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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.50 No.1 pp.29-45
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2017.50.1.029

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

Soon-Jin Hwang*, Yeon Bo Sim1, Bong-Geun Choi, Keonhee Kim, Chaehong Park, Wanbum Seo, Myung-Hwan Park, Su-Woong Lee, Jae-Ki Shin2*
Department of Environmental Health Science, Konkuk University, Seoul 05029, Republic of Korea
1Han River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research, Yangpyeong 12585, Republic of Korea
2Office for Southern Region Management of the Nakdong River, Korea Water Resources Corporation (K-water), Busan 49300, Republic of Korea
Corresponding author : +82-2-450-3748, +82-2-456-5062, sjhwang@konkuk.ac.kr+82-10-3870-6121, +82-51-529-3168, shinjaeki@gmail.com
October 28, 2016 February 1, 2017 February 3, 2017

Abstract

This study explored spatiotemporal variability of water quality in correspondence with hydrometeorological factors in the four stations of Euiam Reservoir located in the upstream region of the North-Han River from May 2012 to December 2015. Seasonal effect was apparent in the variation of water temperature, DO, electric conductivity and TSS during the study period. Stratification in the water column was observed in the near dam site every year and vanished between August and October. Increase of nitrogen nutrients was observed when inflowing discharge was low, while phosphorus increase was distinct both during the early season with increase of inflowing discharge and the period of severe draught persistent. Duration persisting high concentration of Chl-a (>25 mg m-3: the eutrophic status criterion, OECD, 1982) was 1~2 months of the whole year in 2014~2015, while it was almost 4 months in 2013. Water quality of Euiam Reservoir appeared to be affected basically by geomorphology and source of pollutants, such as longitudinally linked instream islands and Aggregate Island, inflowing urban stream, and wastewater treatment plant discharge. While inflowing discharge from the dams upstream and outflow pattern causing water level change seem to largely govern the variability of water quality in this particular system. In the process of spatiotemporal water quality change, factors related to climate (e.g. flood, typhoon, abruptly high rainfall, scorching heat of summer), hydrology (amount of flow and water level) might be attributed to water pulse, dilution, backflow, uptake, and sedimentation. This study showed that change of water quality in Euiam Reservoir was very dynamic and suggested that its effect could be delivered to downstream (Cheongpyeong and Paldang Reservoirs) through year-round discharge for hydropower generation.


북한강 의암호의 수 질 변동성에 대 한 강우 · 수문학적 비교분석

황 순진*, 심 연보1, 최 봉근, 김 건희, 박 채홍, 서 완범, 박 명환, 이 수웅, 신 재기2*
건국대학교 환경보건과학과
1국립환경과학원 한강물환경연구소
2한국수자원공사 낙동강남부권관리단

초록


    Ministry of Environment

    서 론

    의암호 (衣岩湖)는 북한강 수계의 연계 댐 중 가운데에 위치하여 강우사상에 따라 유량이 인위적으로 조절 (Jang 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 ng L-1 이상으로 폭증한 비정상적 현상이 발발하여 수도 권 지역의 먹는 물 공급과 이용에 지대한 악영향을 미쳤다 (You et al., 2013). 이러한 사고의 근원을 의암호 수역에 지 목하면서 다양한 단편적 연구가 수행되었으나, 발생 원인 또는 이송과정 경로는 현재까지 추정만 하고 있을 뿐 명확 하게 밝혀지지 않은 상태에 있다.

    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)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 히, Jeon et al. (2012), Cho and Cho (2013)Kwon et al. (2014)은 댐 수질과 영양상태를 평가하였으며, Park (2012)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)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 방 법

