• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.103-113
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• 2023

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도 차로 유체의 흐름이 밀도 차이로 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도 차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량 정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, 전도도(Conductivity) 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온 차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합양상을 분석하고자 하였다. 본 연구는 기존 수질 측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사와 하천 합류부의 혼합특성 파악하여 합류구간의 수질 관리방안이나 수체 흐름특성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.170-176
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• 1998

1997년 5월 20일에서 8월 30일까지 북한강 지천인 율문천의 수위변동과 유속을 측정하고, 수문 자료 수집과 오염부하량을 예측하고 9개 지점에서 수질시료를 시기별로 채취하여 분석하였다. 율문천 소유역은 임야 60%, 주거지와 밭 20%, 논 20%였으며, 농가수 366 가구, 비농가수 322가구, 그리고 인구는 2,622명이었다. 조사기간(1997년 5월 20일~8월 30일)중 유역의 총강수량은 18.000 천$m^3$였고, 하루 최대 유출일은 7월 1일로 129.8 천$m^3$, 최소 유출일은 8월 17일로 0.4 천 $m^3$가 유출되었으며, 전체 유출율은 72% 이었다. 조사 기간중 모든 지점에서 $NO_3-N$ $1.4{\sim}12.6mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$ $0.84{\sim}2.52mg\;{\ell}^{-1}$, T-P는 불검출~$2.20mg\;{\ell}^{-1}$. T-N은 $8.40{\sim}27.30mg\;{\ell}^{-1}$의 범위를 보였다. 이에 따른 T-N 부하량은 최대 $1,512kg\;day^{-1}$, 최소 $5kg\;day^{-1}$, 그리고 T-P의 부하량은 최대 $67.4kg\;day^{-1}$, 최소 $0.3kg\;day^{-1}$로 계산되었다. 강수중 $NO_3-N$의 농도는 $0.7mg\;{\ell}^{-1}$, $NH_4-N$은 $1.12mg\;{\ell}^{-1}$이었고, 농업지대 유출수는 각각 8.5, $2.0mg\;{\ell}^{-1}$로 강수의 13.5배와 1.8배 수준을 나타냈다. 소유역의 토양유실 예측량은 연간 12,635 Mg 으로 추정되고, 농업부분에서 N부하량은 101,210 kg로 전체 N부하량의 52.3% 였으며, 특히 토양유실과 비료에 의한 오염부하가 42%로 높게 추정되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.174-183
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• 2014

해양 및 해안구조물 하부의 해저지반에 장시간 지속적인 고파랑이 작용하는 경우 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 인하여 해저지반내에 액상화의 가능성이 나타나고, 일단 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 혼상류해석과 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 불규칙파동장하에서 해저지반상 및 혼성방파제의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄소성해저지반응답용의 수치해석프로그램에 입력치로 적용하여 불규칙파동장에서 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 케이슨의 시간변위 및 변위가속도 등을 정량적으로 평가한다. 이로부터 혼성 방파제 전면 및 후면 하부의 해저지반내에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 이에 따라 액상화된 토립자는 흐름에 대한 저항력을 상실하므로 액상화된 지반은 세굴가능성이 클 것으로 판단된다. 또한, 액상화된 지반은 강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 증폭되고, 더불어 혼성방파제의 안정성에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 여기서, 본 연구의 전체 내용을 지면관계상 두 부분으로 나누며, 전반부를 (I)로 하여 구조물의 동적변위와 변위가속도 및 지반변형을 중심으로 다루고, 후반부를 (II)로 하여 지반내에서 간극수압의 시간변동, 액상화 및 유효응력경로 등을 상세히 다루며, 본 연구는 후반부인 (II)에 해당한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.160-173
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• 2014

