하천 퇴적물은 유기물과 영양염류가 용출되며 산소를 소비하거나, 식물성 플랑크톤 등을 통해 간접적으로 산소를 소비한다. 퇴적물에서의 산소 소모는 수질에 영향을 미칠 수 있으므로, 퇴적물이 수층에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 퇴적물 산소소모율을 모니터링 할 필요가 있다. 퇴적물 산소소모율을 측정하기 위해 배양실험, 현장 측정 등의 방법이 사용되고 있다. 하지만 실험 방법이 복잡하고, 분석 장비 제작에 많은 비용이 요구되는 등 퇴적물 산소소모율 측정에는 여러 제한 요소가 있다. 따라서 이번 연구에서는 머신러닝 알고리즘 중 extreme gradient boosting(XGBoost)을 이용하여 수계별 퇴적물 산소소모율 예측 모델을 구축하였으며, 퇴적물 산소소모율에 더 많은 영향을 미치는 요인을 선정하였다. 머신러닝 모델 구축을 위한 입력 자료로 2016년부터 2022년까지 낙동강, 금강 영산강에서 측정한 퇴적물 산소소모율과 퇴적물 및 수층의 물리화학적 특성 자료, 수질측정망 자료를 사용하였다. 구축한 수계별 퇴적물 산소소모율 예측 모델은 훈련, 보정, 검정에서 R2가 0.8 이상으로 우수한 성능을 보였다. 낙동강, 금강, 영산강에서 퇴적물 산소소모율 예측모델 기여도가 가장 높은 인자는 각각 암모니아성 질소 용출률, 수층 COD, 저층 DO였다.