    1.조사지 개황

    의암호는 북한강 수계의 중류에 위치 (N 37°52ʹ53ʺ, E 127°42ʹ07ʺ)해 있으며, 수력발전 (용량 45,000 kw, 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 10 km 지점에 있는 콘크리트 중력식 잠언 둑으로서 제방 높이와 길이는 각각 23 m, 273 m이고, 14개의 수문 (H13×W14.5 m)이 설치되어 있다 (Table 1) (http://www. kistec.or.kr). 유역과 저수지의 면적은 각각 7,709 km2 (북한 강 유역의 31.7%), 15.5 km2이고 (http://www.hrfco.go.kr), 길이와 폭은 각각 8 km (북한강의 3.5%), 5 km로서 타원형 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 8.0×107 m3이고, 평균 체류시간 은 약 4.7일 (갈수기 6.9~7.7일)로서 하천형 저수지에 가깝 다 (Table 1). 주요 유입원은 춘천호 (북한강 본류)와 소양호 (소양강 지류)의 방류수이고, 그 외 우기를 제외하고 유량 은 적지만 수질이 비교적 좋지 않은 공지천과 덕두원천을 비롯한 율문천, 만천천, 금산천, 한계천 및 지내천 등 7개 지류와 유역에서 발생하는 하수를 처리 (1.5×105 m3 d-1)한 후 배출하는 춘천하수처리장의 방류구가 포함된다 (Fig. 1). 춘천호와 소양호의 유역면적은 각각 4,736 km2, 2,703 km2 이고, 저수면적과 총 저수량은 각각 14.3 km2, 70.0 km2, 15.0×107 m3와 290.0×107 m3로서 (http://www.kncold.or. kr) 의암호에 비해 각각 0.9배, 4.5배와 1.9배, 36.3배 정도 큰 규모이다 (Table 1). 또한, 저수지의 기능적 측면에서 춘 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 180 m 정도 떨어진 지점 (CWT), 공지 천 하구에서 상류 약 100 m 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). BOD5 (biological oxygen demand), CODMn (chemical oxygen demand), T-N (total nitrogen) 및 T-P (total phosphorus)는 원수를 그대로 사용하였고, Ammonium (NH4), Nitrate (NO3) 및 Soluble reactive phosphorus (SRP, PO4)의 무기 영양염과 DTN (dissolved total nitrogen), DTP (dissolved total phosphorus)의 분석을 위한 시료는 Whatman GF/F filter (Whatman, UK)로 여과한 후 사용하 였다 (Rump and Krist, 1988; APHA, 1995). Chlorophyll-a (Chl-a) 농도는 시료를 Whatman GF/F로 여과한 후 90% ethanol 용매로 비등 추출하여 665 nm와 750 nm의 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 로 분리하였고 (Shin and Cho, 2000), MA media (Watanabe, 1996)에서 전배양하였다 (Fig. 2). Membrane filter (0.45 μm, Millipore)로 여과한 측정대상 시험시료 50 mL에 P-starvation (2~3일)시킨 M. aeruginosa를 최종 mL당 1,000 cells 이 되도록 접종하였다 (Claesson and Forsberg, 1978; APHA, 1995; Shin, 1998). 배양온도는 25℃의 항온을 유지하였고, 광은 200 μmol m-2 s-1로서 연속 조사하였으며, 100~110 rpm으로 회전 교반시켰다 (Fig. 2). 배양은 duplicate로 하 였고, 접종한 시료는 7일 동안 배양한 후 흡광도계 (Optizen 2200, Mecasys, Korea)의 600 nm 파장에서 흡광도를 측정 하였으며, 최종 건중량 (mg dw L-1)으로 산출하였다 (Shin, 1998). 수질 및 수문자료의 시공간적 차이 분석을 위해 ANOVA의 사후분석법 (post-hoc Tukey’s HSD test)을 이용 하였으며, 각 변수들의 상관관계는 Spearman’s Rank의 분 석법으로 수행하였다. 자료의 통계처리는 SYSTAT® 8.0 통 계프로그램 (SPSS, 1998)을 이용하였으며, 유의성은 p< 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, 1,634.5 mm, 642.5 mm 및 1,771.5 mm로서 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 16.0 mm (0.5~306.5 mm)이었고, 연간 차이가 컸으며, 최대 일강수량은 평균 강수량의 19.2배에 해당하 였다 (Table 2). 또한, 몬순기 (6월~9월)에 내린 총 강수량의 범위는 283.0~1,225.0 mm로서 연강수량의 16.0~74.9% 를 차지하였다. 이 중에서 <30 mm는 205.5~331.5 mm로 서 25.1~77.7%이었고, >30 mm는 63.0~894.0 mm로서 22.3~74.9% 범위이었다. 여름철에 강우가 많았던 것은 장 마와 태풍 및 국지적 집중호우에 의한 것이었다 (Fig. 3). 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 >30 mm 강수 량에서 두드러졌다 (Fig. 3). 유입량의 평균값과 범위는 각 각 116.1 m3 s-1, 5.2~3,736.0 m3 s-1이었고, 연도별 비교에 서 유의한 차이를 보였다 (2013>2012>2014=2015, p< 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<0.001) (Table 3). 이 시기에 유입량은 연간 유입량의 45.7%를 차 지하여 연도에 따라 시간적 차이 (예, 2015년)를 보이긴 하 였으나, 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기라고 볼 수 있었다.

