Rainfall and Hydrological Comparative Analysis of Water Quality Variability in Euiam Reservoir, the North-Han River, Korea

─ 29 ─ https://doi.org/10.11614/KSL.2017.50.1.029

ISSN: 2288-1115 (Print), 2288-1123 (Online)

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서 론

의암호(衣岩湖)는 북한강 수계의 연계 댐 중 가운데에 위치하여 강우사상에 따라 유량이 인위적으로 조절(Jang

북한강 의암호의 수질 변동성에 대한 강우 · 수문학적 비교분석

황순진*·심연보

¹

¹

^2,

건국대학교 환경보건과학과,

¹

²

Rainfall and Hydrological Comparative Analysis of Water Quality Variability in Euiam Reservoir, the North-Han River, Korea. Hwang, Soon-Jin * (0000-0001-7083-5036), Yeon Bo Sim

(0000-0003-2317-8146), Bong-Geun Choi (0000-0002-0389-755X), Keonhee Kim (0000-0002-5725-1447), Chaehong Park (0000-0003-1080- 0733), Wanbum Seo (0000-0003-1004-1722), Myung-Hwan Park (0000-0001-8680-7793), Su-Woong Lee

(0000- 0001-6827-0769) and Jae-Ki Shin

* (0000-0002-5380-5078) (Department of Environmental Health Science, Konkuk University, Seoul 05029, Republic of Korea;

Han River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research, Yangpyeong 12585, Republic of Korea;

Office for Southern Region Management of the Nakdong River, Korea Water Resources Corporation (K-water), Busan 49300, Republic of Korea)

Abstract This study explored spatiotemporal variability of water quality in correspondence with hydro-

>

^{- 3}

Key words: water quality, variability, climate, rainfall, hydrology, chlorophyll-a, Euiam Reservoir

Manuscript received 28 October 2016, revised 1 February 2017, revision accepted 3 February 2017

* Corresponding author: Tel: +82-2-450-3748, Fax: +82-2-456-5062, E-mail: [email protected]

Tel: +82-10-3870-6121, Fax: +82-51-529-3168,

E-mail: [email protected]

and Lee, 2014; Kim et al., 2014)되고 있을 뿐만 아니라 비 교적 물 교환율이 빠르고(Min et al., 2014), 상류 댐과 공 지천 지류에 의한 수질의 복합 영향을 하류로 전달하는 육 수학적 특성을 가진 전형적인 하천형 저수지에 해당한다. 또한, 북한강(춘천댐)과 소양강(소양댐)으로부터 연중 비 교적 깨끗한 물이 유입되고 있으나, 춘천시에 인접하여 이 지역에서 발생하는 점(비점)오염물질이 하수처리장과 도 시하천을 통해 흘러드는 최종 집수지로서(Cho, 1968), 고 농도의 영양염 펄스로 인해 인위적인 수질오염을 야기할 수 있는 취약성에 상시 노출되어 있으며, 이러한 문제점은 담수 초기부터 지속적으로 제기되어 왔었다(Cho, 1968;

Choe et al., 2001; Kim et al., 2001).

그 결과로서, 유해 남조류에 의한 국지적 녹조현상과 이 취미 발생을 매년 순차적으로 겪고 있을 뿐만 아니라 크고 작은 시공간적 영향은 하류(청평호, 팔당호)까지 이어질 잠재 가능성을 충분히 갖추고 있었다(HWMC, 2015). 대표 적인 사례로서, 북한강 수계에서 조류의 비생육기인 동계 (2011년 11월~2012년 1월)에 geosmin 농도가 최대 1,000 ngL

^-1

저수지의 수질과 수생태계에 대한 구조와 기능적 변동 을 유발하는 궁극적인 인자(ultimate factor)는 유역의 토 지이용과 오염원을 기반으로 하는 강우 및 수문학적 요인 이다(Thornton et al., 1990; Kernan et al., 2010). 이 중에서 강우사상과 관련된 기후변화의 결과는 홍수와 가뭄이라 는 극단적인 형태로서 수생태계에 영향을 미치지만(Lake, 2011), 연중 보통 강우도 그 규모(예, 빈도와 강도)에 따라 수질과 생태학적 변동에 영향을 줄 수 있다. 그리고 하천 에서 건설된 댐 구조물은 그 자체로써 수문학적 시스템을 변경시킬 뿐만 아니라 댐 운영(예, 수문과 발전의 조절방 류)에 따라 저수지와 하류 하천(또는 저수지)에 직·간접 적인 영향이 가해질 수 있다(Ashby, 2009). 그러므로 하천 에 위치한 인공 댐저수지에서 수질 변동성을 파악하기 위 해 강우 요인과 함께 유입 및 방류의 수문학적 체계에 대 한 이해는 필수적이라 하겠다(Thornton et al., 1990; Shin

et al., 2016).

