문서번호	물환경연구부-2185
결재일자	2021. 3. 9.
공개여부	대시민공개
방침번호

				시 민
★주무관	물환경생태팀장	물환경연구부장
이진효	이만호	03/09 이목영
협 조

2021년 하천생태 건강성 평가계획

- 데이터 기반의 통계분석 실시

2021. 3.

물환경연구부

(물환경생태팀)

☞ 해당사항이 있는 부분에 ‘ ■ ’ 표시하시기 바랍니다. (※ 비고 : 필요시 검토내용 기재)
구 분	사전 검토항목 점검 사항	검토완료	해당없음	비 고
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갈 등	● 이해 당사자 간 갈등발생 가능성을 검토하였습니까? 예) 주택가 공공주차장 조성, 택시 불법영업 단속 등	□	■
사회적 약자 배려	● 사회적 약자에 대한 배려를 검토하였습니까? 예) 아동, 장애인, 한부모 가정 등	□	■
성별분리통계	● 성별분리통계 작성여부를 검토하였습니까? 예) 인적통계 남·여 구분, 수혜집단의 남·여 구분 등	□	■
일자리	● 일자리 창출 효과 및 일자리 수를 검토하였습니까? 예) 직·간접 채용, 취업알선, 전문인력양성, 창업지원 등	□	■
선거법	● 공직선거법에 저촉 여부를 검토하였습니까? 예) 홍보물 배포, 표창수여, 경품지급, 기부행위 등	□	■
안전	● 시민 안전 위험요인과 안전대책을 검토하였습니까? 예) 장소·시설물 점검, 안전관리 인력확보 등	□	■
타 기관	● 타 기관 협의·협력(타 자원 활용 등)을 하였습니까? 예) 중앙부처, 타 지자체, 투자·출연기관, 민간단체 등	□	■
홍 보	● 사업 홍보 방안을 검토하였습니까? 예) 보도자료, 기자 설명회, 현장 설명회 등	□	■
정 책 영문화	● 정책 영문화 및 해외홍보 방안을 검토하였습니까? 예) 영문 제목‧요약, 해외 언론 보도, 외국어 홈페이지 등	□	■
바른 우리말	● 불필요한 외국어·외래어 표현 대신 바른 우리말을 사용하였습니까? 예) 스페이스, 플랜, 앵커시설, 거버넌스, 인큐베이팅, 매칭 등	□	■
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지속 가능성	● 정책·계획 등의 지속가능성을 검토하였습니까? 예) 지역경제 발전, 사회적 형평성, 환경의 보전 등	■	□

2021년 하천생태 건강성 평가계획 – 통계분석 중심으로

시민 생활환경 도심하천인 양재천과 유입 지류천에 대해 하천수질 및 저서동물 군집구조를 조사하고, 데이터 기반의 통계분석을 실시함으로써 하천생태 건강성을 평가하고자 함

Ⅰ		추진배경 및 목적

◯ 도심하천은 한강본류에 비해 환경 변화에 민감하고, 생태복원 및 시민이용 활성화로 하천수질, 서식처 특성, 생물분류군 분포 등 생물학적 요소를 포함한 종합적인 도심하천 생태건강성이 평가되고 있는 추세임

◯ 하천생태 건강성 평가는 장기간에 걸쳐 진행되는 특성 때문에 수질데이터, 저서동물 생태지수 및 주요 관련인자 등 데이터 기반의 과학적 통계분석이 무엇보다 중요함

◯ 이에 서울지역 대표 도심하천인 양재천과 여의천의 종합적인 생태하천 관리방안을 마련하기 위하여 2019~2020년 양재천, 여의천을 대상으로 실시한 하천생태 건강성 평가 결과를 활용하고자 함

◯ 또한 2019~2020년에 이어 하천수질 및 저서동물 데이터베이스 구축의 일환으로 2021년에도 양재천과 양재천을 유지용수로 사용하는 여의천을 대상으로 하천수질 및 저서성 대형무척추동물의 생물상을 집중 조사하고, 통계기반의 하천생태계 건강성을 평가하고자 함

