1. 서 론
2. 연구대상 및 연구방법
2.1 연구 대상유역 및 측정망 운영 이력
2.2 연구방법
3. 연구 결과
3.1 기존 측정망 적합성 검토 결과
3.2 수질관리 우심지역 도출
3.3 1차 신설·변경 후보지 선정 및 타당성 검토
3.4 2차 신설·변경 후보지 선정 및 타당성 검토
3.5 최종 신설·변경 후보지 선정
4. 결 론
1. 서 론
기후에너지환경부는 ｢환경정책기본법｣과 ｢물환경보전법｣에 따라 하천·호소 등 공공수역에 대한 현황과 장기 변동을 파악하고, 주요 환경정책의 효과 분석 및 정책 수립을 위한 기초자료 제공을 위해 물환경측정망을 구축·운영하고 있다. 특히 하천수 측정망과 총량측정망은 수질오염총량관리제 시행 지역의 수질 현황 파악, 목표수질 달성 여부 평가, 그리고 각종 물환경 정책의 실효성 검증을 위한 필수적인 기초자료를 제공한다. 최근 수자원 관리의 패러다임이 수량과 수질을 연계하는 통합물관리 체계로 전환됨에 따라, 물리적 수문 현상과 화학적 수질 변화를 종합적으로 모니터링하고 평가할 수 있는 관측망의 중요성이 그 어느 때보다 강조되고 있다(Yi et al., 2009)
그러나 지속적인 기후변화와 더불어 급격한 도시화, 산업단지 조성, 토지이용 변화 등으로 인해 유역 내 점오염원과 비점오염원의 분포가 역동적으로 변하고 있어, 과거에 구축된 측정망 체계가 현재의 물환경 여건을 온전히 반영하지 못하는 한계가 발생하고 있다. 즉, 측정망이 장기간 운영되어 왔다는 사실만으로 그 자체의 대표성과 효율성이 확보되는 것은 아니다. Ward et al. (1986)은 고정지점 중심의 반복 관측이 충분한 정보 생산으로 연결되지 못할 경우, 물환경 모니터링이 이른바 “data-rich but information-poor” 상태에 빠질 수 있음을 지적하였다. 이후 Behmel et al. (2016)은 수질 모니터링 전략이 측정 목표, 지점, 항목, 주기, 운영 여건과 자원 제약을 함께 고려하는 통합적 계획이어야 한다고 보았으며, Jiang et al. (2020)은 표층수 수질측정망 설계가 지점 위치, 측정주기, 수질지표 선정이 결합된 과학적·공학적 최적화 문제임을 체계적으로 정리한 바 있다(Ward et al., 1986; Behmel et al., 2016; Jiang et al., 2020).
국내외에서는 이러한 문제의식을 바탕으로 물환경측정망의 설계와 평가를 위한 다양한 방법론이 제시되어 왔다. Wang et al. (2005)은 한강수계를 대상으로 측정 목적에 따라 관측지점의 역할을 구분하는 목적지향 설계 방안을 제시하였고, Park et al. (2006)은 낙동강 수계를 대상으로 유전알고리즘과 GIS를 결합한 측정망 설계 기법을 적용하여 기존 운영지점과 최적 대안 간 차이를 제시하였다. 또한 Lee et al. (2013)은 금강수계를 대상으로 엔트로피 이론을 적용하여 수질항목별로 현재 측정망이 충분한 정보를 제공하는지 평가하였으며, Park et al. (2016)은 영산강·섬진강 수계 총량측정망의 평가기법을 개발·적용함으로써 총량관리 목적에 부합하는 지점 재검토의 필요성을 제시하였다. 이러한 연구들은 측정망 평가가 단순한 지점 증감의 문제가 아니라, 측정 목적과 정보량, 대표성, 중복성, 관리 활용성을 함께 검토하는 과정임을 보여준다 (Wang et al., 2005; Park et al., 2006; Lee et al., 2013; Park et al., 2016).
최근에는 서로 다른 성격의 측정망 자료를 연계하여 대표성과 중복성을 검토하는 연구도 이루어지고 있다. 금강 수계의 자동측정망과 인근 수질측정망 자료를 비교한 연구에서는 다수 항목에서 높은 상관성과 유사한 수질지수 경향이 확인되었으며(Kim et al., 2021), 실시간 자동측정자료를 이용한 연구에서는 수질환경인자 간 상관관계 분석을 통해 자동측정자료의 해석 가능성과 활용성이 제시되었다(Kim et al., 2015). 이러한 연구는 하천수 측정망, 총량측정망 및 자동측정망을 개별 체계로만 운영하기보다 유역 관리 목적에 따라 측정망 간 연계성과 정보 중복성을 함께 검토할 필요가 있음을 시사한다.
이와 같은 선행연구를 종합하면, 하천수 및 총량 중심의 물환경측정망은 고정된 관측체계가 아니라 유역의 물환경 변화 특성, 오염원 구조 변화, 정책 수요, 지점 간 정보 중복성 등을 반영하여 주기적으로 재평가되어야 할 대상임을 알 수 있다. 특히 개발사업의 확대, 산업 및 축산 오염원의 변동, 하수처리구역 확장, 지류 말단 대표성 변화 등은 기존 측정망 설정 당시와 다른 유역 조건을 형성하므로, 현재 운영 중인 측정망이 여전히 유역의 물환경 특성과 관리 목적을 적절히 반영하는지 검토할 필요가 있다.
따라서 본 연구는 물환경 변화 특성을 고려한 물환경측정망 평가 및 개선 방법론을 제시하고, 이를 미호강 수계에 적용하여 활용 가능성을 검토하는 데 목적이 있다. 구체적으로는 하천수 및 총량측정망을 중심으로 장기 수질 추세, 공간적 수질 특성, 오염원 분포, 지점의 대표성, 인접 지점 간 중복성, 현장 적용성 등을 종합적으로 평가하여 측정망의 신설·변경 방향을 도출하고자 하였다. 본 연구의 의의는 미호강 수계에 대한 적용 결과 자체에만 있는 것이 아니라, 변화하는 유역 여건을 반영하여 측정망을 재평가하는 절차와 판단체계를 제시했다는 데 있으며, 이는 향후 다른 수계의 하천수 및 총량측정망 재정비에도 활용 가능한 평가 틀로 확장될 수 있다.