    방류량의 평균값 (범위)은 117.7 m3 s-1 (0.5~3,793.4 m3 s-1)이었고, 연도별로 유의한 차이를 보였으며 (2013> 2012>2014=2015, p<0.001), 연간 방류량은 강수량과 유입량에 밀접한 관련성이 있었다 (r=0.850, p<0.01). 그 리고 강수량이 클 때 유입량과 방류량은 동시에 첨예한 peak값을 보였고, 방류량은 수문방류를 제외하고 조절되는 양상이 뚜렷하였다 (Fig. 3). 저수지의 유출 형태 중 수문개 방에 의한 여수로 방류량은 0.3~3,717.7 m3 s-1 범위로서 평균값은 487.5 m3 s-1이었다 (Table 2). 수문방류량은 2013 년도에 가장 크게 나타났으며 (p<0.01), 2014년은 방류가 없었다. 수문방류 기간은 2012년에 18일, 2013년에 56일로 서 길었으나, 2015년에는 3일로 제한되었고, 그 기간은 유 입량과 수위 변동에 따른 상호 관련성을 보였다 (Fig. 3). 수 문-여수로를 통한 방류량은 연간 총 방류량의 1.0~47.1% 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 91.3 m3 s-1 (0.5~357.3 m3 s-1)이었고, 연간 차이가 매 우 컸다 (p<0.001) (Table 2). 2012년과 2013년에 많았고, 2014년과 2015년에 상대적으로 적었다. 발전방류량의 변 동 양상은 상류나 지류로부터 유입되는 유량과 밀접한 관 련성을 보였고, 유입량이 큰 시기에 그 양도 많았다 (Table 3). 2012년~2013년은 증감 폭이 매우 컸으나, 2014년~ 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. 69.4~71.4 m이었고, 평균값은 EL. 70.8 m이었다 (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 >EL. 71.0 m를 유지한 기간은 연도에 따라 조금씩 차이는 있었으나 1월~6월과 9월~12월 범위 로서 반복되었다. 평균 수위 (EL. 70.8 m) 이하를 보인 기간 은 매년 6월 중순~9월 하순 사이였으며, 2015년은 10월 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~EUDE와 EUDM~H는 각각 그룹 형태로 비슷하게 증 가하였으나, 감소할 때는 모두가 혼재된 모양이었다 (Fig. 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 EUDE에서 급감 (18.7~20.8℃)하였고, 2014년 7월~8월에 EUDM과 EUDH 에서 조금 감소하는 (14.6~15.6℃) 형태를 나타냈다. 전 조 사지점에서 4년간 자료를 종합할 때, 수온은 일사량과 강 수량과는 양의 상관성 (p<0.01), 강수량, 유입량, 체류시간 과 유의한 음의 상관성 (p<0.05)을 보였다.

    DO는 수온이 낮을 때 높고, 높을 때 낮은 계절적 경향이 었고 (p<0.01), 과포화를 나타낸 시기도 다수 있었다 (Fig. 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 EUDH이었으나 지점별로 유의한 차이는 없었다 (p=0.242). DO는 강수량과는 음의 상관성, 수위와는 양의 상관성을 보였다 (p<0.01). pH는 CWT에서 변동 폭이 컸을 뿐만 아니라 매우 불규칙하였 고, 2015년 11월에 5.9로서 최소값을 기록하였다 (Table 4). 2012년 8월에 GON을 제외한 전 지점에서 감소하였는데 그 차이가 컸으나, 2013년 7월에는 지점 간의 차이가 크지 않았다. 또한, 2014년 7월에 GON~EUDE와 EUDM~H 및 CWT가, 2015년 8월에 CWT~EUDE와 EUDM~H가 각각 증감 양상을 달리하였고, 그 변동 폭도 차이가 있었다. pH 는 수온과 양의 상관성을, 수위 및 저수량과 음의 상관성 을 나타내었다 (p<0.01).

    Conductivity는 SAM~EUDH에서 연중 또는 연간 변 동 폭이 크지 않았으나 이에 비해 CWT와 GON에서 양상 은 달랐다. 2014년 9월에 CWT에서 418.0 μS cm-1로서 높 은 값을 보였고 (Table 4), GON은 춘계 (4월~5월)와 하계 (7월~8월)에 각각 256.5 μS cm-1, 265.5 μS cm-1 수준으로 조금 높았으며 (Fig. 4), 수문학적 영향은 유의하지 않았다 (p>0.05). TSS는 2012년 7월~8월, 2013년 3월, 5월 및 11 월에 GON에서 다소 높았고, 2013년 7월에 SAM을 제외 한 전 지점에서 높은 값을 보였으며, 2013년 11월에 GON 이 EUDH보다 17.0 mg dw L-1 정도 더 높았다. 2013년 7월 ~8월에 EUDM에서 평균 22.5 mg dw L-1로서 비교적 오랫 동안 유지되었다가 9월에 급감하였다 (Fig. 4). TSS는 강수 량, 유입량, 및 방류량이 커지면서 증가하였고 (p<0.01), 수 위 및 체류시간과는 반대되는 경향을 보였다 (p<0.05).

