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수질지수를 이용한 낙동강 주요 지류지천의 장기 경향성 분석
박재범(Jaebeom Park),갈병석(Byungseok Kal),김상훈(Sanghun Kim) 한국습지학회 2018 한국습지학회지 Vol.20 No.3
본 연구에서는 낙동강 주요 지류지천의 수질 모니터링 자료를 이용하여 수질지수를 산정하고 우선 관리가 필요한 지류지천을 파악하기 위해 장기 경향성 분석을 수행하였다. 환경부에서 시행하고 있는 실시간수질지수 방법을 적용하여 수질지수를 산정하고 모수 통계기법인 선형회귀와 비모수 통계기법인 Mann-Kendall Test와 Sen Slope Test를 적용하여 경향성을 분석하였다. 미전천2, 서교천2 지점을 제외한 주요 지류지천의 수질지수는 Fair 등급 이하의 범위에 있으며 북안천, 천내천, 호계천, 용덕천을 제외한 나머지 지점에 대해서는 유의성을 가진 경향이 나타나지 않았다. 따라서 본류에 대한 수질개선을 위해서는 지류에 대한 관리가 선행되어야 할 것으로 검토되었다. In this study, the water quality index was calculated using the water quality monitoring data of the major tributaries of the Nakdong River and long-term trend analysis was performed to identify the tributaries requiring priority management. We used a Real-Time Water Quality Index method implemented by the Ministry of Environment. Linear regression as a parametric method and Mann-Kendall Test and Sen Slope Test as a nonparametric method were applied for the trend analysis. The water quality index of major tributaries except for Migeon2 and Seokyo2 was in the range below Fair grade and there were no significant trends for the rest of the sites except Bukan, Chennae, Hogye, Yongdeok. Therefore, in order to improve the water quality of the main stream, management of the tributaries should be preceded.
낙동강 주요 지류의 신뢰구간을 고려한 기온-수온 탄성도 분석
박재범(Jaebeom Park),갈병석(Byungseok Kal),김성민(Seongmin Kim) 한국습지학회 2020 한국습지학회지 Vol.22 No.3
본 연구에서는 낙동강 주요 지류의 기온과 수온 자료를 이용하여 탄성도를 산정하고 수온의 민감도 분석을 수행하였다. 탄성도에 대한 신뢰구간 추정과 가설검증이 가능한 비모수 기반의 탄성도 해석기법을 개발하여 기존 중간값을 이용하는기법과 비교하고 적용성을 검토하였다. 계절적으로 겨울의 탄성도가 낮고 여름과 가을의 탄성도가 높은 것으로 분석되어기온의 변동에 따른 수온 및 수질의 변동이 클 것으로 분석되었다. 공간적으로 하수처리장 방류수, 중소 축사의 가축폐수, 소규모 공장의 오·폐수 등 인위적인 요인의 영향을 받는 금호강 지역의 탄성도가 낮은 경향을 나타내고 있다. 낙동강 주요지류의 탄성도는 약 이상이고 유의수준 5%에서 타당하므로 기후변화에 따른 기온-수온 변동이 큰 것으로 분석되었다. In this study, the elasticity was calculated and sensitivity analysis was performed using air-water temperature data of the major tributaries of the Nakdong River. We developed a nonparametric elasticity analysis technique capable of estimating the confidence interval for elasticity and verifying the hypothesis, and examined its applicability compared to the existing method using the median value. It is analyzed that the elasticity of winter is low and the elasticity of summer and autumn is high, so that the fluctuation of water temperature and water quality according to the fluctuation of air temperature is large. The spatial elasticity tends to be low in the Geumho River area, which is influenced by artificial factors such as sewage treatment plant effluent, small and medium-sized livestock wastewater, and small-scale factory wastewater. Since the elasticity of major tributaries of the Nakdong River is over weak and is reasonable at a significance level of 5%, it was analyzed that the air-water temperature fluctuation caused by climate changes is large.
기후변화에 따른 지류 하천의 시공간적 기온-수질 탄성도 영향 평가
박재범(Jaebeom Park),갈병석(Byungseok Kal),김성민(Seongmin Kim) 한국습지학회 2021 한국습지학회지 Vol.23 No.4
탄성도는 하나의 변수 변화에 따른 다른 변수의 변화되는 양상을 정량적인 수치로 해석하는 통계적 기법으로 상관성 분석 이상의 정보를 제공하여 기후변화 연구에 다양하게 활용하고 있다. 본 연구에서는 낙동강 주요 지류를 대상으로 기온과 수질 자료를 이용하여 탄성도를 산정하고 기온에 대한 수질의 민감도 분석을 수행하였다. 또한, T-Test 결과를 이용하여 탄성도에 대한 신뢰구간을 산정하고 탄성도의 유효성을 검토하였다. 탄성도의 강도는 여름 > 가을 > 봄> 겨울 순으로 높은 강도를 나타내고 있으며 방향은 음과 양의 탄성도가 함께 있는 지역적 특성을 나타내고 있다. 월별 관측자료를대상으로 계층적 군집 분석을 수행 후 5개 군집으로 분류하였으며 평행좌표 그래프를 이용하여 군집 별 특성을 시각적으로 분석하였다. 주요 지류의 경우 인구밀도가 상대적으로 높고 주변에 하수처리장, 소규모 축사, 농업 활동 등의 복잡한영향 인자로 인해 기온 탄성도의 방향과 강도는 지역적 특성을 나타내고 있다. 특히, TP의 경우 기온변화에 따른 조류성장과 사멸로 발생하는 생태계의 영양물질 순환에 따라 큰 지역적 변동성을 나타내고 있다. 낙동강 주요 지류의 기온 탄성도는 약 이상이고 유의수준 5%에서 타당하므로 기온변화에 따른 수질 변동이 존재하는 것으로 분석되었다. Elasticity is a statistical technique that interprets the changing pattern of another variable according to a change in one variable as a quantitative numerical value and provides more information than correlation analysis and is widely used in climate change research. In this study the elasticity was calculated and sensitivity analysis was performed using air temperature and water quality data of the major tributaries of the Nakdong River. In addition the confidence interval for the elasticity was calculated using the T-Test and the validity of the elasticity was examined. The strength of elasticity shows high strength in the order of summer>fall>spring>winter and the direction shows regional characteristics with both negative and positive elasticity. After performing hierarchical cluster analysis on monthly observation data they were classified into 5 clusters and the characteristics of each cluster were visually analyzed using a parallel coordinate graph. The direction and intensity of the air temperature elasticity show regional characteristics due to the relatively high population density and complex influencing factors such as sewage treatment plants, small-scale livestock houses and agricultural activities. In the case of TP it shows great regional variability according to the circulation of nutrients in the ecosystem caused by algae growth and death according to temperature changes. Since the air temperature elasticity of the major tributaries of the Nakdong River is over weak and is valid at the significance level of 5%, it was analyzed that there is a change in water quality according to the air temperature change.