• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.51-51
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• 2022

최근 하천복원의 패러다임은 자연성 회복이라는 커다란 목표아래 하천연속성 확보 및 지형의 자연성 회복, 유황의 회복으로 하천의 역동성과 생태계건강성을 회복하는 것으로 변화되었다. 과거우리나라의 하천은 홍수방어 및 토지이용을 목적으로 제방을 설치하고 하도를 직강화화 시켰으며, 저수로와 홍수터를 분리하는 하도계획으로 인하여 하천의 홍수터를 농경지나 공원 및· 주차장 등으로 활용하는 등 홍수터를 인위적으로 고착화시켜왔다. 더욱이, 상류의 댐 및 저수지에서 방류량을 조절함으로써 중소규모의 홍수가 줄어드는 등 하천 흐름의 변화를 나타내는 유황이 단순해져 미지형 하상변화가 감소되었다. 뿐만아니라 하상이 건조화됨으로 인하여, 식생침입 등에 따른 하천 수림화가 진행되고 이로 인하여 하천이 습지라고 볼 수 없는 육역화 현상이 심화되고 있는 현실이다. 따라서 자연과 인간이 공존하기 위한 올바른 하천환경 관리를 위하여 수림화 및 육역화 정도 분석 및 해당하천에 대한 육역화의 원인규명, 이에 대한 대책 수립이 요구된다. 본 연구에서는 하천지형의 형성과정, 하천식생의 정착과정, 하도육역화의 정의, 육역화 방지를 위한 국외사례를 분석하며, 한강 장항습지의 사례를 통하여 육역화방지 대책 및 복원방안을 제안하였다

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.429-440
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• 2017

대한민국 서해안의 4개 갯벌에 대한 변화 탐지를 위해 다중분광 고해상도 다목적 위성인 KOMPSAT 시리즈 영상 자료를 분석하였다. 무감독 분류법을 이용하여 고해상도 위성 이미지에서 생성된 토지이용 및 토피피복 지도의 활용성과 연안 습지 변화의 경향을 결정할 때 시간 궤적 분석과 통합된 변화 탐지 방법론을 평가했다. 자연 현상과 인위적 활동에 대한 토지이용 및 토지피복 변화 분석을 통해 갯벌면적을 추출하고, 양질의 주제지도를 제공하기 위한 고해상도 KOMPSAT 데이터의 실질적인 적용 가능성을 확인하였다. 경기도와 전라북도의 갯벌 지역은 조석 차에 영향으로 면적 변화가 나타난 것으로 추정되었으며, 새만금 지역의 갯벌지역은 대규모 매립 및 도시화로 인한 인위적 활동에 따른 것으로 나타났다. 또한 전라남도 증도 갯벌지역의 경우 연안습지보호지역으로 지정되어 연안 갯벌 보전에 대한 사회적, 환경적 정책의 효과를 확인하였다. 따라서 고해상도 KOMPSAT를 이용한 습지변화 모니터링은 연안환경 관리 및 정책결정을 위해서 유용할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1360-1364
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• 2010

도시유역 물순환 해석 모형(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool, CAT)은 기존의 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여, 도시유역 개발 전/후의 장/단기적 물순환 변화특성을 정량적으로 평가하고 물순환 개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. 이 모형은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있으며, 개발 공간 단위별로 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 링크-노드 방식으로 개발되었다. 모형의 UI(User Interface)는 사용자가 손쉽게 모형을 적용/관리하고, 여러 시나리오를 동시에 효과적으로 모의하여 분석할 수 있도록 설계되었다. 또한, 모든 입/출력 자료를 엑셀이나 텍스트 형식과 연동되도록 하여 프로젝트별 매개변수 관리가 용이하도록 개발하였다. 특히 본 모형에서는 사용자의 목적에 맞는 다양한 물순환 개선시설(침투시설, 저류지, 습지, 빗물저장시설, 리사이클 및 외부급수 등)의 구현 및 모의가 가능하도록 개발하였다. 여기서, 물순환 개선시설이란 빗물을 흡수하고 저류할 수 있는 도시녹지시설 혹은 구조물로서 도심 내의 불투수면을 저감시키고 유출수를 줄이면서 동시에 녹지를 확보하여 효과적인 물순환 기능에 영향을 미치는 시설들이다. 이러한 물순환 개선시설은 신도시 및 지역 혁신도시 개발 등의 대규모 토지이용변화가 예상되는 개발지역에 대한 평가 및 개선 기술을 제공하여 물순환 건전화를 위한 설계에 직접적으로 활용될 수 있는 큰 장점을 지니고 있다. 먼저 침투 시설은 계획침투량을 반영하며 토양으로의 침투량과 지하수로의 이동을 모의한다. 저류시설은 하도 내에 위치한 online 저류지와 하도 외에 위치한 offline 저류지로 구분하고 저류지 수면의 증발량과 취수량을 고려하며, 방류구를 통한 방류량을 반영하였다. offline 저류지의 경우는 하도 내의 흐름의 규모에 따라서 일정량을 넘는 경우만 offline 저류지로 유입될 수 있는 양을 산정하도록 하였으며 하류 하천으로의 방류를 반영하여 홍수 후에 저류지가 비워지도록 하였다. 유역 내의 습지는 식생과 수면에서의 증발산을 반영하였다. 습지의 저류능력을 넘는 양은 월류되어 하류로 유출되며, 방류구를 통한 방류량을 반영하였다. 빗물저장시설의 경우는 초기우수와 같은 일정량 이하의 유입량과 시설용량을 초과하는 양은 방류하도록 하였고, 물 사용량을 반영하였다. 또한, 본 모형에서는 하천 내에서 취수하여 유역으로 공급할 수 있도록 리사이클 처리노드를 계획하였다. 리사이클은 용수 이용 목적에 따라 필요지역으로 공급되는 것으로 하였으며, 하천유지용수의 목적으로 취수되어 상류 혹은 하류의 임의 지역으로 공급되는 것을 포함하였다. 또한, 유역외부에 광역으로 급수되는 공급량도 반영하도록 하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.1-8
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• 2011

