1)1. 서 론
수문, 기상, 수질 등의 자연현상을 파악하고 관리하기 위 해서는 대상 시계열의 경향성을 정확하게 분석하고 검증하 는 과정이 필요하다. 수질 시계열에서 경향성의 유무는 통 계적 검증 절차를 통해 파악할 수 있다. 대부분의 수질개선 사업들은 과거의 자료를 기반으로 계획하고 설계하기 때문 에 시간적 경향성의 파악은 모니터링의 중요한 목적 중의 하나이다. 수질자료의 경향성을 파악하기 위한 많은 통계도 구들이 있다. 선형회귀분석은 모수(Parametric) 통계기법으 로 수질자료의 경향성을 파악하기 위해 유용한 방법이지만
†To whom correspondence should be addressed.
Daon Solution co., Ltd.
E-mail: [email protected]
많은 가정을 필요로 한다. 이를 보완하기 위해 변동이 심하 고 정규분포를 보이지 않으며 결측치가 상대적으로 많은 자료를 분석하기 위해 분포형에 대한 가정 없이 가설을 검 정하는 비모수(Nonparametric) 통계기법이 사용되어 왔다.
국내외적으로 Mann-Kendall Test가 대표적인 예이다. 국 내 하천을 대상으로 Mann-Kendall 통계기법이 사용되었 지만, BOD, T-N, T-P와 같은 일부 수질항목에 제한되어 사용되었다(Choi et al., 2017; Han et al., 2014; Song et al., 2012). 수질지수(Water Quality Index, WQI)는 수질 자료를 종합적으로 평가하기 위한 것으로 오염우심 지류를 선정하고 관리하기 위해 경향성 분석이 필요한 항목이다.
현재 수질관리를 위해 사용되는 지표로는 BOD, T-P를 이용한 하천 생활환경기준이 있다. BOD, T-P 수질농도 에 따라 “아주 좋음”에서 “매우 나쁨”까지 7단계로 구분되어
수질지수를 이용한 낙동강 주요 지류지천의 장기 경향성 분석
박재범･갈병석†
･
김상훈*㈜다온솔루션
*국립환경과학원 낙동강물환경연구소
Long-term Trend Analysis of Major Tributaries of Nakdong River Using Water Quality Index
Jaebeom Park･Byungseok Kal
†･Sanghun Kim
*Daon Solution co., Ltd.
*
Nakdong River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research
(Received : 12 July 2018, Revised: 31 July 2018, Accepted: 14 August 2018)요 약
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 분석하였 다. 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.
핵심용어 : 지류, 수질지수, 경향성, 맨-캔달
Abstract
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.
Key words : Tributary, Water Quality Index, Trend, Mann-Kendall
있으며 각 수질 등급에서의 COD, TOC, SS, DO, 대장균 군 등의 범위를 제공하고 있다. 그러나 하천 수질을 BOD, T-P의 2가지 항목으로 평가하는데 한계가 있어 수질상태 를 정확히 파악하기가 어렵다. 지류의 경우 다양한 오염원 의 영향에 민감하게 반응하기 때문에 본류처럼 단일 수질 항목으로 평가하기 보다는 여러 수질항목을 종합적으로 평 가해야 정확한 하천 수질상태를 파악할 수 있다고 판단된 다(Kal et al., 2017). 이에 따라 개별적인 수질항목이 아니 라 종합적인 수질지수를 이용하여 지류의 장기간의 수질변 동성을 경향성을 파악하는 것이 필요하다.
국내에서는 환경부에서 실시간 수질지수(Real Time Water Quality Index, RTWQI)를 만들어 공급하고 있다 (http://www.koreawqi.go.kr). RTWQI는 캐나다 환경부 의 수질관리위원회(Canadian Council Ministers of the Environment, CCME)에서 전문가와 비전문가 간의 의사 소통을 원활하게 위해 개발한 CCME-WQI를 국내 실정에 맞게끔 개선한 지수이다. 수질항목별 기준치 초과 횟수 및 초과 항목 등을 통해 현재 하천에서의 수질환경을 지수로 평가하고 있다. 국외에서는 월/분기별 1회 수질지수를 산 정하여 보고서 등에 이용하지만 국내에서는 실시간 수질지 수를 산정하여 공급함으로서 해당 하천에서의 수질 상태를 국민들에게 보다 신속하게 알리고자 하고 있다(NIER, 2013). Kong et al.(2016)은 순천만에서 수질평가지수를 이용하여 해수 수질의 공간적 특성을 분석하였으며, Kim et al.(2018)는 하천 특성과 수질 지수를 활용하여 낙동강 유역의 중점관리 지류지천의 유형화를 수행하였다. Lim et al.(2010)은 대청호 내 실시간 수질측정자료를 이용하여
CCME-WQI의 적용성에 대해 적용하였다. 이와 같이 국 내에서는 수질지수에 대한 연구가 초기단계에 이르고 있으 며 수질지수를 이용한 경향성 분석에 대한 연구는 전무한 실정이다.
