표제지

목차

요약문 3

1장. 서론 24

1절. 연구의 배경 및 필요성 24

2절. 연구의 목적 25

2장. 연구 내용 및 방법 26

1절. 과업의 범위 26

1. 종합 친수활동지수 예보를 위한 발령 기준 수립 및 적용 방안 설계 26

2. 종합 친수활동지수 예보 기법 개발 27

3. 남조류 예측 모델 개발 27

4. 장기 수질예보 생산 방안 개발 연구 28

2절. 연구추진체계 29

1. 연구추진체계도 29

2. 연구원 구성표 30

3절. 연구 방법 31

1. 종합 친수활동지수 예보를 위한 발령 기준 수립 및 적용 방안 설계 31

2. 종합 친수활동지수 예보 기법 개발 33

3. 남조류 예측 모델 개발 55

4. 장기 수질예보 생산 방안 개발 연구 64

3장. 연구 결과 및 고찰 73

1절. 종합 친수활동지수 예보를 위한 발령 기준 수립 및 적용 방안 설계 73

1. 국내ㆍ외 친수활동 연구 사례 조사 73

2. 친수활동 지표(indicator) 선정 및 지수(index) 구성 106

3. 종합 친수활동지수 및 등급의 제도적 적용 방안 137

4. 친수활동 예보 대상 지점 제안 158

2절. 종합 친수활동지수 예보 기법 개발 177

1. 예보 모델의 구성 177

2. 수질지표의 가중치 연구 178

3. 친수활동지표의 예측 185

4. 종합 친수활동지수 산정 방법 개발 246

3절. 남조류 예측 모델 개발 269

1. 클로로필 a 단변량 모형 269

2. 조류농도 관련인자 상관성 분석 310

4절. 장기 수질예보 생산 방안 개발 연구 369

1. 계절예측 상세화 기법 개발 및 예측성 평가 369

2. 모델링 기반 장기 수질 예측성 평가 383

3. 기후인자의 기반 장기 수질 예측성 평가 394

4. 통합 장기 수질 예측 기법 개발 402

4장. 결론 411

1절. 종합 친수활동지수 예보를 위한 발령 기준 수립 및 적용 방안 설계 411

2절. 종합 친수활동지수 예보 기법 개발 414

3절. 남조류 예측 모델 개발 418

4절. 장기 수질예보 생산 방안 개발 연구 422

5장. 기대성과 및 활용 방안 422

1절. 기대성과 422

2절. 활용방안 422

3절. 향후 연구계획 423

1. 종합 친수활동지수 예보를 위한 발령 기준 수립 및 적용 방안 설계 423

2. 종합 친수활동지수 예보 기법 개발 424

3. 남조류 예측 모델 개발 424

4. 장기 수질예보 생산 방안 개발 연구 425

6장. 참고문헌 426

7장. 부록 433

[붙임 1] 국외 친수 수질 지표 및 수질기준 433

(가) WHO 433

(나) 미국 434

(다) EU 436

(라) 캐나다 437

(마) 호주 438

(바) 일본 439

[붙임 2] 주요 수질지표가 인체에 미치는 연구 결과 440

[붙임 3] 수질 환경기준 442

1. 사람의 건강보호 기준(하천, 호소) 442

2. 생활환경 기준(하천) 443

3. 생활환경 기준(호소) 443

[붙임 4] 수질예보제 수질관리 단계 444

[붙임 5] 수질오염감시경보 발령ㆍ해제기준 445

Table 2-2-1. 동일한 구성비의 학습, 검사 및 검증자료 구성 예시 40

Table 2-2-2. 대장균군수 예측 선행연구 44

Table 2-2-3. 분변성대장균군수와 수질지표의 상관계수 45

Table 2-4-1. 수질계절예측을 위해 사용 가능한 개별 계절예측 모형 리스트 65

Table 2-4-2. APCC MME 참여 개별 모형의 제공 변수 66

Table 2-4-3. 상세화 자료의 모델링 기반 장기 수질 예측성 평가를 위한 예측 시나리오 70

Table 3-1-1. 물놀이 등의 행위제한 권고기준(제29조제2항 관련) 74

Table 3-1-2. 조류경보제 발령기준 75

Table 3-1-3. 조류경보 단계별 친수활동 조치사항 75

Table 3-1-4. 조류경보 발령 내역 76

Table 3-1-5. 물놀이형 수경시설의 수질기준 78

Table 3-1-6. 지방자치단체 수경시설 수질 관련 조례 현황 79

Table 3-1-7. 국가별 대장균 기준 81

Table 3-1-8. 국가별 장구균 기준 82

Table 3-1-9. 국가별 pH 기준 83

Table 3-1-10. 종합수질지수 개발 방법 비교 84

Table 3-1-11. 친수 수질 등급 결정표 86

Table 3-1-12. 위락용수 적합성 등급 결정표(미생물학적 수질) 88

Table 3-1-13. 경보 단계에 따른 모니터링과 대응 조치 88

Table 3-1-14. 위락용수 적정 등급의 매트릭스 (New Zealand ministry for the environment, 2003) 89

