• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.424-424
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• 2019

수질오염 저감을 위한 유기물질의 처리를 위해 생물학적 처리에 중점을 둔 하 폐수 처리시설의 증가에 따라 BOD로 대표되는 생분해성 유기물질은 꾸준히 감소하였으나, COD농도의 경우 뚜렷한 감소를 보이지 않고 있다. 유기물질 중 특히 난분해성 물질의 증가는 상수원으로 사용되는 하천의 경우 조류 증식 등을 유발하고 여과공정에 영향을 미쳐 상수처리의 효율을 떨어뜨리는 등의 환경적인 문제를 야기할 수 있다. 기존 BOD, COD로 대표되는 유기물질의 경우 각 유기물질별 상관관계 및 유출특성 등에 대한 연구는 많이 이루어졌으나, 난분해성 물질에 대한 조사는 상대적으로 미진한 실정이다. 특히 동진강수계는 '새만금 제2단계 수질개선종합대책' 등 장기적인 수질개선 대책들이 추진되면서 하천의 BOD5 및 TP는 감소추세를 보이고 있으나, COD는 개선되지 않고 증가하는 추세를 보이고 있다. 동진강의 말단부의 경우 COD/BOD5의 비율이 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있어 상대적으로 난분해성 유기물질에 대한 관리의 중요성이 대두되고 있다. 이러한 COD 및 COD/BOD5의 증가 추세는 국내 4대강에서 전반적으로 나타나고 있는 추세로서, 정부는 2013년부터 하천 및 호소의 생활환경기준에 TOC 항목을 도입하여 2016년부터 호소환경기준의 대표항목을 COD에서 TOC로 대체하였으며, 폐수배출시설에 대해서도 점차적으로 확대 적용할 계획으로, 난분해성물질을 포함하는 총유기물질 관리를 위해서 수질 및 수생태계 환경기준에서 유기물질에 대한 환경기준을 BOD5와 COD에서 TOC로 변경하는 정책을 추진 중에 있다. 본 연구에서는 동진강 유역의 본류 및 지류에서 TOC등 유기물질의 시공간적인 분포와 오염원별 배출특성을 현장조사를 통해 조사 분석하였다. 조사 시기는 건기시, 강우시로 구분하여 수행하였으며 조사항목은 일반수질항목, 유기물질 항목, 유기물질 성상 분석 등에 대하여 수행하였다. 난분해성물질 관리를 위한 기초자료확보를 통하여 새만금호의 수질개선 및 목표수질 달성에 기여 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.338-338
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• 2015

하천으로 유입되어 수질 오염을 야기하는 오염원은 오염 배출원이 명확하여 하나의 점으로 나타낼 수 있는 점오염원(Point Source)과 오염원이 명확치 않은 비점오염원(Non-point)으로 구분된다. 생활하수, 축산폐수와 같이 오염원이 명확한 점오염원은 하천 유입 이전에 처리장을 거쳐 정화작업이 가능한 반면, 비점오염원은 오염원이 명확치 않아 처리에 어려움이 따른다. 또, 오염물의 양과 이동 경로가 예측이 불가능하고 강우시에는 특별한 처리 없이 하천으로 바로 유입된다. 비점 오염원의 종류는 토사, 영양물질, 유기물질, 농약, 바이러스 등 다양하다. 이 중에서 토양에 흡착되어 이동하는 질소와 인은 하천으로 유입되어 부영양화를 야기하는 특성이 있어 더욱 처리가 필수적이다. 이러한 비점오염원으로 인한 수질 오염을 줄이기 위해 여러 최적관리기법(Best Management Practices, BMPs)이 제시되어 있으며 오염 물질의 하천 유입을 차단하는 것에 중점을 둔다. 가장 널리 이용되는 방법으로는 비점오염원 저감시설 중 하천변에 식물체를 설치하여 토양의 유실을 막는 식생대(Vegetative Filter Strip, VFS)가 있다. 식생 밀집 지역의 설치를 통해 표면 유출을 차단하고 토양 유실 감소와 수체로의 오염물질 확산을 막을 수 있다. 이에 VFSMOD-w를 이용하여 강우시 식생대를 통한 토양 유실 감소 효율에 대한 연구를 수행하였다. 연구 대상 지역으로 비교적 수문 및 토양 자료가 풍부한 청미천 유역을 선정하였다. 그 결과, 식생대의 길이와 식생대 내 식물체의 파종간격이 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인된다. 이때, 식물체의 종류는 식물체 파종으로 인해 변화되는 토양의 수정된 Manning의 조도계수로 구분한다. 모든 강우 및 식물체 조건이 동일할 때, 식생대 내 식물의 파종 간격이 좁고 식생대의 길이가 길수록 토사 저감 효율이 증가하는 결과가 도출되었다. 식물체의 높이, 식물체의 종류 및 식물의 파종간격이 입력 자료로 요구되나 이 중 식물체의 높이는 토사 저감 효율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또, 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 0.5 m에서 1.0 m로 2배 증가하였을 때 토사 저감 효율이 두 경우 모두 95% 이상의 효율을 보이는 것이 나타났다. 이는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나 일정 길이 이상이 되면 대부분의 토사가 저감되는 것을 의미한다. 결론적으로 식생의 파종 간격이 좁을수록 토사 저감 효율이 증가하더라도 식물체의 성장을 고려한 적절한 파종 간격을 선정하여야 한다. 즉, 식생대의 설치는 적절한 파종 간격 및 식생대 길이를 식생대 설치지역의 강우 특성에 따라 결정지어야 한다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.87-87
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• 2021