도로 공사나 토지 공사에서 대규모 절성토 개발 시 설계되는 토량이동계획에서 호수나 습지와 같이 이동불가능한 제척지를 고려해 최적 토량이동 경로 계산 알고리즘을 제안한다. 대규모 절성토 내 토량의 이동계획 수립은 운반단가에 많은 영향을 미치므로 사전에 토량이동계획을 수립해야한다. 선형계획법을 이용한 토량이동 최적화에 대한 연구는 있었으나 이동불가능한 제척지에 대한 영역을 고려한 토량이동 최적화에 대한 연구와 시스템 구현은 없었다. 대부분의 경우는 설계자가 제척지를 고려해 수작업으로 토량이동경로를 조정하고 있다. 본 논문에서 제시한 모델은 먼저 제척지 영역을 평면다각형 위상정보로 변환한 후 $A^*$알고리즘을 이용하여 여러 가시점 경로를 계산한다. 이 경로에 선형계획법을 이용하여 토량이동 최적화를 위한 최소비용 경로를 얻는다. 본 논문에서는 최적 토량이동 설계시스템을 실현함으로써 제시한 모델의 타당성을 입증한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.767-771
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• 2012

남강댐은 평지에 위치하여 댐 높이가 낮고 댐운영 수위의 편차가 작기 때문에 계획홍수위 아래 완경사 비탈면이 갈수기인 3월부터 5월 사이에 장기간 노출되어 5월 전후에 발아하는 식생 특히, 버들류가 이입, 성장하여 대규모 군락을 이루고 있다. 현재 형성된 대규모의 버들류 군락은 댐수질을 악화시킬 뿐만 아니라 자기솎음질(self-thinning)에 의해 고사한 버들류의 유목으로 인하여 댐운영에 많은 애로를 초래하고 있다. 본 연구에서는 버들류 군락 형성과 댐운영수위와의 상관관계를 도출하여 버들류를 적절하게 제어할 수 있는 댐운영 방안을 마련하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 따라서, 버들류의 이입시점을 명확히 파악하기 위하여 현재의 남강댐 건설 직후인 1979년, 2003년 2010년의 항공사진과 수심측량에 의한 지형도를 이용하여 버들류 군락의 확장 경향을 분석하였다. 또한, 버들류의 이입시점을 명확히 파악하기 위하여 방형구를 설치하여 버들류의 밀도 및 흉고직경을 조사하고, 성장추에 의한 수령을 조사, 분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 남강댐 연안대에 분포하는 버들류는 총 17종이며, 출현빈도가 높은 종은 선버들(Salix nipponica), 버드나무(Salix nipponica), 왕버들(Salix gracilistyla), 등으로서 선버들(Salix nipponica)이 우점종인 것으로 조사되었다. 남강댐 연안대에 분포하는 버들류의 수령을 조사한 결과 수령은 약 9년~10년, 흉고직경 10~15cm, 수고 7~8m인 것으로 조사되었다. 댐운영수위와 버들류의 수령을 분석한 결과 2002년 5월 댐수위 38.5~41.0m 일 때 연안대의 수면부근에서 1단계로 이입, 정착한 것으로 보이며, 2004년 및 2005년 5월경에 댐수위 36m일 때 2단계로 이입, 정착하여 현재 대규모 군락을 형성한 것으로 추정된다. 남강댐 버들류 군락의 형성은 버들류의 발아기에 댐수위 부근의 습지에서 발아환경이 최적인 온도와 저토환경에서 일시에 이입, 성장한 것으로 보인다. 따라서, 남강댐과 같이 평야부에 위치한 댐에서 댐운영 및 댐수질에 영향을 미치는 버들류를 제어하기 위해서는 버들류의 발아기에 댐운영 수위를 최대한 높여 현재의 버들류 군락에 의하여 발아, 성장이 불가능하도록 하거나 아니면 댐운영 수위를 낮추어 발아해도 홍수기 동안 장기간의 침수에 의하여 고사되도록 하는 댐운영 방안을 마련해야 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권3호
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• pp.249-257
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• 2010