Table 3-1-15. 뉴질랜드 친수용수 등급평가에 따른 설명 91

Table 3-1-16. 뉴질랜드 담수에서 친수 수질기준의 단계기준과 조치 91

Table 3-1-17. EU 친수용수 수질 기준 95

Table 3-1-18. 친수용수의 수질평가를 위한 생물지표의 이상적인 특징 115

Table 3-1-19. 주요 속성별 잠재 지표 종합 119

Table 3-1-20. 친수활동지표 선정기준, 기준별 세부평가항목 및 항목별 평가기준 정리 121

Table 3-1-21. 친수수질 잠재지표 평가결과 123

Table 3-1-22. 친수수질 잠재지표 종합평가 결과 132

Table 3-1-23. 친수활동지표 선정평가 결과 133

Table 3-1-24. 분변성대장균군 등급 133

Table 3-1-25. 친수수질지표 수질기준 134

Table 3-1-26. 수상레저안전법에 의한 수상레저 종류와 물접촉성을 고려한 위험군 분류 139

Table 3-1-27. 종합 친수활동지수 및 등급(안) 기준 140

Table 3-1-28. 이중범주형 예보 분류표 146

Table 3-1-29. 다중범주형 예보 분류표 149

Table 3-1-30. 수질예보 평가분류표 151

Table 3-1-31. 2012년도 수질예보 정확도(ACC) 평가결과 152

Table 3-1-32. 강우 예보평가 분류표 153

Table 3-1-33. 강수유무 정확도(ACC) 평가 153

Table 3-1-34. 평가분류표 154

Table 3-1-35. 다중범주형 예보등급 분류표 154

Table 3-1-36. 종합 친수활동지수 및 등급 예보 정확도 평가방안별 장ㆍ단점 155

Table 3-1-37. 중권역별 활발한 친수활동 지역 158

Table 3-1-38. 중권역별 레크레이션 현황 161

Table 3-1-39. 1일 평균 물놀이 이용객이 400명 이상인 지역(2008년 기준) 167

Table 3-1-40. 낙동강권역 수질 조사지점 169

Table 3-1-41. 친수활동등급 예보지점 확대계획(안) 173

Table 3-2-1. 가중치 선정 관련 전문가 178

Table 3-2-2. 1차 설문 점수의 빈도 181

Table 3-2-3. 1차 설문 점수의 기술통계값 181

Table 3-2-4. 1차 설문 결과의 합의도 및 수렴도 182

Table 3-2-5. 2차 설문 점수의 빈도 182

Table 3-2-6. 2차 설문 점수의 기술통계값 183

Table 3-2-7. 2차 설문 결과의 합의도 및 수렴도 183

Table 3-2-8. 수질지표의 중요도 183

Table 3-2-9. 친수수질지표(pH, DO, TOC, 클로로필 a, 탁도)의 중요도 184

Table 3-2-10. 친수수질지표(pH, DO, TOC, 클로로필 a, 탁도의 가중치 184

Table 3-2-11. 회상지점 수질지표에 대한 일반 통계특성 185

Table 3-2-12. 회상지점 각 수질지표에 대한 상관관계 분석 결과 186

Table 3-2-13. 회상지점 관측자료에 대한 요인분석 결과 187

Table 3-2-14. 모델 구성 입력인자 188

Table 3-2-15. 가용 pH 자료 총구성비 및 Sampling 결과 189

Table 3-2-16. 선정된 입력인자를 모두 포함한 pH 자료 구성비 및 Sampling 결과 189

Table 3-2-17. 입력인자별 pH 예측 인공신경망 모델 결과 비교 190

Table 3-2-18. 가용 EC 자료 총구성비 및 Sampling 결과 190

Table 3-2-19. 선정된 입력인자를 모두 포함한 EC 자료 구성비 및 Sampling 결과 191

Table 3-2-20. 입력인자별 EC 예측 인공신경망 모델 결과 비교 191

Table 3-2-21. 가용 DO 자료 총구성비 및 Sampling 결과 192

Table 3-2-22. 선정된 입력인자를 모두 포함한 DO 자료 구성비 및 Sampling 결과 192

Table 3-2-23. 입력인자별 DO 예측 인공신경망 모델 결과 비교 193

Table 3-2-24. 가용 Chl-a 자료 총구성비 및 Sampling 결과 194

Table 3-2-25. 선정된 입력인자를 모두 포함한 Chl-a 자료 구성비 및 Sampling 결과 194

Table 3-2-26. TN, TP를 모두 포함한 Chl-a 자료 구성비 및 Sampling 결과 194

Table 3-2-27. 입력인자별 Chl-a 예측 인공신경망 모델 결과 비교 195

Table 3-2-28. 가용 TOC 자료 총구성비 및 Sampling 결과 196

Table 3-2-29. 선정된 입력인자를 모두 포함한 TOC 자료 구성비 및 Sampling 결과 196

Table 3-2-30. 입력인자별 TOC 예측 인공신경망 모델 결과 비교 197

Table 3-2-31. 방안 1 적용 t+2, t+3 DO 수질예측 인공신경망 모델 결과 198

Table 3-2-32. 방안 2적용 t+2, t+3 DO 수질예측 인공신경망 모델 결과 199

Table 3-2-33. 방안 1 적용 각 목표수질인자별 t+2, t+3 수질예측 인공신경망 모델 결과 199

Table 3-2-34. 요인분석 적용 전ㆍ후 TOC t+1, t+2, t+3 예측 결과 비교 200

Table 3-2-35. 해변 별 대장균군 모델의 독립변수 202

Table 3-2-36. 분변성대장균군수 등급 분류 205

Table 3-2-37. 구간 A의 기간별 분변성대장균군수 등급 개수 206

Table 3-2-38. 구간 B의 기간별 분변성대장균군수 등급 개수 206

Table 3-2-39. 구간 A의 샘플링에 따른 로지스틱회귀분석 모델 케이스 208

Table 3-2-40. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A1의 등급별 정분류율 208

