DOI QR코드

DOI QR Code

Water Quality Improvement Plan for Small Streams in the Northernmost Basin of Bukhan River based on Pollution Grade and Typological Analysis Linkage

오염등급과 유형화 분석의 연계에 의한 북한강 최북단 유역 소하천의 수질개선방안 연구

  • Received : 2016.03.04
  • Accepted : 2016.04.06
  • Published : 2016.05.30

Abstract

In the northernmost basin of the Bukhan River, pollution sources can have a concentrated distribution. In these basins, small streams show low flow with various and rapid water quality change in low pollutants load. Therefore, a water quality improvement plan of small streams and main stem will be necessary to establish the characteristics of small streams. This study selected a representative Hwacheon-gun in the northernmost basin of the Bukhan River. Hydro analysis was performed with GIS tools using DEM. A total of 152 small streams were listed. A total of 51 survey locations were selected after applying the selection criteria. Flow rate and water qualities were investigated. Pollution sources and pollutants loads were calculated for each basin. Pollution grade and typological classification were performed by cluster analysis using standardized environmental condition factors. As a result, G04, G01, H01 locations were found to have the worst pollution grades whereas J01, P01, and P02 had less pollution. Typological analyses were able to classify six types for the surveyed small streams. An effective water quality improvement plan was obtained based on the results of pollution grade and typological analysis using environmental condition factors of this study.

1. Introduction

물환경관리기본계획에서는 4개 권역에 대하여 총 117개 중권역(중형 하천) 및 총 850개(2011년 v3.0)의 소권역(표준유역)을 기본단위 유역으로 설정하고 있다. 또한 수질오염총량관리제에서는 7개 수계에 대하여 총 147개로 세분한 단위유역을 목표수질 관리를 위한 기본단위 유역으로 설정하고 있다(MOE, 2006). 그중 소권역을 기준할 때, 기본단위 유역의 면적은 약 7.46~700.45 km2의 범위로 평균 128.72 km2의 면적에 있으며 이는 본류 하천을 중심으로 크고 작은 지류들이 수십에서 수백개까지 포함될 수 있는 크기이다. 수많은 지류 소유역을 포함하고 있는 기본단위 유역에는 다양한 오염원들이 분포하고 있으며, 이들은 입지 여건에 따라 특정 소하천 유역에 편중되기도 한다. 편중된 오염원의 종류와 규모에 따라 소하천의 수질은 오염 상태와 유형에서 상이한 특징을 나타낸다. 소하천은 오염도가 높을수록 본류 하천 수질에 미치는 영향이 크므로 소하천의 오염도를 파악하는 것이 수질개선방안 연구에서는 중요하다고 할 수 있다.

소하천의 오염도를 파악하는데 가장 기본이 되는 자료는 수질이다. 그러나 대부분의 소하천은 수질 상태를 파악할 기초 자료가 없거나 매우 부족한 실정에 있다. 수질 자료가 없는 경우에는 행정구역별 오염 부하량을 산출하고 소하천 유역별 점유율에 따라 배분하여 소하천 오염도를 가정하여 추정해 볼 수는 있겠으나, 실제 소하천 오염도로 사용하는 것은 매우 부적절하다. 소하천은 기저유량이 적어 미량의 오염물질 유입에도 민감하여 수질이 급격하게 변화하는 특징을 가진다(Seo, 2009). 따라서 수질 자료가 일부 존재하는 경우라도 적은 수의 자료로 오염도를 평가하기 어렵다. 수질이 급변하는 소하천은 오염도 평가에 더 많은 수질 자료를 필요로 한다(Hirsch, 1982). 비점오염원의 기여도가 높은 소하천에서는 수질 변동이 더욱 커서 더 많은 조사를 요구하게 된다. 따라서 넓은 면적의 유역을 기본단위로 설정하게 되면 수질개선방안은 포괄적인 수준에서 제안될 수밖에 없으며 제안된 방안의 삭감시설이나 저감사업들의 실효성도 검증하기 어렵다(Lee et al., 2010).