이상기후 현상으로 기후변화가 사회와 경제에 미치는 영향이 뚜렷한 추세로 변화되고 있다. 현재 기후변화에 관련된 연구는 사회 시스템에서 위험관리를 위해 기온과 강수량에 따라 다양한 분야에 미치는 영향에 대한 연구를 중점으로 이뤄지고 있다. 본 연구는 여름철 폭염에 의한 기후변화가 하천수질에 미치는 영향을 평가하기 위한 것으로, 우리나라 기상청 91개의 기상관측소에서 일일온도 33℃ 이상의 이벤트를 대상으로 환경부 수질관측망 918개에 대한 14개의 하천수질인자인 DO, BOD, COD, TOC, DOC, TN, DTN, NH4-N, NO2-N, NO3-N, TP, DTP, PO4-P, Chl-a를 분석하였다. 이를 우리나라 117개 중권역별 하천수질과 폭염강도와 지속시간을 나타내는 폭염 지수를 산정하여 분석하였다. 폭염 관련 뉴스 데이터는 2013년부터 2019년까지 Python 기반 뉴스 크롤러를 이용해 폭염 취약지수(Heat Wave Vulnerability Index, HWVI)를 기준으로 분류하여 키워드를 수집하였으며 HWVI 중 '기후노출' 키워드와 관련된 기사는 총 22,514건으로 69.9%로 수집되었다. 공간적 영향 평가를 위해 Getis-Ord Gi*를 이용하여 폭염지수와 하천수질인자간 핫스팟 분석을 실시하고 폭염관련 빅데이터가 하천수질에 미치는 영향을 평가하였다. 폭염지수는 낙동강유역 하류에 대해 Chl-a, TN, TP 항목에서 높은 밀도를 보였다. 분석대상지역 내 폭염이 발생한 확률과 반경 밖에서 발생할 확률의 우도비를 분석하기 위해 SaTScan을 이용한 공간검색통계분석을 실시하였다. 분석결과 폭염지수와 DO의 공간상관성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.594-598
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• 2016

