• 대한환경공학회지
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• 제33권4호
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• pp.289-299
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• 2011

본 연구에서는 시화호 연안오염총량관리제 도입시 과학적인 기초자료를 제공하기 위하여 하천을 통해 시화호로 유입되는 수질오염물질의 농도 특성을 조사하였다. 시화호 유역 하천수 내 부유물질(SS), 화학적 산소요구량(COD), 용존영양염($NO_2$, $NO_3$, $NH_4$, $PO_4$, $SiO_2$), 총인(TP) 및 총질소(TN) 등을 분석하였으며 조사시기별 및 지역별(산업지역, 도시지역 및 농업지역) 하천수의 오염물질 농도 특성을 비교하였다. 12월 조사 결과가 다른 조사 시기에 비해 모든 수질항목에서 상대적으로 높은 농도를 나타냈다. 산업지역 내 하천수에서의 COD의 평균값은 12.6 mg/L로 도시지역(6.6 mg/L) 및 농업지역(5.9 mg/L)에 비해 약 2배 높은 농도를 나타냈다. 총인 농도는 COD와 유사하게 산업지역 내 하천수에서 가장 높았고 농업지역 내 하천에서 상대적으로 낮은 농도를 보였으며 용존 인산염($PO_4$)이 약 21%를 차지하고 있었다. 총질소는 산업지역, 도시지역 및 농업지역에서의 평균농도가 각각 5.89 mg/L, 3.02 mg/L 및 5.27 mg/L로 산업지역과 더불어 질소계 비료의 사용의 영향으로 농업지역에서도 높은 농도를 보였다. 조사시기 및 지역에 따라 차이는 있으나 총질소 중 질소화합물의 평균비율은 $NH_4$ (35.1%) > $NO_3$ (30.0%) > DON (22.8%) > PON (8.9%) > $NO_2$ (3.2%)의 순으로 나타났고 약 70%가 용존무기질소($NH_4$, $NO_3$, $NO_2$)의 형태로 존재하고 있었다. 하천수의 용존영양염, 총인 및 총질소 농도는 시화호 표층수에 비해 3.2~37.2배 높았으며 이는 많은 양의 오염물질이 처리과정 없이 하천을 통해 시화호로 유출되는 것을 시사하고 있다. 특히 시화산단을 관통하는 군자천 중류지역에서 상류 또는 하류지점에 비해 높은 농도를 나타내 산업단지에서 발생한 하수와 폐수 일부가 관로 오접 및 무단 방류되어 하수구를 통하여 유입되고 있어 하천수에 대한 하수처리시설로의 이송 및 환경기초시설 증대 등의 대책이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구결과는 향후 시행 예정인 시화호 연안오염총량관리제의 기본계획 및 시행계획 수립시 오염부하량 산정과 삭감계획 수립에 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권5호
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• pp.613-623
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• 2011

본 연구에서는 Moderate Imaging Spectroradiometer(MODIS), Sea-viewing Wide Field-fo-view Sensor(SeaWiFS), Medium Resolution Imaging Spectrometer(MERIS) 등의 광역관측 위성영상을 이용한 해수나 연안수의 클로로필 농도 분석을 통해 가능성이 확인되었던 밴드 비를 이용한 비교적 간단한 추정 모델을 수체의 크기와 폭이 현저히 작고 탁도가 있는 하천에 대해 클로로필-a 농도값을 추정하고자 고해상도 위성영상에 Two-band 및 Three-band reflectance 모델을 적용하여 가능성을 파악하였다. 특히 RapidEye 영상을 이용하여 일반적으로 탁도가 있는 수체에 대해 Red와 NIR 영역을 활용하는 이들 모델에 Red-edge(RE) 밴드를 적용하였다. Red와 NIR을 이용한 Two-band Reflectance 모델은 계산식의 결정계수 $R^2$ 값이 0.38로 유의성 없는 결과를 나타내었다. 그러나 RapidEye의 Red-edge (RE) 파장 대를 이용한 Red-RE Two-band 모델과 Red-RE-NIR Three-band 모델을 이용한 계산식에 대해서는, 2차함수에 의한 Three-band 모델의 결과는 Red-RE Two-band 모델의 결과와 통계적인 값이 거의 유사하였고 Two-band와 3차함수에 의한 Three-band 모델 추정식은 각각 0.66, 0.73 의 $R^2$값을 나타내어 Red-edge 밴드의 적용 가능성을 보였고, 실측치와의 Root Mean Square Error (RMSE)는 24.8, 22.4 mg $m^{-3}$, Relative Percent Difference(RPD)는 각각 1.30, 1.29로 1.5 이하의 대략적인 추정(Approximate Prediction) 수준을 나타내었다. 고해상도 위성영상에 Red-RE-NIR Three-band 모델을 적용한 계산식을 이용해 대략적인 추정이지만 가장 유의한 수준의 클로로필-a 농도를 추정할 수 있었다. 영상에서 추정된 클로로필-a 분포를 비교하였을 때 3차함수에 의한 Three-band 모델 추정식이 Two-band 모델에 비해 낮은 값의 분포를 보였다. 향후 하천의 스펙트럼을 실측하여 파장별 부유물질, 유기물과의 상관성 및 클로로필 농도와의 간섭 정도를 시뮬레이션하여 보정식을 산출 적용한다면 탁도가 다소 높은 하천에서의 클로로필-a 농도 계산식의 정확도를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권Spc호
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• pp.57-61
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• 2009

