2.2.1 SWAT 개요 및 입력자료 구축

SWAT 모형은 준분포형 장기 강우-유출모델로 미국 농무성 농업연구소(United States Department of Agriculture- Agricultural Research Service)에서 다양한 토성, 토지이용 및 토지관리 상태를 반영하여 유출수 및 농업화학물질 등의 각종 오염원의 거동을 시⋅공간적으로 모의하기 위해 개발하였다(^{Arnold et al., 1998}). SWAT 모형은 물수지 방정식에 근거를 두고 강수, 증발산, 지표유출, 기저유출, 지하수, 토양수분 등에 대한 모의를 각 수문반응단위(Hydrologic Response Units, HRUs)별로 계산한다(^{Arnold and Allen, 1999}). 전체 유역을 작은 소유역으로 구분할 수 있으므로 최소 유역 단위와 유사하게 유역을 구분하여 유역 내 강수에 따른 유출 및 비점오염원의 발생 및 거동의 시⋅공간적 변화를 분석할 수 있다(Lee et al., 2011). 또한 강우/비강우시에 유역 내의 오염물질 유출 모의가 가능하여 지금까지 개발된 유역모델 중 수질⋅수문 현상의 재현능이 가장 우수한 SWAT 모형을 선정하였다. 특히, SWAT은 강우-유출모델과 수질 모델이 GIS와 연계된 호환모델로 장기 유량과 수질을 모의할 수 있고 경작 형태나 기후 및 식생 등의 변화에 따른 수질의 상대적 효과도 정량화할 수 있는 특징을 가지고 있다.

SWAT 모형을 구축하기 위하여 국토지리정보원(MOLIT, 2010)에서 제공하는 수치지도(1:5,000)를 이용하여 수치표고모형(Digital Elevation Model, DEM)을 구축하고 환경부 환경공간정보서비스(ME, 2010)에서 제공하는 토지피복도를 활용하여 토지이용도를 구축하였다. 또한 토양도의 경우 농촌진흥청(^{National Institute of Agriculture Sciences, 2019}) 흙토람에서 제공하는 1:25000 정밀 토양도를 활용하였으며 기상 자료(강수량, 온도, 풍속, 습도, 일사량)의 경우 기상청(KMA, 2015)에서 제공하는 자료를 2015년부터 2020년 6월까지 5년 6개월 기간에 대하여 수집하였다. 기상 자료는 2015년부터 2017년에 해당하는 3년의 모델 안정화 기간(warm-up)을 고려하였다. 본 연구에서는 달천 유역에 대하여 SWAT 모델의 유량 및 수질 모의에 필요한 점오염원 입력자료를 구축하였다. 환경기초시설의 방류량 및 방류 수질 자료를 조사한 결과, 요도천 소권역의 경우 8개, 달천하류 소권역의 경우 11개, 음성천 소권역의 경우 2개의 환경기초시설이 존재하는 것으로 나타나 이에 대한 점오염원 입력자료를 구축하여 모델에 적용하였다. 또한 유역 내 축산계 오염원, 미처리 하수발생량에 대한 하수 배출량과 같은 생활계 오염원, 산업계 시설의 개별처리방류량과 처리 수질 등의 산업계 오염원 자료를 조사하여 유역 내 오염원 특성을 반영한 정확한 수질 모의가 가능하도록 모형을 구축하였다.

2.2.2 SWAT 모형을 이용한 유량 및 수질 보정

본 연구에서는 정확한 수질 모의를 위해 앞장에서 산정한 소권역별 BOD₅, T-N, T-P 배출부하량을 고려하여 SWAT 모형 모의를 진행하였다. 2019년부터 2020년까지 평수기, 저수기, 갈수기 구간에서 유량과 수질에 대해 유역 말단에서 실측 모니터링을 월평균 2회 진행하였으며, 대상유역의 모니터링 결과를 통해 분석된 유량과 수질 자료를 이용하여 보정을 수행하였다. 유량과 수질 항목에 대한 매개변수 보정은 SWAT-CUP 프로그램과 시행착오법을 통해 수행하였으며 모의 결과에 대한 정확도 평가는 유효지수(Nash and Sutcliffe efficiency, NSE)와 결정계수(Coefficient of determination, )를 이용하였다.