Table 3-2-41. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A1의 등급별 오차율 209

Table 3-2-42. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A2의 등급별 정분류율 209

Table 3-2-43. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A2의 등급별 오차율 209

Table 3-2-44. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A3의 등급별 정분류율 210

Table 3-2-45. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A3의 등급별 오차율 210

Table 3-2-46. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A4의 등급별 정분류율 211

Table 3-2-47. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A4의 등급별 오차율 211

Table 3-2-48. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A5의 등급별 정분류율 212

Table 3-2-49. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A5의 등급별 오차율 212

Table 3-2-50. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A6의 등급별 정분류율 213

Table 3-2-51. 로지스틱회귀분석 모델의 Case A6의 등급별 오차율 213

Table 3-2-52. 구간 B의 샘플링에 따른 로지스틱회귀분석 모델 케이스 213

Table 3-2-53. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B1의 등급별 정분류율 214

Table 3-2-54. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B1의 등급별 오차율 214

Table 3-2-55. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B2의 등급별 정분류율 215

Table 3-2-56. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B2의 등급별 오차율 215

Table 3-2-57. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B3의 등급별 정분류율 216

Table 3-2-58. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B3의 등급별 오차율 216

Table 3-2-59. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B4의 등급별 정분류율 217

Table 3-2-60. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B4의 등급별 오차율 217

Table 3-2-61. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B5의 등급별 정분류율 217

Table 3-2-62. 로지스틱회귀분석 모델의 Case B5의 등급별 오차율 218

Table 3-2-63. 로지스틱회귀분석 모델의 구간 A의 정분류율 및 오차율 정리 218

Table 3-2-64. 로지스틱회귀분석 모델의 구간 B의 정분류율 및 오차율 정리 220

Table 3-2-65. 구간 A의 1등급 학습데이터 기술통계량 222

Table 3-2-66. 구간 A의 2등급 학습데이터 기술통계량 222

Table 3-2-67. 주관적 기준 방법 모델의 구간 A의 등급별 정분류율 224

Table 3-2-68. 주관적 기준 방법 모델의 구간 A의 등급별 오차율 224

Table 3-2-69. 구간 B의 1등급 학습데이터 기술통계량 226

Table 3-2-70. 구간 B의 2등급 학습데이터 기술통계량 226

Table 3-2-71. 구간 B의 3등급 학습데이터 기술통계량 227

Table 3-2-72. 주관적 기준 방법 모델의 구간 B의 등급별 정분류율 228

Table 3-2-73. 주관적 기준 방법 모델의 구간 B의 등급별 오차율 229

Table 3-2-74. 주관적 기준 방법 모델의 정분류율 및 오차율 정리 229

Table 3-2-75. 구간 A 의사결정나무의 첫 번째 가지치기를 위한 α값 산정 232

Table 3-2-76. 구간 A 의사결정나무의 두 번째 가지치기를 위한 α값 산정 233

Table 3-2-77. 구간 A 의사결정나무의 세 번째 가지치기를 위한 α값 산정 234

Table 3-2-78. 구간 A 의사결정나무의 네 번째 가지치기를 위한 α값 산정 235

Table 3-2-79. 구간 A 의사결정나무 가지치기 위한 α값 산정 - 2 236

Table 3-2-80. 구간 A의 의사결정나무 모델의 등급별 정분류율 237

Table 3-2-81. 구간 A의 의사결정나무 모델의 등급별 오차율 237

Table 3-2-82. 구간 B 의사결정나무의 첫 번째 가지치기를 위한 α값 산정 240

Table 3-2-83. 구간 B 의사결정나무의 두 번째 가지치기를 위한 α값 산정 241

Table 3-2-84. 구간 B 의사결정나무의 세 번째 가지치기를 위한 α값 산정 242

Table 3-2-85. 구간 B 의사결정나무의 네 번째 가지치기를 위한 α값 산정 242

Table 3-2-86. 구간 B의 의사결정나무 모델의 등급별 정분류율 243

Table 3-2-87. 구간 B의 의사결정나무 모델의 등급별 오차율 243

Table 3-2-88. 의사결정나무 모델의 정분류율 및 오차율 정리 244

Table 3-2-89. 분변성대장균군 추정 모델 비교 245

Table 3-2-90. 종합소속점수의 할당 253

Table 3-3-1. Chl-a의 기본통계분석 271

Table 3-3-2. 남조류 세포수의 기본통계분석 274

Table 3-3-3. 한강 3개보 지점 Chl-a 자료 개선과 기본통계분석 278

Table 3-3-4. 금강 3개보 지점 Chl-a 자료 개선과 기본통계분석 278

Table 3-3-5. 영산강 2개보 지점 Chl-a 자료 개선과 기본통계분석 278

Table 3-3-6. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 자료 개선과 기본통계분석 279