    3.유기물, 질소 및 인의 시공간적 변동

    BOD5는 GON에서 5.8 mg O2 L-1로서 가장 높았을 뿐 만 아니라 (p<0.001), 변동 폭도 컸으며, 다른 지점들은 거 의 차이가 없었다. BOD5는 단발성 강우 후에 급증하였으 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<0.05) (Fig. 3). 반면에, 감소 요인은 수문방류가 장기화되거나 저수위에서 발전방류를 강화할 때이었다. CODMn은 BOD5의 경향과 비슷하여 GON에서 가장 높았고 (p<0.001), 다른 지점들은 거의 차이가 없었 다. CODMn의 증감 요인은 BOD5와 유사하였고, 발전방류 가 클 때에 GON에서 증가하는 양상이었으나 다른 지점은 감소하는 경우가 빈번하였다. 그리고 CODMn은 BOD5와 달리 2012년부터 2015년으로 갈수록 연간 평균값과 peak 값이 조금 증가하는 변동 경향을 보였다 (Fig. 5). 이러한 결과는 다른 지점에 비해 GON에서 더욱 뚜렷하였다 (p< 0.001). COD의 변동은 수위와 음의 상관성을 나타내었다 (r= - 0.329, p<0.05).

    T-N 농도 분포에서 CWT~GON 구간은 SAM과 EUDE~H 보다 각각 1.5배, 1.7배 더 높았다 (p<0.001) (Table 4). 2014년 9월에 CWT에서 8,720.0 μg N L-1로서 급격한 증가가 있었고, 2015년 4월과 7월에 각각 6,900.0 μg N L-1, 6,800.0 μg N L-1로서 펄스가 있었다 (Fig. 6). 그리 고 2012년 5월과 8월에 GON에서 각각 6,506.0 μg N L-1, 4,959.0 μg N L-1로서 높았고, 2013년 3월~4월과 8월에 각 각 4,451.0 μg N L-1, 4,772.0 μg N L-1로서 다소 증가하였 다. 그러나 연도별 차이는 통계적으로 유의하지 않았다 (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.

    NH4 농도는 CWT에서 가장 높아 (p<0.001) 하수처리수 의 영향으로 사료되었다 (Table 4). NH4가 높은 농도를 유 지하였던 시기는 고수위에서 강우가 장기화되거나 방류량 이 적었을 때와 저수위일 때에 각각 해당하였으나 (Fig. 3), 수문요인들과 유의한 상관성은 보이지 않았다. NO3는 총 측정값의 93.4%가 1,000 μg N L-1를 초과하여 비교적 풍 부한 편이었으나 그 이하 값을 보인 시기도 15회나 관찰되 었다 (Fig. 6). NH4와 마찬가지로 NO3 농도도 CWT에서 높 았고, EUD에서 낮았다 (p<0.001). CWT에서 T-N, NH4 및 NO3의 거동은 시공간적으로 다른 양상을 보여주었다. 전 반적으로 질소의 농도는 2014년~2015년으로 갈수록 증가 하였고, 증가 차이를 뚜렷하게 보였던 지점은 CWT이었다 (Fig. 6). 이것은 강수량과 유입량의 감소로 인한 수중 영양 염의 농축과 함께 농도와 유량에 대한 하수처리장 방류수 의 기여도가 상대적으로 높아진 데에 기인하는 것으로 사 료되었다. NO3의 시공간적 농도 변화는 강수량과 음의 상 관성 (r= - 0.314, p<0.05), 수위 및 체류시간과 양의 상관 성을 각각 보였다 (p<0.05).