해양 및 해안구조물 하부의 해저지반에 장시간 지속적인 고파랑이 작용하는 경우 진동성분과 잔류성분으로 구성되는 과잉간극수압의 증가에 따른 유효응력의 감소로 인하여 해저지반내에 액상화의 가능성이 나타나고, 일단 액상화가 발생되면 그의 진행에 따라 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 혼상류해석과 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 불규칙파동장하에서 해저지반상 및 혼성방파제의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 유한요소법에 기초한 탄소성해저지반응답용의 수치해석프로그램에 입력치로 적용하여 불규칙파동장에서 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 케이슨의 시간변위 및 변위가속도 등을 정량적으로 평가한다. 이로부터 혼성방파제 전면 및 후면 하부의 해저지반내에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 이에 따라 액상화된 토립자는 흐름에 대한 저항력을 상실하므로 액상화된 지반은 세굴가능성이 클 것으로 판단된다. 또한, 액상화된 지반은 강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 증폭되고, 더불어 혼성방파제의 안정성에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 여기서, 본 연구의 전체 내용을 지면관계상 두 부분으로 나누며, 전반부를 (I)로 하여 구조물의 동적변위와 변위가속도 및 지반변형을 중심으로 다루고, 후반부를 (II)로 하여 지반내에서 간극수압의 시간변동, 액상화 및 유효응력경로 등을 상세히 다루며, 본 연구는 전반부인 (I)에 해당한다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권4호
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• pp.252-257
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• 2001

만경강 상류 유역의 수질 오염 실태를 조사한 결과 요약하면 다음과 같다. 3월부터 8월 사이의 수온은 $6.4{\sim}30.8^{\circ}C$로 나타나, 기온에 영향을 받았지만 수심과 유속에도 크게 영향을 받은 것으로 조사되었다. 수질의 pH는 $5.9{\sim}9.7$ 범위었으며 용존산소량 (DO)은 4.60, 생물학적 산소요구량 (BOD)은 $0.1{\sim}11.8\;mg/L$이었다. 수질중 질소원의 검출량은 전질소함량이 $1.19{\sim}10.61\;mg/L$, $NO_3-N$은 $1.0{\sim}5.93\;mg/L$, $NH_4-N$은 $ND{\sim}2.79\;mg/L$이었다. 전인의 함량은 $ND{\sim}1.14\;mg/L$, 염소이온함량은 $3.5{\sim}196.4\;mg/L$로 나타났다. Fe와 Mn의 검출량은 각각 $0.002{\sim}0.100\;mg/L$, $ND{\sim}0.04\;mg/L$이었다. Cd 검출량은 $ND{\sim}0.03\;mg/L$, Cu의 검출량은 $ND{\sim}0.05\;mg/L$, Zn은 $0.001{\sim}0.17\;mg/L$로 나타났으나, Pb은 전체시료에서 검출한계 이하이었다. 수질 분석 항목중 상당수의 시료가 기준치를 초과한 항목은 pH, T-N, T-P이었으며 전체적인 오염 상태는 갈수기인 6월의 경우가 8월보다 높았으며 갈수기의 경우에는 지역별로 물의 이동이 거의 없었기에 지역에 따라 수질의 오염상태가 현저히 달랐으며 지역별로는 오염정도가 가장 높았던 지역은 공장폐수가 많이 유입되는 삼례교유역의 수질로 나타났다.

• 수산해양기술연구
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• 제10권1호
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• pp.1-18
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• 1974