Table 3-3-7. 한강 3개보지점 Chl-a 시계열의 식별된 모형 매개변수 283

Table 3-3-8. 금강 3개보지점 Chl-a 시계열의 식별된 모형 매개변수 283

Table 3-3-9. 영산강 2개보지점 Chl-a 시계열의 식별된 모형 매개변수 283

Table 3-3-10. 낙동강 3개보지점 Chl-a 시계열의 식별된 모형 매개변수 284

Table 3-3-11. 한강 3개보 지점 Chl-a의 첫번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 289

Table 3-3-12. 금강 3개보 지점 Chl-a의 첫번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 289

Table 3-3-13. 영산강 2개보 지점 Chl-a의 첫번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 289

Table 3-3-14. 낙동강 8개보 지점 Chl-a의 첫번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 290

Table 3-3-15. 한강 3개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 293

Table 3-3-16. 금강 3개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 294

Table 3-3-17. 영산강 2개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 294

Table 3-3-18. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 295

Table 3-3-19. 한강 3개보 지점 Chl-a의 두번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 296

Table 3-3-20. 금강 3개보 지점 Chl-a의 두번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 296

Table 3-3-21. 영산강 2개보 지점 Chl-a의 두번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 297

Table 3-3-22. 낙동강 8개보 지점 Chl-a의 두번째 추계과정 자료 개선과 기본통계분석 297

Table 3-3-23. 한강 3개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 301

Table 3-3-24. 금강 3개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 식별된 모형 매개변수 301