    T-P는 N 계열 영양염의 공간적 분포와 달리 GON에서 가장 높았으며 (p<0.001), CWT는 동절기를 제외하고 전 반적으로 다른 지점에 비해 높지 않았다. CWT~GON 구 간은 SAM과 EUDE~H보다 T-P 농도가 각각 1.4배, 1.8배 더 높았으나 (Table 4), 시기적으로 하류의 EUD에서 다 소 높거나 폭증하는 경우도 관찰되었다 (Fig. 7). GON에 서 2013년 3월~11월에 평균 농도가 87.0 μg P L-1이었고, 이 기간 중 3월과 7월~8월에는 100 μg P L-1를 초과하였 다. 2014년 10월에 EUDE와 2015년 9월에 SAM에서 각 각 81.0 μg P L-1, 69.0 μg P L-1로서 다른 지점에 비해 높 은 농도를 나타냈다. T-P의 농도가 GON에서 급증하는 것 은 발전방류를 증가시키거나 수문방류 초기에 관찰되었고, EUDE와 SAM에서 높아진 것은 저수위에서 고수위로 이 행할 때이었다 (Fig. 3). 그리고 2013년 7월에 전 지점의 수 층에서 높은 농도 (평균 67.8 μg P L-1)를 보였는데 이것은 수문방류가 장기화될 때 이었고, 그 이후 8월에는 GON과 EUDM에서만 높았으나 SAM을 제외한 다른 지점에서는 매우 감소되는 현상이 전개되었다. 전반적으로 T-P의 시공 간적 변이는 수문요인과 밀접한 관계를 보였는데, 강수량, 유입량 (p<0.01) 및 수위, 체류시간 (p<0.05)과 양의 상관 관계를 보였다.

    SRP (PO4) 농도는 2012년 8월에 GON을 제외한 전 지 점에서 평균값이 26.0 μg P L-1로서 높았고, 반면에 2013년 3월, 7월~8월 및 2015년 11월에 GON에서 45.5 μg P L-1 (30.0~57.0 μg P L-1 범위)의 높은 값을 보여 대비가 되었다 (Fig. 7). 또한, 2012년~2013년에는 거의 고갈된 상태가 빈 번하였고 장기화되었으나, 2014년~2015년에는 전혀 관찰 되지 않았다. 특히, GON을 제외한 전 지점에서 SRP 농도 의 최대값이 증가한 것은 유입량이 적고, 수위가 높은 상 태에서 발전방류량을 상향 조정할 때이었고, GON~SAM 구간에서 급증한 것은 강우에 의한 수문방류 초기와 수위 가 저수위에서 고수위로 이행할 때에 해당하였다 (Fig. 3). SRP의 시공간적 변이는 T-P의 경우와 유사하게 강수량 및 방류량과 매우 밀접한 상관성을 보였다 (p<0.01).

    4.Chlorophyll-a 농도 및 AGP의 시공간적 변동

    Chl-a 농도는 GON에서 가장 높았고 (p<0.001), 그 외 지점들은 차이가 크지 않았으며, CWT에서 약간 높은 값 을 보인 것은 통계적으로 유의하지 않았다 (p>0.05). OECD (1982)의 Chl-a 농도로서 제시하고 있는 부영양 (25 mg m-3) 기준을 초과한 시기는 GON에서 2012년 7 월 (39.8 mg m-3)과 10월 (36.2 mg m-3), 2013년 6월 (53.7 mg m-3), 8월~11월 (53.7 mg m-3), 2014년에는 6월 (42.7 mg m-3), 2015년에는 2월 (121.5 mg m-3), 5월 (41.7 mg m-3) 및 7월~10월 (40.4 mg m-3)이었다 (Fig. 8). CWT와 SAM은 2012년 7월, 2013년 9월 및 2015년 5월에 평균 값이 28.7 mg m-3이었다. EUDE에서 2012년과 2015년 8 월에 각각 27.9 mg m-3, 46.1 mg m-3이었고, 2013년 9월 에 EUDM에서 26.4 mg m-3을 기록하였다 (Fig. 8). GON 에서 2012년 10월, 2013년 8월~11월, 2015년 8월~10월 에 높은 값을 보인 것은 수위가 상향으로 이행할 때이었 고, 2013년과 2014년 6월, 2015년 5월은 고수위에서 일 정기간 동안 안정 상태로 유지할 때 이었다. 그리고 수위 가 감소될 때 급감하였는데 그 하류수역인 SAM~EUDE 에서 농도 증가는 그 이송 영향으로 추정된다. EUDE에 서 2012년과 2015년 8월에 비교적 높은 농도를 기록 하였던 것은 북한강 (춘천댐, CHD)의 유입량이 적으면 서 소양강 (소양댐, SOD)과 의암댐 (EUD)의 방류량이 많은 시기와 일치하였다 (Fig. 3 참고). 또한, EUDM에서 Chl-a가 증가하는 경향과 매년 9월~10월에 최대값을 반 복적으로 기록한 것은 발전방류를 지속할 때 이었다. Chla 농도의 시공간적 변이는 수위와 유의한 음의 상관성을 보였다 (r= - 0.422, p<0.01). 조류의 생물량은 장기적이고 넓은 공간적 범위 내에서 기본적으로 수온에 의한 영향을 가장 크게 받았으며 (r=0.476, p<0.01), 영양염 (N, P)과는 시공간적인 수문 변동의 차이로 인해 유의한 상관성을 보 이지 않았다 (p>0.05).