북한강과 남한강의 합류점에 위치하는 팔당호 수질은 물환경관리기본계획 및 수질오염총량관리제의 주요 관리 대상이다. 팔당호 수질은 COD, T-N 농도에서 각각 유지 및 증가하는 것으로 관측되고 있다(Hwang et al., 2013). 주요 원인으로는 팔당호 유역 오염배출량에서 점원이 차지하는 비율이 감소하고 비점원의 상대적 비율이 증가한 것에 주목하고 있다(You et al., 2015). 또한 총오염배출량이 감소했어도 국지적으로 오염배출량이 증가한 소하천이 있을 수 있으며, 그 소하천은 본류 하천 수질에 기여율이 높을 수 있다. 따라서 팔당호의 수질개선 연구에서는 비점오염원으로부터의 부하량 정량화와 오염 소하천을 선별하여 관리하는 방안에 관심을 두어야 하며 소하천 수질을 개선하지 못하면 본류 하천의 수질개선도 기대하기는 어려울 것이다(MOE, 2008). 또한, 팔당호 수질에 부정적인 영향 인자로 양호한 수질의 북한강 수량 감소도 주목되고 있다(KWGEC, 2013). 팔당호의 주요 유입수량은 남한강, 북한강 그리고 경안천이 있으며, 유입 수량비가 각각 46.4%, 51.2%, 2.4% 수준을 차지한다(Shin et al., 2010). 그중 비교적 양호한 수질의 북한강 수량이 북한의 금강산댐(임남댐)으로 인해 급격히 줄었으며, 이는 팔당호에서 오염 농도의 희석 감소 효과로 작용할 수 있다(Ahn et al., 2011). 추가적인 오염 삭감이 어려운 소하천의 경우는 양질의 수량 확보를 통해 수질을 개선하는 방안의 검토도 필요하다.

북한강 상류 유역은 대부분 산지로 급경사 지역이 많고 접경지의 특성상 개발이 제한되며 오염원 입지가 가능한 지역이 많지 않다. 이러한 여건으로 북한강 최상류는 청정 수질을 확보한 유량을 공급하며, 북한강 중하류 구간의 수질 오염도 상승을 완화시키고 팔당호의 수자원 가치를 높이는데 기여해 왔다. 그러나 지난 수년간 몇몇 소하천 일부 구간에 개발이 편중되면서 소하천 수질 악화가 우려되며, 경사가 급한 지역에서는 강우시 오염물질이 빠르게 유출되어 소하천 수질이 급변할 것도 예상된다. 그러나 이유역의 소하천은 수질 자료가 없거나 부족하여 오염 현황과 실태 조차도 파악하기 어려운 실정에 있다.

따라서 이 연구는 북한강 최상류에 위치한 화천군 수계내 소하천 현황을 분석하여 목록화하였으며, 이들을 대상으로 수질오염실태를 선별적으로 조사하여 오염 등급과 유형을 분석하고 이를 기초로 소하천별 환경여건 특성을 반영할 수 있는 실효적 수질개선방안을 체계적으로 도출하고자 하였다.

 

2. Materials and Methods

2.1. 소하천 분석 및 조사지점 선정방법

소하천 분석에서는 국립지리원의 수치지도로 작성한 수치표고 모델(DEM)과 물 흐름 분석(Hydro analysis) 도구를 이용하였다. 분석된 하계 망과 소하천정비기본계획 보고서를 비교하여 소하천을 확인하고 조사 후보 소하천 목록을 작성하였다. 조사 대상 소하천의 선정에서는 기존 선정 기준을 본 연구의 목적과 대상지역의 특성에 적합하게 수정하여 사용하였다(HRERC, 2012).

2.2. 소유역별 오염부하량 산출 방법

오염부하량은 수질오염총량관리기술지침(NIER, 2014)에 근거하여 오염원 자료를 기초로 동리별 및 오염원별로 구분하여 발생량과 배출량을 산출하는 방식을 사용하였다. 소유역별 오염부하량은 동리별 점유율로 산출하였으며, 배출 지점의 확인이 가능한 오염원의 부하량은 해당 소유역에 포함하였다. 사용된 오염원 자료의 기준연도는 2012년으로 하였다.