Table 3-3-25. 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 결과 비교 307

Table 3-3-26. 문헌 및 사례조사 : 조류 농도 결정 관련인자 상관계수 312

Table 3-3-27. 이포보 조류 농도 관련인자 SPSS 이변량 상관계수 313

Table 3-3-28. 세종보 조류 농도 관련인자 SPSS 이변량 상관계수 314

Table 3-3-29. 승촌보 조류 농도 관련인자 SPSS 이변량 상관계수 315

Table 3-3-30. 함안보 조류 농도 관련인자 SPSS 이변량 상관계수 316

Table 3-3-31. 이포보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 317

Table 3-3-32. 세종보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 317

Table 3-3-33. 승촌보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 318

Table 3-3-34. 함안보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 318

Table 3-3-35. 이포보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 (중앙화) 318

Table 3-3-36. 세종보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 (중앙화) 319

Table 3-3-37. 승촌보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 (중앙화) 319

Table 3-3-38. 함안보 조류 농도 관련인자 기본통계분석 (중앙화) 319

Table 3-3-39. 이포보 강수량의 식별된 모형 매개변수 328

Table 3-3-40. 세종보 강수량의 식별된 모형 매개변수 328

Table 3-3-41. 승촌보 PO4P의 식별된 모형 매개변수 328

Table 3-3-42. 함안보 PO4P의 식별된 모형 매개변수 329

Table 3-3-43. 승촌보 TN-NH3N 식별된 모형 매개변수 329

Table 3-3-44. 함안보 TN-NH3N의 식별된 모형 매개변수 329

Table 3-3-45. 이포보 Chl-a의 식별된 모형 매개변수 330

Table 3-3-46. 세종보 Chl-a 식별된 모형 매개변수 330

Table 3-3-47. 승촌보 Chl-a 식별된 모형 매개변수 330

Table 3-3-48. 함안보 Chl-a의 식별된 모형 매개변수 330

Table 3-3-49. 원시계열과 선백색화 시계열의 상호상관분석 결과 (이포보) 365

Table 3-3-50. 원시계열과 선백색화 시계열의 상호상관분석 결과 (세종보) 366

Table 3-3-51. 원시계열과 선백색화 시계열의 상호상관분석 결과 (승촌보) 367

Table 3-3-52. 원시계열과 선백색화 시계열의 상호상관분석 결과 (함안보) 368

Table 4-1-1. 수질지표 선정평가 결과 411

Table 4-1-2. 친수활동지수(안) 기준 412

Table 4-1-3. 다중범주형 예보등급 분류표 413

Fig. 2-2-1. 델파이 기법 절차 35

Fig. 2-2-2. 인공신경망 모델 36

Fig. 2-2-3. 인공신경망 모델 개발 과정 37

Fig. 2-2-4. 수질예측 인공신경망 모델 개발 절차 38

Fig. 2-2-5. DO 자료 구성비 40

Fig. 2-2-6. 학습알고리즘의 종류 (Kim, 2014) 41

Fig. 2-2-7. 다양한 초기 가중치에 따른 인공신경망 앙상블 모델링 (Kim & Seo, 2014) 42

Fig. 2-2-8. 앙상블 모델 결과에 대한 사분위 범위 (Kim & Seo, 2014) 43

Fig. 2-2-9. 의사결정나무의 예 48

Fig. 2-2-10. 분변성대장균군 추정 모델의 개발 과정 51

Fig. 2-2-11. 소속함수의 예 52

Fig. 2-2-12. 소속함수의 형태 54

Fig. 2-3-1. 시계열 모형 분석 과정 57

Fig. 2-3-2. 배타적 상관성 분석의 시계열 처리 과정 60

Fig. 2-4-1. 장기 수질예보 생산 방안 연구 세부 항목 64

Fig. 2-4-2. 대상 유역 및 계절예측 자료의 공간 해상도 68

Fig. 2-4-3. 모델링 기반 장기 수질 예측성 평가 모식도 69

Fig. 2-4-4. 낙동강 유역 내 하천수질 관측소 및 기상 관측소 위치 72

Fig. 3-1-1. 도민 수질검사 요청 절차 80

Fig. 3-1-2. 단순화한 분류 매트릭스 85

Fig. 3-1-3. 위락용수 등급 분류 절차 86

Fig. 3-1-4. 위락용수 적합성 등급 및 경보수준 분류 절차 87

Fig. 3-1-5. 위락용수 적합성을 평가하기 위한 수질평가체계 89

Fig. 3-1-6. 레크레이션 용수의 수질 등급평가 모식도 90

Fig. 3-1-7. 영국 생태학적 상태 등급평가 92

Fig. 3-1-8. 각 요소의 결과를 반영하는 모식도 93

Fig. 3-1-9. EU의 수영용수규정에 의해서 관리가 되고 있는 수체(해수 및 담수)의 수 94

Fig. 3-1-10. EU 회원국들의 친수활동 적합도 현황 결과 (출처 : WISE) 96

Fig. 3-1-11. 홍콩 Waterman 제공화면 98

Fig. 3-1-12. 홍콩 친수활동 지표 및 기준 99

Fig. 3-1-13. WATERMAN 제공 화면 100

Fig. 3-1-14. 해변 오염원 정보 제공 화면 100

Fig. 3-1-15. 해변 주요 오염원 정보 제공 화면 101

Fig. 3-1-16. Schematic Representation of the MIKE-SHE model 102

Fig. 3-1-17. 친수수질 예측 시스템에서 이메일로 배포된 정보 양식 102

Fig. 3-1-18. 스코틀랜드의 친수 지역 지도 103

Fig. 3-1-19. Ohio Nowcast 제공 화면 104

Fig. 3-1-20. Cuyahoga River 제공 자료 104

Fig. 3-1-21. Huntington의 Nowcast의 정확도 평가 결과 105

Fig. 3-1-22. 친수활동지표 개발체계 107

Fig. 3-1-23. 종합 친수활동등급 예보제 개요 137

Fig. 3-1-24. 종합 친수활동지수 및 등급 예보 절차도 141

Fig. 3-1-25. 에어코리아 서비스 제공화면 142

Fig. 3-1-26. ohio 친수정보 안내판 143

Fig. 3-1-27. 깃발 표시의 예 144

Fig. 3-1-28. 홍콩 수질예보 정확도 150

Fig. 3-1-29. Ohio주 주요 Beach Water Quality Forecast 예측정확도 151

Fig. 3-1-30. 중권역별 일일 평균 이용객 400명 이상인 물놀이 지점 수 분포 159

Fig. 3-1-31. 중권역별 2차 레크레이션 지점 수 분포 160

Fig. 3-1-32. 일일 평균 이용객 400명 이상 1차 레크레이션 지점 현황 165

Fig. 3-1-33. 중권역별 일일 평균 이용객 400명 이상인 물놀이 지점수 분포 166

Fig. 3-1-34. 낙동강권역 수질 조사지점 169

Fig. 3-1-35. 낙동강 유역 친수지점과 수칠측정지점 170

Fig. 3-1-36. 낙동강 유량/수질측정 지점과 예보대상 지점 171

Fig. 3-1-37. 낙동강 상주보 회상 측정항목 172

Fig. 3-1-38. 종합 친수활동지수 및 등급 예보 확대운영을 위한 로드맵 176

Fig. 3-1-39. 종합 친수활동지수 및 등급 예보 개선을 위한 로드맵 종합 176

Fig. 3-2-1. 예보 모델의 구성 177

Fig. 3-2-2. 델파이 기법 1차 설문지 180

Fig. 3-2-3. 수질지표 예측 인공신경망 모델 적용 지점-회상지점 186

Fig. 3-2-4. Erie 호수의 대장균군 모델 개발 해변(Francy and Darner, 2007) 201