2. 연구대상 및 연구방법
2.1 연구 대상유역 및 측정망 운영 이력
본 연구의 대상 유역인 미호강은 금강의 제1지류 중 유역면적이 가장 크고 도시·산업·농축산 오염원이 복합적으로 분포하는 핵심 하천으로, 충청북도 음성군에서 발원하여 진천군, 증평군, 청주시를 거쳐 세종특별자치시에서 금강 본류로 합류한다. 유역 면적은 1,855.2 km2, 하천 연장은 89.2 km에 달하며, 행정구역상으로는 충청북도(청주, 진천, 음성, 증평), 충청남도(천안), 경기도(안성), 세종특별자치시를 포함하고 있어 금강 수계 물환경 관리의 중추적인 역할을 담당하고 있다. 미호강 수계는 본류와 지류의 오염 특성이 뚜렷하게 구분되고, 상류 축산·농업지역, 중류 도시 및 산업지역, 하류 합류부 관리 구간이 혼재되어 있어 측정망의 대표성, 중복성, 위치 적정성을 종합적으로 검토하기에 적합한 사례 유역이다. 특히 본류 10개소, 지류 18개소로 구성된 하천수 측정망 체계와 총량측정망이 중첩 운영되고 있어, 단순 수질현황 파악을 넘어서 목표수질 관리, 오염부하 추적, 지류 말단 대표성 검토를 동시에 수행할 수 있다는 점에서 방법론 적용 대상지로서의 의미가 크다(Fig. 1, Table 1).
Table 1.
Water quality monitoring stations in the Miho River Basin
미호강 유역의 하천 수질측정망은 1980년대 초반부터 단계적으로 확대·재편되었으며, 초기에는 본류 및 주요 도시하천 중심으로 운영되다가 이후 주요 지류, 수질오염총량관리 단위유역 경계지점 및 행정구역 경계지점 중심으로 확장되었다. 1983년에는 총 3개 지점이 운영된 것으로 확인되며, 미호강 말단 1개 지점과 무심천 상·하류 2개 지점이 설치되었다. 무심천 상류 지점은 영운취수장 인근, 하류 지점은 하천 말단부에 위치하였다. 1984년에는 측정망이 총 8개 지점으로 확대되었으며, 1991년 낙동강 페놀사고 이후에 전국적으로 측정망 확대가 이루어진 시기에 총 17개 지점으로 대폭 확대되었다. 당시 측정망 선정 원칙은 접근성과 지속적 조사가 가능한 교량 중심으로 설정된 것으로 판단되며, 주요 지류는 도심지 인근 또는 하천 말단, 본류는 주요 지류 합류 직전 지점을 중심으로 배치된 특징을 보였다. 2008년에는 수질오염총량관리제 시행에 따라 광역자치단체 경계지점이 추가되었다. 또한 총량관리 지점과 중복되는 기존 측정망은 조사·분석기관이 금강유역환경청에서 금강물환경연구소로 이관되었다. 2011년에는 수질오염총량관리 소유역 및 지방자치단체 경계지점이 대폭 추가되었다. 이 시기 이후 측정망은 단순 수질 모니터링 기능뿐 아니라 총량관리 이행평가 기능을 동시에 수행하게 되었다. 2018년에는 무심천 상류 지점인 무심천1(영운취수장)이 인근 무심천2 지점과의 중복성으로 인해 폐쇄되어 총 28개 지점으로 운영 중에 있다.
2.2 연구방법
물환경측정망의 재평가는 특정 수계의 개별 현안에 한정되는 작업이 아니라, 기존 측정지점이 현재의 유역 특성과 관리목적을 적절히 반영하고 있는지를 진단하고, 필요 시 신설 또는 변경 후보지를 합리적으로 도출할 수 있는 체계적 절차를 필요로 한다. 이에 본 연구에서는 기존 측정망의 기능 적정성, 공간적 대표성, 통계적 유의성, 현장 운영 가능성을 통합적으로 고려한 단계적 평가체계를 제안하였다. 제안한 평가체계는 첫째, 기존 측정망이 설치 목적에 부합하는지와 지점 간 중복 또는 공백이 존재하는지를 검토하고, 둘째, 각 측정지점의 영향범위를 기준으로 오염원 분포와 수질관리 필요성이 높은 구간을 도출하며, 셋째, 이를 바탕으로 신설·변경 후보지를 선정한 후, 넷째, 현장 적합성 평가와 관계기관 및 전문가 의견수렴을 통해 후보지를 재검토하고, 다섯째, 후보지 모니터링과 실측 검증을 거쳐 최종 신설·변경 후보지를 확정하는 구조로 구성하였다(Fig. 2). 이러한 평가체계는 미호강 수계에 적용하기 위해 설계되었으나, 하천수 및 총량측정망의 기능 적정성, 공간적 대표성, 통계적 유의성, 현장 운영 가능성을 통합적으로 고려할 수 있다는 점에서 향후 다른 수계에도 적용 가능한 방법론으로 활용될 수 있다. 본 연구는 이러한 단계적 평가체계를 미호강 수계에 적용하여 기존 물환경측정망의 적합성을 검토하고, 물환경 변화 특성을 반영한 신설 또는 변경 후보지를 도출하고자 하였다.
2.2.1 자료 구축
분석 자료는 기후에너지환경부 물환경정보시스템(WEIS, 2025)의 수질 및 유량자료, 물환경측정망 설치·운영계획(ME, 2021~2026), 전국오염원조사자료를 기본 자료로 활용하였다. 또한 미호강 수계의 오염특성과 지류 유입 영향을 정밀하게 파악하기 위하여 중권역 물환경관리계획(ME, 2020), 미호강 수질개선대책 등의 기존 연구 성과를 함께 검토하였다. 수질 변화 분석은 장기 추세와 최근 특성을 동시에 반영할 수 있도록 최근 10년 내외의 시계열 자료를 중심으로 수행하였으며, 후보지 검증 단계에서는 기존 지점과 후보 지점에 대한 동시 모니터링 결과를 활용하였다.
2.2.2 기존 측정망 적합성 검토
기존 측정망의 적합성은 선정 목적 적합성, 공간적 배치, 통계적 유의성의 세 측면에서 평가하였다. 이 중 선정 목적 적합성 평가는 향후 다른 수계에도 적용 가능하도록 4개의 세부 기준으로 일반화하였다. 첫째, 해당 지점이 본류·지류의 위치, 상·하류 관계, 말단 여부 등 수계의 특성을 적절히 반영하는지 평가하였다. 둘째, 해당 지점이 지류 대표지점, 소권역 대표지점, 총량관리 지점 등 설치 당시의 운영 목적에 부합하는지 검토하였다. 셋째, 지방하천 및 소하천의 합류 영향이나 대규모 점·비점오염원의 영향을 실질적으로 반영할 수 있는지 판단하였다. 넷째, 수질개선대책 수립, 정책효과 분석, 오염원 관리 등 물환경관리 측면에서 활용 가능한 정보를 제공할 수 있는지를 평가하였다. 각 항목은 “적합” 또는 “부적합”으로 판정하였으며, 4개 항목이 모두 적합한 경우 “적합”, 2~3개 항목이 적합한 경우 “부분 적합”, 0~1개 항목이 적합한 경우 “부적합”으로 구분하였다. 이와 같은 기준은 특정 연구자의 정성적 판단에 의존하기보다, 기존 측정망의 기능 적정성을 동일한 틀에서 비교·평가할 수 있도록 하기 위한 것이다. 다음으로 공간적 배치 측면에서는 인접 운영 측정망 존재 여부를 검토하였다. 마지막으로 통계적 유의성 평가는 인접 지점 간 중복성과 독립성을 판단하기 위한 과정으로 설정하였다.