광양만의 물리해상 조사를 1974년 5월, 7월과 9월 3회에 걸쳐서 실시하고 그 자료를 연구 분석 하였으며 여수축후소가 발표한 기상 자료에 의해서 해황에 미치는 기상 조건등을 논의하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 만내의 해수 유동은 주로 조류에 의한 것이며, 섬진강의 담수가 이에 첨가되어 같이 움직이고 있다. 따라서 만내의 해수는 유입량보다 유출량이 담수의 유입량 만큼 많이 나타난다. 수질은 저 염분이며 섬진강 물이 이에 크게 영향을 주고 있다. 2. 노량수도에서의 유속은 비교적 큰 편이며, 이곳에서는 지형적 영향으로 밀물때 진주만 쪽으로 나가는 유출량보다 썰물때 광양만내에 들어오는 유입량이 다소 많다. 3. 썰물 때 여수해만을 통하여 들어오는 해수는 크게 세가지로 나누어지며, 하나는 노량수도로, 또 하는 북서절하여 묘도를 우회하여 지진도와 강탄을 거쳐 만의 서쪽으로 유입되고, 나머지 하는 묘도 남쪽수도를 통하여 우순도를 지나 만의 남서해역으로 유입된다. 4.썰물 때 만의 남서해역의 해수도 북쪽수도를 우회하여 여수해만 쪽으로 흘러나가며, 극히 제한된 최남서부해수가 묘도남쪽의 좁은 수도를 통하여 엿해만 쪽으로 흘러나간다. 그리고 노량수도를 통하여 들어온 해수도 광양만 동쪽해역을 통하여 이와함께 여수해만쪽으로 흘러나간다. 5. 만내 수온은 표층이 5월에 $17^{\circ}C$내외, 7월과 9월에 $22~24^{\circ}C$, 10m층은 5월에 $16^{\circ}C$ 내외, 7월에 $22^{\circ}C$ 내외, 9월에 $24^{\circ}C$ 내외였다. 표층과 10층의 수온 차는 5월에 약 $1^{\circ}C$ 표층이 높게 나타났으며, 7월과 9월은 깊이에 의한 차는 없었다. 6. 만내의 수온은 13~15시경에 최고이고, 일출직전이 최저로 일교차는 약 $2~4.5^{\circ}C$로, 비교적 크게 나타났다. 7. 관측점에서의 염분의 일 변동은 $3.7\textperthousand$로, 만조시 고염준, 간조시 저염분으로 나타난다. 8. 만내외 염분은 5월에 최고 $28\textperthousand$ 7월에 최고 $28\textperthousand$, 9월에 최고 $31\textperthousand$였으며, 10m층은 5월에 $30~32\textperthousand$, 7월에 $30~31\textperthousand$, 9월에 $30.5~31\textperthousand$로 표층 염분은 계절에 따라 변화가 크다. 그러나 10m층은 거의 일정하다. 9. 일반적으로 만의 동쪽에서 서쪽으로 감에 따라 해수의 염분은 점차로 낮아진다. 10. 담수의 유입과, 만의 대부분이 수심이 얕아 바람에 의한 수직혼합이 심하기 때문에, 만내의 수색은 맑지 못하며, 6~9정도이다. 투명도는 대개 1내외이고 9월에는 여수해만 쪽이 5이상 되는 곳도 있다. 11. 점원 방류한 Rhadamine B 30분호의 확산계수는 장축 및 단축방향으로 각각 $785.6{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$ 및 $15.{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$였다. 12. 평균 기온은 1월에 $1.5^{\circ}C$로 최저이고, 최고는 8월의 $2.58^{\circ}C$가 되며, 최저기온의 월 평균도 1월이 $-1.8^{\circ}C$로 최저이고, 8월이 $23.5^{\circ}C$로 가장 높다. 13. 빙점 이하의 날씨도 년 55일로 1월은 제외하고는 비교적 적다. 14. 겨울철은 계절풍의 영향으로 북서풍이 30.1%로 풍속이 6.6 m/sec이고 2월에는 27.1%로 6.3 m/sec이다. 이것으로 보아 겨울철에는 매일 평균 5시간 이상 6 m/sec의 바람이 분다고 생각된다. 여름철은 매일 3시간 내외의 3~4m/sec의 남남서풍이 불며, 정온 상태는 9월이 10%로 가장 높다. 15. 강수량은 1월이 최저로 17.1mm이고, 7월이 262.6mm로 최고이며, 연 총강수량은 1313.7mm로 우리나라에서 가장 비가 많이 오는 지역의 하나이다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.62-68
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• 2011

