This study analyzes the dissolved oxygen (DO) depletion or hypoxia formation affectingthe ecological vulnerability of Gyeongin-Ara Waterway (GAW), an artificial estuarine waterway.The physical, chemical, and biochemical factors affecting the summer hypoxia dynamics anddistribution are simulated and the habitat volumes of major fish species are calculated. CE-QUAL-W2,a two-dimensional hydrodynamic and water quality model, is applied for the simulation. Comparisonwith observation reveals that the salinity stratification, vertical DO gradient, and summer hypoxiacharacteristics are realistically reproduced by the model. Comprehensive analysis of the spatialdistributions of the residence time, salinity, and DO concentration reveal that the residence time islongest at the bottom of a freshwater inflow zone. Accordingly, residence time is identified as thephysical factor having the greatest influence on hypoxia. It is also clear that a hypoxic water massdiffuses towards the entire waterway during neap tides and summer, when the seawater inflowdecreases. Based on the modeling results, the DO depletion drivers are identified and the hypoxiczone formation and distribution are sufficiently explained. Finally, fish habitat volumes are calculated.In particular, the survival habitat volume of Mugil cephalus is found to decrease by 32?34% as a resultof hypoxia from July to August. The model employed in this study could be utilized to establish anoperational plan for the waterway, which would increase fish habitat volumes.