시공간을 고려한 환경생태적 우수지역과 환경성질환의 상관성 분석 연구 : 환경·국토계획 통합 계획에서의 활용방안을 중심으로

김근한 ( Geunhan Kim ),강선아,윤정호,최희선,송영명 한국환경연구원 2019 수시연구보고서 Vol.2019 No.-

국토의 환경성을 종합적으로 평가한 국토환경성평가지도의 환경생태적 평가 등급과 건강간의 관계를 분석하였다. 본 연구는 국토환경성지도의 환경생태적 평가가 1등급 지역인 환경생태적 우수 지역을 대상으로 심혈관 질환, 뇌혈관 질환, 인후두염, 환경성 질환 중 일부 대표 질환들을 선정하여 국토환경성 우수지역과 건강과의 관계를 살펴보았다. 특히 국토환경성 우수지역의 경우 사람들이 거주하고 활동하는 시가지로부터 거리별 환경생태적 우수지역이 건강에 미치는 영향을 분석하기 위해 시가지로부터 300m, 500m, 1km, 3km, 5km 내의 환경생태적 우수지역을 추출하여 상관분석 하였다. 이러한 상관분석에는 Quasi-Poisson Regression을 활용하였고, 오염변인(confounding variables)으로 시군구의 평균소득수준, 전국 측정망으로부터 획득한 평균 대기오염물질의 농도 값을 전국단위로 보간법을 적용하여 전국단위의 대기오염물질 농도를 확보하고, 시군구별 평균 대기오염물질 농도를 계산하여 평가에 반영하였다. 분석은 전국의 시군구 단위로 각 질환별 진료건수를 활용하였으며, 이때 시군구별 인구로 나누어 원단위로 통일시킨 후 분석에 활용하였다. 환경생태적 평가 결과 또한 각 시군구별 면적으로 나누어 면적 비율로 원단위 변환 후 분석에 활용하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 우선 실험에 활용하고자 선정된 21개 질환 중 상관분석을 수행하여 환경생태적 우수지역의 면적 비율과 질환별 치료건수 비율과의 상관성 분석 결과 호흡기결핵, COPD, 폐렴, 고혈압, 뇌졸중, 심근경색, 협심증, 허혈성심질환, 비염, 아토피피부염, 천식과 같이 11개 질환에 음의 상관관계가 나타났으며, 해당 질환 중 고혈압, COPD, 폐렴, 심근경색, 허혈성심질환, 천식은 사람들이 거주 및 생활하는 시가지로부터 300m, 500m, 1km, 3km, 5km와 같이 일정거리 내의 환경생태적 평가 1등급 면적 비율과 음의 상관관계가 나타남을 확인하였다. 이러한 분석 결과 11개 질환의 경우 환경생태적으로 우수한 지역의 면적비율이 높을수록 질환별 치료건수의 비율이 낮게 나타났으며, 이중 6개 질환은 거리까지 고려하였을 때 거주 또는 활동하는 시가화지역으로부터 가까운 거리에 환경생태적 우수지역이 많이 분포할수록 질환별 치료건수의 비율이 낮게 나타났는데, 이는 더 강한 음의상관관계를 보여준 것이다. 추가적으로 이렇게 도출된 6개 질환에 대해 어떠한 평가 항목이 중요 인자인지를 파악하기 위해 의사결정트리와 랜덤포레스트를 수행한 결과 시군구의 주거지역, 상업지역, 공업지역의 면적 또한 건강과의 연관성이 높게 나타났으며, 시군구의 대기질 또한 건강과의 연관성이 높게 나타났다. 특히 NO₂, O₃, CO, PM10 등은 높은 연관성이 높게 나타났으며, 추가적인 상관관계 분석을 통해 대기오염물질의 농도 또한 환경생태적 평가 결과와 밀접한 연관성이 나타남을 확인할 수 있었다. 이러한 국민의 건강과 국토의 환경성과의 상관성 관련 분석결과를 기반으로 국토-환경계획 통합관리에서의 활용을 검토할 수 있으며, 특히 제5차 국가환경종합계획, 제5차 국가종합계획 등 다양한 계획에서 활용 가능할 것으로 판단된다. 특히 도시기본계획 및 도시관리계획 등 도시지역의 보전과 개발을 고려한 공간계획을 수립해야 하는 계획단계에서 시가화지역 인근에 분포한 환경생태적 우수지역을 보호해야 하며, 이러한 사람들이 거주하고 생활하는 지역 중 환경생태적 우수지역이 근처에 없는 도시지역들은 향후 도시재생 등 다양한 방법을 이용하여 녹지공간을 확보하고 이러한 녹지공간이 환경생태적 우수지역으로 변화할 수 있도록 관리해야 할 것으로 판단된다. This study analyzed the relationship between the environmental and ecological assessment grade of the Environmental Conservation Value Assessment Map (ECVAM), which comprehensively assess the environmental impact of the national land, and health. It selected representative diseases among cardiovascular disease, cerebrovascular disease, pharyngitis, and environmental diseases in the areas with environmental and ecological grade 1 by the ECVAM and analyzed the relationship between the environmentally excellent region and the health. It extracted the environmentally and ecologically outstanding areas within 300 m, 500 m 1 km, 3 km, and 5 km from the downtown and analyzed the correlation to examine the effect of the environmentally and ecologically outstanding areas by distance from the downtown, where people live and work, on the health. The correlation analysis used the Quasi-Poisson regression with the average income level of municipalities and the municipality-level average atmospheric pollutant concentrations calculated from the national-level atmospheric pollutant concentrations, which interpolated the average