본 연구는 최근 증가하고 있는 한강 하구역 주변 개발압력에 대응하기 위한 방안으로 Ramsar Site 등록 가능성을 판단하고, 기존 습지 유형기준 재설정을 통한 비오톱유형 별 관리방안을 수립하고자 하였다. 조사대상지는 김포대교 하부 신곡수중보에서 이산포구간 사이 자유로변에 위치한 장항습지로서 면적은 약 $2.7km^2$이다. RIS(Information Sheet for Ramsar Wetlands)의 작성을 위한 현장 및 문헌조사결과 장항습지는 물리적으로 5m이하의 낮은 표고를 갖는 퇴적지형 상에 위치하였으며 여름철 강수량의 집중으로 인한 하천 하구 퇴적현상에 의해 형성되었다. 생물생육환경은 염도에 따라 기수역과 담수역으로 구분되었으며 근권토양은 미사질양토(Silt loam), 근권하부토양은 사질양토(Sand loam)으로 분석되었다. 식물상은 52과 135종 11변종 총 146종류가 관찰되었으며 주요 자생종은 버드나무, 갈대, 물억새 등 이었다. 현존식생분석결과 버드나무림의 분포가 전체의 37%로 가장 넓게 나타났으며, 논 경작지가 전체의 13.5%를 차지하였다. 동물상으로 야생조류는 총 62종 25,977개체가 관찰되었다. 작성된 RIS와 Ramsar Site 지정기준 비교분석 결과, 생물지리학적 범주에 관한 Criteria 1, 생물종 및 생태공동체에 근거한 Criteria 2, 3, 4, 물새에 근거한 Criteria 5와 6을 만족하여 Ramsar Site 등록이 가능한 것으로 판단 되었다. 장항습지의 관리지역 설정 위하여 비오톱 유형설정 및 평가를 실시한 결과, 총 13개 유형으로 분류되었고, 등급 I지역이 전체의 75.4%, 등급 III지역이 0.8%로 나타났다. 평가등급에 따른 관리지역은 보전관리, 복원관리, 이용관리지역, 복원 및 이용관리지역 등으로 구분하였고 각각의 관리지역 대한 관리방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.2032-2037
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• 2010

충청남도 서해안은 생태환경의 보고로서 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역이다. 그러나 다른 지역에 비해 대규모 간척 및 매립으로 인한 해양생태계 피해에 현저히 노출되어 있으며, 서해안 지역은 최근 산업화 및 관광권화가 진행되며 무분별하게 설치된 호안구조물은 그 기능을 상실하여 상당수가 설치전보다 오히려 서해안의 독특한 환경성과 관광성을 악화시키고 있어 서해안 특성을 고려한 대책이 요구된다. 본 연구에서는 서해안의 특성을 고려한 환경친화적 연안 호안구조물 리모델링을 위해 서해안의 침식특성에 대하여 분석하고자 한다. 분석 방법은 충청남도 서해안의 4개 시 군 29개 지점을 대상으로 1년여에 걸쳐 수행된 현장조사 결과를 바탕으로 서해안의 침식 현황을 파악하고, 기 조사된 서해안 지역의 침식에 대한 자료를 바탕으로 침식원인을 유형화하였다. 조사 분석결과 서해안의 대표적인 침식유형은 직립 급경사 호안구조물의 반사파로 인한 해빈침식(자갈화), 사구 토사포락, 직립 급경사 호안구조물 저면 세굴에 의한 호안구조물 붕괴, 방파제 설치에 의한 침식 등 대표적인 4가지 유형으로 분류할 수 있으며, 침식 유형별 발생지점 수는 총 29개 지점 중 각각 19개 지점, 13개 지점, 5개 지점, 4개 지점에서 나타났다. 이는 호안구조물이 미설치된 곳은 사구 토사포락에 의한 침식 발생빈도가 높았고, 반면에 호안구조물이 설치된 곳에서는 호안구조물의 기능 상실로 인한 해빈침식의 발생빈도가 높은 것으로 나타났다. 또한 조사지점으로 선정하였던 29개 모든 지점에서 토사유실로 인한 자갈화가 진행되어 서해안의 갯벌, 사구, 해안습지 등이 유실되고 있는 것으로 나타났으며, 이는 최근 기후변화에 따른 해수면 상승과 서해안 특성을 고려하지 않은 정형화된 직립 급경사 호안구조물의 역효과로 피해가 발생된 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권8호
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• pp.681-694
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• 2010