기후변화는 사회 경제 환경부분에 영향을 미치며 수자원 부문에서는 안정적인 물 공급에 위기가 발생할 것으로 전망되고 있다. 인간이 이용하는 수자원은 강우에 의해 가장 민감하게 반응하므로 지속적이고 안정적인 수자원을 이용하기 위해서는 통합적이고 탄력적인 대응방안이 요구되고 있다. 특히 우리나라와 같은 여름에 집중적 강우가 나타나는 지역에서의 용수수급에 대한 중요성은 더욱더 커질 것이다. 또한 앞으로 1인당 물 수요량의 증가할 것으로 예상됨에 따라 용수수급 관리를 위한 적응전략 수립은 반드시 필요할 것이다. 본 연구에서는 수문모형인 SWAT을 이용하여 자연유량을 산출하기 위해 SWAT-CUP을 이용한 검보정을 수행하여 모형의 적용성을 검토하였다. 기후변화 시나리오인 RCP시나리오를 이용하여 기간별 자연유량을 산정하였다. 유역의 생활용수, 공업용수, 농업용수 및 하천유지유량 데이터를 수집하여 물 분배 모형인 K-MODSIM 모형에 적용하였다. 2011년부터 2100년까지 월별로 유역의 물 수급의 과부족을 산정하였다. 용수의 부족이 나타난 지역에 대한 수요관리와 공급관리 방안을 수립하였고 대안을 적용한 후 용수 공급에 미치는 영향을 다시 분석하였다. 수문모의 결과 RCP 시나리오별로 자연유량을 산정한 결과 시간의 흐름에 따라 물 공급량이 감소할 것으로 분석되었고 계절별로 차이는 더 크게 나타났다. 특히 갈수기인 봄과 겨울철의 유량감소가 나타났다. 모의된 월별 자연유량을 K-MODSIM에 입력하여 월별 모의를 수행한 결과 각 용수별로 부족현상이 나타났다. 생활용수의 부족이 나타난 경우 수요관리를 통해 물 수요량을 줄이는 적응전략을 수립하였고 부족량이 크게 나타나는 농업용수와 하천유지유량의 경우 공급량을 늘리는 공급관리를 통한 적응전략을 수립하여 효과분석을 수행하였다. 단계별로 용수공급에 대한 효과가 나타났다. 하지만 본 연구에서는 경제성 분석을 제외한 용수공급에 중점을 둔 적응전략을 수립하였으므로 이를 포함한 분석이 포함된다면 실제 용수공급 대안 선정을 위한 의사결정에 도움이 될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.367-377
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• 2014

국내 최대 상수원인 팔당호는 하천형 호소로 분류되며, 팔당호 수질은 외부오염원의 영향이 크다. 이에 본 연구에서는 팔당호 상류지역의 오염원 분포와 오염물질 유출특성을 분석하여 BOD와 TP 관리를 위한 중점관리 오염원을 선정하고자 하였다. 이를 위해 11개 단위유역에 대한 오염원별 발생부하량과 배출부하량을 조사하고, 74개 소하천의 수질 유량 측정결과를 이용하여 유달부하량과 유역면적당 유달부하 밀도를 분석하였다. 오염원별 BOD, TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량을 분석한 결과, BOD 발생부하량은 축산계가 66.0%로 가장 높은 비율을 차지하였고, BOD 배출부하량은 생활계가 42.7%를 차지하였으며, BOD 유달부하량은 축산계와 생활계가 각각 36.4%, 34.3%를 차지하는 것으로 나타났다. TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량 모두 축산계에서 가장 높은 비율을 차지하였으며, 각각 82.5%, 44.4%, 46.7%로 나타났다. 또한 BOD 유달부하밀도는 인구밀도가 높은 경안천 유역이 $14.6kg/km^2/d$으로 가장 높았고, TP 유달부하밀도는 가축사육두수가 많은 청미천 유역이 $1.23kg/km^2/d$이 가장 높게 나타났다. 이러한 연구결과를 통해 팔당호 수질개선을 위해서는 생활오수와 가축분뇨를 중심으로 오염원관리가 필요하며 경안천 유역은 생활오수에 대한 관리가 필요하고 남한강 유역, 특히 청미천 유역은 가축분뇨에 대한 관리가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.380-390
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• 2015

본 연구에서는 낙동강 수계에 속한 지류 지천의 효율적인 유역선정 및 수질 개선방안을 모색하기 위해 38개 지류 지천을 대상으로 수질 및 유량 모니터링을 실시하였다. 2013~2014년 동안 실시한 수질 유량자료를 바탕으로, 수질현황 결과와 각 항목 사이 상관관계를 분석하였다. 더불어, 상관계수가 높고 총량 목표수질지표 항목인 생물화학적산소요구량($BOD_5$), 총인(TP) 지표를 이용하여 $BOD_5$농도/유량(Q), TP농도/유량 교차기준으로 지류 지천 등급화 방안을 실시하였다. 그 결과, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, TP, TOC 등의 유기오염물질농도는 낙동왜관 및 낙동고령 중권역에 위치한 구미천, 경호천, 진전천, 기세곡천, 용하천, 용호천 등에서 하천환경기준 III 및 IV 등급 (5~8 mg/L 이하) 수준으로 높게 관찰되었다. Pearson 상관계수를 통한 수질항목 (12가지)간 상관관계 조사 결과 역시, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, TP, TOC 등의 상관관계지수가 다른 수질항목들에 비하여 0.8 (p<0.01) 이상으로 높았다. 유량과 수질 ($BOD_5$, TP)항목을 활용하여 하천등급화를 실시한 결과, 유량 ($0.1m^3/s$ 이상)과 유기물 농도가 높은 ($BOD_5$ > 3.0 mg/L, TP > 0.1 mg/L) I 그룹의 하천(영산천, 구미천, 기세곡천, 용하천, 용호천, 미전천)이 우선수질개선 및 중점 관리가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.282-282
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• 2015