atmospheric pollutant concentration obtained from the national measurement network to the national level, as the confounding variables. The analysis used the number of treatments for each disease in the municipality level divided by the population of the municipality to unify the basic unit. The environmental and ecological analysis results were also divided by the area of each municipality to convert it to the area ratio as the basic unit. The analysis results are described as follows: The correlation of 21 diseases selected for the analysis of the correlation between the area ratio of the environmentally and ecologically outstanding region and the treatment ratio of each disease. The analysis results showed that eleven diseases, such as respiratory tuberculosis, COPD, pneumonia, hypertension, stroke, myocardial infarction, angina pectoris, ischemic heart disease, rhinitis, atopic dermatitis, and asthma were negatively correlated. Of these diseases, hypertension, COPD, pneumonia, myocardial infarction, ischemic heart disease, and asthma were negatively correlated with the area ratio of environmental and ecological grade 1 within a certain distance, such as 300 m, 500 m, 1 km, 3 km, and 5 km from the downtown. Such analysis results indicated that the treatment ratio of each of 11 diseases was low as the area ratio of the environmentally and ecologically outstanding region as high. Moreover, regarding the distance from the downtown, the treatment ratio of the six diseases was lower when environmentally and ecologically outstanding regions were larger within the shorter distance from the downtown, and the negative correlation was stronger in that case. Additionally, we conducted the decision-making tree and random forest regression to identify the evaluation factors of the additionally extracted six diseases. The results showed that residential region, commercial region, and industrial region in the municipalities were also correlated to the health, and the atmospheric quality of the municipality was also highly correlated to the health. NO2, O3, CO, and PM10, in particular, showed a high correlation, and the additional correlation analysis confirmed that the atmospheric pollutant concentration was also closely related to the environmental and ecological evaluation results. The analysis results of the relationship between the people’s health and the environmental factors of the land can be utilized by the integrated land-environmental management plan, such as the Fifth National Environmental Master Plan and the Fifth National Master Plan. The spatial plans, such as basic urban plan and urban management plan that consider both conservation and development of urban areas, must include measures to protect the environmentally and ecologically outstanding regions near the downtown area. Urban areas that do not have nearby environmentally and ecologically outstanding regions should secure green spaces using various methods such as urban regeneration and manage them to transform them into excellent environmental and ecological excellent regions in the future.

