dongjin River are highly dependent on external regions for domestic and agricultural water, and the agricultural water supply and use system of those rivers are very complicated. For smooth water supply, rivers are used as a supply system. Of the total river water use permits (as of 2019), agricultural water accounts for 97.5%, 80.4% in Mangyeong River and Dongjin River, respectively. The excessive intake of river water as agricultural purpose is causing the stream to dry out and to deteriorate the ecological health of the river. It is necessary to minimize the water use system that takes in and utilizes river water. In both rivers, the flow rate of agricultural drainage and the load of major water quality items that flowing into the main stream are similar to or higher than those of the major tributaries, indicating that management is necessary to improve the water quality of the river. It is necessary to understand the effect of agricultural drainage on river water quality by establishing a continuous monitoring system for the form of agricultural drainage.

An estuary is a water ecosystem with a high abundance of the species diversity, due to a variety of complex physicochemical factors of the area where freshwater and ocean mixed. The identification of Corbicula species in the estuary environments is difficult because of various morphological characteristics. In this study, we provide taxonomic information on Corbicula species with taxonomic difficulties using morphological and genetic analysis. This study was conducted on clams from the Seomjin River-Gwangyang Bay, one of the major production area of marsh clam in Korea. As a result, we characterized Cytocrome C Oxidase subunit I (COI) sequences of the Corbicula. The 636 bp nucleotide sequences of COI have 98% homology among Corbicula species collected from 2 sites of Seomjin River-Gwangyang Bay. The phylogenetic analysis with 17 species of Corbicula indicated that most of the species collected from Seomjin River-Gwangyang Bay were brackish water clam (Corbicula japonica), and only one Asian clam (Corbicula fluminea). The evolutionary distance between C. japonica and C. fluminea was less than 0.003. Therefore, it was confirmed that C. japonica is phylogenetically closely related to C. fluminea. In 9 species of Cyrenidae, phylogenetic tree was classified into three lineages. These results will be used as an important data for an identification of clam species by providing genetic information for Corbicula species with a morphological diversity. Key words: Corbicula japonica, cytochrome c oxidase subunit I (

Pilot-scale coagulation and sedimentation processes were operated to investigate the T-P (Total phosphorus) removal efficiency. A multiple regression model was also derived to predict the water quality improvement effect with river water characteristics. The inflow rates for the pilot-scale facility were 157–576 m3/day, and the coagulant doses were in the range of 13.7–58.5 mg/L (average 38.9 mg/L) for PAC (Poly alum chloride) and 16.5–62.1 mg/L (average 36.0 mg/L) for alum. The results found that the influent BOD (Biochemical oxygen demand) and T-P concentrations were 4.9 mg/L and 0.115 mg/L, and the removal efficiencies were 52.7% and 59.4%, respectively. T-P removal efficiencies on wet weather days were higher by 10% than dry weather days because influent solids influenced T-P's coagulation process. The pH of river water was 6.9–7.8, and the average pH was 7.3. Although the pH variation was not significant, the trend showed that the treatment efficiency of T-P and PO4-P removal increased. Thus, the pH range considered in this study seems to be appropriate for the coagulation process, which is essential for phosphorous removal. The T-P removal efficiencies were 19.6–93.3% (average 59.2%) for PAC and 16.4–98.5%(average 55.9%) for alum; thus, both coagulants showed similar results. Furthermore, the average coagulant doses were similar at 42.4 mg/L for PAC and 41.3 mg/L for alum. When the T-P concentration of the effluent was compared by the [Al]/[P] ratio, the phosphorus concentration of the treated water decreased with an increasing [Al]/[P] ratio, and the lowest T-P concentration range appeared at the [Al]/[P] ratio of 10–30. A seasonal multiple regression analysis equations were derived from the relationships between 10 independent and dependent variables (T-P concentration of effluent). This study could help lake water quality maintenance, reduce eutrophication, and improve direction settings for urban planning, especially plans related to developing waterfront cities.