도시화로 인한 지구 온난화는 현재 전 세계적으로 기후 및 자연환경에 적지 않은 영향을 미치고 있으며, 인구증가에 따른 물 부족 현상은 새로운 저수지 건설로 지속 가능한 수자원 개발이 불가능한 현 상황에서 더욱더 악화되고 있는 실정이다. 이에 따라 제한된 물 사용에 대한 효율적인 배분이 필요한 상황이며 이를 위하여 사용 가능한 물에 대한 권리, 즉 수리권(water rights)에 대한 자료 및 조사가 필요한 상황이다. 현재 국내 수리권에 대한 자료는 국가 수자원 관리 종합 정보 시스템(Water Management Information System, WAMIS)에서 특정년도에 생활, 공업 및 농업용수에 대하여 정보가 권역, 시도 및 하천등급별로 구성되어 있는 상황이다. 이에 따라 본 연구에서는 텍사스 수자원 관리 모델인 Water Availability Model(WAM) 시스템의 구성 요소 모델인 Water Rights Analysis Package (WRAP) 모델에 적용하기 위하여 권역별로 구성되어 있는 수리권 정보를 물 사용자의 지정학적 위치 및 점용년도에 따라 재구성하였다. 한강유역의 수리권 정보를 중점으로 수행되었으며 재구성 수리권 정보는 자연 순위 (natural order) 및 우선 순위 (priority order) 수리권의 두가지 형태의 입력값으로 WRAP 모델에 활용되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.403-406
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• 2008

본 논문에서는 한강본류 및 지천의 수질조사와 더불어 오염총량관리지침을 이용하여 오염부하량을 산정하였다. 한강은 오염총량규제가 도입되었지만 주로 수질측정된 농도위주로 시행되고 있으며 수질 관리를 위한 모니터링도 수질농도 측정에 중점을 두고 있다. 그러나 하천수질은 사용용도에 따라 배출 되는 유출수에 따라 변화되며 지역의 특성에 따라 수질의 변화가 나타나기 때문에 수질평가는 오염농도만으로 평가하기보단 하수의 배출지역의 특성을 고려해야 한다. 본 유역의 수질조사는 한강 본류 및 지천 구분되며 국립환경과학원의 자료를 활용하여 조사하였다. 오염부하량의 경우 국립환경연구원의 '오염총량관리 계획수집지침전부 개정고시(2006-69호)'를 활용하여 지역의 배출특성에 따라 산정하였다. 수질조사 결과 한강 본류의 수질은 BOD 1.57mg/L, T-N 2.61mg/L, T-P 0.05mg/L로 나타났으며 하류지역은 BOD 4.46mg/L, T-N 7.32mg/L, T-P 0.42mg/L로 나타났다. 탄천의 경우 탄천의 경우 탄천 상류의 BOD 평균값은 25.32mg/L, T-N 20.23mg/L, T-P 1.42mg/L이며 탄천의 하류 지점의 BOD 평균값은 4.68mg/L, T-N 11.45mg/L, T-P 0.86mg/L로 나타났다. 한강수계의 오염부하량은 생활계 발생부하량이 가장 높게 산정되었으며 유달부하량의 경우 유달율로 판단하였을 때 왕숙천과 중랑천유역에서 오염도가 크게 미치는 것을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.782-782
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• 2012