옥외폭로 전통 단청시편의 색변화와 환경인자간의 상관성 분석

김명남,김지선,정혜영,김사덕,이선명 한국문화재보존과학회 2023 보존과학회지 Vol.39 No.4

본 연구는 옥외폭로시험 전통 단청시편의 색변화에 대한 다양한 환경인자의 영향분석을 목적으로 하였다. 전통 단청시편 9종(석간주, 진사, 황토, 자황, 웅황, 석록, 뇌록, 석청, 백토)을 2017년부터 2019년까지 서울 숭례문과 대전 국립문화재연구원에서 각각 비가림 옥외폭로하고 누적 자외선량을 기준으로 주기별 색도 측정과 기상요소, 가스상 오염물질, 총부유분진(TSP), 강하분진(Dustfall)에 대한 모니터링, 포집, IC분석을 수행하였다. 측정 및 분석값을 가공 후 피어 슨 상관분석법으로 전통 단청시편의 색차와 환경인자간의 선형 상관성을 분석하였다. 상관성 분석결과, 전통 단청시편의 색차는 기상요소 중 일사량, 자외선량, 증발량과의 강한 양의 선형 상관성이 국립문화재연구원시편 6∼8종, 숭례문시편 6종에서 확인되었다. 가스상 오염물질중 SO2, O3와의 강한 양의 선형 상관성이 숭례문시편에서만 각각 1종 확인되었고, 총부유분진의 이온농도중 NO3 -, SO4 2-, K+, Mg2+, Ca2+과의 강한 양의 선형 상관성이 국립문화재연구원시편에서 만 4종 확인되었다. 강하분진의 이온농도 중 SO4 2-, NO3 -, Ca2+과의 강한 양의 선형 상관성이 숭례문시편 5∼7종, 국립문화재연구원시편 1∼5종에서 확인되었으며, 특히 Na+, Cl-와의 강한 양의 선형 상관성이 숭례문시편 2종에서 나타났다. 이를 종합한 결과, 기상요소 중 자외선량과 강하분진 중 NO3 -, SO4 2-, Cl-농도가 단청시편 색변화에 가중요소로 작용하는 것으로 확인되었다. The purpose of this study was to analyze the influence of various environmental factors on the color change of outdoor exposed dancheong specimens. From 2017 to 2019, nine traditional Dancheong specimens(Sokganju, Jinsa, Hwangto, Jahwang, Wunghwang, Seokrok, Noerok, Seokcheong, and Baekto) were exposed to Sungnyemun Gate(SNG) and the National Institute of Cultural Heritage(NRICH) as conditions for blocking rainfall, respectively. Subsequently, chromaticity measurements were conducted periodically, and monitoring, collection, and IC analysis of meteorological elements, gaseous pollutants, TSP and Dustfall were performed. As a result of the analysis, after processing the measured values, the linear correlation between the color difference of the traditional dancheong specimen and environmental factors was analyzed by Pearson’s correlation analysis. Among the meteorological elements, the linear correlation of strong positive between solar radiation, UV radiation, and evaporation was confirmed in 6-8 of the NRICH specimens and 6 of the SNG specimens. Among the gaseous pollutants, a strong positive linear correlation with SO2 and O3 was confirmed only by the SNG specimens, Among the ion concentrations of TSP, four types of strong positive linear correlations between NO3 -, SO4 2-, K+, Mg2+, and Ca2+ were confirmed only in the specimen of the NRICH. Among the ion concentrations of Dustfall, a strong positive linear correlation with SO4 2-, NO3 - and Ca2+ was found in 5-7 of SNG and 1-5 of the NRICH, and in particular, a strong positive linear correlation with Na+ and Cl- was found in 2 of the SNG specimens. Therefore, it was confirmed that ultraviolet dose among meteorological elements and the concentration of NO3 -, SO4 2-, and Cl- in the dustfall act as accelerating factors in the chromaticity change of the dancheong specimen.

