서울특별시 보건환경연구원

   도시화, 산업화와 함께 최근 기후변화로 인한 집중호우, 가뭄 등의 영향으로 한강 및 주요 지천 수계 등에서 크고 작은 돌발적인 수질사고가 발생하고 있기 때문에 악화되는 도심 하천의 수질과 수생태계 건강성 및 안정성을 회복하기 위한 하천수질관리시스템이 요구되고 있다. 이에 우리 연구원은 2018년 10월부터 2019년 8월까지 서울녹색환경지원센터와 함께 공동으로 기후변화 대응을 위한 빅데이터 기반의 서울형 하천수질관리시스템에 필요한 핵심요소 기술을 개발했다.

   이번 연구는 서울의 대표적 도심하천인 중랑천, 안양천, 탄천의 다양한 물환경 데이터를 통합하여 데이터베이스를 구축하고, 딥러닝 기법의 다변량 시계열 모델(LSTM, Long-Short Term Memory), 결정나무 알고리즘 등을 이용하여 수질사고 가능성이 높은 지점(한강 합류부 이전의 하류 지점)을 대상으로 원인 분석, 수질이상 위험도를 사전에 파악할 수 있는 용존산소(DO, Dissolved Oxygen)에 대하여 수질예측모델을 개발하였다. 또한 다양한 수질항목을 하나로 통합한 서울형 통합수질지수(S-WQI, Seoul Water Quality Index)를 도출하였는데, 이는 도심 하천의 수질을 종합적으로 평가하고 동시에 직접적인 표현 및 의사소통을 통해 일반 시민들에게도 하천수질에 대한 정보를 쉽고 효과적으로 전달할 수 있을 것으로 기대한다. 그리고 최종적으로 수질예측모델 및 서울형 통합수질상태지수 결과와 GIS 데이터를 연계하여 수질이상 위험도 및 수질 상태 등급을 시각화함으로써 위험도를 예측하여 하천수질관리 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

우리 연구원은 앞으로도 기후변화를 대비한 하천수질관리를 위해 실시간 데이터 등 물환경 빅데이터를 활용하여 다양한 하천수질관리 시스템을 개발할 것이다. 아울러 본 연구에서 개발된 통합수질지수, 수질상태 등급 시각화를 실제 현장에 적용가능 하도록 프로그램을 업그레이드하고 공개하는 등 일반 시민도 하천수질을 쉽게 이해할 수 있는 방안을 지속적으로 연구할 계획이다.

- 물환경연구부 물환경생태팀 이진효 환경연구사

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