의암호에서 수질 관련 선행 연구는 담수 초기~1980년 대에 Cho(1968), Hong et al.(1969), Cho(1971), Lee and Kim(1975), Cho and Mizuno(1977) 및 Hong and Kim (1981) 등이 있었고, 저수지와 유입하천에 대한 물리·화

학적 수질과 조류 분포에 대한 단순 기술(記述)이 주류를 이루었다. 이후, 저수지의 환경이 점차 악화되면서 수질개 선과 관련된 기술적용 및 방류시스템 운영에 대한 연구가 있었으며(Park and Lee, 1998; Huh et al., 2004), 2000년대 이후에 수환경 현황과 유기물 분포, 식물플랑크톤 군집변 동 및 수질모델인자 조사 등의 연구가 수행되었다(Choe

et al., 2001; Kim et al., 2001; Jung, 2007; NIER, 2007). 특

(2014)은 댐 수질과 영양상태를 평가하였으며, Park(2012) 과 Park et al.(2013)은 저수지 내 수체 유동과 혼합 유형 의 모델연구를 통해 수온의 시공간적 분포 특성을 설명하 였다. 한편, Jun(1984), Jun and Lee(1986) 및 Hwang et al.

(2011)은 저수지 퇴적층에서 구리이온의 수층 유입에 대해 언급하였으며, 호내 수질개선 방안으로 주요 유입하천 중 공지천에 대한 퇴적물 관리의 필요성을 제시하였다. 그리 고 국내 최대 상수원인 팔당호에서 초유의 맛·냄새 관련 수질문제가 공론화되면서 이에 관한 사후조사 및 재발 방 지대책을 강구하고자 기초 수질, 남조류와 휴면포자 분포 특성, 이취미 발생 원인 및 강우 관련성(You et al., 2013;

Byun et al., 2014, 2015; Jeong et al., 2014; Kim et al., 2014; Park et al., 2014; Choi et al., 2015; Lee et al., 2015, 2016)에 집중되었으나, 저수지의 수문 구조와 강우를 기 초한 수질 변동성 분석은 여전히 부족하였다(Min et al., 2014).

본 연구는 의암호의 주요 지점에서 2012년부터 2015년 까지 매월 모니터링 한 수질자료를 강수량, 유입량, 방류량 및 수위의 기상·수문학적 요인과 비교함으로써 수질의 시공간적 증감 동태를 분석하였다. 이에 그 결과를 의암호 의 수질 변동성뿐만 아니라 녹조현상과 그 영향에 대한 육 수학적 이해를 돕는 데 유용한 기초자료로써 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 조사지 개황

의암호는 북한강 수계의 중류에 위치(N 37°52ʹ53ʺ, E 127°42ʹ07ʺ)해 있으며, 수력발전(용량 45,000kw, 연간 161 Gw) 목적으로 1967년에 댐(강원도 춘천시 신동면 의암 리)을 건설하여 조성된 인공호이다(Fig. 1)(http://www.

kncold.or.kr). 댐은 북한강 본류와 소양강의 합류점에서 하 류 약 10km 지점에 있는 콘크리트 중력식 잠언 둑으로서 제방 높이와 길이는 각각 23m, 273m이고, 14개의 수문

(H13×W14.5m)이 설치되어 있다(Table 1)(http://www.

kistec.or.kr). 유역과 저수지의 면적은 각각 7,709km

²

²

모양에 가깝다(Table 1, Fig. 1). 또한, 상류에서부터 저수지 의 우안과 중앙에 된도(고슴도치섬), 상중도, 중도, 하중도 및 붕어도의 하중도가 길게 줄지어져 있다(Fig. 1). 그리고 공지천 하구의 우안 인근에 위치하고 있는 춘천하수종말 처리장 방류구의 전방에 과거 저수지 내 준설공사 후 적치 되었던 폐기부산물을 그대로 방치함으로써 원상 복구되지 않아 인위적으로 형성된 골재(骨材)섬(Aggregate Island) 과 운송로가 “ ”자 모양으로 잔존되어 있으며, 이로 인해 저수지 내부의 수리학적 구조는 더욱 복잡해졌고 지형적 으로 독특한 형태를 취하고 있다(Fig. 1).