통계적 유의성 분석에는 다변량 통계기법을 적용하였다. 우선 수질 시계열 자료의 계절적 변동성을 제거하기 위하여 STL (Seasonal and Trend decomposition using Loess) 분해를 수행하고, 자료를 추세, 계절성, 불규칙 성분으로 분리하였다. 이후 추세 및 불규칙 성분을 활용한 상관분석을 통해 인접 지점 간 수질변화의 동조성을 정량적으로 평가하였다. 아울러 인접 지점의 중복성과 독립성을 검토하기 위해 Yu et al. (2024)의 PCA 기반 요인분석 결과를 활용하였다. 이 단계는 기존 측정망의 유지, 통합, 변경 필요성을 통계적으로 검토하기 위한 과정이다.
2.2.3 수질관리 우심지역 도출
측정망의 공간적 대표성을 검토하기 위하여 행정구역이나 기존 소권역 경계를 그대로 적용하지 않고, 각 측정망의 실질적인 유입 영향을 반영할 수 있도록 ‘측정망 영향범위 기준 소유역’을 재설정하였다(Fig. 3). 재설정된 소유역을 대상으로 점오염원(하수미처리인구, 산업폐수 방류량, 환경기초시설 용량)과 비점오염원(가축분뇨 발생량, 농경지 및 대지 면적 비율)의 공간적 밀도를 산정하였다. 이러한 절차는 측정망이 실제 유입 오염원을 어느 정도 대표하는지 평가하기 위한 기초 단계로 적용되었다.
이를 바탕으로 수질 모니터링의 시급성을 판단하기 위해 4대 핵심 변수를 선정하고 가중치를 차등 부여하여 ‘종합 평가 지수’를 산출하였다. 평가 지수는 ① 오염원 밀도(가중치 40%), ② 목표수질 초과율(BOD, T-P, TOC 기준, 가중치 25%), ③ 유역 면적(가중치 20%), ④ 수질 추이(최근 10년간 추세선 기울기, 가중치 15%)로 구성되었다. 각 지표는 전체 소유역의 분포를 기준으로 정규누적확률을 산정한 후 구간별로 1~5점으로 등급화하였다. 이후 지표별 등급점수를 백분율로 환산하고 각 지표의 가중치를 적용하여 환산점수를 산정하였으며, 4개 지표의 환산점수를 합산하여 종합점수를 산출하였다. 종합점수 산출 결과가 높은 구역을 ‘수질 우심지역’으로 규정하여 측정망 신설 및 변경의 우선 검토 대상으로 선정하였다. 이 지수는 단순히 수질농도가 높은 지점을 찾는 것이 아니라, 오염원 분포, 관리 필요성, 유역 규모 및 수질 악화 경향을 동시에 반영하기 위한 기준으로 활용하였다.
2.2.4 1차 신설·변경 후보지 선정 및 타당성 검토
1차 후보지는 기존 측정망 적합성 검토 결과와 수질관리 우심지역 분석 결과를 종합하여 선정하였다. 즉, 기존 측정망이 수계 대표성을 충분히 확보하지 못하거나, 우심지역이지만 현재 측정망이 직접 반영하지 못하는 지류 말단·합류 직전·오염원 집중 구간을 중심으로 신설 또는 변경 필요 지점을 도출하였다. 이 단계의 목적은 기존 측정망의 공백 또는 대표성 한계를 보완할 수 있는 잠재 후보지를 선별하는 데 있었다.
1차 타당성 검토는 현장 적합성 평가를 중심으로 수행하였다. 이를 위해 국가 물환경측정망 설치·운영계획의 조사지점 조정 기본 원칙 및 선정 기준을 적용하였으며, 채수 수심 확보 여부, 조사 인력과 장비의 접근성, 합류부에서의 수체 혼합 정도, 교량·보 등 기준 지형지물 존재 여부, 백워터에 따른 유량 측정 한계 등을 점검하였다. 또한 관계기관(유역환경청, 시·도 정책부서, 보건환경연구원, 물환경센터) 및 전문가의 의견을 함께 수렴하여 실제 운영 가능성과 대표성을 재검토하였다. 이 과정은 데스크 분석 결과를 현장 여건과 연결하여 후보지의 실현 가능성을 판단하기 위한 절차이다.
2.2.5 2차 신설·변경 후보지 선정 및 실측 모니터링 검증
1차 타당성 검토 결과를 바탕으로 후보지의 위치를 조정하거나 대체 지점을 추가 검토하여 2차 신설·변경 후보지를 선정하였다. 이 단계에서는 신설·변경에 따른 측정망 영향범위 유역 내 오염원 변화를 검토하여, 각 후보지가 단순히 수질 수치상 문제가 있는 지점인지, 아니면 실제로 독립적인 오염 영향을 대표할 수 있는 지점인지를 재검토하였다. 또한 기존 지점과 후보 지점에 대한 실측 모니터링을 수행하여 후보지의 대표성과 설명력을 검증하였다. 모니터링은 동일 시점에 BOD, TOC, T-N, T-P 등의 수질을 측정하는 방식으로 수행하였으며, 이를 통해 후보 지점이 기존 측정망보다 지류의 오염부하 유출 특성을 보다 명확히 설명할 수 있는지를 비교·분석하였다. 또한 연중 18회 이상의 모니터링을 실시하여 일시적 변동이 아니라 지속적인 대표성을 갖는 지점인지를 확인하였다.
2.2.6 최종 신설·변경 후보지 선정
최종 신설·변경 후보지는 기존 측정망 적합성 평가, 다변량 통계분석 결과, 수질관리 우심지역 분석, 현장 적합성 검토, 실측 모니터링 결과 및 관계기관·전문가 의견을 종합하여 선정하였다. 따라서 본 연구의 후보지 도출은 단순히 수질농도가 높은 지점을 추가하는 방식이 아니라, 기존 측정망의 기능 적정성, 지점 간 중복성과 독립성, 오염원 분포, 현장 운영 가능성 및 본류 기여도 파악 능력을 함께 고려한 다단계 검토 결과에 기반한다. 이러한 절차를 통해 제시된 후보지는 향후 측정망 개편 및 신설·변경 소요 검토의 기초자료로 활용될 수 있도록 하였다.