    AGP의 전체 측정값 (n=228) 중 5 mg dw L-1 이상을 초 과한 것은 총 17회 (7.4%)이었다 (Fig. 9). 그리고 10 mg dw L-1를 기준으로 할 때, GON에서 2013년 3월, 7월과 2015 년 11월에 각각 16.2 mg dw L-1, 13.8 mg dw L-1 및 18.2 mg dw L-1로서 비교적 높았고, SAM에서 2013년 7월에 19.2 mg dw L-1로서 조사기간 동안 가장 높은 값을 기록하였다. 그 결과, 부영양 (>10 mg dw L-1, Sudo, 1980) 수준을 넘어 선 것은 1.7% (4회)이었고, 과영양 (>20 mg dw L-1, Miller et al., 1974) 상태를 보인 경우는 관찰되지 않았다 (Fig. 9). AGP는 대체로 Chl-a 농도가 높을 때 낮았고, 반대로 낮을 때 다소 증가하는 양상을 보였다. 또한, 수중 PO4의 시공간 적 분포와 관련성 (r=0.979, p<0.001)이 매우 컸다.

    고 찰

    의암호는 장마와 태풍 및 이상강우 (abnormal rainfall) 에 의한 홍수사상을 제외하고는 연속적으로 위치한 댐들 로 인해 평상시에는 상류의 댐 방류량과 지류로부터 유입 되는 물에 의해 유량이 조절된다 (Fig. 10). 더욱이 저수지 의 중앙과 양안에는 하중도가 줄지어져 자리잡고 있어 이 로 인해 과거부터 물길이 자연적으로 나뉘어진 지형적 구 조 (Hong et al., 1969)를 띠고 있다. 또한 댐 부근으로 내 려오면서 수심과 하폭이 급격히 깊어지고 좁아질 뿐만 아 니라, 홍수기 수문방류를 제외하고 연중 지속적으로 심 층수가 발전 방류됨으로써 전체적인 수체의 유동과 혼합 이 제한된다. 특히 의암호의 중간부는 춘천시 권역의 각 종 오염수가 하수처리장과 공치천으로 통해 유입되는 형 태를 가지고 있어 공지천 하구역 (GON)과 그 하류 수역 (SAM~EUD)은 만성적 부영양화와 녹조현상으로부터 자 유롭지 못하였다 (Fig. 10). 따라서 공지천과 춘천하수처리 장은 의암호의 최대 오염원이면서 유해조류 발생의 우심 지 (HWMC, 2015)이며, 그 영향은 유입·방류 패턴과 수위 증감 양상에 따라 하류의 댐 (EUD)까지 발생된 조류를 이 송·확산 또는 폭증시킬 수 있는 가능성이 상존하게 되는 것으로 사료된다.

    2012년~2015년 동안 의암호는 장마 전과 후에는 최고 수위를 나타냈고, 이와 달리 장마기에는 최저 또는 저수위 를 유지하였으며 (Fig. 10, Fig. 3 참고), 기초 수질환경 요인 은 계절적 영향 (온도, 가뭄, 장마홍수 (태풍 포함) 및 폭염 (불볕, 가마솥) 더위의 장기화 등)이 지배적이었다 (Figs. 3, 4 참고). 수온의 연 변동은 시공간적으로 차이가 있었으나 상하류 (GON~EUDE)의 종적 차이보다 수층 (EUDE~H)의 수직적 차이가 더욱 컸다. 이것은 흐름에 의해 하류로 이 송·확산되는 것에 비해 밀도 차이에 의한 상하층 혼합이 원활하지 않기 때문으로 사료되었다. 그리고 여름철 표층 수온이 감소하는 것은 잦은 강우에 의한 영향이 컸으며, 중·저층수는 발전방류가 지속되어 상류 댐으로부터 유입 되는 비교적 차가운 물의 이동 영향으로 볼 수 있었다. 특 히, 수온 성층은 댐 지점 (EUD)에서 길고 짧게 매년 관찰 되었고, 다른 해에 비해 2012년과 2014년에 상·하층 차 이가 비교적 컸다. 성층의 소멸은 2012년과 2014년에 각각 8월과 10월로서 약 2개월 정도 차이를 보였다.