위 식에서 는 모의치, 는 실측치, 은 전체 데이터 수, 는 실측치의 평균값을 의미한다. 와 NSE는 1에 가까울수록 모델의 예측치가 실측치를 잘 예측하여 모델 효율이 높아짐을 의미한다. 보정 결과는 ^{Moriasi et al. (2015)}가 제시한 기준에 따라 매우 좋음(Very good), 좋음(Good), 만족(Satisfactory), 불만족(Unsatisfactory)으로 구분하여 평가하였다(Table 1).

SWAT 모형의 보정을 수행하기 위해 달천 유역 내 오염우심지역의 모니터링 실측 자료를 활용하였다. 오염우심지역은 달천 유역 내 주요 지류에 대한 수질 및 수생태 모니터링 조사 결과 및 전국오염원조사자료를 바탕으로 한 BOD₅, T-N, T-P의 발생/배출 오염부하량 산정을 통해 주요 오염 소권역을 선정하였으며, 선정된 오염우심지역은 음성천, 요도천, 달천 하류 소권역으로 나타났다. 보정을 위해 사용한 실측 자료는 달천 유역의 18년 10월부터 19년 4월까지 월 2회 실측한 유량 및 수질 자료를 사용하여 매개변수를 보정하였다. 다만, 보정 결과에 따른 검증을 수행하기에는 실측 자료가 충분치 않아 본 연구에서는 보정만을 진행하였다. 현재 SWAT 모델은 국내 수질측정망에서 제공하는 측정자료인 BOD₅가 아닌 CBOD_u만을 모의할 수 있다. 따라서 SWAT 모델의 CBOD_u 모의 결과를 국내 수질측정망 자료와 비교하는 것은 한계가 있으므로 본 연구에서는 BOD₅ 모의를 위해 수정된 SWAT 모델 엔진을 사용하였다(^{Han-river Regional Environmental Office, 2018}). 아래의 식 (3)은 BOD₅를 모의하기 위한 식이며(NIER, 2005), 여기서 BOD₅는 실험실에서의 BOD₅ 농도(mg/L), CBOD_u는 탄소계 BOD_u 농도(mg/L), kdb는 20°C에서 CBOD₅의 환원 비율 계수(/day), NH₃는 하천의 암모니아 농도(mg/L), knb는 20°C에서 CBOD₅의 질산화비율 계수(/day), ai₄는 유닛당 조류호흡의 산소 섭취 비율(/day), algcon은 하천의 최초 조류생물량 농도(mg/L), rhoq는 20°C에서 조류 호흡 비율(/day)을 의미한다.

2.2.3 저감 시나리오 구성 및 저감 효율 분석

대상 유역 내 소권역 중 전국오염원 조사자료 및 평수기 유량과 수질 모니터링 자료를 통해 요도천, 음성천, 달천하류 소권역이 오염우심지역으로 선정되었으며, 달천하류 소권역의 경우 도시화가 많이 진행되어 생활계 오염원이 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 음성천과 요도천 소권역의 경우 다수의 축산농가와 산업단지가 위치해 있으며 농경지도 다수 분포되어 있는 유역으로 달천유역의 수질 개선을 위해서는 개인하수처리시설 방류, 축산 퇴비 관리, 토지계 비점오염 발생 관리에 대한 대책이 필요한 것으로 판단하였다. 따라서 달천 유역의 특성을 반영한 생활계, 축산계, 산업계, 토지계 총 4가지의 오염원을 고려한 저감 시나리오를 구축하고 모델링 적용을 통해 시나리오별 수질 항목에 대한 저감 효율을 분석하였다(Table 2).

