영산강유역은 홍수량을 조절할 수 있는 홍수조절용량이 전무했던 하천으로 하도에서 홍수량의 전량을 수용해야 했던 홍수에 매우 취약한 하천이었다. 그러나 4대강 사업을 통하여 영산강유역의 4대호를 비롯한 농업용댐의 숭상으로 홍수조절용량의 확보와 더불어 나주강변저류지와 담양홍수조절지, 화순홍수조절지, 하구언 확장, 영암호-금호호-연락수로 확장 등을 설치하여 홍수로부터 상대적으로 안전한 하천으로 변모할 수 있었다.
그러나 영산강유역의 또 다른 과제는 여전히 남아있다. 우리나라의 하천 중에서 가장 수질이 악화되어 있는 하천이라는 불명예이다. 홍수조절지는 홍수량조절을 위해 설치한 시설이지만 비홍수기를 이용하여 적절히 사용하면 영산강 수질의 불명예를 다소간 해소할 수 있을 것으로 본다. 홍수조절지는 1년 중 3개월에 해당하는 홍수기(6월 21일 ~ 9월 20일)에 사용할 수 있는 시설로 1년 중 9개월에 해당하는 비홍수기에는 홍수조절지의 효율적인 공간활용을 위하여 주민지원사업 등으로 사용하고 있으나 하천 외적인 문제를 수용하는 범주에 머무르고 있다. 하천이 가지고 있는 문제점을 다소라도 해소할 수 있는 목적으로 사용될 수 있다면 보다 바람직할 것으로 판단된다. 이를 위하여 영산강의 가장 큰 문제점은 수질 악화로 인한 수질개선이라 할 수 있다. 따라서 비홍수기에 홍수조절지를 활용하여 수질개선 등의 목적으로 확대하여 다목적조절지로의 변모가 필요하다고 판단한다.
따라서 본 연구에서는 홍수조절지를 활용한 하천 유지용수 및 환경용수 확보·공급을 위하여 영산강유역의 담양홍수절지와 화순홍수조절지를 대상으로 홍수조절지가 갖는 본연의 역할인 하천의 홍수조절기능을 수행하면서 비홍수기에는 나대지로 존치하는 담양홍수조절지의 제 3조절지와 화순홍수조절지의 제 1조절지를 활용하여 수질개선용수를 확보하여 하천의 수질개선에 기여할 수 있는 차선의 역할을 수행할 수 있는지에 대한 가능성을 판단하였다. 그 가능성의 판단은 수질개선효과의 분석과 연평균 활용기회의 분석을 통하여 판단할 수 있었으며, 수질개선효과는 담양홍수조절지와 화순홍수조절지를 동시에 활용할 수 있을 경우와 단일 홍수조절지 활용의 경우로 나누고 조절지의 담수율에 따른 방류량과 관리 수질 조건에 따라 시나리오를 작성하고 EFDC모델을 구축하여 27 가지의 시나리오를 작성하고 시나리오별 수질예측 결과에 따라 TOC, T-P 수질항목을 대상으로 수질개선효과를 분석하였다.
우선, 나주지점에 대한 TOC농도의 수질개선효과는 27가지의 시나리오에 따라 1.5~16.8%의 개선이 이루어지는 것으로 예측하였으며, 시나리오 중 최대 방류량인 DH1A 시나리오에서 16.8%로 최대효과를 나타낸 반면, 시나리오 중 최소 방류량인 OD3C 시나리오에서 1.5%로 최소효과를 보이며 개선되는 것으로 분석하였다. 또한, 나주지점에 대한 T-P농도의 수질개선효과는 시나리오에 따라 10.1~22.8% 개선되는 것으로 분석하였으며, 시나리오 중 최대 방류량인 DH1A 시나리오에서 22.88%로 최대효과를 나타낸 반면, 시나리오 중 최소 방류량인 OD3C 시나리오에서 10.1%로 최소효과를 보이며 개선되는 것으로 분석하였다. 그리고 광주 2지점에 대한 TOC농도의 수질개선효과와 T-P농도의 수질개선효과는 각각 1.0~10.2%, 4.0~19.2%로 개선되는 것으로 분석하였다.