2.3. 수질 및 유량 조사방법

수질조사 항목은 환경정책기본법의 환경기준(제2조 관련)으로써 수질 및 수생태계의 생활환경 기준에서 선정하였다. 선정된 조사항목은 수소이온, 용존산소, 전기전도도, 5일 BOD, 부유고형물질, 영양염류로써 총질소와 총인으로 하였다. 또한 수환경 여건과 조사 자료의 신뢰성 검토를 위해 수온, 유탁성 지표인 탁도 그리고 유기물 지표인 COD 및 TOC의 항목을 수질조사 항목에 추가하였다. 시료의 채취, 항목별 보존 및 분석방법, 정도관리 등 조사 및 측정분석에 관한 사항은 APHA의 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 환경시험・검사 QA/QC 핸드북 그리고 국립환경과학원의 수질오염공정시험기준에 의거하였다(APHA, AWWA, and WEF, 1995; MOE, 2012; NIER, 2011). 유속은 정류 조건에서 보정된 디지털 자기유속계를 사용하고 유량은 유속-면적법으로 산출하였다(MOE, 2012). 수질 및 유량 조사는 2014년 4월부터 2015년 3월까지 매월 1회로 수행하였다.

2.4. 소하천별 오염등급 및 유형화 분석방법

소하천 수질의 오염 등급과 유형화 분석을 위해서는 오염원, 수질 등 환경 여건을 파악할 수 있는 여러 기초 자료들이 필요하다. 여기에 소하천 유역의 사회, 문화, 경제 등 제반 여건은 오염 소하천에 대해 도출된 수질개선방안의 실효성을 검토하는데 중요한 자료가 된다(Jung, 2013). 오염 등급과 유형화 분석은 환경 여건을 주 인자로 사용하여 수행하였다. 환경 여건 인자는 조사 항목들이 지닌 환경적 의미에 따라 설정하였다. 조사 항목은 유량, 일반 수질 항목별 농도, 오염물질별 배출량 및 배출밀도, 면적당 지하수 이용량 그리고 생물서식처 평가지표(Qualitative Habitate Evaluation Index: QHEI)이다.

하천에서 유량은 수문 여건에 관련된 인자로 오염물질의 농도 변화에 관련된다. 수질은 오염물질별로 오염 상태를 직접적으로 설명하는 항목이다. 유역에서 발생하고 배출되는 오염물질은 다양하나, 오염부하량 관리를 기반으로 하는 수질오염총량관리제에서는 BOD, T-N 및 T-P를 대상물질로 부하량을 산정하고 있다. 수질 여건과 오염 부하 여건에 관련한 조사항목은 연관성을 고려하여 선정하였다. 생태 여건에는 생물서식처 평가지표 항목을 적용하였고 소하천 수질조사 시기에 조사된 자료를 활용하였다(Lee, 2014). 선정된 조사 항목중 BOD와 TOC, T-N과 암모니아성 질소, 대상물질별로 부하량과 부하밀도는 각각 환경적 의미가 중복되는 항목들로 0.5의 가중치를 적용하여 오염 등급과 유형 분석의 균등성을 유지하였다. 분석에 사용된 조사 항목과 적용된 가중치 그리고 구분된 환경여건 인자는 Table 1과 같다.

Table 1.Survey constituents, weighting value and related environmental condition factors

각 조사 항목들은 차원과 기준이 달라 통합분석을 위해서는 항목별 표준화가 필요하다. 표준화 방법으로는 표준편차를 산출하는 원리를 적용하였다. 각 조사 항목별로 소하천에서 나타난 평균값을 전체 소하천들에서 나타난 평균값으로 나누어 표준화하고 조사 항목별 표준화 값을 합산 및 평균하는 식 (1)을 사용하였다.

식 (1)에서 G는 대상 소하천의 표준화된 오염도, n은 총 항목 수, Ai는 대상 소하천에서 나타난 항목 i의 평균, Si는 전체 소하천에서 나타난 항목 i의 기준, Wi는 항목 i의 가중치이다.