의암호의 총 저수량은 8.0×10

⁷

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⁵

³

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춘천호와 소양호의 유역면적은 각각 4,736km

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²

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⁷

³

⁷

³

kr) 의암호에 비해 각각 0.9배, 4.5배와 1.9배, 36.3배 정도 큰 규모이다(Table 1). 또한, 저수지의 기능적 측면에서 춘

Fig. 1. Map showing the sampling stations in Euiam Reservoir of

the North-Han River system. CHD: Chuncheon Reservoir dam, SOD: Soyang Reservoir dam, CWT: Chuncheon wastewater treatment plant (WWTP), GON: Gongji Stream, SAM: Samcheon-dong, EUD: Euiam Reservoir dam.

Table 1. General geographic and limnological features of Chuncheon Reservoir, Euiam Reservoir (hydropower) and Soyang Reservoir (multipurpose) located in the North-Han River.

Attribute Chuncheon Soyang Euiam

River system Elevation (EL.m)

Longitudinal distance from Paldang dam (km) Watershed area (km

)

Reservoir area (km

) Yearly average rainfall (mm) Yearly average inflow (m

s

) Yearly average outflow (m

s

) Dam hight (m)

Dam length (m) Dam type

Flood water level (EL.m, FWL) Normal high water level (EL.m, NHWL) Restricted water level (EL.m, RWL) Low water level (EL.m, LWL) Penstock level (EL.m) Total impoundment (10

m

) Available impoundment (10

m

) Flood control quantity (10

m

) Watergate type and numbers Hydropower generation (GWh yr

) Year of construction

North-Han 104.9 89.7 4,736 14.3 1,161 111.4

· 40.0 453.0 Concrete gravity

104.9 103.0 102.0 98.2 74.1 150.0 61.0

· Tainter, 12

145 1965

Soyang 198.0 80.0 2,703 70.0 1,100.0 55.5

· 123.0 530.0 Rock-fill embankment

198.0 193.5 190.3 150.0 78.5 2,900.0 1,900.0 500.0 Tainter, 5

353 1973

North-Han 73.3 70.3 7,709 15.5 1,129.1 116.1 117.7 23.0 273.0 Concrete gravity

73.8 71.5 70.5 66.3 55.2 80.0 57.5

· Roller, 14

161

1967

천호와 의암호는 수력발전 전용이고, 소양호는 홍수조절과 용수공급 등을 추가로 포함하는 다목적으로 운영되고 있 다(http://www.kncold.or.kr).

2. 강수량 및 수문자료 조사

강수량은 의암호 유역에 위치하고 있는 기상청의 춘천기 상대에서 관측한 일 자료를 사용하였다(http://www.kma.

go.kr). 유입량, 방류량 및 수위의 수문자료는 국가수자원 관리정보시스템(Korea Water Management Information System, WAMIS)에 업로드 된 일 누적 또는 평균값을 이 용하였다(http://www.wamis.go.kr). 수집한 기초자료는 요 인별로 결측 또는 이상치를 검토하였고, 최종적으로 확인 된 자료를 이용하여 분석하였다. 그리고 방류량은 수문 (watergate)을 개방하여 여수로(spillway)로 넘어가는 월류 량과 댐의 중저층 수심에서 배출하는 발전방류량으로 구 분하였다. 국내·외적으로 대다수 인공댐 저수지는 발전 방류가 기본으로 단속되고 있어서(Thornton et al., 1990;

Shin et al., 2016), 댐에는 수문-여수로뿐만 아니라 댐의 하 부에 방수로(penstock)가 설치되어 있다. 여수로의 월류는 만수위가 되면 유입량이 저수량을 초과하는 경우에 조작 되고, 방수로의 방류는 수력발전을 통해 연중 지속적으로 유지된다.

3. 현장조사 및 실험분석

현장조사는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 매월 1회 씩 수행하였고, 평소에는 고무보트 또는 소형 선박을 이용 하였으며, 수면이 결빙된 시기는 접근성과 안전 문제로 불 가피하게 생략하였다. 조사지점은 춘천하수종말처리장 방 류구로부터 전방 약 180m 정도 떨어진 지점(CWT), 공지 천 하구에서 상류 약 100m 지점(GON), 공지천 하구~댐 구간의 중간지점(SAM) 및 댐(EUD)의 각 1개씩이었고, EUD는 상층(epilimnion: E), 중층(metalimnion: M) 및 하 층(hypolimnion: H)의 3개로서 총 6개이었다. 수온, DO, pH 및 conductivity는 다항목 수질 측정기(Horiba U-50, Japan)를 이용하여 현장에서 직접 측정하였다. 수질분석 을 위한 시료 채수는 각 지점의 표층수와 수층별로 Van- Dorn sampler(IS-tech, Korea)를 이용하였다. 채수한 시료 는 아이스박스에 담아 보관한 후 차량을 이용하여 12시 간 이내에 실험실로 옮겼고, 즉시 전처리 및 분석하였다 (APHA, 1995). BOD

⁵

^Mn

⁴

³

PO

⁴

ethanol 용매로 비등 추출하여 665nm와 750nm의 흡광도 값으로 계산하였다(Nusch, 1980).