본 연구에서는 오염우심 지류를 종합적으로 파악하기 위 해 낙동강수계 중점관리 34개 지점을 대상으로 CCME를 기반으로 하는 수질지수를 산정하였다. 또한 모수 통계기법 으로 선형회귀와 비모수 통계기법으로 Mann-Kendall Test와 Sen Slope를 이용하여 수질지수의 악화 및 개선에 대한 경향성의 유의성과 크기를 분석하였다. 이를 통하여 수질지수를 이용한 지류의 수질관리를 위한 방법론을 개발 하였으며 낙동강 수계 34개 중점관리 지점에 대한 경향성 의 지역적 차이를 분석하였다.
2. 연구방법
2.1 대상 자료
본 연구에서는 낙동강물환경연구소에서 관리하고 있는 195개 지점 중 다른 지역에 비해 오염이 심한 34개 중점관 리지점을 대상으로 수질지수를 산정하고 경향성을 분석하 였다(Kim et al, 2018). 중점관리지점의 관측 자료는 월 (monthly) 수질자료를 사용하였으며 Fig. 1에 붉은색으로 표시한 중점관리지점을 대상으로 관측개시일로부터 7년 (2011~2017년)간의 자료를 이용하여 수질지수를 산정하고 경향성을 분석하였다. 낙동강수계 지류 모니티링을 수행하 고 있는 지점 현황은 Table 1과 같다.
Table 1. Target tributaries and monitoring record Middle Size
Watershed Tributary Start
date Number of
Observation Middle Size
Watershed Tributary Start
date Number of Observation
Nakdong･
Waegwan
Gumi 11/04/15 56
Nam river
Gajoa 11/03/25 64
Kyungho 11/03/18 56 Hyunji 11/03/25 64
Dongjung 11/03/18 56 Seokyo1 11/03/25 56
Geumho river
Bukan 11/03/17 49 Seokyo2 11/03/25 41
Euiryung1 13/02/28 56
Omok 11/06/02 49
Daesan2 11/03/25 56
Nam 11/06/02 64
Palgeo 11/03/18 64
Nakdong- Miryang
Daesa 11/03/25 56
Dalseo 11/03/18 57 Gwangok 15/06/18 29
Gyesung 15/06/18 29
Nakdong･
Goryeong
Chennae 11/03/18 49 Chilwon 11/03/25 64
Youngsan 11/04/15 64
Kisegok 11/03/18 71
Oho 11/03/25 56
Bonri 11/03/18 64 Yongdeok 11/03/25 56
Toirae 11/04/01 71
Yongha 11/03/18 71
Hwapo 11/04/01 71
Yongho 11/03/25 64 Chodong 11/04/01 64
Nakdong･
Changyeong
Topyeong 11/03/25 56 Sangnam 11/04/01 64
Changyeong1 11/04/01 56 Nakdong river estruary bank
Migeon2 11/04/01 49
Hogye 11/04/13 49
Fig. 1. The study area and location of monitoring sites in Nakdong
river
2.2 분석 방법
2.2.1 수질지수 산정
경향성 분석을 수행하기 위한 수질지수는 환경부 실시간 수질정보 시스템에서 적용하고 있는 RTWQI 방법을 이용
하였다. 실시간수질지수에서는 총 8개 수질항목을 이용하 여 통합수질지수를 산정하고 있으나 낙동강 지류지천 모니 터링에서는 탁도를 제외한 7개 수질항목 pH, DO, EC, 수 온, TOC, T-N, T-P를 평가항목으로 선정하여 수질지수 를 분석하였다. 해당 범위는 기존의 CCME, UNEP에서의 값을 참고하여 국내 실정에 맞게 설정되었다(Table 2).