본 연구에서는 경제성분석에 의한 강변저류지의 최적위치 선정기법을 제안하였다. 강변저류지 설치에 소요되는 비용을 크게 건설비용과 토지매입비용으로 나누어 산정하였으며, 강변저류지 설치로 인해 발생하는 이익을 홍수피해저감액과 습지설치로 인한 연간이득으로 구분하여 산정하였다. 홍수량-홍수피해액 관계를 간접적으로 도출하는 방안을 제시하였으며, 강변저류지의 습지활용 시에 발생하는 이익은 인공습지의 가치평가기법을 도입하여 평가하였다. 경제성평가 기법으로는 편익-비용분석을 적용하였으며, 안성천 유역의 13개 후보강변저류지에 대한 경제성평가를 수행하였다. 또한 강변저류지의 최적 위치와 규모를 결정하기 위해 홍수저감효과를 이용한 기존의 모형을 보완하여, 경제성평가기법을 이용한 의사결정기법을 제안하였다. 제안된 의사결정기법을 안성천유역의 13개 후보강변저류지를 대상으로 적용하였으며, 기존에 홍수저감효과만을 이용한 모형의 결과와 비교분석하였다. 그 결과 홍수저감량만을 고려한 기존의 결과와 비교할 때 보다 높은 경제성을 제공할 수 있는 최적조합선정이 가능하였고, 경제성을 고려하는 것이 보다 실질적인 의사결정의 기준으로 사용될 수 있다는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1681-1685
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• 2006

현재 한국수자원공사에서는 시화호로 유입되는 유량을 저류하여 습지내 안정적인 유량을 공급함은 물론, 정화된 하천수를 방류하여 호소내 수질을 개선하고자 동화천 하류 약 840m 지점에 제수문을 설치하여 운영중에 있다. 그러나, 폭우시 상류농경지 침수우려에 따른 제수문 개방후 폐쇄시 제수문 담수어종이 상류로 올라가는 길이 차단되어 제수문 유출부에 어류가 폐사되는 현상이 반복되어 발생하고 있다. 따라서, 한국수자원공사에서는 동화천 제수문 하류부(약 36m)에 어도를 갖춘 수중보시설을 설치함으로써 제수문과 수중보사이에 Pond를 형성하여 어류의 자연사를 방지하고자 하였다. 이에 본 연구에서는 유량규모 및 수문개방 조건에 따른 보 설치 전 후 상황에 대한 1차원 수리특성분석을 실시함으로써, 보 설치로 인해 제수문 상류지역에 배수불량 상황 발생여부를 검토하고, 이를 배제하기 위한 제수문 개방조작 변경안을 제시하였다. 본 연구를 통해 제수문 하류단의 설치예정인 수중보가 제수문 상류지역의 배수상황에 미치는 영향은 제수문 상류 유입량이 저유량 구간인 $3.92cms{\sim}8.88cms$에서 발생하였으며, 이는 본 연구에서 제시한 개방수문 조작 변경안과 같이 간단한 수문조작을 통해 상류 수위를 저감시킬 수 있는 것으로 조사되었다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2000년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.490-499
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• 2000

Several studies on development of water quality treatment systems by wetlands are on going because of their benefits of low construction cost and high efficiency of waste water treatment. The objectives of this study were to review the necessary contents of survey and design factors for constructing constructed wetlands and to examine the required wetland area to treat non-point source pollution through case studies. The measurement of water quality and quantity in precipitation period is needed to analyse the inflow characteristics of the non-point pollution and to determine the amount of design flow. The design inflow for constructing constructed wetland was determined to the total runoff from 30mm of daily rainfall in the AMC(III) condition of the SCS method and is similar 70% of the annual mean runoff. The natural type wetland system with 0.1m of water depth and 5 hours of detention time was applied. From the results of the case studies, 70% of inflow could be treated and 1∼3% of wetland area of the total basin is needed.