    질소 (N)와 인 (P)의 경시적 변동과 증감 양상은 서로 다 른 경향을 보여주었다. N의 변화 폭과 농도는 강수량이 적 었던 2014년~2015년도에 더 컸던 반면, P의 경우는 강수 량이 가장 많았던 2013년에 더 뚜렷하게 나타났다 (Figs. 3, 6, 7 참고). T-P는 총 유입량 (r=0.567, p<0.01)과 TSS (r=0.500, p<0.01)에서 유의한 양의 상관성을 나타내었 고, 이러한 관계는 SRP에서도 동일하게 나타났다. 이 결과, P 농도는 수문방류 (즉, 홍수기) 동안 상류로부터 유입된 입 자성 물질에 영향을 받았음을 시사하였다. 이에 반하여, N (예, NO3)의 변동은 강수량과 유의한 음의 상관성 (r= 0.314, p<0.05)을 보여 증가된 유량에 의해 희석된 영향으 로 볼 수 있었으며, 특히 강수량과 유량이 적었던 가뭄 해 (2014~2015년) 동안 CWT와 GON에서 농도 및 변동 폭 의 증가는 이들 지점에 고농도로 유입되는 하천 또는 오염 원의 기여도가 컸음을 시사하였다. 결과적으로 N 계열 영 양염은 유량이 작을 때, P 계열은 유량이 늘거나 극심한 가 뭄이 지속되었을 때에 각각 높은 농도를 유지하였다 (Figs. 3, 6, 7 참고).

    특히, 춘천댐 (CHD)의 방류량이 많고 소양강댐 (SOD)의 방류량이 적거나 변동이 없었을 때 의암호의 수위가 상승 하며 댐에서는 발전방류를 감량함으로써 우안 (춘천댐 방 류수 유로)의 유량은 증가하나 좌안 (소양댐 방류수 유로) 의 유량은 감소하여, 공지천 유입부 지점 (GON)으로 역류 (backflow)가 발생할 수 있다 (Min et al., 2013, 2014). 이때 CWT~GON의 표층수는 비교적 안정화되어 조류성장에 유리한 환경으로 조성된다 (Fig. 10). 이와 연계하여, 2015 년 2월에 GON에서 Chl-a 농도가 100 mg m-3를 초과하였 던 것은 고수위 조건에서 발전방류량이 적어 발달된 조류 가 하류로 이동하지 못하고 정체되었던 데에서 원인을 찾 을 수 있고, 2012년~2014년의 동일한 시기에는 갈수기임 에도 불구하고 발전방류량이 최대로 많았기 때문에 Chl-a 의 값이 높지 않았다고 판단된다 (Fig. 3 참고). 또한, Chl-a 농도에 의한 부영양 수준을 초과하는 기간은 2012년, 2014 년~2015년에는 1~2개월이었으나 2013년에는 4개월 동 안 지속되었다. 이것은 집중호우의 pulsed-flows 이후에 장 기간 폭염 더위가 계속되었기 때문이었고, AGP도 GON~ SAM 구간에서 종적으로 폭 넓게 영향을 주었다. 이러한 현상은 2015년 11월에도 유사한 형태로서 Chl-a뿐만 아니 라 AGP에도 영향을 준 것으로 판단된다.

    Chl-a와 AGP의 상·하류 종적 분포를 나타낸 결과는 Fig. 11과 같다. Chl-a의 평균값과 최대값을 보인 곳은 GON이었고, AGP의 고농도는 GON~SAM 구간에서 기록 하였다. 그 다음으로 두 인자의 최대값을 보인 곳은 EUD 로서 어느 정도 조류 증식과 성장 잠재력을 나타내었다. 따라서, 의암호에서 조류는 중·상류로부터 고농도의 영양 염이 유입되는 지역에서 영양염을 충분히 흡수한 후 하류 의 댐 부근으로 이송 및 확산되며, 댐에 의해 만들어지는 물리적 안정성 (체류시간 증대)에 의해 더욱 발달하는 것으 로 사료되었다.

    의암호는 장마 또는 집중호우에 의한 홍수기에는 체류 시간이 1일 미만 (예, 2013년)으로서 짧기 때문에 강우·수 문학적 요인에 의한 수체의 유동성과 수질의 변동성이 매 우 역동적이었다. 반면, 이 시기를 제외하고는 대부분 발전 방류를 통해 유량이 조절되고 있어 비교적 급격한 변동성 은 약화된다 (Fig. 10). 따라서 상류 오염원 (CWT, GON)으 로부터 댐 (EUD) 부근에 도달한 수체는 발전방류구로 배 출되기 위하여 장시간 동안 대기 (待機) 상태를 겪게 될 뿐 만 아니라, 여름철 고수온기에 성층화와 맞물리게 되면 밀 도 차이로 인해 상층부가 고립되는 상태에 놓이게 된다 (Shin et al., 2016). 이때 상류의 CWT 또는 GON으로부터 EUD의 표층 또는 상층부에 이송된 수체가 조체 (藻體)와 영양염을 다량 포함하고 있다면 하류수역에서도 대발생을 유도할 수 있는 가능성이 충분하게 존재한다. 그로 인한 2 차적 (입자성 또는 용존성 대사물질) 영향은 의암호 내부 뿐만 아니라 발전방류구를 통해 하류 저수지 (청평호, 팔당 호)에도 전달될 수 있는 잠재성이 있다 (Min et al., 2014). 이처럼 의암호의 시공간적 수질 변동과정에서 강우·수문 학적 영향인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수 및 침전 등의 형태 (Thornton et al., 1990)로써 기여하는 것으로 볼 수 있었다.

