평면 이차원 모형을 이용한 서낙동강 수질변화예측에 관한 연구

이금찬 경성대학교 대학원 2008 국내석사

수질오염도와 수생태계 건강성의 관련성을 통한 물환경 관리 방안 연구 : 임진강 유역을 중심으로

김완 한양대학교 대학원 2025 국내박사

본 연구는 최근 지구 온난화와 전세계적인 문제로 대두되고 있는 수질오염 문제의 개선 방안을 도출하기 위해 기존 수질기준이 가지고 있는 한계와 문제 점을 살펴보고, 수질오염도와 수생태계 건강성의 연관성을 파악하는 방식의 수질평가 방안을 제안하였다. 본 연구에서 수질관리 기준을 설정함에 있어서 기존의 수질관리 평가기준이 보였던 한계를 극복하고, 보다 안전하고 친환경적인 물환경 조성과 수생태계 의 보전을 중요하게 고려하였다. 이를 위해 미국, 일본, 영국, 독일 등의 주요 국가에서 시행하고 있는 수질환경기준을 살펴 보았으며, 인간의 건강을 보호 하고 생활환경에 대한 물의 영향을 살피는 것과 인간 외의 생물을 포함하는 생태계를 보호하는 데 있어 물의 영향을 살피는 두 가지의 관점이 있음을 확 인하였다. 생물학적 관점의 수질환경기준을 강조하면서 수시로 변화하는 환경 에 자연스럽게 기준을 변경하고 있는 주요 국가의 수질환경기준에서의 시사 점을 토대로 규제 중심으로 이행하고 있는 현행 국내 수질환경기준을 개정하 고 추가 할 때 경제적 측면과 환경적 측면을 더 고려해야 할 필요성을 도출 하였다. 또한 현재 실시되는 총량제의 수질 평가 결과를 모든 수계에 확대 적 용하는 것은 현실적으로 적합하지 않다는 한계를 극복하고, 친환경성을 강조 한 새로운 수질환경기준을 설정하고자 하였다. 구체적으로 본 연구는 인체 건강과 수생생물 등을 종합적으로 고려한 통합 적인 물환경 관리 방안의 설정을 위한 평가지표로 기존 수질오염도에 대한 변 환과 계산식을 도출하였다. 평가 지표에는 수질오염도와 수생태계 건강성 평 가 결과를 포함하였다. 본 연구는 연구 대상 지역인 임진강 유역에 대한 2020년부터 2022년까지의 3년 동안의 수질오염도 자료를 활용하여 수생태계 건강성 지수를 산출하는 계 산식을 도출하였다. 도출된 계산식을 임진강 유역 7개 지점에 적용하여 정규 분포성을 확인하였으며, 자료의 변환을 위한 계산식이 정규분포에 대한 적합 성을 충족하여 데이터의 신뢰성을 향상할 수 있다는 가능성을 제시하였다. 본 연구에서 산출한 임진강 유역의 수질오염도와 수생태계 건강성 평가 결 과는, 기존의 수질오염도 및 수생태계 건강성 평가 결과와 다소 차이를 보이 고 있다. 먼저 수질오염도의 경우, 기존 임진강 유역의 측정 지점의 측정 결과 와 다르게 본 연구에서는 수질오염물질 각 항목 간 평균과 표준편차 등에 있 어서 항목 간 변화 폭이 감소하였다. 이는 정규분포 산출 방식을 적용하였을 때, 수질기준에 따른 평가 결과의 신뢰성을 높일 수 있음을 시사한다고 할 수 있다. 수생태계 건강성 평가 결과에서도 임진강 수계의 건강성 평가 결과와 달리, 본 연구에서는 임진강 유역에서 하류 지점으로 갈수록 하천생활환경기준이 낮 아지면서 수생태계 건강성 지수 역시 낮아지고 있다는 차이를 보이고 있음이 확인되었다. 향후 본 연구의 결과를 다른 유역으로 확대 적용하여 검토한다면, 수질오염도와 수생태계 건강성이 상호작용하는 기제를 파악하여 좀 더 체계적 인 물환경 관리를 위한 지표를 산출할 수 있을 것으로 기대한다. 주요어 : 수질환경기준, 수질평가, 수질기준, 수생태계 건강성, 수질오염도 This study proposed a water quality evaluation plan by examining the limitations and problems of existing water quality standards and identifying the relationship between water pollution and aquatic ecosystem health in order to derive measures to improve water pollution problems that have recently emerged as global warming and global problems. In establishing water quality management standards in this study, it was important to overcome the limitations of the existing water quality management evaluation standards, to create a safer and more eco-friendly water environment, and to preserve the aquatic ecosystem. To this end, water quality environmental standards implemented in major countries such as the United States, Japan, the United Kingdom, and Germany were examined, and it was confirmed that there are two perspectives: to protect human health, to examine the effect of water on living environments, and to examine the effect of water in protecting ecosystems including non-human organisms. Based on the implications of the water quality environment standards of major countries that naturally change standards in response to frequent changes while emphasizing water quality environmental standards from a biological point of view, the need to further consider economic and environmental aspects was derived when revising and adding the current domestic water quality environment standards, which are being implemented mainly by regulations. In addition, it was intended to overcome the limitation that it is not practically appropriate to expand the water quality evaluation results of the current total system to all water systems, and to establish new water quality environmental standards emphasizing eco-friendliness. Specifically, this study derives the conversion and calculation formula for the existing water pollution level as an evaluation index for establishing an integrated water environment management plan that comprehensively considers human health and aquatic life. The evaluation index included the results of the water pollution level and the health evaluation of the aquatic ecosystem. This study derives a calculation formula to calculate the aquatic ecosystem health index by using the water pollution level data for three years from 2020 to 2022 for the Imjin River basin, which is the area to be studied. The derived calculation formula was applied to 7 points in the Imjin River basin to confirm the normal distribution, and the possibility was suggested that the calculation formula for data conversion can improve the reliability of the data by satisfying the suitability for the normal distribution. The results of the water pollution level and aquatic ecosystem health evaluation in the Imjin River basin calculated in this study show some differences from the existing water pollution level and aquatic ecosystem health evaluation results. First of all, in the case of water pollution, unlike the measurement results of the existing measurement points in the Imjin River basin, in this study, the range of change between items in terms of the mean and standard deviation between each item of water pollutants decreased. This can be said to suggest that the reliability of evaluation results according to water quality standards can be increased when the normal distribution calculation method is applied. Unlike the health evaluation results of the Imjin River system in the results of the aquatic ecosystem health evaluation, this study confirmed that the aquatic ecosystem health index is also decreasing as the river living environment standard decreases from the Imjin River basin to the downstream point. In the future, if the results of this study are expanded and reviewed to other watersheds, it is expected that the mechanism by which water pollution and aquatic ecosystem health interact can be identified and indicators for more systematic water environment management can be calculated. Key words: Water quality environmental standards, water quality assessment, water quality standards, aquatic ecosystem health, water pollution level