낙동강 중점관리지류·지천의 계절적 오염발생특성 분석

나승민,권헌각,신상민,손영규,신동석,임태효 한국습지학회 2016 한국습지학회지 Vol.18 No.3

본 연구는 낙동강수계 중점관리하천인 35개 지류․지천 수질 및 유량을 모니터링하고 수질오염농도, 발생부하량, 계절 별 오염특성과 수질항목 간 상관관계 및 다중회귀분석을 실시하여 지류중심의 오염특성을 확인하였다. 그 결과 COD, TP, TOC 및 TN을 제외한 대부분의 하천에서 BOD5, Chl_a 및 Fecal E. Coli 등은 50% 이상이 하천수질항목 Ⅱ(약 간좋음)등급 이하에 속하였다. 비유량(Q)은 0.05m3/s/km2 이상 지점이 54.4%(19지점)를 차지하였고, 이 가운데 달서 천, 현지천, 석교천1, 의령천1 및 대산천2 지점 등은 오염농도 역시 높아 오염물질부하량을 고려한 상세조사가 필요할 것으로 판단된다. 35개 중점관리지천은 낙동왜관, 금호강, 낙동고령, 낙동창녕, 남강, 낙동밀양 및 낙동강하구언 등 7개 중권역에 속하였으며, 이 가운데 금호강과 남강 중권역은 영천댐, 가창댐, 공산댐 및 남강댐과 같은 인공댐의 영향을 받아 다른 중권역과 달리 일정한 하천 유지유량을 보임으로써 오염물질부하량도 높게 조사되었다. 계절적 오염특성을 살펴볼 때, 농도편차가 큰 수질항목은 BOD5, TN, SS, 비유량(Q)이, 큰 편차가 없는 항목은 TP와 Chl_a가 관찰되었고 이는 강우특성 및 유․무기물의 분해특성이 다르기 때문으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로 계절별/수질항목 간 상 관관계는 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 이용하여 분석하였고, 일부 항목을 제외한 모든 계절에 서 TOC와 COD의 상관성이 높음을 확인하였다. 계절별 상관관계가 높은(R2≥0.5) 수질항목들이 BOD5에 미치는 영 향력을 알아보기 위해 단계선택방법(Stepwise regression method)을 이용한 다중회귀분석(Multiple regression analysis)을 실시함으로써 계절별 영향력이 높은 수질인자 및 회귀식을 제시하였다. 그 결과 겨울철을 제외한 봄, 여름 및 가을에 다중회귀분석이 적합하였고 봄철에는 COD, TP가, 여름철에는 Chl_a, TOC가 가을철에는 TOC 및 COD 가 BOD5에 영향력이 높음을 확인하였다. This study has performed comparative analysis on characteristics of contaminated 35 tributaries on seasonal variation/point discharge load/pollutant distribution of water quality factors(8) in order to understand the effect of the watershed in Nakdong River Basin. As a results, the water quality of BOD5(Biochemical Oxygen Demand), Chl-a(Chlorophyll a) and Fecal E. Coli shows Ⅱ grade at tributaries of more than 50% without COD(Chemical Oxygen Demand), TP(Total Phosphate), TOC(Total Oxygen Carbon) and TN(Total Nitrogen) factors. The specific discharge(Q) were occupied about 54.4% (19 sites) as 0.05 m3/sec/km2 value. Among these results, the contaminant level of Dalseocheon, Hyeonjicheon, Seokkyocheon 1, Uriyeongcheon and Dasancheon was also high, which has to consider a discharged pollutant load(kg/day). The 35 major tributaries of Nakdong River were included in 7 mid-watershed, such as Nakdong Waegwan, Geumho River, Nakdong Goryung, Nakdong Changnyung, Nam River, Nakdong Milyang, Nakdong River Hagueon. Especially, the discharged pollutant load of Nam River and Geumho River also was high according to the amount of discharge such as Kachang dam, Gongsan dam and Nam river dam. Seasonal difference of the water quality factors such as BOD5, TN, SS and Q was observed largely, on the other hand the TP and Chl-a was not. This is guessed due to the precipitation effect of site, biological and physicochemical degradation properties of pollutant and etc. The co-relationship between the seasonal difference and water quality factors was observed using a Pearson correlation coefficients. Besides, the Multiple Regression analysis using a Stepwise Regression method was conducted to understand the effect between seasonal difference and water quality factors/regression equations. As a result, the Multiple Regression analysis was adapted in the spring, summer and autumn without the winter, which was observed high at spring, summer and autumn in the order COD/TP, Chl-a/TOC, TOC/COD/BOD5 water quality factors, respectively.