※ 2019~2021년 최근 3년 동안 축적된 데이터를 이용하여, 다차원척도법, 군집지수와 하천수질과의 상관분석 등 데이터 기반의 통계분석을 실시하여 실질적으로 수질오염의 지표로서 저서생물 생태지수의 현장 적용성을 평가함

Ⅱ		그간 추진결과

□ 2019~2020년 서울도심 하천 생태건강성 조사결과(양재천을 중심으로)

◯ 기  간 : 2019년 ~ 2020년(조사주기 : 분기별 1회)

◯ 대  상 : 양재천, 여의천

- 양재천 3지점 : 주암교(상류), 보도교(중류), 대치교(하류)

- 여의천 3지점 : 여의천(상류), 새원교(중류), 여의교(하류)

◯ 항  목 : 저서동물 및 일반수질 17항목

◯ 조사결과(요약)

- [수질환경]

• 2019년 대비 2020년 주요 항목(BOD, TOC, TP) 평균 수질 양호

• 양재천, 여의천 수질상태는 전반적으로 유사

√ BOD Ib등급(좋음)~Ia등급(매우 좋음)

√ TOC Ib등급(좋음)~Ia등급(매우 좋음)

√ TP Ⅲ등급(보통)~Ib등급(좋음)

양재천

√ BOD Ib등급(좋음)

√ TOC Ib등급(좋음)~Ia등급(매우 좋음)

√ TP Ⅲ등급(보통)~Ib등급(좋음)

여의천

- [저서동물 환경생태 특징]

• 양재천 : 파리목, 하루살이목 중심으로 2019년 총 28종, 1,437개체, 2020년 총 30종, 2,344개체 출현

• 여의천 : 하루살이목, 날도래목 중심으로 2019년 총 34종, 1,820개체, 2020년 총 43종, 2,455게체 출현

• 수변 수초대가 형성되어 있으며(새원교), 유속이 빠르고 돌이 많은 서식처 특성의 여의천이 양재천에 비해 군집구조가 대체로 안정되고, 수질 및 환경상태 건강성이 양호한 것으로 조사됨

Ⅲ		2021년 추진계획

□ 도심하천 생태조사

◯ 추진근거

- 물환경보전법 제9조 및 시행규칙 제24조

- 2020년 하천생태 건강성 평가계획(물환경연구부-2207, 2020.3.9.)

(생태건강성 조사 단계별 추진계획(안))

◯ 조사대상 : 양재천(주암교, 보도교, 대치교), 여의천(상류, 새원교, 여의교) [붙임1]

<조사대상 지점>

- 서식처 특성에 따른 주요 생태지수 변화 파악 용이

- 통계기법 활용 등 하천수질 및 저서동물 DB구축을 위해 선정

◯ 조사기간 : 2021년 1월 ~ 12월

◯ 조사주기 : 분기별 1회(4 ‧ 6 ‧ 9 ‧ 11월) 현장 시료채취 및 조사실시

◯ 조사범위 : 저서동물 및 일반수질 17항목

◯ 조사방법

- 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법 등에 관한 지침(하천편)

(국립환경과학원고시 제2019-52호, 2019.11.11.)

◯ 조사내용

- 저서성 대형무척추동물 건강성 조사 : 주요 생태지수* 산정 [붙임2]

- 이화학적 현장 수질조사 : DO, 탁도, BOD, TOC, TP 등 17항목 분석

◯ 결과 및 활용

- 3년(2019~2021) 기간 동안 생태변화 특성 파악

- 통계적 분석기법*을 활용한 생태 건강성 평가

* 다차원척도법(MDS, Multidimensional Scaling)

- 객체간 집단화를 시각화하는 통계기법

⇒ [심층분석] 저서동물을 이용한 다차원척도법, 분산분석을 통해 양재천, 여의천 그룹 특성 비교

* (속성기반의) 상관관계 분석(CFS, Correlation-based Feature Selection)