유형화 분석에는 요인 분석, 계층적 분석, 분할적 분석 등의 통계분석 기법들이 사용될 수 있다. 일반적으로 계층적 분석법(Hierarchical Clustering)과 분할적 분석법(Partitioning Clustering)에서 계층적 분석법은 병합적 분석 (Bottom-up)과 분리적 분석(Top-down)으로 구분할 수 있다. 병합적 방법에는 최단연결법, 최장연결법, 워드(Ward)법 등의 방법이 있고, 분리적 방법에는 Diana법 등이 있다. 분할적 방법에는 K-means, Pam(Partitioning around medoids), Fuzzy 방법 등이 있다(Jang, 2013). 연구에서는 등급 분석 인자를 유형화 인자로 사용하고 각 인자간의 뉴클리드 거리와 인자가 내포하는 환경여건을 연계하여 소하천 유형과 적정 수질개선 방안을 파악하였다.

 

3. Results and Discussion

3.1. 소하천 유역 분석과 조사대상 지점 선정 결과

소유역 분석에서 화천댐 상류는 현황 조사가 어렵고 오염원 입지도 상당히 제한되어 일부 유역은 배제하였으며, 기존 조사 자료가 존재하는 간척천 유역은 포함하였다(Fig. 1). 연구 대상 수계내 소유역 분석에서 나타난 소하천들을 화천군 소하천정비기본계획 보고서와 비교하여 총 152개 소하천을 조사 대상 후보 목록으로 작성하였다.

Fig. 1.Results of DEM (Digital Elevation Model) analysis in study area.

조사 대상 선정기준에는 기존 선정기준에 연구대상 수계 소하천들이 지닌 환경 여건과 지역 요구사항, 측정값의 대표성, 조사 항목이 지닌 특징 그리고 현장조사의 원활한 수행에 요구되는 사항 등을 반영하여 수정하였다(Table 2). 수정된 선정 기준내용을 참고로 후보 소하천들의 환경 기초 자료와 조사 이력 등을 수집하였으며, 자료가 존재하지 않는 후보 소하천에 대하여는 사전 현장조사를 통해 조사 대상 선정에 활용할 수 있는 지표 자료를 수집하였다.

Table 2.Modified selection criteria for choosing research targets

수집된 후보 소하천별 기초 자료에 수정된 선정 기준을 적용하여 조사 대상 소하천과 조사 지점을 선정하였다. 조사 대상으로 선정된 소하천은 총 51개이며, 이들 소하천을 지천으로 포함하는 수용하천은 13개이다. 수용하천을 중심으로 조사 지역을 구분하고 지점수를 요약하였다(Table 3). 조사대상으로 선정된 소하천의 유역 분포는 조사 지점을 말단으로 하는 단일유역(Single basin)이 37개소이며, 단일유역을 상류에 하나 이상 포함하는 다중유역(Multi basin)이 14개소이다(Fig. 2).

Table 3.Selected small streams for each field survey regions

Fig. 2.Spatial distribution of the field survey locations in study area.

3.2. 소하천 유역별 지하수 이용량과 오염물질 부하량

조사 대상 소하천의 유역내 지하수 이용량과 오염부하량을 조사하였다. 지하수 이용량은 화천군의 조사 자료로써 면적당 이용량으로 환산하였다(HRERC, 2012). 소유역별로 면적당 지하수 이용량은 단일유역에서 논미천(N)의 N02 소유역에서 가장 많았으며, 다음으로 간척천(G)의 G01, G02, G04 소유역에서 많았다. 이들 소유역에서 지하수 이용량은 타 소유역에 비하여 2배 이상 많은 것으로 나타났다(Fig. 3).

Fig. 3.Flow rate and water quality for the small streams.