고빈도 모니터링을 이용한 호수 및 하천들의 단기 수질변동 연구

최정훈 강원대학교 대학원 2020 국내석사

Recently, The study based on high frequency water quality monitoring using sensor has been increased due to limitation of conventional monitoring. In overseas, high frequency monitoring research is already active, including reporting on high frequency monitoring results in various water bodies, verifying model simulation results, and calculating, analyzing and simulating total primary production and respiration using them. However, there is a lack of high frequency monitoring and research applying these results of water bodies in Korea. In this study, the water quality of large lakes (Soyang Lake), urban rivers (Anyangcheon, Gwangjucheon, Jungnangcheon), combined watershed streams(Hongreung) and downstream weir(Haman weir) were monitored using high frequency sensors. Dissolved oxygen sudden drop by rainfall and the dissolved oxygen supersaturation during summer occurred in large lake(Lake Soyang). The supersaturation of dissolved oxygen has been reported in the literature, but daily fluctuations of conductivity and its decrease by rainfall event has not been reported previously. The cause of the daily fluctuation of conductivity is difficult to identify, but it is assumed that the phenomenon is caused by fluctuating water temperature. In urban rivers, runoff has occurred due to first-flush effects during rainfall, as reported in many literatures. As a result, dissolved oxygen was depleted and water temperature, conductivity, and pH decreased. In Anyang stream and Gwangju stream, the daily fluctuation of electric conductivity appeared, but in the same urban stream, Jungnang stream could not find the daily fluctuation. The annual fluctuations of chlorophyll-a showed a sudden change in concentration in a short time. This phenomenon is seen in the three years of data for 2016, 2018 and 2019 and occurred in spring or summer. In order to analyze the sudden change of Chl-a, four scenarios were progressed and analyzed by adding / adjusting withdrawal, wind speed, cloud cover, and zooplankton using two-dimensional water quality model (CE-QUAL-W2). As a result, increased withdrawal and cloud cover could not explain the Chl-a drop phenomenon. Two factors, wind speed and zooplankton, were found to have some effect. The effect of turning on zooplankton function was found to be influential, but the effect was negligible when adjusted to the biomass reported in the literature. The Chl-a short-term simulations showed that the daily fluctuations were simulated due to the mixing depth fluctuations that differed from the intra-surface surface temperature fluctuations. In urban streams, daytime DO was oversaturated by more than 110%. In Hongneung stream, a complex watershed, DO depletion due to rainfall did not occur, and DO oversaturation occurred day by day, exceeding 150%. In Haman weir, the downstream in Nakdong river, stratification was formed, DO difference between surface and