3. 연구 결과
3.1 기존 측정망 적합성 검토 결과
선정 목적 적합성 평가를 위하여 (A)수계 특성 반영 여부, (B)운영 목적 부합 여부, (C)지방하천 및 소하천의 합류 영향이나 대규모 오염원의 영향 파악, (D)수질개선 또는 정책 수립을 위한 정보 제공 기능을 수행할 수 있는지의 4개 기준을 적용하였으며, 4개 항목이 적합이면 적합, 3~2개 항목이면 부분 적합, 1~0개 항목이면 부적합으로 판단하였다. 총 28개 지점에 대하여 분석한 결과 적합이 15지점, 부분적합이 13지점으로 분석되었다(Table 2). 부분 적합으로 판단된 대부분의 지점은 운영목적인 지류 하천의 수질특성을 나타낼 수 있는 대표지점인지 또는 수질오염총량관리제에서 지방정부 경계지점을 대표할 수 있는 지점인지에서 부적합이었으며, 이는 최초 지점이 선정된 이후 약 2~30년 경과되면서 유역 내 개발 및 정책 변화 등의 영향으로 현 지점이 운영목적을 달성하기에는 무리가 있다고 판단되기 때문이다.
Table 2.
Evaluation of the suitability of water environment monitoring network selection objectives
| No. | Site | A | B | C | D | Evaluation* | No. | Site | A | B | C | D | Evaluation* |
| 1 | Mihogang1 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 15 | Musimcheon1 | ○ | ○ | - | ○ | △ |
| 2 | Mihogang2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 16 | Musimcheon2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 3 | Chiljangcheon | ○ | - | ○ | ○ | △ | 17 | Musimcheon3 | ○ | - | ○ | ○ | △ |
| 4 | Hancheon | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 18 | Seognamcheon | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 5 | Mihogang3 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 19 | Mihogang7 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 6 | Baeggogcheon1 | ○ | ○ | - | ○ | △ | 20 | Byeongcheoncheon1 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 7 | Baeggogcheon2 | ○ | - | ○ | ○ | △ | 21 | Yongducheon | ○ | ○ | - | ○ | △ |
| 8 | Mihogang4 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 22 | Byeongcheoncheon2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 9 | Chopyeongcheon | ○ | - | ○ | ○ | △ | 23 | Mihogang8 | ○ | - | - | ○ | △ |
| 10 | Mihogang5 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 24 | Mihogang9 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 11 | Bogangcheon1 | ○ | - | ○ | ○ | △ | 25 | Jocheon1 | ○ | - | ○ | ○ | △ |
| 12 | Bogangcheon2 | ○ | - | - | ○ | △ | 26 | Jocheon2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 13 | Seong-amcheon | ○ | - | ○ | ○ | △ | 27 | Wolhacheon | ○ | - | ○ | ○ | △ |
| 14 | Mihogang6 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | 28 | Mihogang10 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
미호강 수계의 기존 물환경측정망 수질현황을 검토한 결과, 수질 현황 및 추세 파악 기능을 수행하고 있었으나(Fig. 4), 본류 수질농도가 증가하는 구간에서 기존 조사 지류의 농도만으로는 본류의 농도 증가를 설명하기 어렵거나, 주요 유입지류에 측정망이 부재하여 유입부하 특성을 충분히 파악하기 어려운 한계가 확인되었다(Fig. 5).
공간적 배치 분석 결과, 조사 목적(하천수, 총량)에 차이가 있으나, 지리적으로 인접한 측정지점이 확인됨에 따라 수질 편차 및 추가 오염원 유입 가능성을 파악하고자 수질 모니터링을 시행하였다(Fig. 6). 보강천1과 보강천2는 0.8 km 이격되어 있으며, 수질변화 경향과 농도가 매우 유사한 것으로 분석되었다. 조천1과 조천2는 2.3 km 이격되어 있으나 구간 내에 위치한 조치원공공하수처리시설 등의 영향으로 조천2의 수질농도가 조천1보다 상대적으로 높게 나타났다. 이에 따라 두 지점 간 거리가 0.8 km로 짧고 수질농도와 변화 경향이 유사한 보강천1과 보강천2 지점은 선정 목적 등을 고려하여 조정이 필요한 것으로 판단되었다.
다변량 통계기법을 활용하여 측정망의 유의성을 분석하기 위하여 STL 분해를 통해 계절성을 제거한 후 인접 지점 간 추세 및 불규칙 성분을 비교한 결과, 미호강 본류의 연속 지점들은 대체로 유사한 변동 구조를 보였다. 특히 본류 미호강3과 미호강4, 미호강6과 미호강7, 미호강9과 미호강10 지점에서 연속성에 따른 공통 변동성이 확인되었으며, 이는 본류 연속 지점들 사이에는 일정 수준의 정보 중복성이 존재함을 시사한다. 그러나 백곡천2, 무심천3, 석남천, 조천2와 같은 주요 지류 말단과 하류 합류 직전 지점들은 본류와 구별되는 독립적인 변동 특성을 나타냈다(Table 3). 따라서 미호강 수계의 측정망 개선은 본류 연속 구간에 지점을 단순히 추가하기보다, 지류 말단·합류 직전·오염원 집중 구간에서 독립적인 정보를 제공할 수 있는 지점을 신설하거나 기존 지점을 변경하는 방향으로 추진할 필요가 있는 것으로 판단되었다.
Table 3.