    적 요

    본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강 상 류에 위치하는 의암호의 4개 지점에서 시공간적 수질 변 동성을 강우·수문인자와 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 수온, DO, Conductivity 및 TSS 등 기초 수질요인의 변동 은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 매년 관찰되었고, 소멸 시기는 8월~10월 사이에 있었다. 질소 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때이었 고, 인의 증가는 초기 유량 증가와 극심한 가뭄이 지속될 때이었다. Chl-a에 의한 부영양 수준을 초과하는 기간은 2012년, 2014년~2015년에 1~2개월이었으나 2013년에는 4개월 동안 지속되었다. 의암호의 수질 변동성은 댐 중앙 부에 상하류로 이어진 하중도와 골재섬의 존재, 도시하천 과 하수처리장 방류수 유입이라는 지형적 구조와 오염원 의 기반 영향에 대하여, 상류 댐으로부터의 유입량과 의암 댐의 방류량 및 방류형태 (패턴)에 의한 수위 증감에서 직 간접적 관련성과 영향을 찾을 수 있었다. 수질의 시공간적 변이 과정에서 기상 (장마, 태풍, 이상강우 및 폭염 더위)· 수문 (유량과 수위)학적 작용에 기여하는 주요 인자는 펄 스, 희석, 역류, 흡수 및 침전 등으로 볼 수 있었다. 의암호 의 수질 변동은 매우 역동적이며, 그 영향은 내부 자체뿐 만 아니라 발전방류구를 통해 하류 저수지 (청평호, 팔당호) 에까지 전달될 수 있는 잠재성을 가지고 있다.

    사 사

    본 연구는 환경부 한강수계관리위원회의 환경기초조사 사업 (과제명: 한강수계 호소환경 및 생태조사)에 의해 지 원되었음.

    Figure

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    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.

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    Schematic diagram illustrated the procedure of algal growth potential (AGP) test. Microcystis aeruginosa was collected in Paldang Reservoir and used as the test alga.

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    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.

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    Seasonal variations of temperature, dissolved oxygen (DO), pH, conductivity and total suspended solids (TSS) in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. CWT, Chuncheon wastewater treatment plant (WWTP); GON, Gongji Stream; SAM, Samcheon-dong; EUD, Euiam Reservoir dam; E, epilimnion; M, metalimnion; H, hypolimnion.

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    Monthly variations of biological oxygen demand (BOD5) and chemical oxygen demand (CODMn) in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

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    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 abbreviations.

    KSL-50-29_F7.gif

    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.

    KSL-50-29_F8.gif

    Seasonal variations of Chlorophyll-a concentration in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

    KSL-50-29_F9.gif

    Monthly variations of algal growth potential (AGP) in four stations of Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

    KSL-50-29_F10.gif

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

    KSL-50-29_F11.gif

    Longitudinal distribution of mean and maximum concentration of chlorophyll-a and algal growth potential (AGP) in Euiam Reservoir from May 2012 to December 2015. See Fig. 4 for abbreviations.

    Table

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

    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).

    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).

    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 difference was compared among four stations (CWT, GON, SAM and epilimnion of EUD).

    CWT, Chuncheon wastewater treatment plant; GON, Gongji Stream; SAM, Samcheon-dong; EUD, Euiam Reservoir dam; DO, dissolved oxygen; TSS, total suspended solids; BOD5, biological oxygen demand; CODMn, 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.

    Correlation coefficient between rainfall, hydrological factors and water quality factors tested by Spearman s Rank Correlation. Statistical values were computed among mean of four stations (CWT, GON, SAM and epilimnion of EUD).

    *p<0.05
    **p<0.01
    RAI, rainfall; INF, total inflow; OUF, total outflow; LEL, water level; TEM, temperature; DO, dissolved oxygen; CON, conductivity; TSS, total suspended solids; BOD, biological oxygen demand; COD, chemical oxygen demand; T-N, total nitrogen; T-P, total phosphorus; SRP, soluble reactive phosphorus; Chl-a, chlorophyll-a.

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