Fig. 3-2-5. 데이터를 수집한 일반수질측정소 203

Fig. 3-2-6. 일반수질측정소 분류를 위한 클러스터링 결과 205

Fig. 3-2-7. 분변성대장균군수 등급에 따른 강우발생 경과일 분포 207

Fig. 3-2-8. 구간 A의 pH, EC에 따른 분변성대장균군수 등급 추정 확률 219

Fig. 3-2-9. pH, EC에 따른 분변성대장균군수 등급 분포 219

Fig. 3-2-10. 구간 B의 pH, TP에 따른 분변성대장균군수 등급 추정 확률 220

Fig. 3-2-11. 구간 A의 수질지표에 따른 분변성대장균군수 등급 분포 222

Fig. 3-2-12. pH 8.5 이하 데이터의 EC에 대한 등급별 분포 223

Fig. 3-2-13. pH 8.5 이하, EC 180 μS/cm 이하 데이터의 TOC에 대한 등급별 분포 223

Fig. 3-2-14. 구간 A의 주관적 기준 방법 적용한 분변성대장균군 추정 모델 224

Fig. 3-2-15. 구간 B의 수질지표에 따른 분변성대장균군수 등급 분포 226

Fig. 3-2-16. pH 8.6 이하 데이터의 DO에 대한 등급별 분포 227

Fig. 3-2-17. pH 8.5 이하, DO 8.1 mg/L 이상 데이터의 EC에 대한 등급별 분포 227

Fig. 3-2-18. 구간 B의 주관적 기준 방법 적용한 분변성대장균군 추정 모델 228

Fig. 3-2-19. 구간 A의 의사결정나무(가지치기 전) 231

Fig. 3-2-20. 구간 A 의사결정나무의 첫 번째 가지치기 후 모습 233

Fig. 3-2-21. 구간 A 의사결정나무의 두 번째 가지치기 후 모습 234

Fig. 3-2-22. 구간 A 의사결정나무의 세 번째 가지치기 후 모습 235

Fig. 3-2-23. 구간 A 의사결정나무의 네 번째 가지치기 후 모습 236

Fig. 3-2-24. 구간 A 의사결정나무의 종단마디에 따른 오차율 237

Fig. 3-2-25. 구간 B의 의사결정나무(가지치기 전) 238

Fig. 3-2-26. 구간 B 의사결정나무의 첫 번째 가지치기 후 모습 240

Fig. 3-2-27. 구간 B 의사결정나무의 두 번째 가지치기 후 모습 241

Fig. 3-2-28. 구간 B 의사결정나무의 세 번째 가지치기 후 모습 242

Fig. 3-2-29. 구간 B 의사결정나무의 종단마디에 따른 오차율 243

Fig. 3-2-30. 5개 수질지표의 소속함수 251

Fig. 3-2-31. 종합소속점수의 변환 253

Fig. 3-2-32. 삼각형 형태의 소속함수(1) 256

Fig. 3-2-33. 삼각형 형태의 소속함수(2) 257

Fig. 3-2-34. 가우시안 형태의 소속함수 258

Fig. 3-2-35. 가우시안 형태의 소속함수의 종합소속점수 259

Fig. 3-2-36. 종합 친수활동지수 산정 알고리즘 262

Fig. 3-2-37. 회상지점 5월-8월의 DO와 친수수질지수 263

Fig. 3-2-38. 회상지점 5월-8월의 pH와 친수수질지수 264

Fig. 3-2-39. 회상지점 5월-8월의 TOC와 친수수질지수 264

Fig. 3-2-40. 회상지점 5월-8월의 탁도와 친수수질지수 264

Fig. 3-2-41. 회상지점 5월-8월의 클로로필 a와 친수수질지수 265

Fig. 3-2-42. 회상지점 5월-8월의 분변성대장균군 등급, 친수수질지수, 종합 친수활동지수 265

Fig. 3-2-43. 왜관지점 5월-8월의 DO와 친수수질지수 266

Fig. 3-2-44. 왜관지점 5월-8월의 pH와 친수수질지수 266

Fig. 3-2-45. 왜관지점 5월-8월의 TOC와 친수수질지수 267

Fig. 3-2-46. 왜관지점 5월-8월의 탁도와 친수수질지수 267

Fig. 3-2-47. 왜관지점 5월-8월의 클로로필 a와 친수수질지수 267

Fig. 3-2-48. 왜관지점 5월-8월의 분변성대장균군 등급, 친수수질지수, 종합 친수활동지수 268

Fig. 3-3-1. 4대강 16개보 위치 270

Fig. 3-3-2. 한강 3개보 지점 Chl-a의 히스토그램 271

Fig. 3-3-3. 금강 3개보 지점 Chl-a의 히스토그램 272

Fig. 3-3-4. 영산강 2개보 지점 Chl-a의 히스토그램 272

Fig. 3-3-5. 낙동강 상류 4개보 지점 Chl-a의 히스토그램 272

Fig. 3-3-6. 낙동강 하류 4개보 지점 Chl-a의 히스토그램 273

Fig. 3-3-7. 남조류 세포수의 히스토그램 276

Fig. 3-3-8. 한강 3개보 지점 Chl-a 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 280

Fig. 3-3-9. 금강 3개보 지점 Chl-a 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 280

Fig. 3-3-10. 영산강 2개보 지점 Chl-a 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 280

Fig. 3-3-11. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 시계열의 자기상관함수 (a), (c)와 편자기상관함수 (b), (d) 281

Fig. 3-3-12. 강천보 Chl-a 시계열의 확장된 자기상관함수 281

Fig. 3-3-13. 세종보 Chl-a 시계열의 확장된 자기상관함수 281

Fig. 3-3-14. 구미보 Chl-a 시계열의 확장된 자기상관함수 282

Fig. 3-3-15. 한강 3개보 지점 Chl-a 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 285

Fig. 3-3-16. 금강 3개보 지점 Chl-a 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 285

Fig. 3-3-17. 영산강 2개보 지점 Chl-a 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 286

Fig. 3-3-18. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a), (c)와 편자기상관함수 (b), (d) 286

Fig. 3-3-19. 한강 3개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 291

Fig. 3-3-20. 금강 3개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 291

Fig. 3-3-21. 영산강 2개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 291

Fig. 3-3-22. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a), (c) 와 편자기상관함수 (b), (d) 292

Fig. 3-3-23. 공주보 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 292

Fig. 3-3-24. 세종보 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 292

Fig. 3-3-25. 구미보 Chl-a 첫번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 293

Fig. 3-3-26. 한강 3개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 298

Fig. 3-3-27. 금강 3개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 298

Fig. 3-3-28. 영산강 2개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 (b) 299

Fig. 3-3-29. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 자기상관함수 (a), (c)와 편자기상관함수 (b), (d) 299