조류성장잠재력(algal growth potential, AGP) 측정은 국 외에서 표준종으로 사용(APHA, 1995)되고 있을 뿐만 아 니라 국내에서 녹조현상의 원인종의 하나로 잘 알려진 남 조류

Microcystis aeruginosa를 시험조류로 사용하였다.

M. aeruginosa는 조체를 채집하여 단세포를 manipulator

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^-1

^-1

^®

^<

0.05로 확인하였다.

결 과

1. 강수량 및 수문요인의 일 변동 특성

2012년 1월부터 2015년 12월까지 의암호 유역에서 관 측된 강수량, 유입량, 방류량 및 수위의 경시적 변동을 나 타낸 것은 Fig. 3과 같다. 연도별 총 강수량은 각각 1,439.0 mm, 1,634.5mm, 642.5mm 및 1,771.5mm로서 그 차이가 매우 컸다. 특히 2014년은 다른 해에 비해 약 2~3배 가량 적었으며, 2015년은 조사기간 중 가장 많았으나, 4월~5월 에 비정상적 패턴으로 내린 강수 시기를 제외하면 2014년 과 같이 매우 적었다. 무강수일을 제외한 일 강수량의 평균 값(범위)은 16.0mm(0.5~306.5mm)이었고, 연간 차이가

컸으며, 최대 일강수량은 평균 강수량의 19.2배에 해당하 였다(Table 2). 또한, 몬순기(6월~9월)에 내린 총 강수량의 범위는 283.0~1,225.0mm로서 연강수량의 16.0~74.9%

를 차지하였다. 이 중에서

^<

^>

2012년과 2013~2015년의 강우 특성을 비교할 때 2012년 에는 다른 계절에 비해 빈도와 강도가 모두 강하였으나, 그 외 연도에는 비교적 빈도만 우세하였다. 이것은 연속되 는 태풍에 의한 독특성으로 볼 수가 있었고, 태풍 기간이 짧은 경우(예, Khanun과 Sanba)에 강우 영향이 크지 않을 수도 있었다. 유입량이 유출량을 초과하는 시기를 기준으 로 할 때, 강수량의 연중 변동은 계절적인 편차가 심하여 6월~9월(여름철)은 풍수기에 해당하였고, 11월~2월(겨 울철)은 상대적으로 수량이 빈약한 갈수기로 구분되었다 (Table 3).

유입량은 강우의 직접적인 영향이 커서 그 직후에 급 증하는 경향이 현저하였고, 이러한 양상은

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³

^-1

³

^-1

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<

0.001). 평균 유입량을 초과한 해는 2013년으로서 2012년, 2014년 및 2015년에 비해 각각 41.7%, 64.0% 및 72.3% 정

도 더 많았다(Table 2). 강수량과 마찬가지로 연간 변동에 서 유입량의 증가는 강우 빈도, 강도 및 그 양에 의해 몬순 기(6월 하순~9월 하순)에 뚜렷이 집중되었다(p

^<

방류량의 평균값(범위)은 117.7m

³

^-1

³

^-1

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2012

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^<

^<

³

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³

^-1

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에 해당하였고, 평균 방류량보다 1.9~303.2배 컸으며, 이 시기는 연중 매우 짧으나 저수지의 수체가 가장 크게 유 동되는 때로 볼 수 있었다. 수력발전 방류량의 평균값(범 위)은 91.3m

³

^-1

³

^-1

^<

2015년은 조절 빈도가 소폭으로 촘촘하였다(Fig. 3). 발전 방류량은 총 방류량의 평균 77.5%를 차지하였고, 거의 매 일 방류되었다. 그리고 발전방류는 수문방류에 비해 양적 크기가 적었을 뿐만 아니라 변동 폭도 상대적으로 작았다.

수위 변동 범위는 EL. 69.4~71.4m이었고, 평균값은 EL.

