임진강 유역 오염물질 총량관리를 위한 유량-수질 자료의 통계분석
Statistical Analysis of Water Flow and Water Quality Data in the Imjin River Basin for Total Pollutant Load Management
2
조회
0
다운로드
4
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구의 목적은 임진강 수질오염총량관리제도를 위한 단위유역의 2012년 1월부터 2016년 12월까지 유량과 수질자료를 통계분석기법에 이용하여 수질특성을 평가하는 것이다. 유량과 수질은 평균 8일간격으로 측정하였으며 11개 항목을 상관분석, 주성분 분석, 요인분석, 군집분석에 사용하였다. 군집분석의 결과 공간변화에 따라 자연형 하천, 도시형 하천, 점오염원 영향이 큰 지점 등으로 3개의 그룹으로 분류되었으며, 오염원의 종류와 수질 유사성이 군집 분류에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일원 분산분석과 사후검정을 이용하여 군집간의 평균사이에는 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 상관분석에서 CODMn와 TOC의 상관계수가 0.951(p<0.01)로 상관성이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 주성분 분석 결과 3개의 주성분으로 전체 수질특성의 72%를 설명할 수 있으며 요인분석에서 주요 요인은 EC, BOD5, CODMn, TN, TP, TOC 항목으로 나타나 유기물과 영양염류 간접지표가 수질에 영향을미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 요인점수를 다중 선형회귀분석에 적용하여 회귀 방정식을 제시하고임진강 유역 수질관리에 유기물 및 영양염류 간접지표 항목의 관리가 중요하다고 판단된다.
Abstract
The purpose of this study was assessment the quality of water by using the statistical analysis technique of the Water flow and water quality from January 2012 to December 2016 at the unit basin for total pollutant load management system (TPLMS) in the Imjin River. Water flow and water quality were monitored at an average of 8 day intervals, 11 parameters were used for correlation analysis, principal component analysis (PCA), factor analysis (FA), and cluster analysis (CA). The Hierarchical CA was classified into three according to the change of space, such as natural rivers, urban rivers, point with large influence of point pollution source, it was found that the type of contamination source the similarity of water quality affected the classification of cluster. Using one-way analysis of variance (ANOVA) and post-hoc Analysis, there were statistically significant differences between mean values among the clusters. Correlation analysis showed the correlation coefficient between CODMn and TOC was 0.951 (p<0.01) and the correlation was statistically significantly higher. According to the result PCA and FA, 3 principal components can explaining 72% of the total variations in water quality characteristics and main factor was EC, BOD5, CODMn, TN, TP and TOC indirect indicators of organic matter and nutrients were influenced. This study presented the regression equation obtained by applying the factor scores to the multiple linear regression analysis and concluded that the management Indirect indicators of organic matter and nutrients is important for water quality management in the Imjin River basin.
참고문헌 (31)
- Bengraine K, "Using principal component cnalysis to monitor spatial and temporal changes in water quality", Journal of Hazardous Materials, 100, pp.179~195 (2003)[DOI]
- 조용철, "다변량 통계기법을 이용한 시·공간적 수질변화의 평가: 임진강유역에 관한 연구", 대한환경공학회지, 39(11), pp.641~649 (2017), 대한환경공학회[DOI]
- Gilbert RO, "Statistical methods for environmental pollution monitoring", pp.320~ (1987), Van Nostrand Reinhold
- 곽보라, "통계분석을 이용한 낙동강 창녕함안보 구간의 수질특성 연구", 대한환경공학회지, 38(2), pp.71~78 (2016), 대한환경공학회[DOI]
- Survey on the major streams of northern part in Gyeonggi-do, "Gyeonggi Research Institute", ~ (2005)
- 정수정, "영산강 수계 오염특성 파악을 위한 다변량 통계분석법의 적용", 생태와 환경, 45(4), pp.368~377 (2012), 한국수생태학회
- Jung KY, "Evaluation of water quality for the Nakdong River watershed using multivariate analysis", Environment Technology & Innovation, 5, pp.67~82 (2016)[DOI]
- 김종구, "통계분석 기법을 이용한 錦江水系의 水質評價", 한국환경과학회지, 11(12) (2002), 한국환경과학회
- 김미아, "다변량분석법을 이용한 금강 유역의 수질오염특성 연구", 한국물환경학회지, 23(1), pp.161~168 (2007), 한국물환경학회
- 김요용, "다변량 통계 분석기법을 이용한 한강수계 지천의 수질 평가", 대한환경공학회지, 33(7), pp.501~510 (2011), 대한환경공학회
- 김경훈, "남강댐 하류유역 수질측정자료의 시·공간적 특성분석", 한국방재학회논문집, 13(6), pp.429~437 (2013), 한국방재학회
- Kim SH, "Characteristics of water quality trend using multivariated analysis for the Han River", Journal of Environmental and Sanitary Engineering, 31(1), pp.13~25 (2016)
- Kim JH, "Environmental statistics & data analysis" (2016), Hannarae publishing
- 이가영, "대전 갑천의 수질변화 경향 및 주요 수질 영향 인자 분석", 대한환경공학회지, 37(9), pp.517~525 (2015), 대한환경공학회[DOI]
- Ministry of Construction and Transportation, "Hydrological observation manual", ~ (2004)
- Ministry of Environment, "Basic policy for the total maximum daily loads in the Han River basin" (2000)
- Ministry of Environment, "Operation and evaluation for water quality and streamflow monitoring network in Han River basin" (2007)
- Ministry of Environment, "Operation for streamflow monitorning network in Han River basin" (2016)
- Ministry of Environment, "Standard method for the examination of water pollution", ~ (2016)
- Noh HJ, "Multivariate analysis theory and practice using spss & excel", pp.87~469 (2005), Hyungseul publishing networks
- Park HS, "Evaluation of water quality characteristics using factor analysis in the Nakdong river", Journal of Korean Society on Water Environmental, 17(6), pp.693~701 (2001)
- 박재홍, "수질오염총량관리제의 성과평가: 개발", 삭감계획의 이행실적 및 단위유역의 수질 현황, 2009, pp.25(4), 481~493[DOI]
- 박지형, "경험식과 요인분석을 통한 오염물질 유출 특성 연구 - 남한강 상･하류 수계 주요 하천을 중심으로", 한국물환경학회지, 27(6), pp.905~913 (2011), 한국물환경학회
- 박진환, "통계분석을 이용한 영산강ㆍ섬진강수계 주요 유입지천의 수질 특성", 환경영향평가, 22(2), pp.171~181 (2013), 한국환경영향평가학회
- Ravichandran S, "Ecoregions for describing water quality patterns in Tamiraparani basin, South India", Journal of Hydrology, 178, pp.257~276 (1996)[DOI]
- Rode M, "Uncertainties in selected river water quality data", Hydrology and Earth System Sciences, 11, pp.863~874 (2007)[DOI]
- Shrestha S, "Assessment of surface water quality using multivariate statistical techniques: A case study of the Fuji River basin, Japan", Environmental Modelling & Software, 22, pp.464~475 (2007)[DOI]
- Simeonov V, "Assessment of the surface water quality in Northern Greece", Water Research, 37, pp.4119~4124 (2003)[DOI]
- Singh KP, "Multivariate statistical techniques for the evaluation of spatial and temporal variations in water quality of Gomti River (India)", Water Research, 38, pp.3980~3992 (2004)[DOI]
- "Water Environment Information System"[URL]
- Xu HS, "Assessment and spatiotemporal variation analysis of water quality in the Zhangweinan River basin, China", Procedia Environmental Sciences, 13, pp.1641~1652 (2012)[DOI]