hypolimnion occurred. In daytime, DO measured above the 20 mgO2·L-1. on the other hand, DO in the night time was decreased to 6 mgO2·L-1. As a result of comparing the tide level of Incheon Bay, the water level of Han river( Haengju Bridge) and the water quality of Anyang stream, it was found that if the tides occurred and the water level of Han river increased, it also affected the water quality of Anyang stream. DO and conductivity decreased, and it seems that Han River water flowed back into Anyang stream for some time. Sometime, in the case of a large amount of backflow in the Han River, DO increased. Since fluctuations in the Han River level affected the flow of the river, turbidity also fluctuated accordingly. This decrease in dissolved oxygen occurred at a time when the water level rose regardless of the season, and then recovered as soon as the flow was restored. 최근 기후변화나 그에 따른 집중호우 등 단기적인 기상급변현상들이 나타나며 기존 수질 모니터링의 한계점이 드러나고 있다. 이와 함께 센서 기술이 발달하며 센서를 활용한 하루 이하 빈도로 측정하는 고빈도 수질 연구의 필요성이 증대하고 있다. 국외에서는 이미 여러 수체에서의 고빈도 모니터링 결과에 대한 보고, 모델 모의 결과에 대한 검증, 이를 이용한 총 일차생산 및 호흡 등을 계산, 분석하고 모의하는 등 고빈도 모니터링 연구가 활발하다. 그러나 국내에서는 수체의 고빈도 모니터링 자체가 부족하며, 이러한 결과를 응용하는 연구 또한 많이 부족한 실정이다. 고빈도 모니터링을 진행하면 이전의 모니터링에서 확인할 수 없는 수질의 단기 변동을 확인할 수 있으며, 탁도 등을 통하여 부유물질이나 총인 등의 간접 모니터링 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 센서를 활용하여 대형호(소양호), 도시하천(안양천, 광주천, 중랑천), 복합하천 및 하류보 지점 등의 수질을 고빈도로 모니터링 하였다. 대형호인 소양호에서 강우에 의한 용존산소 급감현상과 여름철 용존산소 과포화 현상이 나타났다. 용존산소의 과포화 현상은 선행문헌에서도 보고된 바 있으나 전기전도도의 일주기변동 현상과 강우시 감소현상과 같은 기존에 보고되지 않은 현상이 나타났다. 일주기변동 현상의 정확한 원인은 파악하기 어려우나 수온 변동에 따른 현상으로 추측된다. 엽록소-a의 연간 변동을 살펴본 결과, 단기간에 농도의 급등락이 나타나는 급변 현상이 나타났다. 이 현상은 2016년과 2018, 2019년 3년의 데이터에서 모두 나타났다. 계절적으로는 여름철에 반복하여 나타났다. Chl-a의 급변 현상을 해석하기 위해 2차원 수질 모델(CE-QUAL-W2)를 이용하여 방류량, 풍속, 운량, 동물플랑크톤 등을 추가/조정하여 4개의 시나리오를 진행, 분석하였다. 그 결과 방류량과 운량의 증가는 Chl-a drop 현상을 설명할 수 없었으며 풍속과 동물플랑크톤 2가지 요소는 일부 영향이 있는 것으로 나타났다. 동물플랑크톤 기능을 on 한 결과로는 영향이 있는 것으로 나타났으나 문헌에 보고된 생체량으로 조정하여 모의하면 그 영향이 미비한 것으로 나타났다. Chl-a 단기 모의결과, 일주기 변동이 모의되었는데, 이는 일중 표층 수온 변동에 다른 mixing depth 변동에 의한 것으로 판단된다. 도시하천에서는 많은 문헌에서 보고된 바와 같이 강우시 초기유출효과(first-flush effect)에 따른 유출이 발생하였다. 그에 따라 용존산소가 고갈되었으며 수온, 전기전도도, pH등이 감소하였다. 안양천, 광주천에서는 전기전도도의 일주기변동 현상이 나타났으나 같은 도시하천인 중랑천에서는 일주기 현상을 발견할 수 없었다. 도시하천에서는 낮시간 DO가 110% 이상 과포화 되는 경우가 많았다. 복합유역하천인 홍릉천에서는 강우에 의한 DO고갈은 발생하지 않았으나 150% 이상의 DO과포화 현상은 매일 발생하였다. 하류보인 창녕함안보에서는 수온에 따라 성층이 형성되어 표층과 심층의 DO차이가 발생하였으며, 표층에서는 낮시간 DO가 최대 측정값인 20 mgO2·L-1 이상으로 치솟았다. 밤시간 DO는 mgO2·L-1 까지 감소하였다. 일주일 내내 포화도가 110% 이상을 나타내었다. 인천만의 조위, 행주대교의 수위와 안양천의 수질을 서로 비교해본 결과, 조석이 발생하여 행주대교의 수위가 상승하면 안양천의 수질에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. DO와 전기전도도는 감소하는 것으로 나타났는데, 일부기간 한강물이 안양천으로 일부 역류하여 들어오는 것으로 판단된다. 역류량이 많을 경우 DO가 오히려 증가하는 경우도 나타났다. 하천의 흐름에 영향을 미치기 때문에 탁도 또한 그에 따른 변동이 있었다. 이러한 용존산소의 감소 현상은 계절에 관계없이 수위가 상승하면 일시에 발생하였다가 흐름이 회복되자마자 바로 회복되었다. 이처럼 고빈도 모니터링을 통해 기존에 알려지지 않은 여러 현상을 확인할 수 있었다. 대형호에서의 DO변동, Chl-a 급변현상, 전기전도도의 변동 등이 있었으며, 하천에서는 강우시 단기 수질변동, 조석에 따른 단기 수질변동을 확인할 수 있었다.