달천 유역 내 오염 저감을 위한 생활계 시나리오(시나리오 1)로 하수 미처리구역 하수발생량 연계처리 및 물 사용량 절감을 통한 하수처리장 유입수 절감 효과를 분석하였으며, 2019년 전국오염원조사자료의 환경기초시설 방류수 유량 및 수질 데이터를 활용하였다(ME, 2019). 이때, 요도천과 음성천 소권역의 생활계 오염원의 경우 달천 전체 유역 배출 오염원의 약 8.8%, 16.7%, 달천하류 소권역 생활계 배출 오염원의 약 15%, 4%에 해당하여 그 영향이 적은 것으로 판단되어 본 시나리오 분석에서는 제외하였다. 마을하수도 연계 처리에 따른 수질 개선 효과를 평가하기 위하여 배출되는 미처리구역 하수발생량의 방류량 및 농도와 마을하수도 및 공공하수처리시설의 방류수 농도를 모델의 입력자료로 구축하였으며, 달천 하류 소권역을 대상으로 마을하수도 연계 처리를 통한 수질 개선 효과를 분석하였다. 달천하류 소권역은 본류에 위치해 있기 때문에 달천하류 소권역에 해당하는 모든 소유역에 적용한 효율을 분석하기 위해서는 유역 전체의 말단을 확인해야 한다. 따라서 달천하류 소권역에 적용한 오염 저감 효율은 유역 전체 말단에서의 효율로 검토하였다. 또한 축산계 시나리오(시나리오 2)로 분뇨 배출 방지 시설 설치 및 위탁 처리에 따른 수질 개선 효과를 분석하였다. 달천 유역 내 오염우심지역 중 음성천과 요도천의 경우 축산계 부하가 유역 전체 발생부하의 42.7%, 44.2%로 타 오염원에 비해 큰 비중을 차지하고 있다. 2019년 전국오염원조사자료를 이용하여 달천유역 내 축산계 살포지역용도를 조사한 결과, 모델링에 반영한 오염우심지역 내 개별처리농가에 대하여 돈분과 우분 모두 밭에 살포하는 것으로 조사되었으며 우분의 경우 밭에 살포한다고 가정해도 표준시비량에 포함되는 양이므로 모두 시비하는 것으로 간주하였다. 따라서 달천유역 내 축산농가 중 사육두수 기준 상위 20% 농가에서 발생하는 축산 분뇨를 위탁처리로 가정하였을 때의 수질 개선 효과를 분석하였으며 오염 저감 효율을 산정(^{Gyeonggi Development Institute, 2009})하여 축산농가에서의 오염부하 저감 효율을 분석하였다. 또한 산업계 시나리오(시나리오 3)로 폐수 방류 개별처리 시설 연계에 따른 수질 개선 효과를 분석하였다. 달천유역 내 오염우심지역인 음성천과 요도천 소권역의 경우 크고 작은 산업단지가 많이 위치해 있다. 폐수배출량이 가장 큰 1종 사업장의 경우 요도천 소권역에 2개소가 위치해 있으며 2종 사업장의 경우 음성천 소권역에 1개소 위치한 것으로 나타났다. 이에 본 연구에서는 실제 산업계 전수조사 결과와 운영중인 산업계 시설 현황을 반영한 유역 모델을 통해 개별처리시설과 공공하수처리시설 연계에 따른 오염부하 저감 효과를 분석하였다. 산업계 시설 중 공공폐수처리시설의 방류수 수질기준 및 개인하수처리시설의 방류수 수질기준(「하수도법」제3조제1항제3호)에 명시된 기준으로 BOD₅ 농도가 10 mg/L 이상인 처리장을 근처 폐수처리장에 연계처리하고 10 mg/L 이하인 처리장은 원래대로 개별처리하여 개선되는 수질 분석을 수행하였다. 또한 토지계 시나리오(시나리오 4)로 표준시비량 시비 및 농업 최적관리 적용에 따른 수질 개선 효과를 분석하였다. 달천 유역의 경우 지자체 내 공공하수처리시설이 존재하지 않거나 분뇨를 개별처리하는 경우 개별적으로 퇴비화하여 시비하는 경우가 많은 것으로 조사되었다. 이에 달천 유역의 경우 농경지에 과도하게 퇴비를 시비하는 경우에 대비하여 농촌진흥청에서 제안하는 표준시비량 적용에 따른 수질 개선 효과를 분석하였다. 논과 밭에 밑거름으로 2월 1일에 퇴비를 시비하였으며, 4월 1일에 질소와 인 계열 화학비료를 시비하였다. 새끼칠거름으로 6월 15일, 이삭거름으로 8월 15일에 질소 계열 화학비료를 각각 시비하였다. 또한 경작지에서 발생하는 농업 비점오염원을 줄이기 위하여 논과 밭에서의 최적 관리 방안을 적용하여 수질 개선 효과를 분석하였다. 또한 복합 시나리오(시나리오 5)로 생활계, 축산계, 산업계 그리고 토지계에서 발생하는 오염부하량을 저감할 수 있는 복합적인 오염 저감 시나리오를 구성하고 시나리오 적용에 따른 수질 개선 효과를 분석하였다(시나리오 1~4).