화천군의 과거 10년간 인구변화는 사내면에서 증가하고 상서면에서는 다소 줄어드는 추세로 보이나, 총 인구는 크게 변화하지 않는 것으로 나타났다. 생활하수는 9개 리에서 100% 처리되고 있으며, 하수처리인구 비율은 사내면과 상서면, 간동면이 높고 화천읍, 하남면이 낮은 것으로 나타났다. 축산에서 돼지는 대부분 사내면에서 사육되고 있으며, 산업은 상서면에서 활발한 것으로 보고되고 있다(Lee, 2014). 이들 오염원별 발생량과 배출량은 수질오염총량관리 지침으로 산출하였고 소유역별 오염부하량은 점유율을 적용하여 산출하였다. 또한 소하천별 배출 밀도는 소유역 면적을 이용하여 산출하였으며, 단일유역(Single basin)과 다중유역(Multi basin)으로 구분하여 비교하였다(Fig. 3). 소유역별 단위면적당 BOD배출량은 상서면의 계성천(K) 소유역으로 K01과 화천읍을 포함하는 화천천(H)의 H08에서 가장 많았으며, 다음으로 N02, G08, G09, G01, G02, J09 순으로 나타났다. 소유역별 단위면적당 T-N 배출량은 H08, G08, K01, G09, N02, G04, J09, G05 순으로 많았으며, T-P는 K01, H08, G08, G09, N02, J09, G01, G02, G04 순으로 많았다.

전체적으로 BOD, T-N, T-P 모두에 대하여 간척천(G)의 소하천 유역에서 대체적으로 높았다. 특히, 화천군에서는 단위면적당 배출량에서 소유역간 2~4배 이상의 편차를 나타내며, 특정 소하천 유역에 오염원이 편중되는 경향도 분석되었다.

3.3. 소하천 수질 조사결과

조사 기간(2014.4~2015.3)에 획득한 수질 항목별 측정 분석결과는 단일유역(36개 지점)과 다중유역(14개 지점)으로 구분하여 비교하였다(Fig. 4). 단일유역인 G09지점은 조사 시기에 유량이 없어 제외하였다. 상자그래프에서 상단 및 하단은 각각 75 및 25 percentile이고 내부 선은 평균과 중앙값, 그리고 외부 극값은 각각 95 및 5 percentile 값이다. T-N의 존재 형태 별 분포에서는 평균 농도를 사용하였다.

Fig. 4.Flow rate and water quality for the small streams.

유량은 단일유역에서 지촌 지역(J)과 파포 지역(F)의 소하천에서 많았다. 인위적 오염 가능성을 지표하는 전기전도도는 G06에서 가장 높았고 J02에서 가장 낮게 나타났다. 농경 지역에서 비점오염 특성을 파악하는데 유용한 SS와 탁도는 J11에서 최대값을 보였으며, 각 조사 지점들이 모두 유사한 경향을 가지는 것으로 분석되었다. BOD의 평균 농도는 전체적으로 0.3~3 mg/L에서 분포하였으며, G04가 가장 높은 것으로 나타났고 유사 지표로써 COD의 평균 농도는 G04, J04에서 가장 높았다. TOC의 평균 농도 및 중앙값은 1~3 mg/L에서 분포하였으며, BOD 및 COD에 비하여 분포 범위가 좁아 안정된 경향을 가지는 것으로 나타났다. T-N 농도는 간척 지역(G)의 소하천에서 높게 나타났으며, T-P의 평균 농도는 간척(G) 지역의 G04, G06을 제외하고 지촌(J), 파포(F), 풍산(P), 화천(H) 지역의 소하천에서 대체적으로 높았다. 수질 항목별 최고 및 최저 농도는 단일유역의 소하천에서 나타나 다중유역에 비하여 단일유역의 소하천에서 농도 편차가 큰 것으로 나타났다.

3.4. 소하천별 오염등급 및 유형화 분석 결과

소하천별로 조사 항목들을 연구방법에 따라 표준화하고 환경여건에 따라 구분한 인자로 오염 등급 및 유형화 분석을 수행하였다. 수질 여건 자료가 조사되지 못한 J09 지점의 소하천은 분석에서 제외하였으며, 기존 수질자료가 존재하는 소하천은 기존 수질자료를 분석에 포함하였다(Lee, 2005; Park, 2007).