수질관리 지원을 위한 GIS기반의 한국형 Reach File 개발 연구

이혁 인하대학교 대학원 2011 국내박사

최근 들어 지리정보 관련 기술의 발달로 인해 GIS를 활용한 수질관리프로그램 개발에 대한 노력이 활발히 이루어지고 있다. 또한, 효율적인 GIS(Geographical Information System) 자료구축을 위하여 개발방법론을 적용한 지리정보시스템 구축 방법에 대한 연구가 시도되고 있다. 그러나 아직까지 수질관리 지원을 위한 표준화된 지리정보시스템 개발방법론의 부재로 인해 구축된 공간자료에 대한 정확도 및 신뢰성에 문제가 제기되고 있는 실정이다. 수질관리를 위한 지리정보체계는 하천의 흐름 특성, 연결 관계, 위상 관계 등을 재현할 수 있어야 하고, 다각적인 분석을 위해 유역 내에서 생산되고 있는 물환경정보와 연계할 수 있는 자료구조를 가져야 한다. 따라서 본 연구에서는 하천의 흐름분석 및 공간분석 기능을 통해 수질관리를 지원할 수 있도록 표준화된 공간데이터 개발방법론을 정립하여 한강수계를 대상으로 하천의 수리학적 특성 및 연결 관계, 공간분석을 위한 속성정보를 포함하는 하천망 네트워크 기반의 한국형 Reach File을 개발하였다. 또한, Reach File과 물환경정보 연계를 위해 DEM을 이용한 유역분할 방안을 제시하였고, 수질모델링 연계 적용을 통해 수질관리에 있어 한국형 Reach File의 활용방안을 제시하였다. 본 연구는 한국형 Reach File 개발을 위해 최대내접원을 이용한 하천중심선 추출, 위상 정보 및 속성 정보의 구축, Reach File과 유역 환경정보 연계를 위한 집수구역 분할방안 검토, 수질모델링 연계를 통한 활용방안 제시의 순서로 진행되었다. 최대내접원을 이용하여 한강수계를 대상으로 하천중심선을 추출하고, 그 결과를 6개 하천을 대상으로 이등분선을 이용한 중심선 추출 결과와 비교하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 알고리즘을 적용하여 추출한 중심선은 대상하천의 하천일람에 명시된 하천거리와 평균 0.83%의 상대오차를 보였으며, 이등분선 알고리즘을 적용하여 중심선을 추출한 결과는 평균 1.62%의 상대오차를 보였다. 또한, 한국형 Reach File의 위상속성 및 주제속성의 정확도를 검증하고 실제 수질관리 지원을 위한 활용방안을 제시하기 위해 경안천 유역을 대상으로 공간탐색(spatial navigation)과 공간추적(spatial tracing) 기법을 적용한 결과, Reach와 Node의 속성정보를 이용하면 하천의 길이, 분기 여부, 본류 방향, 시작 Reach 구분 등을 확인할 수 있고, 이를 통해 하천의 형상을 모식화하고 관심 지역의 영향권역을 산정할 수 있었다. 공간역추적 기법 적용에서는 한국형 Reach File의 속성정보 및 위상정보를 이용해 오염사고 발생 시 최초 발생지점에 대한 공간추적이 가능하다는 점을 확인하였다. 물환경정보와 연계할 한국형 Reach File 단위의 집수구역 분할을 위해 환경부 30m DEM(Digital Elevation Map)을 이용하여 WMS(Watershed Modeling System)와 AVSWAT(ArcView Soil and Water Assessment Tool)을 이용해 유역을 분할하고 결과를 비교하였다. 비교 결과, Agree burn DEM을 이용하여 AVSWAT에서 집수구역을 분할하는 방법이 기존의 표준유역 경계와 거의 일치하였으며, 분할된 유역의 면적은 측량 면적과 비교할 때 상대오차가 1.36%로 WMS를 이용한 방법보다 정확하게 나타났다. 끝으로 한국형 Reach File을 이용해 1차원 수질모델 수행을 위한 전처리를 자동화한 결과, 기존 수작업에 의한 모델링 과정에 소요되던 준비시간을 크게 단축시킬 수 있었다. 또한, 동일 하천구간에 대해 표준화된 공간자료인 한국형 Reach File을 이용하여 모델링을 수행함으로써 모델 수행을 위한 모식도 작성결과가 항상 같아 모델 결과의 신뢰도 및 정확도를 높일 수 있었다. 앞서 설명한 것처럼 한국형 Reach File은 하천의 표준 지리학적 데이터베이스로 Reach별 고유 식별코드와 공간분석에 필요한 속성정보 및 위상정보를 포함하고 있어, 향후 물환경정보와 연계하여 활용할 경우 시․공간 자료연계를 통한 수리학적 검색체계를 제공하고 하천 네트워크에 대한 공통된 공간정보를 제공함으로써 과학적 기반의 수질관리 체계를 마련하는데 기여하는 바가 클 것으로 판단된다.