Correlation analysis results between water quality monitoring stations
| Site | BOD | T-N | T-P | COD | TOC | SS | ||||||
| Trend | Residual | Trend | Residual | Trend | Residual | Trend | Residual | Trend | Residual | Trend | Residual | |
|
Mihogang1- Mihogang2 | 0.50** | 0.04 | 0.87** | 0.14* | 0.11** | 0.21 | 0.54** | 0.07** | 0.50** | 0.08** | 0.49** | 0.14** |
|
Mihogang2- Mihogang3 | 0.69** | 0.16** | 0.89** | 0.08** | 0.22** | 0.18** | 0.76** | 0.26** | 0.62** | 0.07** | 0.45** | 0.16** |
|
Baekgokcheon2- Mihogang4 | 0.49** | 0.06** | 0.75** | 0.04 | 0.16** | -0.01** | 0.54** | 0.01** | 0.28** | -0.05** | 0.14** | 0.18** |
|
Mihogang3- Mihogang4 | 0.93** | 0.83** | 0.96** | 0.56** | 0.88** | 0.70 | 0.96** | 0.82 | 0.95** | 0.78 | 0.85** | 0.59** |
|
Mihogang4- Mihogang5 | 0.68** | 0.14** | 0.87** | 0.35* | 0.59** | 0.13** | 0.82** | 0.30** | 0.65** | 0.23** | 0.76** | 0.06** |
|
Mihogang5- Mihogang6 | 0.63** | 0.12** | 0.89** | 0.16** | 0.54** | 0.09** | 0.79** | 0.12** | 0.65** | 0.06** | 0.59** | 0.04** |
|
Mihogang6- Mihogang7 | 0.79** | 0.28** | 0.80** | 0.39** | 0.88** | 0.56** | 0.91** | 0.73 | 0.86** | 0.52 | 0.92** | 0.52* |
| Musimcheon3- Mihogang7 | 0.03 | -0.02** | 0.51** | 0.04** | 0.12** | 0.15** | 0.38** | 0.04** | 0.26** | 0.01** | 0.19** | 0.20 |
| Seoknamcheon- Mihogang7 | 0.31** | 0.05** | 0.66** | 0.05** | 0.32** | 0.09** | 0.57** | 0.21** | 0.67** | 0.12** | 0.25** | 0.51** |
|
Mihogang7- Mihogang8 | 0.79** | 0.35* | 0.69** | 0.37* | 0.78** | 0.73** | 0.78** | 0.45** | 0.81** | 0.42* | 0.74** | 0.79** |
|
Mihogang8- Mihogang9 | 0.63** | 0.17 | 0.76** | 0.17 | 0.15** | 0.11** | 0.78 | 0.18** | 0.62** | 0.03** | 0.30** | 0.24** |
| Mihogang9 -Mihogang10 | 0.91** | 0.64 | 0.98** | 0.63 | 0.89** | 0.39 | 0.96** | 0.66** | 0.96** | 0.71 | 0.53** | 0.68 |
| Jocheon2 -Mihogang10 | 0.67** | 0.21** | 0.45** | 0.14** | 0.50** | 0.42* | 0.85** | 0.20 | 0.89** | 0.32 | 0.51** | 0.63** |
| Wolhacheon -Mihogang10 | 0.42** | -0.09** | 0.46** | 0.00** | 0.14** | 0.09** | 0.51** | -0.05** | 0.50** | -0.03** | 0.17** | 0.02** |
3.2 수질관리 우심지역 도출
3.2.1 측정망 영향범위 기준 유역의 오염원 밀도
측정망 신설·변경 검토가 필요한 수질관리 우심지역을 도출하기 위하여, 측정망이 위치한 지점을 기준으로 재설정 된 미호강 수계 28개 소유역의 생활계, 축산계, 산업계 오염원 밀도 및 토지계 지목 점유율을 분석하였다(Table 4).
Table 4.
Distribution of pollutant sources per unit area by sub-watershed
| Location* | Site |
Residential (Persons/km2) |
Livestock (m3/day /km2) |
Industrial (m3/day /km2) | Land Use Fraction | ||||||
| Total Pop. | Unserved Pop. | Livestock Waste | Wastewater Discharge | Paddy | Upland | Forest |
Residen- tial | Others | Total Area | ||
| M | Mihogang1 | 231 | 107 | 9.4 | 43.0 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang2 | 324 | 70 | 6.4 | 223.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.1 | 1.0 |
| T | Chiljangcheon | 373 | 48 | 6.5 | 231.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| T | Hancheon | 404 | 152 | 8.1 | 78.0 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang3 | 317 | 62 | 4.9 | 161.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| T | Baeggogcheon1 | 24 | 24 | 0.9 | 0.0 | 0.1 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 0.0 | 1.0 |
| T | Baeggogcheon2 | 575 | 22 | 2.6 | 2.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang4 | 308 | 42 | 2.5 | 3.0 | 0.1 | 0.3 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Chopyeongcheon | 34 | 28 | 1.0 | 3.0 | 0.1 | 0.1 | 0.7 | 0.0 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang5 | 35 | 22 | 0.6 | 2.0 | 0.1 | 0.0 | 0.7 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Bogangcheon1 | 218 | 34 | 3.4 | 36.0 | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Bogangcheon2 | 905 | 27 | 2.8 | 2.0 | 0.1 | 0.1 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| T | Seong-amcheon | 203 | 44 | 3.0 | 4.0 | 0.1 | 0.1 | 0.7 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang6 | 284 | 55 | 7.9 | 18.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Musimcheon1 | 99 | 67 | 1.7 | 1.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Musimcheon2 | 4,279 | 43 | 0.2 | 5.0 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 0.1 | 1.0 |
| T | Musimcheon3 | 6,733 | 0 | 0.0 | 33.0 | 0.0 | 0.0 | 0.3 | 0.6 | 0.1 | 1.0 |
| T | Seognamcheon | 5,581 | 67 | 0.5 | 1,953.0 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang7 | 1,522 | 76 | 1.3 | 670.0 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 1.0 |
| T | Byeongcheoncheon1 | 144 | 13 | 4.8 | 28.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Yongducheon | 55 | 33 | 3.6 | 30.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Byeongcheoncheon2 | 83 | 40 | 4.0 | 225.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang8 | 667 | 69 | 1.1 | 479.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang9 | 318 | 102 | 1.5 | 462.0 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 1.0 |
| T | Jocheon1 | 261 | 26 | 3.1 | 28.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| T | Jocheon2 | 7,533 | 12 | 0.3 | 1,213.0 | 0.2 | 0.1 | 0.0 | 0.5 | 0.2 | 1.0 |
| T | Wolhacheon | 108 | 18 | 3.3 | 53.0 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.1 | 0.1 | 1.0 |
| M | Mihogang10 | 191 | 38 | 4.5 | 87.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 1.0 |
점오염원은 생활계와 산업계를 중심으로 검토하였다. 생활계 중 총인구 밀도는 조천2가 7,533 명/km2로 가장 높았고, 무심천3 6,733 명/km2, 석남천 5,581 명/km2, 무심천2 4,279 명/km2 순으로 나타났다. 반면 하수 미처리인구 밀도는 한천이 152 명/km2로 가장 높았으며, 미호강1 107 명/km2, 미호강9 102 명/km2 순으로 나타났다. 즉, 총인구 밀도는 도시화된 지류 유역에서 높았으나, 하수 미처리인구 밀도는 한천과 일부 본류 영향유역에서 높게 나타나 생활계 오염원 관리 필요 유역이 총인구 밀도와 반드시 일치하지는 않았다. 산업계 오염원은 유역 간 차이가 가장 크게 나타났다. 폐수 배출량 밀도는 석남천이 1,953 m3/day/km2로 가장 높았으며, 조천2 1,213 m3/day/km2, 미호강7 670 m3/day/km2, 미호강8 479 m3/day/km2, 미호강9 462 m3/day/km2 순이었다. 석남천의 폐수 배출량 밀도는 조천2보다 약 61.0%, 미호강7보다 약 191.5% 높아 산업계 오염원이 특정 지류 및 하류 본류 구간에 집중되는 특성이 확인되었다.