상관영역 크기 변화에 따른 영상유속계의 오차 분석

김서준,류권규,윤병만 한국수자원학회 2013 한국수자원학회논문집 Vol.46 No.8

Recently image velocimetries, including particle image velocimetry(PIV) and surface image velocimetry (SIV), are often used to measure flow velocities in laboratories and rivers. The most difficult point in using image velocimetries may be how to determine the sizes of the interrogation areas and the measurement uncertainties. Especially, it is a little hard for unskilled users to use these instruments, since any standardized measuring techniques or measurement uncertainties are not well evaluated. Sometimes the user’s skill and understanding on the instruments may make a wide gap between velocity measurement results. The present study aims to evaluate image velocimetry’s uncertainties due to the changes in the sizes of interrogation areas and searching areas with the error analyses. For the purpose, we generated 12 series of artificial images with known velocity fields and various numbers and sizes of particles. The analysis results showed that the accuracy of velocity measurements of the image velocimetry was significantly affected by the change of the size of interrogation area. Generally speaking, the error was reduced as the size of interrogation areas became small. For the same sizes of interrogation areas, the larger particle sizes and the larger number of particles resulted smaller errors. Especially, the errors of the image velocimetries were more affected by the number of particles rather than the sizes of them. As the sizes of interrogation areas were increased, the differences between the maximum and the minimum errors seemed to be reduced. For the size of the interrogation area whose average errors were less than 5%, the differences between the maximum and the minimum errors seemed a little large. For the case, in other words, the uncertainty of the velocity measure-ments of the image velocimetry was large. In the viewpoint of the particle density, the size of the interroga-tion area was small for large particle density cases. For the cases of large number of particle and small particle density, however, the minimum size of interrogation area became smaller. 최근 수리 실험 및 계측 분야에 영상유속계가 많이 이용되고 있다. 그러나 영상유속계의 영상 분석에 대한 표준적인 방법과 측정 불확도가 정립되어 있지 않아 일반 사용자들이 사용하기 어려운 것이 사실이다. 특히 영상유속계를 이용한 유속 산정 시 상관영역 크기 결정에 대한 기준이 없기 때문에 사용자마다 유속 산정 결과가 차이가 나는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 영상유속계의 상관영역 크기 변화에 따른 오차 분석을 통해 상관영역 크기 결정을 위한 자료를 제시하고 자 한다. 오차 분석을 위해 12개의 인공영상군을 제작하였으며, 다양한 입자수와 입자크기의 영상을 획득한 후 상관영역의 크기를 변화시키면서 산정한 유속을 인공영상의 유속 참값과 비교하여 오차 분석을 수행하였다. 오차 분석 결과 상관영역의 크기 변화에 따라 영상유속계로 산정한 유속값에 대한 오차가 달라짐을 확인하였고, 상관영역의 크기를 크게 결정할수록 오차가 줄어드는 것으로 나타났고, 동일한 상관영역의 크기로 유속을 산정할 경우 입자 크기가 증가할수록 또는 입자수가 증가할수록 오차가 작게 나타났다. 특히 영상유속계의 오차는 입자의 크기 보다는 입자수의 변화에 좀 더 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 상관영역의 크기가 커짐에 따라 최대 오차와 최소 오차간의 간격이 줄어드는 것을 확인하였으며, 영상 전체에서 산정한 유속의 평균 오차가 5% 이하를 만족시키는 상관영역 크기를 기준으로 그 이하의 상관영역에 대해서는 최대 오차와 최소 오차 간의 차이가 크게 나타나 영상유속계의 측정 불확실성이 큰 것으로 나타났다. 영상유속계의 신뢰수준별 입자밀도 변화에 따른 최소 상관영역의 크기를 분석한 결과 전반적으로 입자밀도가 커짐에 따라 상관영역의 크기는 작아지는 것으로 나타났지만 입자밀도가 작더라도 입자수가 큰 경우에는 신뢰수준을 만족시키는 최소 상관영역의 크기가 감소하는 것으로 나타났다.

호텔ㆍ관광경영분야 연구에서 정준상관분석 기법의 활용 및 예시

오흥철 경성대학교 산업개발연구소 2001 산업혁신연구 Vol.17 No.1

공간 주성분을 이용한 오존데이터 탐색

문승호 한국자료분석학회 2009 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.11 No.1

Among the methods of exploratory analysis on spatial data, principal component analysis can be considered for dimension reduction, in general. Generally, univariate spatial data consist of three variables, that is, two location variables and main interest variable. So in this case, if we simply consider the principal component analysis using variance- covariance matrix from these variables, we can not get some correct results, such as inherent spatial characteristic or spatial correlation information of spatial data. In this study, we derive spatial correlation from spatial data and propose spatial principal component analysis using the spatial correlation as an alternative method. As an application of spatial principal component analysis, we analyze the Korean ozon data. 일반적으로 공간데이터에 대한 탐색적 분석 중 차원축소를 통한 시각적 탐색을 목적으로 하는 경우 주성분분석을 고려할 수 있다. 이러한 경우 주어진 데이터를 위치좌표 변수와 관심 주변수를 포함한 다변량 데이터로 간주하고 일반 주성분분석을 적용할 수 있으나, 이는 그 공간데이터에 내재하고 있는 공간적 특징이나 공간상관의 정보를 제대로 활용하지 못할 분석이 될 수 있다. 이에 대한 대안으로 본 연구에서는 공간상관을 고려한 공간 주성분분석을 제안, 이에 대한 활용 가능성을 한국의 오존데이터에 적용하여 살펴보았다. 사례분석 결과 공간 주성분분석은 공간상관이 존재하는 경우, 일반 주성분분석과는 달리 공간데이터의 군집성과 이에 따른 공간상관이 존재함을 시각적으로도 확인할 수 있었다.