맞춤형 유역관리를 위한 수질오염총량관리제도 발전방안

전차현 高麗大學校 生命環境科學大學院 2014 국내석사

그동안 수질오염총량관리 제도가 지역 및 수계 특성을 반영하지 못하고 수질오염에 대한 과학적인 원인 분석이 미흡하다는 등의 문제점들이 제기되고 있다. 또한 최근 4대강 사업 및 도시화에 따른 불투수층 증가 등으로 수문학적 하천 환경이 변화됨에 따라 제도의 효율적인 추진을 위해서는 근본적인 개선이 필요한 실정이다. 따라서, 이 연구는 수질오염총량관리 제도의 시행과정에서 제기된 문제점을 분석하고 발전방안을 마련함으로써 우리나라의 유역특성에 적합한 맞춤형 유역관리체계를 구축하는데 그 목적이 있다. 우리나라 수질오염총량관리 제도의 한계를 벗어나기 위해서는, 유역별 토지이용 특성을 반영한 신모델의 유역모형 구축, 오염원 원시자료의 해상도 제고, 안전부하량에 임야나 지하수에 의한 배경부하량 반영, 안전율의 탄력적 적용 등 과학에 기반한 효율적인 제도 운영이 필요하다. 또한, 현행 본류 관리 체제에서 지류별로 다양한 오염물질을 관리하는 지류 총량제로의 전환 추진과 목표수질 설정 시 현재의 수질 고려 및 기초자치단체의 폭넓은 의견 수렴, 유역환경의 변화를 감안한 기준유량 적용기준 설정 등 유역 및 지역의 특성을 반영한 총량제 시행방안이 강구되어야 한다. 아울러, 수질개선을 위한 삭감방안으로는 이행 평가시 수질오염 원인을 철저히 조사하여야 하며, 도시 및 농촌지역 비점오염원의 삭감 실효성 확보, 하수관거 월류수 처리기술 개발 등 삭감수단을 다각화할 필요가 있다. 마지막으로, 물관련 계획들의 통합 및 연계성 강화 방안 마련과 총량전문기관을 육성하여 총량관련 자료의 신뢰성을 높이고 할당부하량 관리를 위해 할당대상 시설을 확대하는 등 수질오염총량관련 제도의 신속한 정비가 필요할 것으로 판단된다.