수질지수는 아래 Eqn 1.과 같이 , , factor를 이 용하여 계산한다.
(1)
여기서, 은 기준치를 위반하는 수질항목의 개수를 전체 측정하고 있는 수질항목의 개수로 나누어 산정한 분율, 는 각 수질항목별 측정주기 동안 기준치를 위반한 항목들의 총 횟수를 총 측정횟수로 나누어 산정한 분율, 은 각 수질항목 별로 기준치를 위한 정도를 분율화한 요소의 합을 의미한다.
수질지수는 총 5개의 구간을 가진다. 구간은 “양호”(Excellent):
80~100점, “적정”(Good): 60~79, “보통”(Fair): 40~59,
“주의”(Poor): 20~39, “불량”(Very poor): 0~19이다 (Table 3).
2.2.2 경향성 분석
수질 자료의 추세를 분석하기 위해서 경향성 분석을 주로 사용하며 유의성 판단을 위한 많은 통계기법이 있다. 본 연 구에서는 모수 통계기법으로 선형회귀와 비모수 통계기법 으로 Mann-Kendall Test와 Sen Slope Test를 이용하여 수 질지수에 대한 경향성의 유의성과 크기를 분석하였다. 유의 수준 에 대하여 양측검정( )에 의한 수질지수의 추 세를 평가함으로써 낙동강수계 중점관리지점에 대한 경향 성을 분석하였다.
Table 2. Appropriate criteria for water quality factors(NIER, 2013)
Item Water Quality Range
DO 0.8 × DO Saturation concentration at present water temperature ≤ DO ≤ 1.3 × DO Saturation concentration at present water temperature
pH 6.5 ≤ pH ≤ 9.0
Water Temp. Monthly average for 10 years - 10℃ ≤ Water Temp. ≤ Monthly average for 10 years + 10℃
EC EC ≤ 200μS/cm TOC TOC ≤ 3.0mg/L T-N T-N ≤ 3.0mg/L T-P T-P ≤ 0.1mg/L
Table 3. Real-time Water Quality Index(NIER, 2013)
Rating Range Evaluation contents
Excellent 80~100 It is always clean water quality with few pollutants, so it is always suitable for hydrophilic activity.
Good 60~79 It is suitable for hydrophilic activity because it maintains relatively good water quality.
Fair 40~59 In general, good water quality and sometimes pollutants may be introduced and affect hydrophilic activity Poor 20~39 Water pollution due to frequent inflow of pollutants requires attention to hydrophilic activities
Very Poor 0~19 Inadequate for hydrophilic activities with high water pollution level
1) 선형회귀 분석
개의 수질 시계열자료 ⋯의 경향성은 다음과 같은 형식의 선형회귀식을 이용하여 산정할 수 있다(Shon et al, 2010).
⋯ (2)
수질자료가 선형적 경향을 가지고 있다면 기울기 는 0 이 아닌 다른 값을 가진다. 기울기 이 경향성 판단을 위한 귀무가설이 된다.
2) Mann-Kendall Test
Mann-Kendall Test는 환경 시계열자료의 비모수 경향 성분석을 위한 방법으로 넓이 사용되는 방법이다. 자료
⋯에 대하여 ′′ ⋯ 과
′ ⋯의 크기를 비교하여 다음과 같이 정의한다 (Shon et al, 2010).
i f′
i f′
i f′
(3)
여기서, ′ ′ ′ 라고 하면 Mann- Kenndall 검정의 검정통계량은 Eqn.4~ Eqn.5와 같이 주어 진다(Hirsch et al., 1982).
′
′
(4)
(5)
여기서,
(6) 이면 , 이면 , 이면 의 값을 가지고, 는 같은 값을 갖는 자료군의 총수이며, 는 번째 자료군에 속하는 같은 값을 갖는 자료의 수이다.
Eqn. 6의 조건이 만족되면 유의수준 에서 자료가 상향경 향(upward trend) 또는 하향경향(downward trend)을 갖 는다고 할 수 있다.