수문 여건에서 소하천들은 다양한 등급에서 분포하는 것으로 나타났다. 수질 여건에서 G04, H06 및 J10을 제외한 대부분의 소하천들은 1~3등급 수준에서 분포하였다. 오염부하 여건에서 G08, K01, N02 및 H08 지점의 소하천들은 4등급 이상의 수준에서 분포하는 것으로 나타났다. 오염부하밀도 여건과 생태 여건에서 소하천은 모두 1~3등급에서 분포하나, G04 지점의 소하천만이 생태 여건에서 4등급 이상으로 나타났다. 종합적인 오염등급 평가에서 단일유역의 소하천 대부분은 G04, G01, H01에서 가장 나쁘고 J02, P01, P02에서 가장 양호한 것으로 나타났다(Fig. 5).

Fig. 5.Pollution grade of small streams based on environmental condition factors.

유형화 분석에서는 오염등급 분석에 사용된 환경 여건 인자를 동일하게 사용하였다. 분석 조건은 다중유역을 포함하는 조건과 다중유역을 제외하는 조건이다. 두 조건 모두에서 뉴클리드 거리 1에 대한 유형은 20가지로 구분되었다. 여기에 유형 분석에 사용된 환경여건 인자의 수를 고려하여 유형을 요약하였으며, 단일유역에 대해 뉴클리드 거리 3수준을 적용할 때 6가지 유형으로 구분할 수 있다(Fig. 6).

Fig. 6.Dendrogram results of typological classification by cluster analysis.

A유형에는 수질이 비교적 양호한 소하천들이 포함되었다. 이들 소하천은 분석 인자별 등급에서도 큰 차이를 보이지 않아 환경여건 인자로부터 주 오염 원인을 판정하기 어려웠다. 이러한 유형의 소하천들은 오염부하량을 현재 수준이하로 관리하고 배출 구조를 단순화하는 수질 관리방안이 요구된다고 할 수 있다(Table 4). 그러나 A유형에서 가장 나쁜 오염등급을 나타낸 J08지점의 소하천은 오염원 밀도를 개선하는 방안이 필요하며, G11, F08과 함께 생물서식환경 개선도 필요한 것으로 분석되었다. 또한 생태 여건에서는 J02, P01 지점의 소하천이 우수한 것으로 분석되었다. 오염 등급에서 다소 높은 B유형의 소하천은 유역 오염부하량이 상대적으로 과다한 것으로 분석되었다. B유형에 비하여 오염도가 다소 낮은 C유형의 소하천은 유역내 오염원 밀도가 다소 높은 것으로 분석되었다. D유형은 기저유량이 부족하며, 유량 변동에 따라 수질 오염도 변폭이 큰 소하천들로 분석되었다. B유형과 C유형에서 수질오염에 기여하는 환경 여건 인자는 한 가지로 분석되었고 D유형에서는 두가지로 나타났다. E유형은 유량과 유역 오염부하량이 상호 연관성을 가지고 수질오염도에 관여하는 소하천으로 분석되었다. 또한 D유형과 E유형은 소하천의 부족한 유량이 수질오염을 가중시키는 주요 인자로 분석되었으며, 유역내 물순환 구조의 개선이 필요한 것으로 나타났다. 특히, E유형에서 논미천의 상류부인 N02 지점의 소하천은 토지이용과 지형 여건을 고려할 때, 소하천 유량을 확보하는 것이 수질 개선에 가장 실효적 방안이라 판단되었다. F유형에는 유일하게 G04 지점의 소하천만 포함되었다(Table 4). G04 지점의 소하천은 유역내 오염원 밀도가 높고 유역내 배출원으로부터 다량의 오염물질이 수역에 지속적으로 유입되고 있어 수질 오염도가 높았으며, 수질개선 노력이 가장 시급한 것으로 분석되었다. G04 지점의 소하천은 가장 먼저 유역내 오염원 밀도를 분산시키고 오염 배출량을 삭감해야 할 대상이다. 또한 J10 지점의 소하천도 G04 지점의 소하천과 유사한 여건에 있는 것으로 분석되었다. 이들 두 소하천에는 수변에 오염원들이 인접하고 있어 하천으로의 오염물질 직유입이 우려되며, 오염원의 배출 실태의 점검과 함께 배출수질 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

Table 4.Classified type of small streams and proposed water quality improvement plans

 

4. Conclusion

화천군 수계에서 북한강 본류에 직유입하는 주요 오염원은 없었으며, 오염원의 대부분은 소하천 유역에 위치하고 배출 오염물질은 지천을 경유하여 북한강에 유입하고 있다. 대상 지역에는 군부대 오염원이 다수 분포하고 있으나, 배출지점 확인 및 부하량 산출이 어려워 소유역별 분석 연구에 반영하지 못했다.

