Abstract
The objectives of this study were to characterize long-term annual and seasonal trophic state of Topjeong Reservoir using conventional variables of Trophic State Index (TSI) and to determine the empirical relations between the trophic parameters. For the analysis, we used water quality dataset of 1995$\sim$2007, which is obtained from the Ministry of Environment, Korea and the number of parameters was 9. Annual ambient mean values of TN and TP were 1.78 mg $L^{-1}$ and 0.03 mg $L^{-1}$, respectively and TN : TP ratios averaged 76, indicating that this system was nitrogen-rich hypertrophic, and was probably phosphorus-limitation for algal growth. Therefore, nitrogen varied little with seasons and years, and total phosphorus (TP) varied depending on season and year. Monsoon dilutions of TP occurred in August and monthly fluctuations of suspended solid (SS) was similar to those of chlorophyll-$\alpha$ (CHL). Annual mean values of BOD and $COD_{Mn}$ were 1.61 mg $L^{-1}$ and 4.23 mg $L^{-1}$, respectively and the interannual values were directly influenced by the intensity of annual rainfall. There were no significant differences in the trophic variables between the two sampling sites. Mean values of Trophic State Index (TSI, Carlson, 1977), based on TN, TP, CHL, and SD (Secchi depth), turned out as eutrophic state, except for the TN (hypertrophic). Regression analyses of log-transformed seasonal CHL against TP and TN showed that variation of the CHL was explained 37% by the variation of TP ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616), but not by TN ($R^2$=0.03, p>0.05). Regression coefficient of $Log_{10}$CHL vs $Log_{10}SD$ was 0.330 (p<0.003, r=0.580), indicating that transparency is regulated by the organic matter in the system. Results, data suggest that one of the ways controlling the eutrophication would be a reduction of phosphorus from the watershed.
본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.