(7)
주어진 자료에 대하여 이면 으로 경향을 갖 지 않으며, 가 양수인 경우에는 상향경향을 가지며, 가 음수인 경우에는 하향경향을 갖는다.
3) Sen 검정
Sen 검정은 비모수 방법으로 주어진 자료
⋯ 에 대하여 Eqn. 7과 같이 새로운 변수 를 정의한 다(Shon et al, 2010).
(8)
여기서, 모든 와 에 대해 이고, 를 다시 내림차 순 방향으로 정렬한 값을 로 정의하면 Sen Slope에 대한 검정통계량은 다음과 같이 주어진다(Gilbert, 1987).
이 홀수일 때 (9)
이 짝수일 때
(10)
로 검정통계량이 다음의 신뢰구간에 있 다면 유의수준 에서 경향성을 가지고 있다고 할 수 있다.
하한계(lower limit,
)는 값 중 가장 작은 값으로부터
번째 값이고 상한계(upper limit,
)는 번째 값을 의미한다.
(11)
(12)
(13)
3. 결과 및 고찰
3.1 수질지수 평가
중점관리지점의 수질지수를 계산한 결과는 Table 4와 같 다. 중점관리지점의 평균 수질지수 분포를 Fig.2에 도시하 였으며 미전천2와 석교천2를 제외한 32개 지점들의 수 질은 모두 “Fair”(대체로 양호한 수질이나 때때로 오염 물질이 유입되어 친수활동에 영향을 미칠 수 있음, 40~59) 이하의 범위에 존재하였다. 이와 같이 대부분의 지류지천의 수질지수 값이 “Fair”이하의 값을 가지는 이 유는 본 연구의 선행 과정으로서 중점관지지점의 선정근 거로 생활환경기준 보통이하에 해당하는 하천의 수질이 사용되었기 때문이다. 수질지수가 상대적으로 낮은 용하 천(34.93), 기세곡천(35.01), 달서천(37.3), 현지천(37.52) 은 수질지수의 범위상 “Marginal”에 해당하는 하천으로 다른 하천에 비해 수질이 나쁘다고 할 수 있다. 특히 낙동 고령 중권역에 위치하고 있는 기세곡천은 최소 24.54, 최대
38.31, 평균 35.01, 표준편차 4.87, 용하천은 최소 29.48, 최대 39.17, 평균 34.93, 표준편차 3.34로 7년 동안 지속적 으로 “Marginal”에 해당하는 지점으로 집중적인 관리가 필 요한 것으로 분석되었다.
Fig. 2. Water quality index distribution in each station
3.2 수질지수 경향성 분석
수질지수의 경향성 분석을 위해 모수 기법으로 선형회귀 분석을 수행하였으며, 비모수 기법으로 Mann-Kendall Test를 수행하였다. Mann-Kendall Test의 경사는 Sen Slope Test를 이용하여 산정하였다. 낙동강 중점관리 지점 34개 중 관측기간이 짧은 석교천1, 석교천2, 관곡천, 계성 천 등 4개 지점을 제외한 30개 지점의 연 수질지수자료를
대상으로 분석을 수행하였다. 낙동강 중점관리 30개 지점 의 모수적, 비모수적 검증 결과, 기울기는 Table 5와 같다.
낙동강 중점관지 지점의 연도별 수질지수는 매년 변동하고 있으며 지역에 따라 증가 또는 감소의 경향을 나타내고 있다.
지점별 선형회귀 분석의 기울기는 본리천(-0.612), 북안천 (-3.131) 등 16개 지점은 감소의 경향, 창녕천(0.243), 칠 원천(1.035) 등 14개 지점은 증가의 경향을 확인할 수 있 다. 구미천, 호계천, 미전천 지점은 증가의 경향이 뚜렷하 며, 창녕천, 현지천, 토래천 등은 점진적인 증가의 경향을 나타내고 있다. 중점관리 30개 지점의 연도별 수질지수의 선형회귀 분석결과는 Fig. 3과 같다.