70.8m이었다(Table 2). 수위는 유입량과 방류량에 의존적 이었으며, 강우기에 하강되고 비강우기에 상승되는 패턴을 보였다(Fig. 3). 또한, 몬순장마를 고려하여 거의 매년 6월 중순 또는 하순에 최저 수위로 낮아졌고, 이후 강우 양상 에 의해 9월~10월 동안에 다시 수위가 높아지는 양상이 반복되었다. 수위

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Fig. 2. Schematic diagram illustrated the procedure of algal growth

potential (AGP) test. Microcystis aeruginosa was collected

in Paldang Reservoir and used as the test alga.

하순까지 연장되기도 하였다. 평균 수위 이하를 기록한 일 수는 2012년 95일, 2013년 101일, 2014년 95일 및 2015년 130일이었다. 2012년과 2014년은 평균 수위를 중심으로 증감이 복잡하였으나, 2013년과 2015년은 2~3회의 단계 적 증가 형태를 보여 그 변동 양상에서 차이가 있었다(Fig.

3).

2. 기초 수질환경 요인의 시공간적 변동

2012년 5월부터 2015년 12월까지 조사된 수온 분포 중 3월 또는 4월에 SAM과 GON에서 가장 먼저 증가하였고, 최고값은 2012년~2014년 7월~8월에 GON(28.6~29.6) 과 2015년 8월에 CWT(29.2)에서 관찰되었으며, 최저값 은 2012년 12월에 GON(2.1)에서 기록되었다(Table 4).

CWT~EUD

^E

^M~H

4). 이러한 양상은 2012년 5월~7월(2.0~4.0℃ 차이)과

2014년 6월~8월(2.6~4.7℃ 차이)에 현저하였다. 2013년 7월에는 GON을 제외한 CWT, SAM 및 EUD

^E

^M

^H

^<

^<

DO는 수온이 낮을 때 높고, 높을 때 낮은 계절적 경향이 었고(p

^<

4). 이 중에서 동계에는 지속적인 바람에 의한 수표면 재폭 기 현상이 강하고, 하계에는 조류의 활발한 광합성에 의한 영향으로 볼 수 있었다. 그리고 DO가 상대적으로 낮은 값 을 빈번하게 보인 곳은 GON과 EUD

^H

<

2012년 8월에 GON을 제외한 전 지점에서 감소하였는데 그 차이가 컸으나, 2013년 7월에는 지점 간의 차이가 크지 않았다. 또한, 2014년 7월에 GON~EUD

^E

^M~H

^E

^M~H

^<

Conductivity는 SAM~EUD

H

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^-1

^-1

^>

^H

^-1

~8월에 EUD

M

^-1

^<

^<

3. 유기물, 질소 및 인의 시공간적 변동

BOD

5

2

^-1

^<

5

Fig. 3. Daily fluctuations of rainfall, inflow, outflows and water

level in the watershed of Euiam Reservoir from January 2012 to December 2015. NHWL, normal high water level;

RWL, restricted water level.

나 연속되는 강우 후에는 급감하는 양상이 현저하였다. 그 외 증가 요인으로는 수위가 하강하거나, 일정 수위로 상승 한 후 장기간 유지되거나 저수위에서 고수위로 이행할 때 이었다(r= -0.373, p

<

Mn

5

^<

^Mn

⁵

^Mn

⁵

결과는 다른 지점에 비해 GON에서 더욱 뚜렷하였다(p

^<

0.001). COD의 변동은 수위와 음의 상관성을 나타내었다 (r= -0.329, p

^<

T-N 농도 분포에서 CWT~GON 구간은 SAM과 EUD

E~H

보다 각각 1.5배, 1.7배 더 높았다(p

^<

2014년 9월에 CWT에서 8,720.0μgNL

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^-1

^-1

^{- 1}

^-1

^-1

^-1

Table 2. Descriptive statistics of rainfall and hydrological factors in the watershed of Euiam Reservoir from January 2012 to December