수질개선을 위한 광주천 하천유지유량의 수질농도결정

이공범 東新大學校 大學院 2003 국내석사

도시의 하천은 공원녹지의 한 요소로서 도시 경관의 향상, 도시의 자연 그리고 시민을 위한 위락공간으로서 중요한 역할을 하고 있으며, 복잡화 된 도시 문제해결의 요청을 현실화하는 새로운 공간으로 관심을 모으고 있다. 이에 본 연구에서의 대상하천으로 광주광역시를 관류하고 있는 광주천을 선정하였고, 대상구간으로는 증심사천 합류후~유덕수위관측소 상류 1km지점의 7km 구간에 7구간(Reach) 35개 소구획(Element)으로 구분하였다. 광주천의 건천화 방지 사업으로 광주시 하수처리장의 처리수의 방류수역 부근의 복류수를 취수하여 원지교 하류에 유입하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 광주천 상류부로 유입되는 하천유지유량의 수질을 향상시킴으로써 광주천의 수질을 개선하기 위하여 하천유지유량의 수질농도를 결정하고자 한다. 현재 광주천의 수질은(BOD 기준) 3~4등급을 유지하고 있으나 수질개선을 위하여 광주천의 목표수질을 1등급과 2등급으로 가정하여 하천유지유량의 수질농도를 결정하고자 한다. 이를 위하여 수질예측모형은 하천에서 널리 이용되고 있는 QUAL2E 모형을 적용하였으며, QUAL2E 모형에 사용되는 수리학적 입력계수를 산정하기 위해 HEC-RAS 모형을 이용하였다. 수질예측결과 광주천은 자정능력이 매우 미흡한 하천으로 1등급으로 수질개선은 만족하지 못할 것으로 분석되었으나. 2등급으로의 개선은 가능할 것으로 0.5, 0.8, 1.0 cms 의 유입량에 따라 QUAL2E 모형을 실행한 결과에 따라 분석하여 BOD 농도 기준으로 각각 0.5cms 의 유입량에는 2.15㎎/ℓ, 0.8cms 2.70㎎/ℓ, 1.0cms 의 유입량에는 2.88㎎/ℓ로 결정되었다 This study selected Gwangjucheon that flows through Gwangju Metropolitan City as an objective river and divided 7 Km section between the joining spot of Jeungsimsacheon and 1Km spot of upstream of Yoodeok Water Level Observation Post into 7 Reaches and 35 Elements as an objective section. For business to prevent drying Gwangjucheon people use water in the lower Wonjigyo after intake of underground flow around water area for discharging of treated water in Gwangju Sewage Disposal Plant. The object of this study is todecide water concentration of water maintenance flow volume to upgrade water quality of Gwangjucheon improving one of maintenance water volume flowing in the upper Gwangjucheon. Present water quality of Gwangjucheon (Based on BOD) miaintains 3rd~4th level but this study intends to decide water concentration of water maintenance flow volume assuming that objective water quality is 1st and 2nd level to improve water quality. For this, QUAL2E applies to estimation form of water quality that is using widely in rivers. And, HEC-RAS form is used to estimate mathematical input value that is using in QUAL2E. In the result of estimation of water quality, it is difficult to upgrade to 1st level because Gwangjucheon is lack of self -purification ability. However, it is possible to improve water quality to 2nd level. According to analyzing of the result of QUAL2E form by 0.5,0.8,1.0 of flowing volume, it is decided 0.5cms to '2.15mg/L 0.8cms to 2.70mg/L, l.0cms to 2.88mg/L based on BOD.