이 연구에서 조사된 소하천 수질의 시변화는 단일유역이 다중유역에 비하여 더 큰 폭으로 변화하는 경향을 가지며, 평균값에서는 크게 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 소하천 유량이 적을 때 미량의 오염 배출에도 수질이 민감하게 변화하는 전형적인 특징이다. 따라서 화천군 소하천의 수질개선에서는 대체적으로 기저유량 확보가 시급하며 지하수 관리가 중요한 요소인 것으로 판단할 수 있었다. 또한 평균 수질이 양호한 소하천들은 오염등급에서 확연한 차이를 보이지 않았다. 그러나 G04(오음천) 지점의 수질은 개선이 시급한 최우선 순위의 소하천으로 확연하게 선별할 수 있었으며, 환경여건 인자로부터 수질개선방안을 제시할 수 있었다. J02(큰물안골천)와 P01(새우골천) 지점의 수질은 가장 양호한 여건으로 오염원도 적고 오염부하량도 거의 없는 청정 소하천의 유형을 보이며 지속적인 모니터링과 함께 유지관리가 필요한 것으로 나타났다.

오염등급과 유형화 분석을 연계한 연구로부터 화천군 수계내 소하천의 수질개선을 위해 기저유량 확보가 중요한 소하천, 유역내 농업지역과 축산지역의 오염 배출량과 배출밀도를 관리해야 할 소하천 등 오염 유형별 개선방안의 우선순위를 선정할 수 있었다. 화천군은 유역 특성상, 기저유량 확보 방안으로 농업분야에서 물순환 체계를 점검하고 개선하는 방안이 제시되었다. 이 연구에서 사용한 오염등급과 이를 연계한 유형화 분석은 오염도가 미약한 소하천들을 다수 포함하는 수계에서 수질이 양호한 소하천을 분류하고 수질개선이 시급한 소하천을 우선순위에 따라 분석하며, 환경여건 인자로부터 소하천별 특징을 반영한 수질개선방안의 도출에 응용과 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

 