우리나라에서 가축 사육밀도가 가장 높고 오리농법을 가장 대규모로 실시하고 있는 충남 홍성군 홍동면, 장곡면의 흥동저수지 유역을 사례지역으로 선정하여 오리농법에 의한 벼 재배가 지역 환경과 주변 수질에 미치는 영향을 밝히고 이를 바탕으로 친환경농업의 달성을 위한 올바른 발전방안을 제시코자 오리농법에 의한 벼 재배가 토양 환경과 주변 수질에 미치는 영향을 분석하였다. 오리농법 실시 논의 토양화학성은 벼농사를 위한 적정범위 안에 있었지만 일반농법 실시 논보다 유기물 함량과 유효인산 함량이 높아 오리농법 실시 논의 양분투입량이 상대적으로 많은 것으로 추정되어 지속농업의 달성을 위해서는 적정량의 퇴비나 유기질비료의 시용이 요구됨을 알 수 있었다. 조사지역 하천수의 수질은 T-N, T-P, COD 값들이 높아 상당히 인근의 하천들이 오염되었음을 나타내고 있으며, T-N, T-P, COD 등으로 평가한 수질의 오염도가 논으로부터 비료성분의 유출 가능성과 일치한 결과로 볼 때 이 지역의 하천수가 벼재배에 의해 배출되는 오염물질의 영향을 일정부분 받고 있는 것으로 평가될 수 있었다. 오리농법 실시 논의 표면수 수질은 일반농법 실시 논보다 EC는 135.7%, COD는 220.1%, T-N는 172.0%, T-P는 227.9%가 높았으며 특히, COD와 T-P는 2배 이상이 높았으며 오리의 활동에 의해 발생하는 물의 탁도와 유의성 있는 상관관계를 보여 오리농법에 의한 벼 재배는 일반농법에 의한 벼 재배 방법보다 논물유출에 의한 잠재 수질오염 가능성이 큰 것으로 평가되었다. 따라서 오리농법 실시 논은 논물 유출에 의한 주변 수질오염 방지를 위해 더욱 철저한 물꼬관리가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국광물학회지
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• 제32권4호
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• pp.235-247
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• 2019

남해 섬진강 하구유역에 발달되어 있는 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 퇴적물들과 섬진강의 퇴적물들을 공급받는 것으로 알려져 있다. 그러나 니질 퇴적체를 형성하기 위해서는 위 지역에서 공급되는 퇴적물보다 더 많은 양의 퇴적물이 공급되어야하기 때문에, 추가적인 퇴적물 공급원에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 및 퇴적물 유입경로의 변화를 알아보기 위해, 16PCT-GC01 및 16PCT-GC03 코어에 대해 점토광물 및 주성분원소 분석을 수행하였다. 황하 퇴적물은 스멕타이트의 함량이 높고, 양쯔강 퇴적물은 일라이트의 함량이 높으며, 한국 강 퇴적물들은 카올리나이트와 녹니석의 함량이 높다. 또한 한국 강 퇴적물은 Al, Fe, K가 풍부하고, 중국 강 퇴적물은 Ca, Mg, Na 등이 풍부하다. 따라서 점토광물과 주성분원소를 이용해 퇴적물의 기원지를 추적할 수 있다. 연구 결과, 남해중앙니질대의 코어 퇴적층은 총 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분할 수 있다. 해수면이 가장 낮은 저수위기(lowstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석되고, 해수면이 빠르게 상승하는 해침기(transgressive stage)에 해당되는 퇴적 단위 2는 황하의 영향이 약해지고 양쯔강과 한국 강들의 영향이 강해지는 것으로 해석된다. 현재와 같은 해수면과 해류의 순환이 형성된 고수위기(highstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강으로부터 퇴적물이 해류를 통해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다.