Fig. 3-3-30. 강천보 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 300

Fig. 3-3-31. 세종보 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 300

Fig. 3-3-32. 달성보 Chl-a 두번째 추계과정 시계열의 확장된 자기상관함수 300

Fig. 3-3-33. 한강 3개보 지점 Chl-a 다중과정 단변량 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 302

Fig. 3-3-34. 금강 3개보 지점 Chl-a 다중과정 단변량 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 302

Fig. 3-3-35. 영산강 2개보 지점 Chl-a 다중과정 단변량 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 303

Fig. 3-3-36. 낙동강 8개보 지점 Chl-a 다중과정 단변량 적합 모형의 잔차 자기상관함수 (a)와 편자기상관함수 303

Fig. 3-3-37. 이포보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 304

Fig. 3-3-38. 세종보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 304

Fig. 3-3-39. 승촌보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 305

Fig. 3-3-40. 상주보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 305

Fig. 3-3-41. 고령보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 305

Fig. 3-3-42. 달성보 Chl-a의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 306

Fig. 3-3-43. 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM)의 R2와 RMSE 비교 306

Fig. 3-3-44. 실측데이터-기존 모형(ARMA)와 실측데이터-개선 모형(MPUM) 상관관계 비교 307

Fig. 3-3-45. 2005~2012년 달성지점의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 308

Fig. 3-3-46. 2005~2009년 달성지점의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 309