지금까지 우리나라에서는 도시하수, 공장폐수 등의 점오염원에 국한하여 중점적으로 수질관리를 실행하여 부분적으로 효과를 얻을 수 있었으나, 하천과 호소의 수질은 크게 향상되지 않고 있다. 이는 급속한 도시화와 산업발달로 토지개발이 가속화되고 대지, 도로, 주차장 등 불투수층 면적이 늘어남에 따라 비점오염원에 의한 하천, 호소의 수질영향도가 커지고 있기 때문이다. 인구증가로 인해 물 사용량 뿐만 아니라 이에 따라 배출되는 오염원의 종류 및 오염부하량 역시 함께 증가하고 있다. 장래의 수질관리 성공여부는 비점오염원의 효율적인 관리여부가 큰 변수로 작용할 것으로 본다. 따라서 공공수역의 수질관리를 위해서는 토지이용과 지역특성을 고려한 비점오염원 부하량의 합리적인 조사, 오염 부하량 절감을 위한 관리기술의 개발, 비점오염원 관리정책의 개발 및 수질모형을 이용한 정확한 수질예측 등이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공간정보를 바탕으로 한 낙동강 유역에서의 비점오염원 정량화 분석을 수행하고자 한다. 우선 대상유역으로 낙본 G유역을 선정하여 이에 대한 조사를 통해 점오염원의 실측자료를 구축하고 이를 HSPF의 입력하여 모의를 수행하여 대상유역에 대한 실측치를 이용해 모형의 보정과 검증을 수행한다. 이러한 과정을 통해 도출된 결과는 대상유역의 총 오염량을 의미한다. 따라서 위의 과정에서 도출된 매개변수를 이용하고, 점오염원을 제거한 뒤 모의를 재수행하여 나온 결과가 대상유역의 비점오염원의 양이라 판단하였다. 모의 결과 대상유역인 낙본 G유역에서 약 39% 정도의 비점오염원 비율을 보였다. 그러나 수질 및 유량 관측치를 지금까지는 국립환경과학원 낙동강물환경연구소 유량측정데이타를 사용하고 있는데 이 자료는 8일 이상 간헐적으로 측정이 수행되고 있다. 따라서 검 보정 대상이 되는 실측치의 자료의 부족과 부정확한 유역이 있음이 한계점으로 작용한다. 그러므로 추후의 신경망 모형이나 기타 실측치 보간에 있어서의 신뢰도를 높이는 기법 개발이나 측정제도의 보편적인 기술의 증대도 앞으로의 모델링에 있어서 중요할 것으로 판단된다. 또한 유역수질모형의 모델링 과정에서 좀 더 신뢰도 높은 측정자료와 그 측정자료를 활용하여 PEST 보정기법을 적용한다면 더욱 정확한 예측이 이루어질 수 있을 것이며, 본 연구에서의 평가방법을 바탕으로 유역수질모델링이 이루어진다면 보다 더 정확성 높은 비점오염원 정량화와 수질 예측이 수행될 수 있을 것이며 더 나아가 오염총량제의 수행에 효과적으로 적용될 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-15
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• 2016

본 연구는 도시하천 수변공간의 이용자를 대상으로 실증분석을 통해 수변공간의 개선방안을 제시하고자 대구광역시 신천 수변공간에서 현장조사 및 설문조사를 실시하였다. 이를 바탕으로 수변공간을 이용하는 목적에 따라 환경요소의 중요도와 만족도를 조사하고 최종적으로 ISA 분석을 통해 개선방안을 제시하였다. 연구결과를 살펴보면, 먼저 운동 목적으로 수변공간을 이용하는 경우 '자전거 도로와 산책로의 구분'이 중요도가 가장 높고, '자판기, 화장실, 음수대등 편의시설'에 관한 항목의 만족도가 가장 낮은 것으로 조사되었다. 여가 및 휴식 목적일 경우 '나무그늘'이 중요도가 가장 높고, '전시회 등의 이벤트 여부'의 만족도가 가장 낮은 것으로 분석되었다. 다음으로 ISA 분석 결과, 운동 목적과 여가 및 휴식 목적으로 이용할 때 '자판기, 화장실, 음수 등의 편의시설', '수질 및 공간의 깨끗함', '수질관리' 등의 항목에서 중요도는 높지만 만족도가 낮은 것으로 분석되어 우선적으로 개선이 필요한 것으로 분석되었다. 다음으로 운동 목적에 따른 중점개선이 필요한 항목은 '나무그늘', '벤치, 파고라 등 휴게시설', '자전거 도로 및 산책로의 폭', '자전거 도로와 산책로의 구분'으로 나타났으며, 여가 및 휴식 목적의 경우 '조명시설'로 분석되었다. 이상의 중점개선이 필요한 항목을 중심으로 하천정비 사업을 시행할 경우 효율적인 재원투입 및 투자가 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.