생활계를 제외한 오염저감 시나리오는 오염우심지역과 달천 전체 유역을 대상으로 수행하였으며, 생활계 시나리오에 대해서는 소권역별 주된 오염원 현황을 반영하여 오염우심지역을 대상으로 모의하였다. 생활계 시나리오는 하수 미처리구역의 하수발생량과 물 사용량 절감을 위한 하수처리장 유입수 절감을 적용하였으며, 적용 대상 소유역은 달천하류 소권역이다. 축산계 시나리오의 경우 축사에 비가림시설과 유출방지턱 설치 및 달천 유역 내 가축두수 상위 20% 축산농가의 축분을 위탁처리를 적용하였으며, 적용 대상 소유역은 음성천, 요도천, 달천하류 소권역이다. 산업계 시나리오의 경우 개별처리 사업시설을 산업폐수처리장 및 공공하수처리시설에 연계처리를 적용하였으며 적용 대상 소유역은 음성천, 요도천, 달천하류 소권역이다. 토지계 시나리오는 대상 지역에 대해 표준시비량을 적용하고 논의 경우 물꼬관리와 완효성 비료, 밭의 경우 볏짚피복과 초생대를 적용하였으며 적용 대상 지역은 음성천, 요도천, 달천하류 소유역이다. 그리고 복합 시나리오로는 생활계, 축산계, 산업계, 토지계 시나리오를 모두 적용하였으며 마찬가지로 음성천, 요도천, 달천하류 소유역을 대상으로 적용하였다. 본 연구에서는 이러한 4개 오염원 시나리오(생활계, 축산계, 산업계, 토지계)와 복합 시나리오 적용에 따른 영향을 1) 전체 유황 개선 효과, 2) 홍수기, 풍수기 개선 효과, 3) 평수기, 저수기, 갈수기 개선 효과로 구분하여 각 오염원에 따른 유황별 수질 개선 효과를 분석하였다.

3.2.1 우심유역 내 마을하수도 연계 처리에 따른 수질 개선 효과 (시나리오 1)

달천 유역의 말단에서 생활계 시나리오를 적용한 후 오염 저감 효율을 분석한 결과, 전체 유황에서는 BOD₅가 0.29%, T-N이 0.46%, T-P가 0.18% 저감된 것으로 나타났으며, 홍수기, 풍수기의 수질 개선 효과를 살펴보면, BOD₅가 0.06%, T-N은 0.16%, T-P가 0.06% 저감된 것으로 분석되었다. 또한 평수기, 저수기, 갈수기 수질 개선 효과를 살펴보면, BOD₅가 5.62%, T-N은 1.97%, T-P가 2.38% 저감된 것으로 분석되었다(Table 6). 여기서, 전체 유황은 All flow regime, 홍⋅풍수기는 Moist conditions, 평⋅저⋅갈수기는 Mid-dry conditions로 나타내었으며, 달천하류 소유역은 달천 유역 전체의 말단과 같다.

3.2.2 분뇨 배출 방지 시설 설치 및 사육두수 상위 20% 위탁처리에 따른 수질 개선 효과 (시나리오 2)