Fig. 3-3-47. 2010~2012년 달성지점의 실측데이터, 기존 모형(ARMA)과 개선 모형(MPUM) 309

Fig. 3-3-48. RCA 수질 모형 모식도 (HydroQual, 2004) 311

Fig. 3-3-49. 강수량과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 320

Fig. 3-3-50. PO4P와 Chl-a 시계열의 상호상관함수 321

Fig. 3-3-51. TN-NH3N과 Chl-a 시계열의 상호상관함수 321

Fig. 3-3-52. 이포보, 세종보 강수량 시계열의 ACF, PACF와 EACF 323

Fig. 3-3-53. 승촌보, 함안보 PO4P 시계열의 ACF, PACF와 EACF 324

Fig. 3-3-54. 승촌보, 함안보 TN-NH3N 시계열의 ACF, PACF와 EACF 325

Fig. 3-3-55. 이포보, 세종보 Chl-a 시계열의 ACF, PACF와 EACF 326

Fig. 3-3-56. 승촌보, 함안보 Chl-a 시계열의 ACF, PACF와 EACF 327

Fig. 3-3-57. 이포보, 세종보 강수량 시계열 잔차구조의 자기상관함수와 편자기상관함수 331

Fig. 3-3-58. 승촌보, 함안보 PO4P 시계열 잔차구조의 자기상관함수와 편자기상관함수 332

Fig. 3-3-59. 승촌보, 함안보 TN-NH3N 시계열 잔차구조의 자기상관함수와 편자기상관함수 332

Fig. 3-3-60. 이포보, 세종보 Chl-a 시계열 잔차구조의 자기상관함수와 편자기상관함수 333

Fig. 3-3-61. 승촌보, 함안보 Chl-a 시계열 잔차구조의 자기상관함수와 편자기상관함수 333

Fig. 3-3-62. 선백색화 강수량 시계열과 정상 Chl-a 시계열의 상호상관함수 334

Fig. 3-3-63. 선백색화 강수량과 Chl-a 상호상관함수 335

Fig. 3-3-64. 선백색화 PO4P와 Chl-a 시계열의 상호상관함수 335

Fig. 3-3-65. 선백색화 TN-NH3N과 Chl-a 시계열의 상호상관함수 335

Fig. 3-3-66. 강수량과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 336

Fig. 3-3-67. 선백색화 처리후 강수량과 Chl-a 시계열의 상호상관함수 337

Fig. 3-3-68. PO4P와 Chl-a 원시계열 상호상관함수 338

Fig. 3-3-69. 강수량과 PO4P 원시계열 상호상관함수 339

Fig. 3-3-70. 선백색화 처리후 PO4P와 Chl-a 시계열의 상호상관함수 340

Fig. 3-3-71. 선백색화 처리후 강수량과 PO4P의 상호상관함수 341

Fig. 3-3-72. 수온과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 342

Fig. 3-3-73. 선백색화 처리된 수온과 Chl-a 시계열의 상호상관함수 343

Fig. 3-3-74. DO와 Chl-a의 원시계열의 상호상관함수 344

Fig. 3-3-75. 수온과 DO 시계열의 상호상관함수 345

Fig. 3-3-76. 선백색화 과정후 DO와 Chl-a 시계열의 상호상관함수 346

Fig. 3-3-77. 선백색화 과정의 수온과 DO 시계열 상호상관함수 347

Fig. 3-3-78. BOD와 Chl-a 원 시계열 상호상관함수 348

Fig. 3-3-79. 강수량과 BOD 원 시계열 상호상관함수 349

Fig. 3-3-80. 선백색화 처리후 BOD와 Chl-a 시계열 상호상관함수 350

Fig. 3-3-81. 선백색화 처리후 강수량과 BOD 시계열 상호상관함수 351

Fig. 3-3-82. TOC와 Chl-a 원시계열 상호상관함수 352

Fig. 3-3-83. 강수량과 TOC 시계열의 상호상관함수 353

Fig. 3-3-84. 선백색화 처리후 TOC와 Chl-a 시계열 상호상관함수 354

Fig. 3-3-85. 선백색화 처리후 강수량 TOC 시계열 상호상관함수 355

Fig. 3-3-86. 강수량과 TN 원시계열 상호상관함수 356

Fig. 3-3-87. 강수량과 TN-NH3N 원 시계열 상호상관함수 357

Fig. 3-3-88. 선백색화 처리후 강수량과 TN 시계열 상호상관함수 358

Fig. 3-3-89. 선백색화 처리후 강수량과 TN-NH3N 시계열 상호상관함수 359

Fig. 3-3-90. TN과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 360

Fig. 3-3-91. TN-NH3N과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 361

Fig. 3-3-92. 선백색화 처리후 TN과 Chl-a 시계열 상호상관함수 362

Fig. 3-3-93. 선백색화 처리후 강수량과 TN-NH₃N 시계열 상호상관함수 363

Fig. 3-3-94. 일사량과 Chl-a 원시계열 상호상관함수 (세종보) 364

Fig. 3-3-95. 선백색화 처리후 일사량 Chl-a 시계열의 상호상관함수 (세종보) 364

Fig. 3-4-1. SBC 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 강수량 예측성 평가 370

Fig. 3-4-2. SBC 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 평균 기온 예측성 평가 371

Fig. 3-4-3. SBC 방법에의한 (a) 4월 강수량 및 (b) 9월 평균 기온 시계열 비교 372

Fig. 3-4-4. MWR 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 강수량 예측성 평가 374

Fig. 3-4-5. MWR 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 평균 기온 예측성 평가 375

Fig. 3-4-6. MWR 방법에의한 (a) 5월 강수량 및 (b) 5월 평균 기온 시계열 비교 376

Fig. 3-4-7. CIR 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 강수량 예측성 평가 378

Fig. 3-4-8. CIR 방법을 이용한 낙동강 유역 월별 평균 기온 예측성 평가 379

Fig. 3-4-9. CIR 방법에의한 (a) 6월 강수량 및 (b) 11월 평균 기온 시계열 비교 380

Fig. 3-4-10. 상세화 방법에 따른 월평균 강수량 예측성 비교 381

Fig. 3-4-11. 상세화 방법에 따른 월별 평균 기온 예측성 비교 382

Fig. 3-4-12. 낙동강 유역 30개 관측지점에 대한 EFDC 장기 수질 예측성 평가 결과(2009-2011) 384

Fig. 3-4-13. 상주1(상주보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 386

Fig. 3-4-14. 상주2(낙단보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 387

Fig. 3-4-15. 산곡(구미보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 388

Fig. 3-4-16. 구미(칠곡보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 389

Fig. 3-4-17. 달성(강정보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 390

Fig. 3-4-18. 고령(강정보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 391

Fig. 3-4-19. 창녕(합천보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 392

Fig. 3-4-20. 남지(함안보) 관측지점에서의 수질 예측 결과 (2009~2011) 393

Fig. 3-4-21. 통계적 기반의 장기 수질 예측성 평가 결과(가로축 : 월, 세로축 : 관측지점, 음영 : Temporal Correlation Coefficient) 395

Fig. 3-4-22. 수질 관측소의 월별 수질을 이용한 군집분석 결과 396

Fig. 3-4-23. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 수온 예측 결과 (안동지점) 396

Fig. 3-4-24. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 BOD 예측 결과 (안동지점) 397

Fig. 3-4-25. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 TN 예측 결과 (안동지점) 398

Fig. 3-4-26. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 TP 예측 결과 (안동지점) 399

Fig. 3-4-27. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 SS 예측 결과 (안동지점) 400

Fig. 3-4-28. CIR-Observation 방법을 이용한 월평균 Chla 예측 결과 (안동지점) 401

Fig. 3-4-29. CIR방법을 이용한 선행예측기간에 따른 월별 강수량 예측성 평가 403

Fig. 3-4-30. CIR방법을 이용한 선행예측기간에 따른 월별 평균 기온 예측성 평가 404

Fig. 3-4-31. CIR 방법을 이용한 누적기간에 따른 월별 강수량 예측성 평가 405

Fig. 3-4-32. CIR 방법을 이용한 누적기간에 따른 월별 평균 기온 예측성 평가 406

Fig. 3-4-33. 공간규모에 따른 월별 강수량 예측성 평가(CIR-Observed : Left, CIR-Forecast : Right) 407

Fig. 3-4-34. 공간규모에 따른 월별 평균 기온 예측성 평가(CIR-Observed : Left, CIR-Forecast : Right) 407

Fig. 3-4-35. 장기수질 확률예보를 위한 자료 통합 모식도 408

Fig. 4-1-1. 종합 친수활동지수 및 등급 예보제 개요 412

Fig. 4-1-2. 종합 친수활동지수 및 등급 예보 개선을 위한 로드맵 종합 413

Table 7-1-1. WHO 미생물 준거치와 그에 따른 위험 수준 433

Table 7-1-2. 2012 친수수질 기준(RWQC) 435

Table 7-1-3. EU 수영용수 수질기준 437

Table 7-1-4. 캐나다 위락용수 수질 기준 438

Table 7-1-5. 호주의 미생물 준거치와 그에 따른 위험 수준 439

Table 7-1-6. 일본 수질오탁 관련 환경기준(친수용수로 이용 가능한 수체) 439