다단 환원형 유동층 반응기(상승관: $0.01{\times}0.025{\times}2.8m^3$, J-valve: $0.009{\times}0.015m^2$)에서의 수력학적 특성을 연구하였다. 층물질로는 glass beads($d_p=101{\mu}m$, ${\rho}_b=1,590kg/m^3$, $U_{mf}=1.25{\times}10^{-2}m/s$, Galdart B)를 사용하였다. Batch 상태에서 고체흐름량을 측정하기 위하여 전자저울을 사용하여 누적된 무게로 계산하였다. 연속공정에서는 고체순환량를 측정하기 위하여 고체가 순환상태에서 사이클론 하단의 3-way 밸브를 이용하여 일정시간에 누적된 무게로 계산하였다. 또한 정상상태에서 가열된 입자가 열전대를 통과하는 시간을 측정하여 고체순환량을 계산하였다. 고체의 흐름량은 주입 기체의 유속($1.2{\sim}2.6U_{mf}$)과 층높이(z, 0.24~0.68 m)가 증가함에 따라 2.2 에서 23.4 kg/s로 증가하였다. 이때 고체체류시간은 440에서 1,438 s까지 변화하였다. 상승관내의 고체 체류량을 확인하기 위하여 각 구간에서의 압력강하를 측정하여 고체 체류량을 계산하였다. 본 연구에서 얻어진 고체체류량 분포는 end effect를 갖는 exponential decay model 의 형태로 나타났다. 상단 유동층에서 중단 유동층으로의 기체 우회을 확인하기 위하여 상단 유동층으로 주입되는 공기에 일정 조성의 $CO_2$ 추적기체를 주입한 후, 기체분석기를 이용하여 중단 유동층의 배출기체중 $CO_2$가 우회되는 양을 측정하였다. 측정된 기체우회(gas bypassing)양은 2.6% 미만으로 그 영향이 크지 않는 것으로 판단하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권4호
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• pp.292-301
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• 2001

본 연구는 점적관수시 토양수분 영역의 변화를 측정하고 이에 따른 관비와 표면시비로 투입된 중질소 표지요소에서 유래한 무기태 질소의 분포 양식을 비교하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 비닐하우스 내에서 6주간 포트실험을 수행하였다. 관비구는 $117mg\;N\;L^{-1}$ 수준으로 4주간 1.41 g N 을 투입하였으며 표면시비구는 토양 5 kg에 1.81 g N 을 고루 섞어 표면 (3 cm) 에 충진하였다. 관개는 -50 kPa의 토양 수분 장력을 관수점으로 하여 유속 $0.5L\;hr^{-1}$로 공급하였다. 질소 동위원소비의 분석결과 관비구의 경우 투입된 1.41g N 중 89% 에 해당하는 1.25 g N 이 토양에서 무기태 질소로 회수되었으며 표면시비구의 경우 1.87 g N 중 단지 51% 만이 회수되었다. 이는 낮은 농도의 관비로 공급된 요소가 습윤구역에 분포하여 가수분해, 질산화가 일어나는데 반해 표면시비는 고농도로 집적된 요소가 지표에서 가수분해되어 암모니아 휘산이 많이 일어나기 때문이다. 관비로 공급된 요소에서 유래한 무기태 질소의 60%가 0-10 cm 깊이에 있었으며 깊어짐에 따라 농도가 점차 감소하였다. 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 91%가 지표에 집중되어 10 cm 밑으로는 거의 발견되지 않았다. 관비의 경우 요소에서 유래한 무기태 질소의 99%가 질산태 질소로 회수된 반면 표면시비된 요소에서 유래한 무기태 질소는 38%가 암모늄태로 남아있었으며 대부분 습윤구역 바깥쪽 표면에서 회수되었다. 이는 수분이동이 적고 건습이 반복되는 지표, 특히 습윤구역 외부에 투입된 요소의 경우 이동성이 적으며 질산화가 지연되기 때문이다. 본 실험의 결과로 보아 관비로 요소를 투입할 때 암모니아 휘산에 의한 질소의 손실을 최소화할 수 있었으며 발견된 요소유래 무기태 질소의 분포로 보아 식물이 흡수하기 용이한 무기태 특히 질산태 질소를 지속적으로 공급할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.49-64
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• 2014