- 불필요한 속성은 제외시키고 의미 있는 속성만을 선택적으로 추출 통계기법

⇒ [신규분석] 저서동물 군집지수와 하천수질 주요 항목간의 상관관계 분석 실시

* 참고문헌(저서생물을 이용한 통계적 분석기법 관련)

- Development of BMI for Biological Assessment on Stream Environment(2018)

- 진위천의 수질과 저서성 대형무척추동물 군집지수 상관관계(2012)

- Influence of Water Quality Index on Biotic Indices of Benthic Macroinvertebrate

at Highland Rivers in Kelantan and Pahang(2015) 등

□ 생태조사 관련 직무 역량교육 계획

◯ 목적 : 서울도심 하천생태 건강성 평가 관련 업무능력 배양

◯ 내용 및 방법

- 저서동물 군집분석방법 등 관련 이론과 채집, 동정 실습 등 심화교육

- 하천생태 건강성 평가 관련 생태조사 전문교육기관의 교육 참여

◯ 참가자 : 생태조사 담당직원 2명

◯ 하천 생태조사 전문역량 강화 및 전문기관과의 네트워크 상호 협조체계 유지

◯ 소요예산(교육비) : 500,000원/인

- 행정운영경비, 기본경비, 사무관리비, 분석기술 위탁교육비

Ⅳ		기대효과

◯ 저서성 대형무척추동물을 이용한 서울 도시하천 건강성 평가 기반 마련

◯ 생태건강성 전문 기술능력 배양 및 Network 기반 구축

◯ 건강한 하천의 유지 관리를 위한 자료 확보 및 수환경 개선방안 제시

◯ 관련 내용 학술대회 발표 및 우리시 물환경 분야 시책업무에 기여

붙  임 : 1. 양재천, 우이천 생태하천 조사지점 세부내역

2. 주요 생태지수 산정공식

3. 저서동물 건강성 평가표

4. 저서동물 현지조사표.  끝.

붙임2. 주요 생태지수 산정공식

지수	계산식	지수	계산식
저서동물 지수 (BMI)	BMI = [eqn: LEFT ( 4- {sum _{i=1} ^{n} s _{i} h _{i} g _{i}} over {sum _{i=1} ^{n} h _{i} g _{i}} RIGHT ) ` TIMES `25] si : 단위오탁지수, hi = 출현도, gi = 지표가중치	다양도지수 (H’)	H’ = [eqn: - sum _{i=1} ^{S} (p _{i} TIMES log _{2} p _{i} ),```(p _{i} `=` {N _{i}} over {N} )] Ni : i종의 개체수 N : 총 출현개체수
우점도지수 (DI)	DI = [eqn: {N _{1} `+`N _{2}} over {N}] N1, N2 : 제1, 2 우점종 개체수 N : 총 출현개체수	풍부도지수 (R1, Margalef)	R1 = [eqn: {S`-1} over {lnN}] S : 총 출현종수 N : 총 출현개체수

* 저서동물지수(Benthic Macroinvertebrate Index)

- 환경 지표생물군(저서동물 군집)을 활용한 생물학적 수질 판정 지수

- 개별 생물종마다 설정된 오탁지수와 가중치를 통해 산정된 지수를

이용하여 A(매우 좋음) ~ E(매우 나쁨)의 5단계로 구분하여 평가

* 다양도지수(Species Diversity Index)

- 생물군집 내 종의 다양성, 생태적 안정성 판정지수이며, 높을수록

양호한 상태임

* 우점도지수(Dominance Index)

- 특정 생물종 개체수의 총 개체수에 대한 비이며, 환경 악화 시

우점도지수가 증가함

* 풍부도지수(Species Diversity Index)

- 생물군집 내 존재하는 종의 수에 근거한 종의 밀도지표로서,

높을수록 수질이 양호한 상태임

붙임3. 저서동물 건강성 평가표

붙임4. 저서동물 현지조사표