비점오염원은 축산계와 토지계를 중심으로 검토하였다. 축산계 오염원은 미호강1에서 9.4 m3/day/km2로 가장 높았고, 한천 8.1 m3/day/km2, 미호강6 7.9 m3/day/km2, 칠장천 6.5 m3/day/km2, 미호강2 6.4 m3/day/km2 순으로 나타났다. 상위 유역 중 미호강1, 미호강2, 미호강6은 본류 측정망 영향유역이고, 칠장천과 한천은 지류 유역으로 나타나 상류 본류 구간과 주요 지류에서 축산계 비점오염 영향이 함께 확인되었다. 토지계에서는 대지 점유율이 무심천3에서 0.6으로 가장 높았고, 석남천과 조천2가 각각 0.5로 나타났다. 이들 유역은 총인구 밀도 또는 산업계 오염원 밀도도 함께 높아 도시화 및 산업활동의 영향이 중첩되는 구간으로 판단된다. 반면 백곡천1은 임야 점유율이 0.8로 가장 높았고, 초평천, 미호강5, 성암천은 각각 0.7로 나타나 도시·산업형 유역과는 다른 토지이용 특성을 보였다.
분석 결과, 수질측정망으로 유입되는 유역별 면적대비 오염원 분포의 공간적 편차가 뚜렷하게 나타나는 것으로 보아, 단순한 오염원 총량의 비교를 넘어 단위면적당 오염원 밀도를 적용함으로써 유역 규모 차이의 영향을 줄이고, 유역별 오염원 집중도를 비교할 수 있었다. 또한, 동일한 미호천 중권역 내에서도 측정망 영향범위에 포함되는 오염원 규모와 유형이 다르기 때문에 오염원 밀도가 높거나 여러 오염원이 중첩되는 유역의 측정망은 신설·변경 후보지로 우선 검토할 필요가 있다.
3.2.2 종합 평가 지수
측정망 영향범위 기준 유역별 수질관리 우선순위를 도출하기 위해 목표수질 초과율, 수질추이, 오염원밀도, 유역면적을 종합하여 평가하였다(Table 5).
Table 5.
Composite evaluation index by key variables
| Site | A | B | C | D | SUM | Site | A | B | C | D | SUM |
| Mihogang1 | 18 | 6 | 29 | 0 | 54 | Musimcheon1 | 5 | 2 | 19 | 12 | 37 |
| Mihogang2 | 20 | 3 | 32 | 0 | 55 | Musimcheon2 | 0 | 3 | 20 | 4 | 27 |
| Chiljangcheon | 5 | 5 | 24 | 0 | 34 | Musimcheon3 | 17 | 11 | 16 | 0 | 44 |
| Hancheon | 17 | 5 | 31 | 4 | 57 | Seognamcheon | 10 | 4 | 27 | 0 | 40 |
| Mihogang3 | 7 | 0 | 29 | 20 | 56 | Mihogang7 | 10 | 0 | 35 | 4 | 49 |
| Baeggogcheon1 | 0 | 6 | 12 | 4 | 22 | Byeongcheon-cheon1 | 10 | 2 | 17 | 20 | 49 |
| Baeggogcheon2 | 0 | 5 | 16 | 0 | 21 | Yongducheon | 17 | 0 | 19 | 0 | 35 |
| Mihogang4 | 5 | 2 | 21 | 0 | 28 | Byeongcheon-cheon2 | 0 | 6 | 21 | 12 | 39 |
| Chopyeongcheon | 0 | 6 | 12 | 20 | 38 | Mihogang8 | 10 | 0 | 29 | 0 | 39 |
| Mihogang5 | 10 | 2 | 12 | 0 | 24 | Mihogang9 | 15 | 2 | 28 | 0 | 45 |
| Bogangcheon1 | 0 | 1 | 20 | 20 | 41 | Jocheon1 | 0 | 3 | 17 | 20 | 40 |
| Bogangcheon2 | 0 | 4 | 19 | 0 | 22 | Jocheon2 | 0 | 0 | 28 | 0 | 28 |
| Seong-amcheon | 0 | 2 | 17 | 4 | 23 | Wolhacheon | 0 | 4 | 16 | 0 | 20 |
| Mihogang6 | 5 | 0 | 27 | 20 | 52 | Mihogang10 | 10 | 2 | 23 | 0 | 34 |
평가 결과, 한천이 57점으로 가장 높았으며, 다음으로 미호강3, 미호강2, 미호강1, 미호강6 순으로 나타났으며, 해당 유역은 모두 종합점수 50점 이상으로 한천을 제외하고는 모두 본류 측정망 유역인 것으로 나타났다. 평가항목별로 보면, 한천은 종합점수 57점 중 오염원밀도가 31점으로 54.4%를 차지하였고, 미호강2는 55점 중 오염원밀도가 32점으로 58.2%를 차지하였다. 미호강1도 오염원밀도 29점이 전체 점수의 53.7%를 차지하였다. 반면 미호강3과 미호강6은 오염원밀도와 함께 유역면적 점수가 각각 20점으로 반영되어, 수질관리 영향범위가 큰 유역으로 평가되었다.
종합평가지수 상위 유역은 미호강 상류 본류 구간과 한천 등 주요 지류에 집중되는 경향을 보였다. 한천, 미호강2, 미호강1은 목표수질 초과율과 오염원밀도가 함께 높아 수질관리 우선성이 높은 유역으로 판단되며, 미호강3과 미호강6은 오염원 밀도가 높지만 측정망의 영향범위가 넓어 현재 측정망 운영으로는 구체적인 관리대책 수립 등의 관리가 어려워 측정망의 조정이 필요한 것으로 나타났다. 이와 달리 백곡천1, 백곡천2, 성암천, 월하천 등은 종합점수가 20점대에 머물러 상대적으로 우선순위가 낮게 평가되었다.
3.3 1차 신설·변경 후보지 선정 및 타당성 검토
기존 측정망 적합성 검토와 우심지역 분석을 종합한 결과, 미호강 수계 내에서는 미호강 본류에 위치한 측정망의 조정보다는 지류 하천의 신설 또는 변경이 필요한 것으로 분석되어 이를 반영하였다. 적합성 검토 결과 현 지점이 운영목적에 부합되기에는 부족하다고 판단된 칠장천, 백곡천2, 초평천, 보강천1, 보강천2, 성암천(미호B2), 무심천1, 무심천3, 조천1, 월하천 지점의 변경과 우심지역 분석 결과 본류 구간 중 오염원 밀도 및 영향범위가 넓어 조정이 필요하다고 판단된 미호강3과 미호강6 지점의 보완을 위하여 지류 하천인 한천, 성암천, 석화천 말단 지점의 신설을 1차 후보지로 선정하였다.