해안 및 해양구조물 하부의 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 과잉간극수압(진동과잉간극수압과 잔류과잉간극수압의 합)이 크게 발생할 수 있고, 이어지는 유효응력의 감소에 따라 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 일단, 지반액상화가 발생 및 진행되면 구조물의 침하 혹은 전도에 의해 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 특히, 중력식구조물이 설치된 하부지반내에서는 파작용에 의한 큰 과잉간극수압과 작은 유효응력으로 부터 발생되는 지반액상화의 여부를 정확히 예측할 필요가 있고, 이러한 지반의 동적거동 특성은 설계에 충분히 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원수치파동수로를 불규칙파동장으로 확장한 수치해석법을 적용하여 해저지반상 및 구조물의 표면상에서 시간변동의 동파압과 유속에 의한 전단응력을 산정하고, 그 결과를 지반의 동적거동을 정밀하게 재현할 수 있는 해저지반응답용의 수치해석프로그램 FLIP(Finite element analysis LIquefaction Program)에 입력치로 적용하여 해저지반내에서 과잉간극수압 및 유효응력의 시공간적인 변화, 이로 인한 액상화, 그리고 지반의 시간변형과 구조물의 시간변위를 정량적으로 평가한다. 이로부터 해저면상에서 전단응력을 고려한 경우 구조물 전면의 하부해저지반에서 액상화 가능성을 확인할 수 있었고, 액상화된 토립자는 흐름에 저항력을 상실하므로 세굴로 이어질 것으로 판단된다. 따라서, 태풍시 고파랑의 작용이 장시간 지속되는 경우 구조물의 전면에서는 지반액상화로 인한 지반강도의 현저한 저하로 구조물의 진동변위가 더욱 크게 발생되고, 더불어 구조물의 안정성에 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.923-931
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• 2005

팔당호 표층퇴적물의 오염 특성을 파악하기 위해 경안천을 중심으로 팔당호 전반에 걸쳐 40개 지점에 대해 입도, 유기물 함량, 총질소, 총인, 중금속의 분포 특성을 분석하였다. 입도(Mz, mean grain size)의 분포 특성은 유입량 및 유속이 강한 북한강과 남한강 합류지점부터 팔당댐 지역에 걸쳐 사질(Mz, $1{\sim}3\;{\phi}$)로 분포하며, 경안천 하부 및 팔당호 하부 지역에서는 세립한 silt(Mz, $5{\sim}10\;{\phi}$)로 구성되어 이 지역의 수리 특성을 반영한다. 입도(Mz)와 유기물 함량(LOI)의 상관관계는 습지 근처인 St. 36을 제외하고, $r^2\;=\;0.88$로 세립토일수록 유기물 함량이 높아지는 경향을 보였다. 퇴적물 내 T-N과 T-P의 농도 역시 입도와 유기물 함량이 높은 지역에서 높은값을 나타내었다. 특히, T-P의 농도 분포는 $216{\sim}1,623\;{\mu}g/g$(Avg. $769\;{\mu}g/g$)의 범위로 팔당호 퇴적물내 인(phosphorus)의 오염이 심각한 것으로 나타났다. Fractionated-P를 통해 환경 변화에 의해 수체로 용출될 가능성이 큰 Adsorbed-P와 NAI-P(Non-apatite inorganic P)가 약 20%로 나타났다. 또한, 20개 항목의 결과를 토대로 통계학적 기법인 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 실시한 결과, 입도가 세립하고, 유기물 함량이 높은 지역에서 T-N, T-P, 친유기성 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)이 높게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 중금속 오염 정도는 입도를 고려한 $I'_{geo}$(Geoaccumulation Index)로 분석한 결과 상대적 오염도가 0 이하 및 Class 1에 속하는 것으로 나타나 중금속 오염은 없는 것으로 평가되었다.