2015. The values indicate mean, standard deviation, and range (minimum and maximum).

Factors/Years 2012 2013 2014 2015 p

Daily rainfall (mm) 15.6±23.2

(0.5~111.0) 15.9±28.3

(0.5~202.0) 10.0±16.3

(0.5~91.0) 21.1±45.9

(0.5~306.5) .198

Total rainfall (mm) 1,439.0 1,634.5 642.5 1,771.5

Total inflow (m

s

) 121.7±82.0

(5.8~805.6) 208.7±374.7

(17.6~3,736.0) 75.1±36.7

(6.0~225.1) 57.9±42.4

(5.2~417.3) .000 Total outflow (m

s

) 121.2±65.8

(0.5~589.6) 213.3±379.1

(18.2~3,793.4) 76.3±39.4

(9.5~231.3) 59.7±43.5

(4.3~432.6) .000 Watergate-spillway discharge 90.5±67.4

(11.6~270.8) 637.3±711.0

(15.8~3,717.7) - 72.7±68.2

(0.3~135.8) .003 Hydropower electric generation discharge 116.6±57.0

(0.5~344.4) 112.8±51.2

(18.2~357.3) 76.2±39.4

(9.5~231.3) 59.1±39.0

(4.3~313.2) .000

Water level (EL. m) 70.8±0.5

(69.8~71.4) 70.8±0.4

(69.4~71.3) 70.9±0.4

(69.8~71.3) 70.9±0.4

(69.9~71.4) .485

Table 3. Descriptive statistics of rainfall and hydrological factors for pre-monsoon, monsoon, and post monsoon period measured in the watershed of Euiam Reservoir from January 2012 to December 2015. The values indicate mean, standard deviation, and range (minimum and maximum).

Factors/Years Pre-monsoon

(Jan 1~Jun 24) Monsoon

(Jun 25~Sep 24) Post-monsoon

(Sep 25~Dec 31) p

Daily rainfall (mm) 15.5±38.1

(0.5~306.5) 20.6±30.5

(0.5~202.0) 8.5±9.7

(0.5~41.0) .022

Mean total rainfall (mm) 501.0 706.5 164.4 -

Total inflow (m

s

) 95.9±47.9

(5.8~263.0) 210.8±380.6

(5.2~3,736.0) 63.0±37.2

(6.1~200.4) .000

Total outflow (m

s

) 97.9±47.7

(9.5~285.0) 210.0±381.7

(0.5~3,793.4) 65.0±40.0

(4.3~184.5) .000

Watergate-spillway discharge 71.0±31.9

(0.3~122.4) 588.2±692.5

(11.6~3,717.7) - .005

Hydropower electric generation discharge 96.3±44.1

(9.5~199.3) 108.4±68.8

(0.5~357.3) 65.0±40.0

(4.3~184.5) .000

Water level (EL. m) 71.1±0.2

(70.0~71.4) 70.2±0.2

(69.4~71.3) 71.0±0.2

(69.8~71.4) .000

(p=0.092). T-N 농도는 수위가 낮았다가 높아질 때 증가 하였고, 수문 방류량이 많거나 고수위를 유지할 때 낮은 농도를 나타냈으며(Fig. 3), 수문요인들과 유의한 상관성 은 나타내지 않았다. 또한, 정점별 공간적 차이에서 2013 년 8월에 강우와 수문 방류의 빈도가 많았을 때 가장 컸고, 2015년 1월에 그 변화가 거의 없었을 때 가장 작았다.

NH

⁴

^<

4

3

^-1

⁴

³

았고, EUD에서 낮았다(p

^<

4

³

3

^<

^<

T-P는 N 계열 영양염의 공간적 분포와 달리 GON에서 가장 높았으며(p

^<

^E~H

Fig. 4. Seasonal variations of temperature, dissolved oxygen (DO), pH, conductivity and total suspended solids (TSS) in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to Decem- ber 2015. CWT, Chuncheon wastewater treatment plant (WWTP); GON, Gongji Stream; SAM, Samcheon-dong;

EUD, Euiam Reservoir dam; E, epilimnion; M, metalimni-

on; H, hypolimnion.

Table 4. Descriptive statistics of water quality in the tributaries, inside and near dam stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. The values indicate mean, standard deviation, and range (minimum and maximum). Statistical dif ference was co mpared among four stations (CWT , GON, SAM and epilimnion of EUD). Factors/Stations CWT GON SAM EUD p Epilimnion Metalimnion Hypolimnion Temperature (℃) 17.3 ± 8.5 (3.2 ~ 29.2) 17.2 ± 8.1 (2.1 ~ 29.6) 17.5 ± 7.7 (3.8 ~ 29.0) 15.9 ± 7.8 (2.8 ~ 27.7) 13.4 ± 6.4 (3.0 ~ 25.9) 13.0 ± 6.0 (3.0 ~ 24.4) .752 DO (mg O

L

) 10.9 ± 1.8 (6.7 ~ 13.9) 10.6 ± 1.7 (7.0 ~ 14.5) 11.0 ± 1.8 (6.9 ~ 16.4) 11.5 ± 2.2 (7.7 ~ 18.3) 11.1 ± 2.0 (6.9 ~ 14.9) 11.0 ± 2.3 (6.1 ~ 15.5) .242 pH 7.4 ± 0.8