신천의 어류 군집 특성과 하천의 건강성을 밝히기 위해 2019년 4월부터 10월까지 조사를 시행하였다. 조사기간 동안 23개 지점에서 채집된 어류는 12과 30종 3,677개체였다. 우점종은 피라미(Zacco platypus, 28.4%), 아우점종은 대륙송사리(Oryzias sinensis, 13.6%), 그 다음으로 참갈겨니(Zacco koreanus, 11.8%), 버들치(Rhynchocypris oxycephalus, 11.7%), 붕어(Carassius auratus, 9.6%), 참붕어(Pseudorasbora parva, 7.9%) 등의 순으로 우세하게 출현하였다. 출현 종 중 한국고유종은 10종(33.3%)이었고, 외래종은 이스라엘잉어(Cyprinus carpio (Islaeli type), 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 구피(Poecilia reticulata), 플래티(Xiphophorus maculatus) 5종(16.7%)이었으며, 육봉형 어류는 둑중개(Cottus koreanus)와 밀어(Rhinogobius brunneus) 2종(6.7%), 기후 변화 민감종은 둑중개 1종(3.3%)이 출현하였다. 어류 군집분석 결과, 신천본류와 수동천, 청담천은 우점도는 낮고 다양도는 높았으며, 동두천과 상패천은 우점도는 높고 다양도는 낮았다. 하천건강성은 최상류와 지류인 수동천이 매우 좋음, 좋음이었으나 상류부는 보통, 중·하류부는 나쁨, 매우 나쁨으로 나타났다. 수질도 중류부터 하류까지 대부분 나쁨 또는 매우 나쁨이었고 지류 수동천만 매우 좋음이었다. 따라서 수질이 어류서식에 큰 영향을 미치면서 결국 하천건강성에 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다. 연도별 신천의 수질은 점점 좋아지는 경향을 보였으며 외래종의 도입은 매우 부정적인 요인이었다. 신천의 하천건강성을 향상시키기 위해서는 수질개선과 더불어 외래어종의 관리가 요구된다.

영산강 하구는 1981년에 농지 및 농업용수 개발을 위해 하굿둑이 건설되면서 인위적인 변형이 이루어진 시스템으로 하굿둑을 중심으로 담수역과 해수역으로 분리되었다. 하지만 여름철에는 잦은 강우로 인해 수문이 자주 개방되고, 개방 시에 담수가 해수역으로 방류되면서 기수역의 특성을 보이기도 한다. 본 연구에서는 담수 방류의 직접적인 영향을 파악하기 위해 2013년부 터 2015년까지 여름철 동안 담수 방류 전후로 일간 모니터링을 실시하여 하계 식물플랑크톤 크기구조와 환경여건 변화를 파악하고자 하였다. 그 결과, 담수 방류는 급격한 염분감소와 탁 도를 증가시켜 표층의 용존산소도 감소시키는 것으로 나타났다. 다만 조사 전까지 방류가 지 속적으로 이루어진 2014년에는 이미 염분이 감소한 상황이어서 추가적인 방류로 인한 염분의 감소는 나타나지 않았다. 영양염 중에서는 특히 질소성 영양염의 유입이 크게 나타났고, 이로 인해 질소의 상대적 제한 보다는 인이나 규소의 제한 가능성이 크게 나타났다. 식물플랑크톤 생체량 및 크기구조는 연도별로 상이한 결과를 보였으나 결과적으로 담수 방류에 따라 변화를 초래하였고, 방류 후에도 어느 정도 그 경향이 유지되었다. 결론적으로 불규칙적이고 예측이 어려운 담수 방류는 염분, 탁도, 영양염 농도 등의 환경요인뿐만 아니라 식물플랑크톤의 생체 량 및 크기구조를 단기적으로 크게 변화시키는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 적조와 같은 유해조류발생(HABs) 뿐만 아니라, 먹이량 및 미세먹이망 변화를 통해 상위소비자 그리고 먹이 망 구조에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.

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.

본 연구는 비시장평가법인 조건부가치평가법을 통해 수질개선을 위한 지불용의액을 추정 하였다. 연구 지역은 심각한 수질오염으로 직·간접적인 피해를 입고 있는 베트남의 하노이 To Lich 강 유역이며, To Lich 강 주변의 거주민들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 이중양분선택형 질문을 통해 설문 내용을 디자인하였고, 설문조사를 통해 얻어진 표본으로 이변 량프로빗모형을 사용하였다. 그 결과, 베트남 하노이지역의 거주민이 수질개선을 위하여 연간 지불용의액은 약 VND 202,560원으로 나타났다. 또한 지불용의액에 영향을 주는 중요한 변수는 사회경제적 변수로 나이, 소득으로 나타났고, 거주민의 건강에 대한 관심도 통계적으로 유의한 변수로 나타났다. 본 연구는 하노이의 To Lich 강에 조사 지역을 한정하여 진행하였기 때문에, 연구 지역 범위를 확대시켜 향후 연구가 진행 되어야 할 것이다. 본 연구의 결과는 지속 가능한 수질 관리의 중요성을 강조하며, 추후 베트남 수질 개선 정책에 환경적 편익 정보를 제공하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