• 생태와환경
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• 제49권3호
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• pp.153-175
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• 2016

대청호는 담수 초기부터 부영양화와 녹조현상을 겪었고, 조류경보제는 1997년에 도입되었다. 본 연구의 목적은 강우와 수문학적 요인이 녹조현상의 증감 변동과 조류경보제의 장기화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대청호에서 19년 (1997년~2015년) 동안 운영되어 온 조류경보제의 현황을 조사하고 분석하였다. 조류경보제의 총 발령횟수는 46회였고 8월과 9월에 각각 22회 (752일), 16회 (431일)로써 82.6%를 차지하였다. 이 기간에 빈도와 일수가 많았던 것은 강우, 유량 및 수위와 관련성이 컸다. 강우 및 수문사상은 장마와 태풍과 연관되어 6월~9월에 집중되었고, 총강수량은 연강수량의 69.9%를 차지하였다. 유입량의 증가는 강우의 강도, 빈도 및 그 양에 의존적이었다. 연간 총 유입량의 68.4%를 차지하여 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기였다. 총방류량도 강우량과 밀접한 관련성이 있었고, 발전방류와 수문방류의 특성이 잘 나타났다. 또한, 상류 댐의 조절 방류로 인해 대청호의 상류수역은 녹조현상에 취약할 수 있었다. 조류경보 발령은 저수지의 수문-여수로 방류의 유무와 관련성이 컸다. 수문방류는 총 25회가 있었고, 연중 7월~9월에 17일로써 최대였다. 개방횟수와 기간은 각각 1회~4회와 3일~37일 범위였다. 수문을 개방하였을 때 경보를 울린 해는 13년이었다. 수문개방에 의한 수체 및 녹조의 이동은 비개방 때보다 약 5배 정도 빨랐고, 저수지 내 조류경보제 장기화에 지대한 영향을 주었다. 녹조현상에서 CHU (소옥천의 추소리 수역)는 여전히 심각한 상태에 있으나, JAN (본류의 장계 수역)이 더욱 중요한 것으로 지적되었다. 조류경보제는 수문-여수로 방류를 중심으로 한 강우와 수문학적 영향을 반드시 고려하여 운영되어야 하겠다. 무엇보다 녹조현상의 대응책에 우리나라의 유역과 저수지 특성에 적합한 육수학적 대책이 포함되어야 하겠으며, 이제부터라도 조류경보제 운영지점에 녹조가 도착하기를 기다리는 것보다 장마 전에 녹조현상의 촉발에 근본적 원인이 되는 저수지 내 우심수역의 체계적 관리와 가이드라인이 필요하겠다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.55-64
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• 2000

본 연구는 팔공산 상류 수원지역(水源地域)에서 인공산성비 산도(酸度)의 변화에 따라 산림토양내를 통과한 토양수의 pH와 전기전도도(電氣傳導度)(EC)를 분석하여 임지 및 토심별 그 변화 특성을 파악하고, 나아가 산림토양과 수질정화기능과의 관련을 구명하고자 실시하였다. 시험유역의 상수리나무 및 낙엽송임지의 토양에서 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 토심별(0~5cm, 0~10cm, 0~20cm) 평균 토양pH는 상수리나무임지에서 4.8, 4.3, 4.5로, 그리고 낙엽송임지에서는 각각 5.15, 5.19, 5.21로 나타나 상수리나무임지에 비해 낙엽송임지에서 전반적으로 토양pH의 값이 높았다. 낙엽송임지의 토양에서는 토심이 깊을수록 토양pH가 다소 높았다. 2. 상수리나무임지에 비해 낙엽송임지의 토양에서 상대적으로 토양수 pH가 높았다. 이는 자연임지 자체의 토양 pH가 높은 것과 O층 두께의 차이에 의한 것으로 판단되었다. 3. 산림토양의 pH중화능력(中和能力)은 인공산성비 살포후 상당한 시간이 경과하였을 때 크게 발휘되었다. 일정시간이 경과한 후에 각 임지에서 토양수pH의 최대값이 나타났으며, 그 이후는 pH값이 더 높아지지 않았다. 4. 토양수EC의 특성은 pH3.0의 인공산성비 처리에서 시간의 경과에 따라 EC는 두 임지에서 모두 완만(緩慢)한 증가를 보였으며. pH5.0의 경우는 이와 반대로 EC가 시간의 경과에 따라 처음부터 값이 완만하게 감소하는 것으로 나타났다. 이는 토양 내에서 pH의 처리 범위에 따라 양이온의 용탈량(溶脫量)과 완충작용을 주도(主導)하는 이온이 달라지기 때문으로 추정되었다. 5. 토심별 토양수EC값의 변화 경향에서 판단할 때, 두 임지에서 모두 토심이 깊어질수록 산림토양의 완충능은 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제6권3호
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• pp.55-70
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• 2004