축산계 시나리오를 적용한 후 달천유역 내 시설 개선 및 위탁처리에 따른 전체 유황 구간에 대한 장기 연평균 수질 개선 효과를 살펴보면, 유역 말단에서는 BOD₅ 0.11%, T-N 0.25%, T-P 0.28% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 0.16%, T-N 0.25%, T-P 0.69% 저감된 것으로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 0.49%, T-N 2.16%, T-P 4.78% 저감된 것으로 나타났다. 유황별로 살펴보면 홍수기, 풍수기에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서 BOD₅ 0.09%, T-N 0.16%, T-P 0.14% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 0.11%, T-N 0.21%, T-P 0.50% 저감된 것으로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 0.27%, T-N 1.47%, T-P 2.34% 저감된 것으로 산정되었다. 또한 평수기, 저수기, 갈수기에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서 BOD₅ 0.71%, T-N 0.71%, T-P 3.05% 저감된 것으로 분석되었으며, 음성천에서는 BOD₅ 0.47%, T-N 0.33%, T-P 1.51% 저감된 것으로 나타났다. 요도천 유역의 경우 다수의 축산농가가 위치해있기 때문에 BOD₅ 6.80%, T-N 3.65%, T-P 24.62%로 가장 높은 저감 효과를 보였다(Table 7). 전체적으로 평수기, 저수기, 갈수기 기간의 경우 전체 유황 구간 및 홍수기, 풍수기 기간에 비해 상대적으로 높은 효율을 나타내는 것으로 분석되었다.

3.2.3 폐수 방류 개별처리시설 공공하수처리시설 연계에 따른 수질 개선 효과 (시나리오 3)

산업계 시나리오를 적용에 따른 산업폐수처리장 연계처리를 통한 수질 개선 분석 결과, 유역 말단에서는 BOD₅ 0.34%, T-N 0.68%, T-P 0.33% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 0.79%, T-N 1.41%, T-P 6.30% 저감된 것으로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 0.84%, T-N 3.54%, T-P 2.39% 저감된 것으로 산정되었다.

그리고 홍수기, 풍수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서 BOD₅ 0.23%, T-N 0.39%, T-P 0.17% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 0.58%, T-N 1.25%, T-P 4.82% 저감된 것으로 나타났다. 요도천에서는 BOD₅ 0.51%, T-N 2.42%, T-P 1.13% 저감된 것으로 산정되었다. 또한 평수기, 저수기, 갈수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 전체적으로 평수기, 저수기, 갈수기 기간이 전체 유황 및 홍수기, 풍수기 기간에 비해 상대적으로 높은 효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 유역 말단에서 BOD₅ 3.04%, T-N 2.15%, T-P 3.40% 저감된 것으로 나타났으며, 산업시설이 많이 분포되어 있는 요도천에서 BOD₅ 2.16%, T-N 1.77%, T-P 12.81% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 10.71%, T-N 5.93%, T-P 12.62% 저감된 것으로 분석되었다(Table 8). ^{Ha et al. (2017)}의 연구에 따르면 유황별 수질 분석 결과 홍수기에서 갈수기로 가면서 수질은 점차 높게 나타났으며, 조건에 따른 수질 변화는 유황에 따라 다르게 나타났다. 본 연구에서 수행한 생활계, 축산계, 산업계 시나리오 분석 결과에서도 유황별로 오염 저감 효율을 분석한 결과 홍⋅풍수기보다 평⋅저⋅갈수기의 수질이 높아져 저감 효율이 전반적으로 더 높게 나타나는 것을 확인하였다. 다만, 유역별로 저감효과가 다소 차이를 보였는데, 이는 유역 내 오염원 분포 및 유량이 상이하여 유황별 오염원 저감 효과가 다르게 나타나는 것으로 판단된다.

3.2.4 표준시비량 시비 및 농업 최적관리 적용에 따른 수질 개선 효과 (시나리오 4)

논에서의 물꼬 관리의 경우 관행 대비 저감 효율이 T-N의 경우 24%, T-P의 경우 34%로 알려졌으며, 완효성 비료 사용 시 저감 효율은 T-N, T-P 모두 22% 정도이다. 이에 본 연구에서도 논에서의 수질 저감 효율을 분석하기 위해 농어촌연구원에서 제시한 물꼬관리와 완효성 비료와 관련된 수질 개선 효율을 적용하여 그 효과를 분석하였다(RRI, 2016). 밭에서의 수질 오염원 저감을 위한 대책으로는 경사도 10% 이상인 밭에 대해 초생대와 볏짚 피복을 적용하여 이에 따른 수질 개선 효과를 유역 단위로 분석하였다. 초생대는 농경지의 말단부에 띠 모양으로 설치된 식생대로 농경지에서 발생한 유사 및 오염원 저감에 효과적인 것으로 알려져 있으며(Lee et al., 2011), 볏짚 피복은 지표를 볏짚으로 피복하여 토양층으로의 침투량을 증가시키고 빗방울 타격에 의한 토양 입자의 이탈을 감소시킨다.