본 연구에서는 동진강 수계에서 외래 교란어종 (큰입배스와 블루길)에 대한 물리적 서식지 및 화학적 수질 특성의 영향을 분석하였다. 또한 큰입배스 (Micropterus salmoide)와 불루길 (Lepomis macrochirus) 각각 어종에 대한 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역을 구분하였고, 수 화학 (Water chemistry) 및 어류서식지 특성 (하상구조 등)에 대한 상관도 분석을 실시하였다. 두 교란어종의 상대 풍부도는 BOD, PO4-P 및 pH의 수질이 악화됨에 따라 크게 감소하였으나, NO3-N 및 전기전도도에 따른 풍부도 변화는 보이지 않았다. 블루길은 동진강 수계의 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역 두 지역 사이에 서식지 구조적 측면에서 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 큰입배스는 두 지역 간의 비교군에서 뚜렷한 차이를 보였고, 특히, 실트, 자갈, 암반과 같은 하상구조에서 뚜렷한 차이를 보였다. 동진강에서 우점종은 피라미 (14.6%), 불루길 (14.0%) 및 큰입 배스 (9.8%)로서 나타났다. 즉, 외래 생태교란종이 전체 개체수의 24%를 차지하여, 동진강 수계는 외래종의 분포는 유기물 오염 및 영양염 (P) 오염에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

본 연구는 금강 권역을 대상으로 일반최소자승법(OLS)과 공간지리 가중회귀모형(GWR)을 적용하여 유역 내 토지이용과 지형적 특성이 BOD, DO, TN, TP을 포함한 수질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 일반적으로 OLS는 변수 간의 관계가 균일하다는 가정에 기초하고 있으며, 지역적인 변화를 고려하지 않는다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 변수 간의 관계가 지역적으로 다르게 나타나는 것을 검증하기 위해 GWR을 이용하여 분석하였다. 종속변수인 총 4 개의 수질 측정 항목 (BOD, DO, TN, TP)과 독립변수인 토지이용 비율 (도시, 농업 및 산림지역) 및 지형 (고도, 평균 경사)에 대하여 OLS와 GWR 모형을 각각 추정하고, 비교하였다. GWR 모형의 R2와 회귀계수 값의 기초 통계량을 분석한 결과, 공간적으로 큰 변동성이 있는 것으로 나타났다. 즉, 토지이용과 지형이 수질에 미치는 영향이 지역에 따라 균일하지 않은 (non-stationarity) 것을 보여준다. 또한 OLS와 GWR 모형의 R2, AICc, Moran’s I 지수를 비교하였을 때, 대부분 GWR 모형이 OLS 모형에 비하여 우수한 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 수질 및 유역 관리를 위한 토지이용 계획 수립 등의 정책적 근거로 활용될 수 있다.

본 연구에서는 2008년 6월과 2009년 5월 조사기간 동안 금강의 상･중･하류부의 14개 지점을 선정해서 이･화학적 수질의 특성을 파악하였으며 어류군집의 분포 및 길드 분석과 어류생물통합지수(Fish Assessment Index, FAI)의 다 변수 8개 메트릭을 이용해 금강 수계의 건강도를 평가하였다. 수질 변수 평균 변화를 분석해 본 결과 중상류지점은 수질변수의 변이양상이 크게 없었고 갑천과 미호천이 합류되는 지점부터 유기물질이 축적되어 수질 변수가 급격한 변이양상을 보였다. 이･화학적 수질 특성을 분석한 결과, 미호천과 갑천이 합류되는 하류지점부터 BOD, COD, TN, TP, Cond, Chl-a는 증가하는 경향을 보였고 DO는 감소하여 부영양화와 녹조현상이 진행되고 있는 것으로 사료된다. 어류 군집 분석 결과, 종 풍부도지수와 종 다양도 지수는 중상류지점에서는 증가한 양상을 보인 반면 하류구간에서 는 감소하는 양상을 보여 상류는 생태적 안정성은 양호하고 하류는 생태적으로 비교적 불안정한 것으로 보였다. 어류종 분포 분석결과 우점종은 피라미(Zacco platypus)이며 전체 어종의 20.9%를 차지하였고 아우점종은 참갈겨니 (Zacco koreanus)가 13.1%를 차지했다. 어류 내성도 및 섭식길드 특성 분석에 따르면, 중상류지점에는 민감종, 충식성 그리고 여울성 어종이 우점한 반면 미호천이 유입되면서 하수종말처리장 오염원으로 영향을 받는 하류구간부터 내성종, 잡식성 그리고 정수성 어종 우점에 결정적인 영향을 준 것으로 나타났다. 따라서 우리는 수질 상태를 개선하기 위해 특히 도심 오염원의 부하량을 줄이도록 노력해야 하며 수생태계 보존과 복원에 관심이 필요한 것으로 요구 된다.

