Variations of Stream Water Quality Caused by Discharge Change - At a Watershed in Mt. Palgong -

유출량(流出量)의 변화(變化)가 산지(山地) 계류수(溪流水)의 수질변화(水質變化)에 미치는 영향(影響) - 팔공산유역(八空山流域)을 대상(對象)으로 -

This study was carried out to reveal the influence of discharge change on matters and stream water quality between pH, EC and dissolved matters obtained by observation of long-term and short-term on stream water quality and separated runoff components from stream water by using HYCYMODEL. From January in 1998 to September in 1999, it was estimated by relationships of character of water quality and discharge for the experimental watershed in Mt. Palgong. The results were summarized as follows : 1. Annual average pH values of stream water in 1998 and in 1999 were 6.48(6.22~6.89) and 6.52(5.75~7.18), respectively. The observed annual average pH values were maintaining identical values in general, but pH values decreased continuously during the four months after thinning in the experimental watershed. So thinning is suspected of the major cause for the decrease. 2. Annual average EC values of stream water in 1998 and in 1999 were $26.69(17.95{\sim}33.5){\mu}S/cm$ and $25.19(17.5{\sim}33.8){\mu}S/cm$, respectively. The observed annual average EC values were maintaining identical values in general. 3. As a result of the comparison of average dissolved ions of rainfall and stream water, $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $NO_3{^-}$, and $SO_4{^{2-}}$ showed minus values between incomings and outgoings. $Na^+$ and $NO_3{^-}$ among the dissolved ions of stream water showed the highest concentration out of cations and anions respectively. 4. By the change of pH value in stream water due to rainfall events, pH value decreased with increasing runoff as pH value increased before and after peak flow. 5. By the change of EC value in stream water due to rainfall events, EC value decreased with increasing runoff of first rainfall as EC value changed with runoff before and after peak flow. 6. As the runoff increased, the concentration of $Na^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$, total cation, $Cl^-$, and $SO_4{^{2-}}$ in stream water lowered. On the other hand, the runoff decreased, their concentration in stream water tended to get high. But in terms of $NO_3{^-}$ and total anion, they turned out vice versa. $Mg^{2+}$ produced no reaction. 7. The base flow among runoff components separated by using HYCYMODEL influenced greatly on pH, EC, concentration of cation and anion.

본 연구는 물순환모델을 이용하여 계류수의 유출성분을 직접유출과 기저유출로 분리한 각각의 유출성분과 계류수질의 장 단기 수질 관측을 통해 얻어진 pH, EC 및 용존이온들과의 관계를 파악하여 유출량의 변화가 물질수지 및 계류수질에 미치는 영향을 밝히기 위하여 실시하였다. 팔공산 수문관측유역에서 1998년 1월부터 1999년 9월까지 관측한 수문 및 수질자료를 대상으로 유출량과 수질변화 특성과의 관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 계류수의 연평균 pH는 1998년에 6.48(6.22~6.89)로, 1999년에 6.52(5.75~7.18)로 나타나 대체로 일정한 값을 유지하고 있었으며, 시험유역에서 간벌이 실시된 이후 4개월 동안은 계속해서 pH가 낮아져 간벌이 영향을 미친 것으로 나타났다. 2. 계류수의 연평균 EC는 1998년에 $26.69(17.95{\sim}33.5){\mu}S/cm$로, 1999년에 $25.19(17.5{\sim}33.8){\mu}S/cm$로 나타나 시험유역에서 연중 일정한 값을 나타내었다. 3. 강우와 계류수의 평균 용존 물질량을 비교한 결과, 분석된 이온들 중 $K^+$를 제외한 나머지 이온 $Na^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$는 모두 마이너스 수지를 나타냈다. 그리고, 계류수의 용존원소 가운데 양이온은 $Na^+$가 가장 농도가 높았으며, 음이온은 $NO_3{^-}$가 가장 많이 검출되었다. 4. 단위강우로부터 발생한 계류수 pH의 경시변화를 분석한 결과, 유량이 증가하면 pH가 낮아지다가 첨두유량을 전환점으로 해서 유출량이 감소하면 다시 pH가 높아지는 것으로 나타났다. 5. 계류수 EC의 경시변화를 분석한 결과, 강우초기의 유량증가시에는 EC값이 감소하지만 첨두유량을 전후로 해서 유량의 증감에 따라 EC값이 함께 변화하는 것으로 나타났다. 6. 계류수의 $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, 양이온총량, $Cl^-$ 및 $SO_4{^{2-}}$는 유출량이 증가하면 농도가 낮아지지만, 유출량이 감소하면 농도가 높아지는 경향을 나타내었으며, $NO_3{^-}$와 음이온총량은 그 반대의 경향을 나타내었다. 그리고, $Mg^{2+}$는 뚜렷한 경향이 나타나지 않았다. 7. 물순환모델에 의해 분리된 직접유출, 기저유출 및 총유출 성분 중 pH, EC 그리고 양이온 및 음이온 농도에 가장 큰 영향을 미치는 유출성분은 기저유출로 나타났다.