水質汚染犯罪의 形事法的 規制 硏究

朴勍民 慶熙大學敎 國際法舞大學院 2002 국내석사

Water pollution refers to a phenomenon that natural or artificial factors make clean water change, which hinders the use of water or makes environment change, thus can influence ecosystem directly or indirectly. In other words, it can be called a phenomenon that contaminated materials including residential, industrial, and agricultural sewage flow into public natural water areas including rivers, lakes, and ocean, which leads to change of water and impedes the use of water resource or disrupt ecosystem of creatures in the water. Regarding to a regulation of water pollution, a theory emerges that an environmental criminal law, as criminal regulation, is original from other laws on the basis of internalization of environmental protection rules and etc. However, our legal system does not regulate environmental crimes by the Criminal Code but the environmental criminal law (the Special Measures Law on the Regulation of Environmental Crimes), which is a special law, regulates the most important environmental crimes, water quality protection law and other laws regulate water pollution crimes separately, and the penal provisions of the laws punish the crimes. Water pollution crimes bring different questions in their establishment from ordinary crimes in the Criminal Code due to the following characteristics; difficulty proving casual relationship, commonness of damage and damage to an unspecified number of the general public, inevitability of the damage, difficulty identifying subject, scientific and technical characteristics of the objects to be regulated, independence of establishment of crimes, and etc. Firstly, a total environment protection itself is not a goal but environment itself has a close relationship with human life in all respects. Therefore, human life and health should be protected indirectly at the least, although the benefit and protection of the environmental law is an independent one. (double protection of legal benefits) Secondly, regarding to legal characteristics, the Special Measures Law on the Regulation of Environmental Crimes indicates that the occurrence of danger to lives and bodies in public is one of the structural elements which are required for the establishment of a crime. In this sense, we can say that the Special Measures Law on the Regulation of Environmental Crimes rules a concrete danger criminal but it is needed that criminal law be applied earlier to regulate acts in the preparation stage and acts themselves and punishment be applied more widely (Change to an abstract danger crime). Thirdly, there emerge casual relationship presumption theory, dynamic casual relationship theory, dangerous criminal presumption theory, and so on, besides the causal relationship accepted traditionally in the criminal law. Fourthly, criminal law punishes an intentional offender in principle and punishes a negligent offender in the exceptional cases. However, negligent offenses are more general types of crimes regarding to environmental crimes. Lastly, the subjects of criminal liability have the characteristics of variety, different status, and etc. in environmental crimes, thus responsibilities of a business worker, an enterprise(a juridical person), and a public servant concern. Likewise, an effort in one professional area is not sufficient to solve the problem smoothly because there are complex natural scientific professional knowledge and complicated interests of all social standings in the matter of water quality protection. Therefore, we should keep these limits in our mind and should make an effort that is possible in the field of criminal law for the protection of water quality.

담수조류를 이용한 수질환경 평가기법 개발

윤덕한 한국교원대학교 교육대학원 2008 국내석사

수질환경을 종합적으로 평가하는데 BOD나 COD측정 같은 이화학적 수질 분석 방법은 단기적, 일시적 수질 상태만을 반영하는 단점을 갖고 있다. 반면 하천에 서식하는 수중 생물은 수중에 유입되는 오염물질에 대한 내성에 차이가 있고 일생의 대부분을 하천에 서식하므로 하천 주변의 수질 환경을 평가 하는데 유용하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 하천에 서식하는 생물을 이용하여 수질환경을 평가하는 방법을 개발하기 위하여 담수조류를 이용하였다. 담수조류 중에서 규조류와 남조류를 수질등급 판정을 위한 지표생물로 선정하였다. 규조류와 남조류가 하천에서 출현하는 비율를 근거로 기존의 저서성 대형무척추동물(benthic macroinvertebrate)을 이용해 생물군 오염지수(Group pollution index)를 개발될 때 사용된 방법을 적용하여 청정도 지수를 개발하였다. 이를 위하여 개별 담수조류의 수질등급별 상대출현도를 산출하였으며, 이를 바탕으로 하천에서 발견되는 개별 담수조류의 청정도를 산출하였다. 개별 담수조류의 청정도를 이용하여 중부지방 주요 하천의 청정도 지수를 산출한 다음 이를 이용하여 각 하천의 수질 오염 정도를 판정하였다. 본 연구에서 개발된 청정도 지수와 한강유역환경청에서 제시한 이화학적 수질 자료와의 상관관계 분석을 실시한 결과 BOD(상관계수=0.9346), COD(상관계수=0.8944), SS(상관계수=0.8338), TN(상관계수=0.7265), TP(상관계수=0.8166) 순으로 높은 부적 상관관계를 보였다. 특히 현재 수질등급 판정의 일반적인 기준인 BOD와는 결정계수가 0.8735의 높은 상관관계를 보여 담수조류 지표생물군에 의한 청정도 지수가 수질환경을 평가하는데 유용한 방법임이 입증되었다. 다른 수질항목의 경우에도 COD(R2=0.8000), SS(R2=0.6953), TP(R2=0.6668), TN(R2=0.5279)의 순으로 결정계수가 나타났다. 본 연구에서 개발된 수질환경 평가 기법은 고등학교 교육과정 중 생물, 환경, 화학 과목에서 생태계, 수질오염, 환경개선에 관한 수업이 이루어질 때 수질환경을 평가하기 위한 유용한 수업자료로서 이용될 수 있다.