Nomenclature

References

  1. Ahn, J. S., Jung, K. S., and Lee, G. M. (2011). Problems of Water Use and Estimation of Water Right in North Han River Shared by North and South Korea(I) - Analysis of Diversion Impacts on Downstream Area by Imnam Dam, Journal of Korea Water Resources Association, 44(4), pp. 305-314. [Korean Literature] https://doi.org/10.3741/JKWRA.2011.44.4.305
  2. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation (APHA, AWWA, and WEF). (1995). Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19th Edition, American Public Health Association, NW Washington, DC 20005, pp. 1-4 - 1-9.
  3. Han River Environment Research Center (HRERC). (2012). A study of Water Quality Improvement Plan and Pollution Sources Analysis for Major Tributaries in Han River Watershed System, Final Report of 2011 Environment Basic Data Research Project of National Institute of Environmental Research, Han River Watershed Management Committee, pp. 131-132. [Korean Literature]
  4. Hirsch, R. M., Slack, J. R., and Smith, R. A. (1982). Techniques of Trend Analysis for Monthly Water Quality Data, Water Resources Research, 18(1), pp. 107-121. https://doi.org/10.1029/WR018i001p00107
  5. Hwang, M. Y., Kim, S. J., Lee, M. S., Park, J. R., and Yang, H. J. (2013). Analysis of the Water Quality Variation and Evaluation of Effect Factors in Paldang Lake, Proceeding the 2013 Joint Conference of Korean Society of Water and Wastewater and Korean Society on Water Environment, Korean Society of Water and Wastewater and Korean Society on Water Environment, pp. 625-626. [Korean Literature]
  6. Jang, D. H. (2013). The Similarity Plot for Comparing Clustering Methods, The Korean Journal of Applied Statistics, 26(2), pp. 361-373. [Korean Literature] https://doi.org/10.5351/KJAS.2013.26.2.361
  7. Jung, S. J., Kim, K. S., Seo, D. J., Kim, J. H., and Lim, B. J. (2013). Evaluation of Water Quality Characteristics and Grade Classification of Yeongsan River Tributaries, Journal of Korean Society on Water Environment, 29(4), pp. 504-513. [Korean Literature]
  8. Kangwon Green Environment Center (KWGEC). (2013). Hydrological Impact of the Kumgangsan Dam in Upper DMZ Region and Soyanggang Dam on Downstream River Water Quality, Final Report, Korea Water Resources Corporation, K Water Institute, pp. 177-189. [Korean Literature]
  9. Lee, Y. S. (2014). A Study of Management Plan and Field Survey for Tributaries Water Quality Improvement in the Northernmost of Bukhan River, KWGEC, Final Report 14-2-30-33, Kangwon Green Environment Center, pp. 58-72. [Korean Literature]
  10. Lee, G. J., Seong, J. U., Park, J. H., Joe, G. S., and Park, J. C. (2010). Runoff Characteristics of Non-point Pollutants Source in Urban Area, Journal of the Environmental Science, 19(7), pp. 819-827. [Korean Literature] https://doi.org/10.5322/JES.2010.19.7.819
  11. Lee, Y. S. (2005). A Study of Pollution Sources Survey and Stream Management Plan including Major Tributaries such as Hwacheon Stream etc on the Upstream of North Han River, KETEC, Final Report 04-2-30-33, Kangwon Regional Environmental Technology Development Center, pp. 34-48. [Korean Literature]
  12. Ministry of Environment (MOE). (2006). National Water Environmental Management Master Plan - Four Rivers Region for Water Conservation Master Plan ('06-'15) -, Final Report, Ministry of Environment, pp. 1-6. [Korean Literature]
  13. Ministry of Environment (MOE). (2008). A Feasibility Study of Advanced Water Management Policy for Han River Basin, Final Report, Ministry of Environment, pp. 1-147. [Korean Literature]
  14. Ministry of Environment (MOE). (2012). Standard Methods for the Examination of Water Pollution, Ministry of Environment Notice No. 2012-99, Ministry of Environment, pp. 1-1120. [Korean Literature]
  15. National Institute of Environmental Research (NIER). (2011). QA/QC Hand Book of Environmental Examination・Test, Administration Publications No. 11-1480083-000291-01 (NIER NO. 2011-08-1294), National Institute of Environmental Research, pp. 3-473. [Korean Literature]
  16. National Institute of Environmental Research (NIER). (2014). Technical Guideline for Managing of Total Maximum Daily Load, Administration Publications No. 11-1480523-001918-01 (NIER-GP2014-057), National Institute of Environmental Research, pp. 1-104. [Korean Literature]
  17. Park, J. E. (2007). A Study of Water Quality Modelling System Construction on the Bukhan River for Hwacheon-Gun, Final Report 06-1-30-32, Kangwon Regional Environmental Technology Development Center, pp. 18-24. [Korean Literature]
  18. Seo, D. I. (2009). Necessity of Small Stream Management for Our Country River Management, Magazine of Korea Water Resources Association (special issue), 42(5), pp. 18-22. [Korean Literature]
  19. Shin, K. Y., Lee, H. J., Park, J. H., Gu, D. H., Kim, J. H., Yi, J. U., and Rhew, D. H. (2010). Water Budget by Survey Discharge in the Lake Paldang, Proceeding the 2010 Joint Autom Conference of Korean Society on Water Environment and Korean Society of Water and Wastewater, Korean Society on Water Environment and Korean Society of Water and Wastewater, pp. 615-616. [Korean Literature]
  20. You, K. A., Youn, S. J., Park, J. Y., Byeon, M. S., Park, H. K., and Lee, J. K. (2015). Long-term Variation of Watershed Environment and Water Quality, Zoo- and Phyto-Plankton in Lake Paldang(P-195), Proceeding the 2015 Joint Conference of Korean Society of Water and Wastewater and Korean Society on Water Environment, Korean Society on Water Environment and Korean Society of Water and Wastewater, pp. 625-626. [Korean Literature]