토지계 시나리오 적용에 따른 효율 분석을 위해 표준시비량 및 논과 밭에서의 오염저감 시나리오를 분석한 결과, 유역 말단에서 BOD₅ 29.31%, T-N 9.56%, T-P 24.68% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 13.58%, T-N 16.15%, T-P 29.00%가 저감된 것으로 분석되었다. 요도천에서는 BOD₅ 39.59%, T-N 26.45%, T-P 34.29% 저감된 것으로 나타났다. 또한 홍수기, 풍수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역말단에서 BOD₅ 29.69%, T-N 9.45%, T-P 24.74% 저감된 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 13.68%, T-N 16.51%, T-P 30.55% 저감된 것으로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 38.45%, T-N 27.92%, T-P 36.84% 저감된 것으로 나타났다. 또한 평수기, 저수기, 갈수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 대체적으로 전체 유황 및 홍수기, 풍수기 기간에 비해 상대적으로 낮은 효율로 분석되었다. 유역 말단에서 BOD₅ 20.22%, T-N 10.08%, T-P 23.69% 저감된 것으로 나타났다. 음성천에서 BOD₅ 12.91%, T-N 15.34%, T-P 17.81% 저감된 것으로 나타났으며 달천하류에서는 BOD₅ 12.11%, T-N은 23.32%, T-P 13.56% 저감된 것으로 산정되었다(Table 9). ^{Park and Kwon (2014)}의 연구에 따르면 초생대의 폭별 T-P 저감 효율을 분석한 결과 17.4~28.0%의 저감 효과를 보였으며, 초생대 폭의 증가는 점차 낮은 효율을 나타내었다. 본 연구에서는 초생대를 포함한 논과 밭에서의 최적관리기법을 복합적으로 적용하였으며, 이에 따른 달천 유역의 저감 효율은 전체 유황 및 홍수기, 풍수기의 경우 평균적으로 약 29%, 31%로 초생대만 적용했을 때보다 대체적으로 높게 산정되는 것을 알 수 있었다. 다만, 완효성 비료와 볏짚 피복의 유황별 수질 오염 저감 효과에 대한 연구가 부족한 실정이므로 다른 문헌과의 유황별 저감 효과에 대한 비교⋅분석에 한계가 있으나, 향후 유황별 저감 효율을 분석한 다양한 연구에서 본 연구의 결과가 비교 지표로 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구 결과는 초생대와 볏짚 피복을 복합적으로 적용하였을 때의 BOD₅, T-N, T-P 수질 항목에 대한 저감 효과를 유황별로 분석한 데 의의가 있다.

3.2.5 다양한 저감 사업 적용에 따른 복합적 수질 개선 효과 (시나리오 5)

생활계, 축산계, 산업계 그리고 토지계 오염 저감 시나리오를 복합적으로 적용한 시나리오 5의 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서는 BOD₅ 29.75%, T-N 10.29%, T-P 25.15% 효과가 있는 것으로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 13.74%, T-N 16.40%, T-P 29.70%로 분석되었다. 요도천에서는 BOD₅ 38.08%, T-N 28.61%, T-P 39.07%로 분석되었다. 홍수기, 풍수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서 BOD₅가 29.92%, T-N은 9.79%, T-P는 24.94%로 분석되었다. 음성천에서는 BOD₅ 13.80%, T-N 16.72%, T-P 32.05%로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 38.73%, T-N 29.38%, T-P 39.18%으로 산정되었다. 또한 평수기, 저수기, 갈수기 기간에 대한 수질 개선 효과를 분석한 결과, 유역 말단에서의 수질 개선 효율은 BOD₅ 25.75%, T-N 12.82%, T-P 29.14%로 나타났다. 음성천에서는 BOD₅ 13.39%, T-N 15.67%, T-P 19.32%으로 분석되었으며, 요도천에서는 BOD₅ 18.95%, T-N 26.97%, T-P 38.17%로 산정되었다(Table 10).