다변량 통계기법을 이용한 강릉남대천 수질특성 분석

유수민 강원대학교 대학원 2025 국내석사

公山댐 水系 水質環境 管理에 관한 硏究

구영수 啓明大學校 2007 국내박사

This work was carried out to find out the pollution cause of water quality and to establish the appropriate strategies through the periodic sampling and operation data analysis before the inflow of Gongsan dam as well as inside area, and the following conclusions could be drawn. The restaurants and villages are scattered along the upper stream of the Gongsan dam and they are generating pollutants which can be properly controlled by the establishment of point source strategies, which the diffuse pollution from the stormwater of small farmlands, orchards, golf courses and forests is affecting the water quality of the Gongsan dam used as drinking water source. Before being non-point sources inflowed into the dam as the preparatory strategy, it is recommended to establish the structural best management practices such as the installation of pre-dam, pond or mechanical devices as well as education and public relations for the neighboring people. From the point of view of water quality criteria, the Gongsan dam was judeged as the 3rd grade and indicated the inappropriate to the drinking water sources in the emergency case. The BOD/COD ratio for the stream water and the inside dam were 3 to 5 and 3 to 7, respectively, which showed that the refractory organic matters from the fallen leaves and sediments were gradually generated prior to the inflow of lake and inside dam area. In order to investigate the detailed clause clearly, the long-term investigation of sediments and the characteristics of run-off from stormwater could be suggested. In spite of being judged as appropriate for the criteria of drinking water, the water quality of Gongsan dam can be judged as inappropriate in the case of TN and COD/BOD ratio in considering the criteria of lake. Particularly, the refractory organic matters should be controlled prior to being intaked as drinking water sources, the employment of the advanced water treatment process such as ozone and activated carbon as well as the examination of the already established water treatment plant are strongly recommended. 본 논문은 공산댐의 적절한 수질관리를 위하여 수질기본 항목에 대해 분기별로 수질분석을 실시하여, 유입수에 분포하고 있는 주오염원을 규명하고 공산댐 수질오염원의 특성을 파악, 분석하여 오염도 평가 및 그 대책을 세우고자 함에 목적을 두었으며 연구결과는 다음과 같다. 공산댐 상류유역에는 소규모 경작지, 과수원, 골프장 및 집단 취락시설 등의 오염원이 산재되어 있어 공산댐은 쉽게 오염될 수 있는 가능성에 노출되어 있다. 집단 취락시설 및 음식점 등에서 배출하는 점 오염원은 규제가 가능하나, 소규모 경작지, 과수원, 골프장 및 등산객 등에서 배출되는 비점오염원은 규제하기 어려운 실정이므로, 비점오염원의 장기간 유출 특성 조사 및 이에 따른 구체적인 관리대책의 마련이 요구된다. 오염물질이 집적되는 호소 전이대 또는 호소 유입부 지역에 수질개선 저류조(pre-dam) 등을 설치하여 수위 안정과 오염물질의 제거, 상류부 생태계의 안정화 및 호소 본류의 수질개선 방안을 수립할 필요가 있을 것으로 판단된다. 공산댐의 수질은 COD로 3급수의 수질을 보였으며 호소수질환경 항목별 수질 기준을 종합적으로 고려할 시에는 비상시 상수원수로서 다소 부적합하였다. 호소 수질의 오염특성은 표층수가 이동성 이므로 표층수의 수질분석 수치만으로 설명하기 어렵고, 호소의 오염 내력을 평가하기 위하여 장기간에 걸친 퇴적물의 분석이 필요할 것으로 사료된다. 하천수의 경우, COD/BOD비는 약 3~5이었고 댐수의 경우는 약 3~7로서 유기물 중 난분해성 유기물질이 차지하는 비율이 매우 높았다. 유입수보다 댐 수의 측정 절대치가 낮음에도 불구하고 COD/BOD비가 높게 나온 것은 유입수의 오염원 중 난분해성 유기물이 다량 존재하는 것으로 판단됨에 따라 지속적인 오염원 유입관리 및 발생 오염원의 심층적인 연구가 필요하다. 공산댐의 수질은 상수원수 측정항목으로는 적합한 판정을 받았으나, 호소수 수질기준에 의거하여 TN 및 COD/BOD비 같은 항목들이 부적합한 것으로 판명되었다. 특히 난분해성 유기물질의 축적이 의심됨에 따라 기존 정수시설의 진단과 최적화방안 모색 및 이들 물질의 처리에 대응할 수 있는 새로운 고도정수처리 시스템 구축 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.