수질지수의 선형회귀분석과 Sen Slope 분석에 따른 지점 별 기울기는 Fig.4와 같다. 수질지수의 경향성의 크기를 비 모수 기법으로 분석하기 위하여 Sen Slope Test 분석을 수 행하였으며 결과를 Table 5에 정리하였다. 지점별 Sen Slope의 기울기는 북안천(-2.96), 초동천(-2.153) 등 14개 지점은 감소의 경향, 호계천(2.12), 미전천2(2.87), 상남천 (2.29), 용덕천(0.727) 등 16개 지점은 증가의 경향을 확인 할 수 있다. 또한 최대값은 미전천2 지점의 2.87, 최소값은 북안천지점의–2.96를 나타내고 있었으며 지점평균 0.151 로 약간의 증가의 경향을 나타내고 있다.
중권역별 회귀분석 기울기는 낙동왜관 평균 0.75(-0.046~
2.238), 금호강 평균 –0.035(-3.131~1.129), 낙동고령 평균 –0.672(-1.617~0.318), 낙동창녕 평균–0.399(-1.042~0.243), 남강 평균 –0.153(-1.052~0.704), 낙동밀양 평균 –0.165 (-2.191~1.352), 낙동강하구언 평균 2.384(2.225~2.542)의 값을 가지는 것으로 분석되었다. 또한 Sen Slope의 기울기는
Table 4. Results of water quality index analysis in each station Medium sized
management area Tributary Min Max Avg Std Medium sized
management area Tributary Min Max Avg Std
Nakdong･
Waegwan
Gumi 31.59 55.51 45.49 7.67
Nam river
Seokyo1 50.98 67.74 57.65 6.37
Kyungho 43.61 52.49 47.39 3.20 Seokyo2 48.23 78.73 64.72 11.41
Dongjung 45.22 53.58 48.60 3.55 Euiryung1 49.32 64.66 57.14 5.65
Geumho river
Bukan 42.64 66.27 53.20 8.48 Daesan2 50.16 59.59 54.52 3.62
Omok 44.71 52.91 48.21 2.74
Nakdong･
Miryang
Daesa 47.79 67.95 54.74 7.20
Nam 42.07 48.72 43.82 2.33 Gwangok 43.76 46.62 45.18 1.43
Palgeo 39.60 61.44 53.65 8.03 Gyesung 46.43 51.12 48.96 2.37
Dalseo 24.08 43.86 37.30 6.83 Chilwon 39.76 56.89 49.24 6.90
Nakdong･
Goryeong
Chennae 46.94 59.76 52.18 4.66 Youngsan 41.30 49.93 44.87 3.69
Kisegok 24.54 38.31 35.01 4.87 Oho 46.47 56.57 49.38 3.48
Bonri 40.55 54.31 47.75 4.14 Yongdeok 42.93 48.53 45.95 2.32
Yongha 29.48 39.17 34.93 3.34 Toirae 36.83 45.43 42.06 3.29
Yongho 40.45 48.20 45.27 2.63 Hwapo 36.95 56.48 45.57 5.98
Nakdong･
Changyeong
Topyeong 42.07 57.32 48.28 5.34 Chodong 38.07 65.16 51.93 9.60
Changyeong1 36.64 51.33 42.54 5.36 Sangnam 40.19 56.21 49.05 5.90
Nam river Gajoa 41.61 48.27 43.99 2.88 Nakdong river estuary bank
Migeon2 48.01 70.54 61.29 8.39
Hyunji 32.13 44.36 37.53 4.06 Hogye 32.41 50.71 41.79 7.02
Fig. 3. Results on linear regression analysis for water quality index in each station
Fig. 4. Results on Trend Slope Analysis for Water Quality Index in Each Station
낙동왜관 평균 0.552(-0.29~1.805), 금호강 평균 –0.153 (-1.052~1.517), 낙동고령 평균 –0.331(-1.788~ 0.76), 낙 동창녕 평균–0.279(-0.808~0.25), 남강 평균 0.048(-1.487~
0.658), 낙동밀양 평균 0.01(-2.153~2.29), 낙동강하구언 평 균 2.495(2.12~2.87)의 값을 가지는 것으로 분석되었다. 분석 대상 7개 중권역 중 낙동왜관과 낙동강하구언 중권역을 제 외한 5개 중권역의 수질지수는 감소의 경향을 나타내고 있으 므로 낙동강 중점관리 지점은 전반적으로 다소 수질이 나빠지 는 경향을 보이고 있으며 본류에 대한 수질개선을 위해서는 지류지천에 대한 관리가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
낙동왜관 중권역의 경호천, 동정천, 금호강 중권역의 북 안천, 오목천, 낙동고령 중권역의 천내천, 기세곡천, 본리천, 용하천, 낙동왜관 중권역의 토평천, 남강 중권역의 의령천1, 대산천2, 낙동밀양 중권역의 영산천, 오호천, 화포천, 초동천 등의 지점에서 감소하는 경향을 가지고 있으므로 해당 하천 에 대한 수질오염관리가 필요한 것으로 분석되었다.