칠장천, 백곡천2, 초평천, 보강천2, 조천1, 월하천 지점은 하천수 측정망으로 지류하천의 수질을 대표하기 위한 지점으로 운영되고 있으나, 최초 지점 선정 이후 도시화 및 개발로 인하여 현 지점 하류에 다수의 오염원이 증가하여 현 지점으로는 지류 하천의 대표성을 나타내기에는 부족하다고 판단되어 각 하천의 최하류 지점을 변경 후보지로 선정하였다. 다만 조천1은 2.3 km 하류에 위치한 총량측정망인 조천2가 조천을 대표할 수 있는 지점으로 판단되어 중복될 수 있으므로, 중상류 유역에 계획된 다수의 산업단지 등에 대한 영향에 선제적으로 대응할 수 있도록 현 지점보다 상류로 이전하는 것으로 선정하였다.
총량측정망 중 보강천1과 성암천(미호B2)의 경우 지방정부의 경계지점과는 차이가 있었으며, 무심천1과 무심천3은 행정구역(청원군→청주시) 및 단위유역(무심A→미호B)의 통합으로 현재의 행정·관리체계가 설치 당시의 운영 목적과 달라진 것으로 판단되었다.
1차 타당성 검토를 위해 채수 수심 확보 여부, 접근성, 수체 혼합 정도 및 기준 지형지물의 존재 여부를 현장에서 확인하였다. 그 결과, 초평천과 월하천을 제외한 대부분의 지점이 현장 운영에 적합한 것으로 판단되었다. 초평천은 채수를 위한 접근이 어려웠으며, 월하천은 연구기간 내에 지속적인 하천정비공사로 인하여 측정 안정성과 접근성을 판단하기에는 무리가 있어 검토에서 제외하였다.
1차 도출된 후보지에 대하여 2차례에 걸쳐 관계기관 및 전문가 의견수렴 결과 주요 도심지역 측정망(무심천1, 무심천3)은 현행을 유지하는 것이 좋으며, 한천은 비점오염관리지역으로 지정되어 이를 모니터링할 비점오염관리 측정망의 신설이 검토될 예정이므로 본 연구에서는 제외하고, 미호강 상류 수질악화구간(미호강1~미호강2) 내 주요 하천인 성산천을 추가하는 것이 좋겠다는 의견을 받았다. 총량측정망(보강천1, 성암천(미호B2))의 경우는 할당부하량과 연계되므로 국립환경과학원 및 지방정부와 반드시 협의가 필요하며, 이를 위한 별도의 과업 추진 예정으로 제외하는 것이 좋겠다는 의견을 받아 이를 수용하였다.
3.4 2차 신설·변경 후보지 선정 및 타당성 검토
1차 후보지로 검토된 13개 지점 중 현장조사 타당성과 관계기관 및 전문가의 의견을 반영하여 변경 4지점(칠장천, 백곡천2, 보강천2, 조천1)과 신설 3지점(성산천, 성암천, 석화천)의 총 7지점을 2차 후보지로 선정하였다. 2차 후보지의 타당성은 ① 영향범위 유역면적에 따른 공간적 대표성, ② 생활계·축산계·산업계 및 토지계 오염원의 반영 정도, ③ 기존 지점과 후보지 간 수질농도 및 변화 경향의 구별성, ④ 현장 채수 및 유량 측정 가능성, ⑤ 인접 측정망과의 기능 중복 여부를 기준으로 평가하였다. 변경 후보지는 기존 지점과 후보지의 영향범위 및 오염원 규모를 비교하였으며, 신설 후보지는 유역 내 오염원 규모, 목표수질 초과 여부 및 기존 측정망으로 설명되지 않는 수질정보의 확보 가능성을 검토하였다.
신설·변경에 따른 측정망 영향범위 유역 내 오염원 변화를 검토한 결과 칠장천 변경안은 영향범위 유역면적이 30.0 km2에서 37.5 km2로 25.0% 증가하였으며, 하수 미처리인구는 1,438명에서 2,045명, 산업폐수 배출량은 6,953 m3/day에서 10,228 m3/day, 논·밭 면적은 5.0 km2에서 8.0 km2로 증가하였다. 백곡천2 변경안은 영향범위 유역면적이 39.9 km2에서 63.5 km2로 증가하여 하류에 밀집된 도심지 및 산업계 오염원의 영향을 반영할 수 있다. 보강천2 역시 기존 지점이 4.5km2의 제한적 영향권을 대표하는 데 비해, 변경안은 32.2km2를 대표하도록 조정되어 생활, 산업, 농축산 오염원에 대한 복합적 영향을 반영할 수 있다. 현 지점보다 상류로 변경되는 조천1은 현 지점보다 영향범위 내 오염원은 다소 줄어들지만 현재 예정된 세종복합일반산업단지 등 다수의 산업단지 조성에 따른 수질변화를 선제적으로 감시할 수 있는 위치로 판단하였다. 관계기관 및 전문가의 제안으로 신설 후보지로 선정된 성산천은 유역면적 29.0 km2를 대표하고 생활오수, 농업비점, 축산, 산업시설 영향을 함께 반영할 수 있는 위치로 검토되었다. 이는 수질악화 구간에서 기존 본류 측정망으로 구분하기 어려운 지류의 독립적인 수질변화를 관측할 수 있는 것으로 판단하였다. 미호강6 지점의 보완을 위하여 신설 후보지로 선정된 석화천은 유역면적 81.4 km2를 대표하고 생활오수와 축산계 오염원을 함께 반영할 수 있는 위치로 검토되었으며, 성암천 신설 후보지는 영향범위가 1.0 km2로 작고 포함되는 오염원 규모도 상대적으로 적었으며, 인접한 총량측정망 성암천(미호B2)과의 기능 중복 가능성이 있어 신설 타당성이 낮은 것으로 평가하였다(Table 6).
Table 6.