The objectives of this study were to analyze the influence of chemical water quality on fish guilds, pollution tolerance and the multi-metric ecological health, based on the Fish Assessment Index (FAI) in the main stream of Mangyeong River between 2009−2016. The quality of water with specific conductivity, TP, and NH4-N got worse dramatically in the down region. During the study, a total of 50 species were collected and the most dominant species was Zacco platypus. Also known as tolerant species, accounted 22.9% of the total abundances, thus indicating a trophic degradation. The downstream region (S5) had the highest number of fish external abnormalities, indicating a degradation of ecological health, based on the fish assemblages. Pearson correlation analysis indicated that relative abundance of tolerant fish species and omnivore fish species had a significant positive correlation (r>0.30, p<0.05) with values of BOD, conductivity and NH4-N. Whereas, the relative abundance of the sensitive species and insectivore species had a significant negative relations (r<−0.30, p<0.001) with the parameters. The mean obtained from the multi-metric fish model, based on the FAI of all sites was 47 (n=40). This indicated a “fair condition” in the ecological health, and the downstream regions (S3−S5) were judged as “bad condition”, indicating an influence of the chemical degradation on the ecological health.

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.

2010년 4월부터 2015년 12월까지 영산강 본류에 위치해 있는 죽산보의 상, 하류의 수질 및 식물플랑크톤 변화 양상을 파악하기 위해 연구를 수행하였다. 동일한 기간 동안에 두지점 모두 평균 수온은 17.3°C로 기록되었으며, 2011년부터 2014년까지는 약 16.3°C를 유지하다가 2015년에 17°C로 약 0.7°C 상승되었다. 조사기간 동안 식물플랑크톤의 종 조성은 총 288 분류군으로 남조류 17 분류군, 규조류 74 분류군, 녹조류 154 분류군 및 기타조류 15 분류군으로 조사되었다. 두 지점의 개체군 밀도는 500~29,950 cells·mL-1으로 조사되었으며, Y1지점은 850~29,725 cells·mL-1, Y2지점은 500~29,950 cells·mL-1으로 조사되었다. 두 지점의 평균 개체군 밀도는 Y1지점이 8,180 cells·mL-1, Y2지점이 7,530 cells·mL-1으로 상류지점의 평균 밀도가 더 높게 조사되었다. 우점종은 규조류인 Stephanodiscus속, Aulacoseira속이 높게 나타났으며, Stephanodiscus의 우점 빈도는 59%였고, Aulaocseira속의 우점빈도는 22%였다. 남조류의 전체속의 우점빈도는 17%였고, Y1지점이 19%로 Y2지점보다 2% 높게 나타났다. 그 중에 Microcystis속의 우점 빈도가 6%였고, Y1지점이 7%로 하류인 Y2지점보다 2% 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. Y1지점의 현존량 비율은 규조류가 전체의 52%, 녹조류가 24%, 남조류가 21%였고, Y2지점은 규조류 65%, 녹조류 18%, 남조류 13%로 상류 지점인 Y1지점의 남조류 현존량 비율이 더 높게 나타난 것을 볼 수 있었다. 본 연구는 식물플랑크톤의 천이 현상 및 수질요인들과의 변화에 따른 원인을 파악하고 영산강 죽산보의 특성에 대해 신뢰성 있는 데이터를 제공하기 위해 수행되었으며, 이후 수생태계 변화를 평가하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.