대상지점 수질지수의 경향성 검증을 위하여 T Test와 Mann-Kendall Test를 수행하였으며 해당 결과는 Fig.5 ~ Fig.6과 같다. 경향성 분석의 유의수준을 1%, 5%, 10%로 설정하여 1% 이하는 1등급, 1~5%은 2등급, 5~10%는 3 등급, 10%이상은 4등급으로 구분하여 가장 높은 등급을 Table 5에 표시하였다. 낙동강 중점관리 지점의 수질지수 경향성 분석 결과는 북안천의 2등급, 천내천, 호계천, 용덕 천의 3등급을 제외한 나머지 지점에서는 유의성을 가진 경 향이 나타나지 않았다.
따라서 경향성 분석과 유의성 검증을 고려하여 볼 때 북 안천과 천내천에 대한 수질이 나빠지는 경향을 보이고 있 으므로 해당 하천에 대한 정밀 모니터링을 통해 원인분석 과 이에 따른 수질개선 대책이 우선적으로 필요할 것으로 판단된다.
Table 5. Results on trend test in each site Site Simple Regression Mann Kendall
GRADE Slope P Value Slope P Value
Bonri -0.612 0.485 -0.273 1.000 4
Bukan -3.131 0.032 -2.960 0.072 2
Changyeong1 0.243 0.834 0.250 1.000 4 Chennae -1.617 0.053 -1.788 0.133 3
Chilwon 1.035 0.479 1.120 0.548 4
Chodong -2.191 0.261 -2.153 0.368 4
Daesa -1.735 0.231 -1.603 0.548 4
Daesan2 -1.052 0.131 -1.487 0.133 4
Dalseo 1.129 0.432 1.517 0.548 4
Dongjung -0.046 0.953 0.140 0.764 4 Euiryung1 -0.661 0.584 0.505 1.000 4
Gajoa 0.399 0.515 0.515 0.764 4
Gumi 2.238 0.129 1.805 0.133 4
Hogye 2.225 0.090 2.120 0.230 3
Hwapo -0.730 0.567 -0.380 0.879 4
Hyunji 0.704 0.408 0.658 0.764 4
Kisegok -1.435 0.124 -0.763 0.230 4 Kyungho 0.058 0.933 -0.290 1.000 4
Migeon2 2.542 0.111 2.870 0.230 4
Nam -0.361 0.462 0.030 0.764 4
Oho -0.185 0.807 -0.147 1.000 4
Omok -0.116 0.845 0.557 1.000 4
Palgeo 0.884 0.608 0.682 0.764 4
Sangnam 1.352 0.258 2.290 0.548 4
Toirae 0.524 0.450 0.638 0.548 4
Topyeong -1.042 0.346 -0.808 0.230 4
Yongdeok 0.727 0.094 0.798 0.230 3
Yongha -0.012 0.987 0.410 1.000 4
Yongho 0.318 0.572 0.760 0.368 4
Youngsan -0.280 0.725 -0.470 0.764 4 Fig. 5. Linear regression trend test for water quality index in each site
4. 결 론
본 연구의 목적은 여러 가지 수질을 통합한 CCME기반 수질지수를 산정하고 경향성 분석을 통해 수질지수의 활용 가능성을 검토하는데 있다. 낙동강수계 지류 34개 중점관 리 지점에 대한 수질지수를 산정하고 모수 기법과 비모수 기법을 이용하여 경향성을 검증하고 기울기를 이용하여 경 향성의 정도를 정량적으로 산정하였다.
본연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) 중점관리지점 34개 중 미전천2와 석교천2를 제외한 32개 지점들의 수질은 모두 “Fair”(대체로 양호한 수질이나 때때로 오염물질이 유입되어 친수활동에 영향을 미칠 수 있음, 40~59) 이하의 범위에 존재하였다.