다변량분석법을 이용한 중국 Xiao Qing하천의 수질 평가

Zhang Chi,도현승,김성덕 위기관리 이론과 실천 2015 Crisisonomy Vol.11 No.5

연구의 목적은 중국 북부 산동성 Xiao Qing 하천 수질오염에 영향을 미치는 요인들을 평가하여 수질 오염을 예측하고, 지역적인 수질오염 원인을 규명하는 것이다. 본 연구의 해는 다변량분석법을 기본으로 하여, Xiao Qing 하천의 4개 조사 지점 자료를 대상으로 상관분석법, 주성분분석법, 분산분석법을 이용하였으며, 수질오염 특성을 연구하였다. Xiao Qing 하천 수질평가를 위해 상관분석을 실시한 결과 부영양화물질(T-N, T-P), 유기물질(BOD, COD), 부유물질(SS)간의 상관성이 높게 나타났다. 또한, Xiao Qing 하천 4개 감시지역, 주성분분석을 실시한 결과 Xiao Qing 하천 수질오염 주요요인은 공통적으로 부영양화물질과 유기물질로 나타났다. 다변량 분석을 이용한 본 연구는 강우와 하천 수질 항목간의 상관성에 관한 특성을 조사하였다. 본 연구의 결과는 수질오염 방지 및 복원방안에 대한 기초 자료를 제공한다. The purpose of this study is to evaluate the factors affecting the water pollutionat Xiao Qing river, Shan Dong Province, Northern China. Through the assessment of the water pollution, the water pollution will be predicted and the cause of the water pollution will be founded at the each localized areas. The environmental factors affecting the sewage, basic information on water pollution prevention, and restoration measures through identifying the specific values between each items by using statistical classification. The multivariate analysis in this study was used to investigate the characteristics between rainfall and river water quality at source of the four monitoring points in the Xiao Qing River.

강원도 홍천군 자운리 고랭지밭의 수질인자간 상관관계 분석

홍다정 ( Dajeong Hong ),유나영 ( Nayeong Yu ),임정하 ( Jungha Lim ),신민환 ( Minhwan Shin ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