(5.9 ~ 8.7) 8.1 ± 0.6

(7.0 ~ 9.5) 8.0 ± 0.7

(6.8 ~ 9.3) 8.2 ± 0.7

(5.6 ~ 9.2) 7.6 ± 0.7 (5.3 ~ 8.9) 7.8 ± 0.7 (5.6 ~ 8.9) .000 Conductivity (μS cm

) 186.1 ± 62.9

(1 13.0 ~ 418.0) 176.7 ± 52.5

(96.0 ~ 329.0) 106.3 ± 22.6

(63.0 ~ 140.0) 95.3 ± 18.3

(40.0 ~ 133.0) 88.0 ± 13.8 (58.0 ~ 129.0) 85.7 ± 14.4 (58.0 ~ 127.0) .000 TSS (mg dw L

) 3.6 ± 1.7

(1.1 ~ 6.5) 10.4 ± 7.0

(0.4 ~ 36.8) 3.5 ± 2.1

(0.1 ~ 9.5) 3.6 ± 3.0

(0.4 ~ 17.7) 4.0 ± 4.5 (0.2 ~ 22.5) 4.7 ± 5.8 (0.6 ~ 29.2) .000 BOD

(mg O

L

) - 3.3 ± 1.5

(1.1 ~ 6.9) 1.7 ± 0.9

(0.2 ~ 3.5) 1.5 ± 0.8

(0.4 ~ 4.4) 1.3 ± 0.5 (0.5 ~ 2.8) 1.1 ± 0.5 (0.2 ~ 2.1) .000 COD

(mg O

L

) - 4.8 ± 1.7

(2.2 ~ 8.3) 3.5 ± 1.3

(1.3 ~ 7.3) 3.2 ± 0.9

(1.2 ~ 5.5) 3.0 ± 0.9 (1.2 ~ 4.9) 3.1 ± 0.9 (1.6 ~ 4.9) .000 T- N (μg N L

) 3,797.6 ± 1,723.1

(1,710.0 ~ 8,720.0) 3,078.6 ± 961.8

(1,554.0 ~ 6,506.0) 2,266.3 ± 555.8

(1,565.0 ~ 4,054.0) 1,964.3 ± 448.4

(995.0 ~ 3,254.0) 1,929.1 ± 385.9 (1,364.0 ~ 3,181.0) 2,001.5 ± 374.8 (1,232.0 ~ 3,1 15.0) .000 DTN (μg N L

) - 2,840.6 ± 877.2 (1,440.0 ~ 6,324.0) 2,082.6 ± 501.4 (1,387.0 ~ 3,873.0) 1,761.2 ± 399.1 (907.0 ~ 3,145.0) 1,753.7 ± 340.9 (1,060.0 ~ 2,632.0) 1,842.4 ± 360.9 (1,101.0 ~ 2,949.0) - Ammonium (μg N L

) 554.1 ± 530.6

(50.0 ~ 1,958.9) 21 1.6 ± 204.1

(1.0 ~ 988.0) 111 .7 ± 133.8

(2.0 ~ 667.0) 74.5 ± 44.9

(13.0 ~ 226.0) 83.3 ± 58.6 (4.0 ~ 257.0) 86.5 ± 55.3 (9.0 ~ 246.0) .000 Nitrate (μg N L

) 2,665.8 ± 1,460.5

(660.0 ~ 7,130.0) 1,995.6 ± 679.2

(622.0 ~ 4,266.0) 1,491.9 ± 494.3

(748.0 ~ 3,660.0) 1,348.8 ± 284.8

(706.0 ~ 1,879.0) 1,385.8 ± 258.8 (877.0 ~ 1,897.0) 1,378.8 ± 261.4 (768.0 ~ 1,940.0) .000 T- P (μg P L

) 19.8 ± 9.5

(8.1 ~ 47.0) 45.4 ± 29.7

(9.0 ~ 159.0) 23.6 ± 15.9

(7.0 ~ 69.0) 18.8 ± 15.8

(3.0 ~ 81.0) 18.1 ± 18.9 (3.0 ~ 101.0) 17.5 ± 15.0 (5.0 ~ 81.0) .000 DTP (μg P L

) - 23.7 ± 15.6 (6.0 ~ 71.0) 13.3 ± 8.7 (3.0 ~ 49.0) 11.5 ± 8.3 (2.0 ~ 43.0) 9.9 ± 7.1 (1.0 ~ 37.0) 10.6 ± 7.5 (4.0 ~ 43.0) - SRP (μg P L