본 논문의 DH시나리오에서, 담양홍수조절지와 화순조절지의 방류수가 동시에 나주지점에 도달하여 극대의 수질개선효과를 나타내기 위해서는 담양홍수조절지의 방류를 화순홍수조절지의 방류시각보다 0.8 일에서부터 1.85 일 선행 방류할 경우 가능할 것으로 분석하였으며, 수질개선 지속기간은 저류비율과 방류량에 따라 차이를 나타내지만 27 가지의 시나리오의 결과 0.43~6.94 일로 분석하였다.
또한, 담수율과 강우량, 활용기회에 대한 분석 결과는담양홍수조절지 및 화순홍수조절지 모두 담수율 50% 이상을 확보하여 운영하기 위해서는 40 mm 이상의 강우량이 필요하며 연평균 3~4 회 활용할 수 있을 것으로 분석되었다. 또한, 담수비율 25% 이상을 확보하여 운영하기 위해서는 30 mm 이상의 강우량이 필요하며 연평균 5 회 활용할 수 있을 것으로 분석하였다.
그리고 본 논문에서 제시한 수질개선효과와 방류지체시간 등은 EFDC모델의 수행에 의한 분석 결과이므로 실제 상황과 상이할 수 있다. 따라서 시범운영을 통한 실증이 필요하며, 저류기간에 대한 조절지 담수량의 수질 변화 등의 모니터링이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 제안한 시범운영계획에 따라 시범운영을 실시하여 실제 검증을 통한 최적의 운영계획을 수립하여 운영할 것을 제안하였다.

The Yeongsan River basin was a very disadvantageous river for floods that could not control the flood volume, but through the four major river projects, it was able to transform into a relatively safe river from flooding. However, the deterioration of water quality in the Yeongsan River basin has not been resolved.
The detention reservoir is a facility that can be used during the flood season (June 21st to September 20th), which is equivalent to three months of the year. Therefore, detention reservoir are used for multiple purposes for efficient land use during non-flood season, which is 9 months out of 1 year. The biggest problem with the Yeongsan River is the deterioration of water quality, so it is necessary to add the purpose of securing environmental water using the non-flooding period.
In this study, the effect of improving water quality was reviewed by securing water quality improvement water by using detention reservoir during non-flooding periods. In the Yeongsan River basin, there are Damyang detention reservoir and Hwasun detention reservoir.
The Damyang detention reservoir consists of three control reservoir, and the 3rd control reservoir on the bare land is used, and the Hwasun detention reservoir has two control reservoir, and the 1st control reservoir on the bare land is used.
The availability of water quality improvement purposes could be determined by analyzing the effect of water quality improvement and annual average utilization opportunities. The analysis of utilization opportunities was determined by the rainfall and the estimated amount of water storage based on the outflow hydrograph. The water quality improvement effect could be determined by applying 27 scenarios to the EFDC model.
As a result of the analysis of the utilization opportunity, the opportunity to secure a storage rate of 50% or more was 3-4 times per year, and rainfall of 40mm or more was required. In addition, the opportunity to secure a water storage rate of 25% or more was 5 times per year, and rainfall of 30 mm or more was required.
The water quality improvement effect was analyzed for TOC and T-P water quality items and Naju measurement station and Gwangju 2 measurement station. At Naju station, TOC was analyzed to improve by 1.5-16.8% and T-P by 10.1-22.8%, and at Gwangju 2 station, TOC was analyzed to improve by 1.0-10.2% and T-P by 4.0-192%.
In the DH scenario, where Damyang detention reservoir and Hwasun detention reservoir are used at the same time, the maximum effect of water quality improvement at Naju station required rapid flushing of Damyang detention reservoir from 0.8 days to 1.85 days.
According to the above results, the pilot operation plan of the detention reservoir for improving the water quality of the Yeongsan river was divided into five step: waiting step for pilot operation, storage water initiation step, storage water termination step, discharge waiting step. discharge initiation and termination step. The control standards for each step were set based on the water level at the detention reservoir and the outflow of nearby water level observation stations.
In order to actually operate the detention reservoir for water quality improvement, the effect of water quality improvement and discharge delay time by performing the EFDC model of this study must be demonstrated through pilot operation. In addition, it is proposed to establish and operate an optimal operation plan through actual verification by pilot operation.