밭은 비료의 사용량이 많고, 강우시 토양유실이 발생하여 홍수기 하천과 호소의 탁수 문제를 일으키는 주요 원인이 된다. 특히, 고랭지밭 비율이 높은 강원도의 경우 적은 강우에도 토사유출이 심하기 때문에 밭에서 발생하는 오염물질 발생량과 부하량의 관리가 쉽지 않다. 따라서, 고랭지 밭에서 발생하는 오염물질이 하천에 미치는 수질 특성을 파악하는 것이 중요하다. 그러나, 고랭지밭에서는 다양한 BMPs가 적용되어 BMPs별로 발생하는 수질농도를 분석하기에는 경제적 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 고랭지밭 비율이 높은 강원도 지역의 수질 모니터링 결과와 통계분석을 통한 수질 항목간의 상관관계를 이용하여 BMPs별 저감효율 평가시 측정항목의 최소화 방안을 검토하고자 하였다. 연구지점은 강원도 홍천군 자운2리에 위치한 시험포이며, 2019년 6월부터 9월까지 대조구와 비닐멀칭, 지표피복, 양파망, 초생대, 호밀 등 6개 시험포에서 5회의 강우유출수 모니터링 결과를 이용하였다. 모니터링 결과는 pH, EC, 탁도, BOD₅, COD_Mn, SS, T-N, T-P, TOC, 유출량이며, 항목간 Pearson 상관관계를 분석하였다. 분석결과 대조구의 경우 TOC 항목은|0.56|(-0.25 ~ 0.96)로 다른 항목에 비해 상관관계가 가장 높은 것으로 나타났으며, EC 항목은 |0.12|(-0.17 ~ 0.55)로 가장 낮게 나타났다. 비닐멀칭의 경우 SS 항목이|0.65|(-0.67 ~ 0.93)로 다른 항목에 비해 상관관계가 가장 높은 것으로 나타났으며, BOD₅ 항목은|0.13|(-0.061 ~ 0 .67)로 가장 낮은 것으로 나타났다. 지표피복의 경우 탁도 항목이|0.45|(-0.45 ~ 0.72)로 가장 상관관계가 높고, 유출량은|0.16|(-0.075 ~ 0 .64)로 가장 낮은 것으로 나타났다. 양파망의 경우 COD_Mn 항목이|0.57|(-0.6 ~ 0 .89)로 가장 높고, EC 항목이|0.10|(-0.094 ~ 0 .45)로 가장 낮은것으로 나타났다. 초생대의 경우 COD_Mn 항목이|0.42|(-0.36 ~ 0.92)로 상관관계가 가장 높고, EC 항목이|0.13|(-0.099 ~ 0.16)로 가장 낮은 것으로 나타났다. 호밀의 경우 COD_Mn 항목이|0.48|(-0.18 ~ 0.96)로 가장 높고, T-P 항목이|0.16|(-0.18 ~ 0.41)로 가장 낮은 상관관계를 보이는 것으로 분석되었다. 분석결과와 같이 비닐멀칭과 볏짚거적의 경우 SS와 탁도 상관성이 가장 높은 것으로 나타나 탁도를 측정하여 SS로 환산하여 측정하는 방법을 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 양파망과 초생대, 호밀의 경우 COD_Mn 항목과 다른 항목간의 상관성이 가장 높은 것으로 나타나 유사한 특성을 가진 BOD₅, TOC 항목을 대신하여 상관관계를 통한 수질농도 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나, 본 연구에서는 BMPs별 발생하는 수질농도간 상관관계가 다양하게 나타나, 밭 뿐만아니라 다양한 토지이용과 토사유출이 심한 하천에서 발생하는 유출수의 수질농도간 상관관계 분석을 통한 추가 연구가 필요할 것으로 보여진다.

강우량 상관분석을 이용한 미호 농촌용수지구 기상관측소 특성 분석

한국헌 ( Kukheon Han ),김진택 ( Jintaek Kim ),윤동균 ( Dongkoun Yun ),맹승진 ( Seungjin Maeng ),이승욱 ( Seungwook Lee ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

대상지구내 수문분석과 물수지분석을 위해 기상관측소를 선정하는데 있어 76개 기상관측소를 대상으로 티센망을 이용하여 기상자료를 사용하고 있다. 그러나 강우계 자료는 지점에 대한 정확한 강우량을 나타낼 수 있지만 강우계의 설치밀도가 조밀하지 못하고, 최근 기후변화로 인한 국지성호우의 증가로 인해 해당 지구를 대표하는 강우관측소를 특정 관측소로 결정한다는 것은 논란의 대상이 되고 있다. 따라서, 본 연구는 행정구역상 충청북도 청원군과 증평군에 위치한 경지정리 구획지구인 미호지구를 대상으로 저수지를 포함한 미호지구내 위치한 강우관측소를 대상으로 상관분석을 통해 미호지구에 적합한 기상관측소를 선정함으로써 향후 저수지를 포함한 미호지구내 수문분석과 물수지 분석의 신뢰성을 향상시키는데 도움이 되고자 한다. 미호지구내에 위치한 기상관측소는 기상청에서 관리하는 청주관측소, 진천관측소 및 증평관측소가 있으며, 강우관측소별로 보유하고 있는 강우관측기록은 청주관측소가 1967년부터, 진천과 증평관측소는 1997년부터 현재까지이다. 강우관측소간 상관관계를 분석하기 위해 3개 강우관측소가 공동으로 보유하고 있는 강우기록년인 1997년 이후의 강우 자료를 대상으로 상기의 기간에 해당하는 시강우량을 수집하였다. 또한 보다 다양한 조건의 분석을 위해 수집된 시강우량을 일강우량, 월강우량, 관개기(4월부터 9월), 연강우량으로 구분하여 재정리하였다. 상관 분석은 2개의 강우관측소간 및 분석기간별로 실시하였는데, 청주관측소와 증평관측소, 증평관측소와 진천관측소, 청주관측소와 진천관측소 이들 관측소간 각각에 대해 시강우량, 일강우량, 월강우량, 관개기강우량, 연강우량을 대상으로 총 15가지 경우에 대해 상관분석을 실시하였다. 그 결과 3개 강우관측소간 5% 유의수준에서 유의한 상관관계가 인정되었으며, 시강우량, 일강우량, 월강우량, 관개기강우량에서 상대적으로 청주-증평관측소의 상관선이 다른 관측소에 비해 크게 나타났고, 연강우량에서는 청주-진천관측소의 상관성이 높게 나타났다. 또한, 미호지구내 3개 강우관측소에 대한 강우량의 양적특성을 분석한 결과, 연평균강우량은 청주 1,308mm, 증평 1,256mm, 진천 1,360mm로 청주관측소와 증평관측소는 2% 범위내에서 유사한 반면 진천관측소의 강우량은 지형 및 공간적 특성(산악 등)이 반영되어 타 강우관측소보다 약 7~9% 정도 크게 나타났다. 따라서, 미호지구내 미호저수지 유역의 수문분석 등을 실시할 경우 미호저수지 유역 인근에 위치한 진천관측소의 강우량을 사용하고, 미호저수지 하류부 몽리구역에 대한 물수지 분석 등을 실시할 경우에는 용수공급의 용이성 확보를 위해 청주관측소보다 적은 증평관측소의 강우량을 사용하여 분석할 것으로 판단된다.

