지난 반세기 동안 영산강 유역은 무분별한 산업 활동으로 인하여 심각하게 훼손되었다. 이를 관리하기 위한 전 지구적 요구는 증대되고 있으나 정량적으로 예측하여 관리하기 위한 시스템은 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 유역 환경을 모의하기에 가장 적합한 HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델을 GIS기반의 수질모의 시스템에 적용하여 영산강 유역에 활용 가능하도록 수질모의 시스템을 설계하였다. 이를 지원하기 위하여 Loose Coupling, Tight Coupling, Embedded Coupling 등 GIS와 수질모델의 연계방안을 비교·분석 후 적용하였으며, 수질모의 시스템의 주요기능을 모듈단위별로 설계하였다. 특히, 유역 경계를 영산강 본류와 연안으로 합류되는 지점으로 선정하여 하천 및 하구를 모의하는 수질모델과 연계가 가능하도록 설계하였다. 본 설계를 기반으로 향후 개발될 시스템은 수질모의를 통하여 영산강 유역환경을 예측하고 관리하는데 기여가 클 것으로 기대된다.