습지생태계는 유수에 의한 침식과 퇴적활동, 수력에 의해 형성된 수문지형 단위, 계절적 변화 등 다양한 요소의 상호작용의 산물이다. 습지생태계는 복합적이고 다양한 생태적 기능을 발휘하면서, 더욱이 습지생태계 유형 자체의 다양성이 있을뿐 아니라, 유역과 같은 다른 생태계와의 경계선이 불명확한 것이 특징이다. 습지생태계에 영향을 미치는 요소의 분류와 통합적 이해가 필요함에도 불구하고 적절하고 체계적인 관리가 미흡하다. 과거 미국 야생동물 관리청(1979)에서 개발된 체계는 계와 아계, 강과 아강, 수영역 및 화학, 수문지형 단위, 우점 유형 등의 계층적 위계로 습지생태계를 분류하였다. 본 연구는 우리나라 습지생태계의 체계적이고 현명한 관리 체계 수립의 일환으로 미국 야생동물 관리청의 분류체계를 심층 검토, 분석하여 기 조사된 국내의 습지생태계에 적용함으로써 국내 습지생태계에 적합한 분류체계 개발의 가능성을 검증하고자 수행되었다. 분류 대상지로 선정된 우리나라 7개 습지생태계는 상위계급의 습지생태계 유형을 포함하였으며, 표본지점 중심의 제한적인 적용에도 불구하고 다양한 습지생태계 유형으로 분류되었다. 또한 3개의 소호소 습지생태계의 적용 결과에서는 무제치늪과 왕등재늪의 두 습지생태계가 수문지형 단위 체계까지는 동일한 유형으로 분류되었으나 우점/특정 유형이 다른 습지생태계로 분류되었다. 이에 비해 대암산 용늪의 경우 강(綱)수준에서 다른 유형으로 분류되어, 앞서의 두 습지생태계와는 다른 유형으로 분류되었다. 이러한 결과는 관리 및 보전 체계 정립에 있어서, 무제치늪과 왕등재늪은 동일한 수준에서 관리되어야 함을 의미한다. 지금까지 훼손되어 사라져버린 습지생태계의 정확한 양은 알 수 없으나, 남아있는 습지생태계를 보전할 수 있는 기회는 아직도 우리에게 있다. 무엇보다 시급한 일은 모든 습지생태계 유형의 정확한 분류와 목록 작성, 생태적 기능에 체계적인 조사 및 연구가 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.30-36
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• 2017

평상시 및 홍수시 하천에 유출되는 토사로 인한 SS(Suspended Solid)농도는 실측을 원칙으로 하여야 하나, 환경영향평가, 하천기본계획 등에서와 같이 각종 개발사업에 따른 SS농도의 변화를 제시하기 위해서는 실측이 아닌 추정이 필요하지만 추정 방법이 규정된 바 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서 RUSLE법에 의한 토사유출량과 특정 빈도 홍수량 산정결과를 이용하여 하천내의 SS농도를 추정하는 수문학적 방법에 대한 제안을 하고자 한다. SS는 실트 점토질 토사 및 콜로이드 입자 등이 해당된다. 그러나, 본 연구에서는 토사유출량 중에서 일반적으로 부유토사에 해당하지 않는 모래를 제외하고, 실트 또는 점토질의 토사에 한해 부유사 기준으로 설정하였다. 농도 추정을 위한 유량은 평상시 유량은 1~2년, 홍수시 유량은 30~100년을 기준으로 하였다. 한편, 확률강우량 분석 소프트웨어는 Fard2006을 사용하였는 바, 2년빈도 미만에 대해서는 강우데이터와 Gumbel분포형 빈도계수를 이용하여 산정하였다. 위와 같은 방법에 의해 실트 및 점토의 토사유출량과 홍수량에 의한 유출용적을 이용하여 SS농도를 추정한 결과, 개발전 자연상태 및 개발중 나대지 상태에서의 SS농도는 유의한 수준을 보이는 것으로 판단된다. 특히, 유로경사에 따라 토사유출량의 차이가 큰 점에 착안하여 SS농도를 유로경사로 나눈 값은 지형인자가 다르더라도 비교적 일정한 범위로 나타남을 확인할 수 있었다. 따라서, 향후 보다 많은 유역에 대하여 연구가 진행된다면 SS농도 추정방법에 대한 지침으로 발전시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_1호
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• pp.883-893
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• 2019