다변량 통계기법을 이용한 시·공간적 수질변화의 평가: 임진강유역에 관한 연구

조용철,이수웅,류인구,유순주 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.11

In the study, the water quality of the Imjin River basin with pollutants of changing characteristics it was determined through statistical analysis, correlation analysis, principle component and factor analysis, and cluster analysis. Among all analyzed data points, the average water quality concentration at the Sincheon 3 site shows high levels of BOD 13.4 mg/L, COD 19.9 mg/L, T-N 11.145 mg/L, T-P 0.336 mg/L, TOC 14.2 mg/L, indicating that Sincheon basin requires intersive water quality management out of the entire drainage basin. The correlational analysis of comprehensive water quality data shows statistically significant correlation between COD, TOC, BOD, T-N water quality factors, as well as finding of high correlation between organic and nutrients. The principal component analysis show that 2 main components being extracted at 81.221% from the measuring station’s entire data, while seasonal data show 3 main components being extracted at 96.241%. Factor analysis of the entire data set and the seasonal data identify BOD, COD, T-N, T-P, TOC as the common factors influencing water quality. The spatial and temporal cluster analysis showed 4 groups and 3 groups, respectively, according to seasonal characteristics and land use. By analysing the water quality factors for the Imjin River basins over an 8 year period, with consideration to the spatial and temporal characteristics, this study will become the fundamental analytic data that will help understand the future changes of water quality in the Imjin River basin. 본 연구에서는 오염원의 변화 특성이 다양한 임진강유역을 대상으로 통계분석을 이용하여 상관분석, 주성분 및 요인분석, 군집분석을 통해 수질특성을 파악하였다. 신천3 지점의 평균 수질농도가 BOD 13.4 mg/L, COD 19.9 mg/L, TN 11.145 mg/L, TP 0.336 mg/L, TOC 14.2 mg/L로 높게 나와 전체 유역 중 신천 유역에 대한 집중적인 수질관리가 필요한 것으로 나타났다. 전체 수질측정 자료의 상관분석 결과 COD는 TOC, BOD, TN 수질인자와 유의한 상관관계를 보여 유기물과 영양염류인자간의 상관성이 높은 것으로 나타났다. 주성분분석 결과 전체 측정소 자료는 81.221%로 2개의 주성분, 계절별 자료는96.241%로 3개의 주성분이 추출되었다. 요인분석 결과 전체 측정소 자료와 계절별 자료의 수질영향 요인은 공통적으로BOD, COD, TN, TP, TOC 항목이 나타났다. 시․공간적 군집분석 결과 계절별 특성 및 토지이용에 따라 각각 4개, 3개 그룹으로 나타났다. 본 연구는 임진강유역을 중심으로 8년간 시․공간적 특성을 고려한 수질 요인을 분석한 것으로 향후 유역환경변화에 따른 임진강 유역의 수질 변화를 이해하기 위한 기초 분석 자료가 될 것이다.