Status of pollution sources within the impact area of original station, new station, relocated station
| Category |
Basin area (km2) |
Residential Unserved Pop. (Persons) |
Livestock Waste (m3/day) |
Industrial Wastewater Discharge (m3/day) |
Paddy·Upland (km2) | |
| Chiljangcheon | Orig. | 30.0 | 1,438 | 196.7 | 6,953 | 5.0 |
| Rel. | 37.5 | 2,045 | 219.0 | 10,228 | 8.0 | |
| Baeggogcheon2 | Orig. | 39.9 | 880 | 102.3 | 87 | 7.4 |
| Rel. | 63.5 | 1,858 | 162.8 | 168 | 15.9 | |
| Bogangcheon2 | Orig. | 4.5 | 122 | 12.4 | 9 | 1.0 |
| Rel. | 32.2 | 1,308 | 283.1 | 217 | 12.4 | |
| Jocheon1 | Orig. | 132.7 | 3,479 | 409.2 | 3,773 | 26.6 |
| Rel. | 115.4 | 3,054 | 392.2 | 3,293 | 22.9 | |
| Seongsancheon | New | 29.0 | 2,297 | 161.9 | 8,223 | 10.3 |
| Seong-amcheon | New | 1.0 | 53 | 9.1 | 0 | 0.5 |
| Seokhwacheon | New | 81.4 | 4,371 | 441.5 | 1,951 | 28.0 |
후보지의 대표성과 설명력을 검증하기 위하여 기존 지점과 후보 지점에 대한 실측 모니터링을 수행한 결과 칠장천과 성암천은 현재 운영중인 측정망과 큰 차이가 없어 타당성이 부족한 것으로 나타났다(Fig. 6). 백곡천은 현재 지점보다 변경지점에서의 T-P 농도가 지속적으로 높았으며, 보강천은 현재 운영중인 보강천1과 보강천2의 수질이 거의 유사한 경향과 농도를 나타내었으며, 변경 후보지에서는 일부 조사 시기에 기존 지점보다 높은 농도가 확인되어, 기존 지점에서 충분히 반영하지 못한 하류 오염 영향을 추가로 관측할 수 있는 것으로 판단하였다. 조천은 최하류에 위치한 조천2 지점에서 조천1 및 변경 후보지보다 상대적으로 높은 농도가 반복적으로 나타나 이 지점이 조천의 수질 특성을 대표하는 것으로 판단되며, 조천1 지점과 변경 후보지가 유사한 농도와 변화 경향을 나타내어 상류로 이전하더라도 자료의 연속성 관리가 가능할 것으로 판단된다. 수질악화 구간의 신설 후보지인 성산천과 석화천은 중권역 목표수질인 II등급(BOD 3.0 mg/L, T-P 0.1 mg/L)를 다수 조사 시기에 초과하고 있어 효과적인 유역관리를 위하여 신설이 필요한 것으로 검토되었다.
3.5 최종 신설·변경 후보지 선정
기존 측정망 적합성과 우심지역 분석을 종합하여 1차 후보지 13개소를 도출하였으며, 현장조사와 관계기관 및 전문가 의견수렴을 거쳐 2차 후보지 7개소를 선정하였다. 이들 후보지를 대상으로 영향범위 내 오염원 변화와 실측 모니터링 결과를 종합하여 타당성을 검토한 후, 최종적으로 변경 3지점(백곡천2, 보강천2, 조천1)과 신설 2지점(성산천, 석화천)의 총 5지점을 후보지로 선정하였다. 최종 선정된 후보지에 대하여 실질적으로 채수 및 분석을 시행할 시·도 보건환경연구원, 모니터링 자료를 활용할 정책부서 및 유역환경청 담당자와 함께 현장을 재확인하고, 세부 내용을 검토하여 최종 후보지로 확정하였다.
본 연구에서 도출한 미호강 수계 물환경측정망 신설·변경안은 2025년 9월 실시된 2026년도 물환경측정망 개정소요 조사에서 충청북도와 세종특별자치시의 검토안으로 제출되었다. 이후 운영실무위원회의 적정성 검토와 운영위원회의 심의를 거쳐 2026년도 물환경측정망 설치·운영계획에 반영되는 성과를 이루었다.
4. 결 론
본 연구는 물환경 변화 특성을 반영하여 기존 물환경측정망의 적합성을 검토하고, 신설·변경 후보지를 도출할 수 있는 평가 절차를 제시한 뒤 이를 미호강 수계에 적용하였다. 분석 결과, 미호강 수계의 기존 측정망은 중권역 대표지점과 본류 연속구간의 장기 수질 추세를 파악하는 기능은 수행하고 있으나, 지류 말단과 합류 직전, 오염원 집중 구간의 공간적 대표성을 충분히 반영하는 데에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 특히 유역 내 개발사업, 축산 및 비점오염원의 분포 변화 등으로 인해 일부 기존 지점은 현재의 물환경 특성을 온전히 설명하기 어려운 것으로 평가되었다.
기존 측정망 적합성 검토와 다변량 통계분석 결과, 본류 연속 지점 사이에는 일정 수준의 정보 중복성이 존재한 반면, 지류 말단과 하류 합류 직전 지점은 본류와 구별되는 독립적인 변동 특성을 나타내었다. 또한 오염원 밀도, 목표수질 초과율, 유역면적, 수질추이를 반영한 종합평가 결과, 상류 본류 구간과 주요 지류 유역이 우선 관리가 필요한 수질 우심지역으로 도출되었다. 이는 향후 측정망 개선 방향이 본류 구간의 단순 증설보다 지류 말단과 오염원 집중 구간의 대표성 강화에 초점을 두어야 함을 시사한다.
후보지 검토 결과, 성산천과 석화천의 신설, 백곡천2·보강천2·조천1 등의 변경이 우선 검토 가능한 대안으로 제시되었다. 이들 지점은 기존 측정망과 비교하여 영향범위 유역면적과 해당 범위에 포함되는 오염원 규모가 증가하거나, 기존 측정망에서 구분하기 어려웠던 주요 지류의 수질변화를 독립적으로 관측할 수 있는 위치로 평가되었으며, 미호강 본류 수질 악화에 대한 지류의 기여도를 보다 정밀하게 파악할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 본 연구에서 제안한 측정망 조정안은 단순한 지점 추가 또는 위치 변경이 아니라, 미호강 수계의 수질관리 정밀도를 높이기 위한 관측체계 재구성의 성격을 가진다.
종합하면, 본 연구의 의의는 미호강 수계의 개별 측정지점 개선안을 제시한 데에만 있지 않다. 본 연구는 기존 측정망 적합성 검토, 우심지역 도출, 현장 타당성 평가, 후보지 모니터링, 관계기관 및 전문가 의견수렴을 연계한 다단계 평가체계를 제시하였으며, 이를 통해 변화하는 유역 여건을 반영한 물환경측정망 재평가의 실무적 틀을 마련하였다. 이러한 방법론은 미호강 수계뿐 아니라, 하천수 및 총량측정망의 재정비가 필요한 다른 수계의 측정망 재정비에도 확장하여 적용할 수 있다. 향후 물환경측정망 운영은 고정된 체계를 유지하는 방식에서 벗어나, 유역의 오염원 구조와 관리 수요 변화를 주기적으로 반영하는 적응형 체계로 전환될 필요가 있으며, 본 연구는 그 적용 가능성을 제시한 사례로 판단된다.