(2) 낙동왜관과 낙동강하구언 중권역을 제외한 5개 중권 역의 수질지수는 감소의 경향을 나타내고 있으므로 낙동강 중점관리 지점은 전반적으로 다소 수질이 나빠지는 경향을 보이고 있으며 본류에 대한 수질개선을 위해서는 지류에 대한 관리가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
(3) 경향성 분석의 유의수준을 1%, 5%, 10%로 설정하여 1% 이하는 1등급, 1~5%는 2등급, 5~10%는 3등급, 10%
이상은 4등급으로 구분하여 가장 높은 등급을 선정하였다.
비교적 단기간인 7년 자료를 이용하여 북안천의 2등급, 천 내천, 호계천, 용덕천의 3등급을 제외한 나머지 지점에서는 유의성을 가진 경향이 나타나지 않았다. 지류지천의 유의성 있는 경향성 분석을 위해서는 지속적인 모니터링을 통해 장기간의 자료 확보가 필요할 것으로 판단된다.
(4) 따라서 경향성 분석과 유의성 검증을 고려하여 볼 때 북 안천과 천내천에 대한 수질이 나빠지는 경향을 보이고 있으므 로 해당 하천에 대한 정밀 모니터링을 통해 원인분석과 이에 따른 수질개선 대책이 우선적으로 필요할 것으로 판단된다.
사 사
본 연구는 낙동강수계관리위원회에서 시행한 “낙동강수 계 지류‧지천 장기 모니터링 및 목표수질 달성도 평가”의 결과입니다.
References
Choi, OY, Kim HT, Seo HS, Han IS(2017), Analysis of Water Quality Changes & Characterization at the Watershed in Han River Basin for Target Indicator in TMDLs, J. of Korean Society on Water Environment, 33(1), pp.15-33.[Korean Literature] http://www.riss.kr/link?
id=A103036308
Gilbert, R.O(1987), Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring, John Willy & Sons. Inc.
Han MD, Son JY, Ryu JC, Ahn KH, Kim YS(2014), The Effects of Pollutants into Sub-basin on the Water Quality and Loading of Receiving Streams, J. of Korean Society of Environmental Engineers, 36(9), pp.648-658.[Korean Literature] http://www.riss.kr/link?id=A102152990 Hirsch R.M, Slack J.R and Smith R.A(1982), Techniques of
Trend Analysis for Monthly Water Quality Data, Water Resources Research, 18, pp.107-121. http://doi.org/
10.1029/WRO18i001p00107
Kal BS, Park JB, Kim SH, Im TH(2017), Assessment of Tributary Water Quality Using Integrated Water Qaulity Index, J. of Wetlands Research, 19(3), pp.311-317.[Korean Literature]
http://www.riss.kr/link?id= A103435425
Kim YJ, Kal BS, Park JB, Kim SH, Im TH(2018), Classification Fig. 6. Mann-Kendall trend test for water quality index in each site
of Nakdong River Tributaries under Priority Management based on their Characteristics and Water Qaulity Index, J.
of Korean Society of Environmental Engineers, 40(2), pp.73-81.[Korean Literature] http://www.riss.kr/link?
id=A105158156
Lim, BJ, Hong JY, Yeon IS(2010), Application of Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI) in Daecheong Reservoir using Automatic Water Quality Monitoring Data, J. of Korean Society on Water Quality, 26(5), pp. 796-801.[Korean Literature] http://www.riss.kr/link?id=A82400365 NIER(National Institute of Environmental Research)(2013),
Real time Water Quality data system construction and database enhancement(I) [Korean Literature]
Shon TS, Shin HS(2010), Analysis for Precipitation Trend and Elasticity of Precipitation-Streamflow According to Climate Changes, Korean J. of The Korean Society of Civil Engineers, 30(5B), pp.497-507.[Korean Literature]
http://www.riss.kr/link?id=A82418891
Song ES, Jeon SM, Lee EJ, Park DJ, Shin YS(2012), Long-term Trend Analysis fo Chlorophyll a and Water Quality in the Yeongsan River, Korean J. Limnol, 45(3), pp.302-313.
[Korean Literature] http://www.riss.kr/link?id=A1001 74089