) 6.9 ± 5.9

(1.0 ~ 22.6) 12.7 ± 12.7

(0.0 ~ 57.0) 7.9 ± 10.2

(0.0 ~ 60.0) 5.9 ± 5.1

(0.0 ~ 25.0) 5.4 ± 4.8 (0.0 ~ 25.0) 5.3 ± 5.5 (0.0 ~ 29.0) .000 Chl- a (mg m

) 11.0 ± 7.5

(1.1 ~ 26.3) 25.5 ± 23.6

(0.5 ~ 121.5) 8.8 ± 7.3

(1.1 ~ 30.0) 8.4 ± 8.0

(0.9 ~ 46.1) 7.2 ± 5.2 (1.4 ~ 26.4) 5.2 ± 3.4 (1.2 ~ 18.6) .000 AGP (mg dw L

) 1.5 ± 12.8

(0.0 ~ 6.7) 3.5 ± 4.2

(0.0 ~ 18.2) 1.9 ± 3.3

(0.0 ~ 19.2) 1.3 ± 1.6

(0.0 ~ 7.5) 1.1 ± 1.4 (0.0 ~ 7.5) 1.1 ± 1.7 (0.0 ~ 8.8) .000 CWT , Chuncheon wastewater treatment plant; GON, Gongji Stream; SAM, Samcheon-dong; EUD, Euiam Reservoir dam; DO, dissolved oxygen; TSS, total suspended solids; BOD

, biological oxygen demand; COD

, chemical oxygen demand; T-N, total nitrogen; DTN, dissolved total nitrogen; T-P , total phosphorus; DTP , dissolved total phosphorus; SRP , soluble reactive phosphorus; Chl- a, chlorophyll- a; and AGP , algal growth potential.

더 높았으나(Table 4), 시기적으로 하류의 EUD에서 다 소 높거나 폭증하는 경우도 관찰되었다(Fig. 7). GON에 서 2013년 3월~11월에 평균 농도가 87.0μgPL

^-1

^-1

^E

^-1

^-1

^E

^-1

M

^<

^<

SRP(PO

⁴

^-1

3월, 7월~8월 및 2015년 11월에 GON에서 45.5μgPL

^-1

^-1

SRP의 시공간적 변이는 T-P의 경우와 유사하게 강수량 및 방류량과 매우 밀접한 상관성을 보였다(p

^<

Fig. 5. Monthly variations of biological oxygen demand (BOD

) and chemical oxygen demand (COD

) in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

Fig. 6. Monthly variations of total nitrogen (T-N), ammonium and

nitrate concentration in four stations of Euiam Reservoir

from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbrevia-

tions.

4. Chlorophyll-a 농도 및 AGP의 시공간적 변동

Chl-a 농도는 GON에서 가장 높았고(p

^<

^>

OECD(1982)의 Chl-a 농도로서 제시하고 있는 부영양 (25mgm

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^-3

^E

^{- 3}

^{- 3}

^M

^-3

E

Fig. 7. Monthly fluctuations of total phosphorus (T-P) and soluble reactive phosphorus (SRP) concentration in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

에서 농도 증가는 그 이송 영향으로 추정된다. EUD

^E

M

a 농도의 시공간적 변이는 수위와 유의한 음의 상관성을

^<

^<

^>

AGP의 전체 측정값(n=228) 중 5mgdwL

^-1

Fig. 8. Seasonal variations of Chlorophyll-a concentration in four

stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

Fig. 9. Monthly variations of algal growth potential (AGP) in four

stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December

2015. See Fig. 4 for abbreviations.

L

^-1

^{- 1}

^{- 1}

^-1

^-1

그 결과, 부영양(

^>

^-1

^>

^{- 1}

et al., 1974) 상태를 보인 경우는 관찰되지 않았다

AGP는 대체로 Chl-a 농도가 높을 때 낮았고, 반대로 낮을

Fig. 10. Conceptual diagram illustrating spatial and temporal relationships between water quality and hydro-meteorological factors in Eu-

iam Reservoir of the North-Han River. Numbers (①~⑤) shown in the right side of the figure indicate events or phenomena which are feasible to occur from pre-monsoon to post-monsoon period. See Fig. 4 for abbreviations.

Fig. 11. Longitudinal distribution of mean and maximum concentration of chlorophyll-a and algal growth potential (AGP) in Euiam Reser-

voir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.