본 연구에서는 두 가지 방법으로 작물계수를 산정하고, 그 결과를 평가하였다. 첫 번째 방법에서는 GLDAS 자료를 청미천 플럭스타워의 증발산량 실측값과 비교하여 적정성을 평가한 뒤 GLDAS 기반 실제증발산량을 잠재증발산량으로 나눠 작물계수(GLDAS K_c)를 산정하였으며, 두 번째 방법에서는 MODIS기반 식생지수(NDVI, EVI, LAI, SAVI)와 플럭스타워에서의 토양수분 실측치를 이용해 다중선형회귀분석으로 작물 계수(SM&VI K_c)를 산정하였다. 전체기간에 대한 두 가지 작물계수(GLDAS K_c, SM&VI K_c)를 통계(mean, bias, RMSE, IOA)를 통해 비교해 본 결과 평균값은 각각 0.412와 0.378, bias는 0.031과 -0.004, RMSE는 0.092와 0.069, 적합도 지표(IOA)는 0.944와 0.958로 두 방식 모두 전반적으로 실측값과 유사한 패턴을 보여주었다. 그라나 SM&VI 회귀모형 방식이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 벼의 생장 단계별로 GLDAS K_c와 SM&VI K_c에 대한 통계적 평가를 수행해본 결과 초기와 중기에는 GLDAS 기반의 K_c가 더 우수했으며, 후기에는 SM&VI 기반의 K_c가 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 봄철에는 황사, 여름철에는 비구름으로 MODIS 센서의 정확성이 감소했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 연구를 통해 MODIS 센서의 관측 정확성이 향상된다면, SM&VI 기반 작물계수 산정방식의 정확성 역시 향상될 것으로 판단되며, 미계측 유역의 작물계수 산정이나 작물계수의 예측에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.216-227
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• 2008

물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상을 이해하고자 기수역내 7개 지점을 선정하여 2005년과 2006년 3월부터 11월까지 수질 및 퇴적물의 시공간적 분포 조사와 오염도 평가를 실시하였다. 시화호 기수역의 영양염류와 엽록소 $\alpha$(Chl-$\alpha$)및 유기물의 농도분포는 시공간적으로 변동이 컸으며, 전반적으로 염분성층이 강하게 형성되는 중류지점에서 높은 농도를 보이는 경향을 보였다 조사기간 동안 TN, TP, Chl-$\alpha$ 농도는 각각 $1.2{\sim}11.0\;mg\;L^{-1}$, $0.056{\sim}2.992\;mg\;L^{-1}$, $1.3{\sim}942.9\;{\mu}g\;L^{-1}$으로 대부분 지점에서 부영양 또는 과영양 상태를 나타냈다. 또한 기수역의 부영양화지수(TSI) $61{\sim}86$의 범위로 과영양호 수준을 보였으며, 중류지점에서 높은 값을 보였다. 기수역의 식물플랑크톤의 대량증식 현상은 매년 4월에 중류지점에서 나타났으며, 영양염류와 Chl. $\alpha$ 농도 사이의 상관분석으로부터 식물플랑크톤의 증식은 TN (r=0.31)보다 TP (r=0.65)가 관계가 있는 것으로 나타났다. 한편 기수역의 표층퇴적물 내 COD 함량은 전 지점에서 중간오염의 수준을 보였지만, TN과 TP 함량은 중하류지점에서 오염이 심한 수준으로 나타났다. 또한 표층퇴적물의 입도분포로부터 연안성퇴적물에서 가장 많이 나타나는 실트의 조성비 ($38{\sim}60%$)가 중류지점에서 가장 많은 것으로 보아 이 지점에서 염분성층과 퇴적현상이 가장 많은 것으로 사료된다. 본 연구의 결과로부터 물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역의 수질 및 표층퇴적물의 오염도는 타 수역에 비해 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 시화호 상류 기수역의 부영양화 현상은 자연적인 기수역에 비해 강하게 형성된 염분성층에 의한 물의 정체현상 및 심층산소고갈 현상과 유역으로부터 많은 양의 인 유입과 퇴적물로부터 인 용출에 의한 것으로 사료된다.