• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.12
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• pp.1163-1172
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• 2008

In this study, area variation, index and degree of alteration, temporal variation of the sandbar and vegetation were analyzed using aerial photographs during the pre and post dam construction at the downstream of dam. Analysis result of the sandbar area was decreased 17 %. Sandbar area was 38 % of the channel areas at the pre dam, but 21 % at the post dam. Alteration indies of the sandbar were $-0.9921{\sim}2.9528$. Analysis result of the vegetation area was increased 13 %. Vegetation area was 11 % of the channel areas at the pre dam, but 24 % at the post dam. Alteration indies of the vegetation were $-0.8908{\sim}12.0736$. Temporal variation of the sandbar and vegetation were analyized at the An Dong dam, Im Ha dam, Hap Chun dam. Analysis result of the sandbar was decreased $42,600m^2$ per year, but vegetation was increased $51,700m^2$ per year. Sandbar area was decreasing more fast than vegetation area increasing.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.12
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• pp.871-881
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• 2023

This study investigates the geomorphic changes and Bed Relief Index of the river downstream of the Yeongju Dam by Nays2DH, a two-dimensional numerical model, in order to grasp the dynamics of the downstream river while applying various flow patterns such as pulse discharge. It shows that the geomorphic and the bed elevations changes are the largest under the condition of the normalized pulse discharge. The total change in the riverbed is 29.88 m for uniform flow, 27.46 m for normalized hydrograph, 29.63 m for pulse flow and 31.87 m for pulse flow with normalized hydrograph which result in the largest variation in scour and deposition. The Bed Relief Index (BRI) increases with time under conditions of uniform flow, pulse flow and pulse flow with normalized hydrograph. However, BRI increased rapidly until 30 hrs after the peak flow (14 hrs), but decreased from 56 hrs under the condition of normalized hydrograph. Therefore, the condition of normalized hydrograph gives greater dynamics than the condition of a single flood or constant flow, and the dynamics increase downstream than upstream, resulting in an effect on improving the environment of the river downstream of the dam.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1832-1835
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• 2010

본 연구는 이상홍수와 급속한 도시화로 인하여 설계 및 축조 당시의 수문, 기상환경이 변화함에 따라 해마다 증가하는 저수지관련 홍수피해에 효율적으로 대처하기 위하여 국내 농업용 저수지 17,649개 중 14,154개(80.2%)에 해당하는 30만$m^3$ 이하의 소규모 저수지를 대상으로 댐 붕괴에 의한 저수지 하류의 피해 규모 및 피해양상을 정량화 할 수 있는 피해예측모델을 개발함으로써 저수지 하류하천 위험기준을 수립할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 경기도 용인시에 위치한 창리저수지(20.0만$m^3$)를 대상으로 댐 붕괴 시나리오를 작성하고 빈도별홍수량 및 가능최대홍수량(Probable Maximum Flood, PMF)을 산정하여 HEC-HMS 모형을 이용한 댐 붕괴 모의를 실시하였다. 하류부 홍수해석은 창리저수지 직하류 화곡천(1.12km) 구간에 대해 HEC-RAS 모형을 이용하여 댐 붕괴 홍수파 수문곡선에 따른 홍수범람도를 작성하였다. 또한 홍수범람구역에 해당되는 행정구역의 자산DB를 구축하고 홍수피해산정 방법으로 널리 사용된 다차원법(Multi - Dimensional Flood Damage Analysis, MD-FDA)과 기존 간편법의 장점을 살려 댐 붕괴에 따른 하류부 홍수피해액을 산정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.384-388
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• 2008

생활수준이 향상되면서 물의 양과 질에 대한 국민의 요구수준은 높아지고 있으나, 우리의 하천유지유량은 일본의 1/3에 불과하며, 평갈수기의 하천유량 증대가 물관리의 주요 관심사로 떠오르고 있다. 댐 저수지의 저류와 생공용수의 회귀수에 의해 평갈수기의 하천유량을 크게 개선시킬 수 있는 바, 본 연구에서는 수계별로 그 현황과 향후 개선방안 도출을 위해 무수한 하천지점에서 용수수급 현황을 쉽게 분석, 평가할 수 있는 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 용수수요 추정 모듈, 일 유출 모의 및 하천 유황분석 모듈, 기존댐 저수량 변화 모의 모듈, 신규 댐 규모 모의 모듈 등으로 구성되어 있다(그림 1). 분석 대상 하천 지점 유역의 논 용수, 생활 용수, 공업 용수의 수요량을 일별로 추정할 수 있으며, 이들의 회귀수를 고려한 하천유량을 일별로 모의하여 유황을 분석할 수 있고, 상류에 기존 댐 및 저수지가 있는 경우 이의 저수량을 모의하여 하류 방류량을 고려한 하천유량을 분석할 수 있고, 하천유황이 목표 값에 미치지 못하는 경우 신규 댐 및 저수지를 계획하여 이로부터 유량을 공급받아 하천유황을 유기적으로 아주 쉽게 분석할 수 있도록 하였다. 또한 저수량 변화 모의의 필수 자료인 저수지 표고별 저수면적, 저수량 자료를 신속하게 수집, 정리할 수 있도록 DEM을 활용하는 모듈을 장착하였다(그림 2). 수계별로 수많은 하천 지점의 유지유량 확보를 위한 다양한 용수공급 시나리오를 신속하게 분석, 평가하는데 편리한 도구로 활용할 수 있을 것이다. 개발된 시스템은 금강 유역의 하천유지유량 확보 방안 수립에 활용하고 있으며, 향후 전 수계에 적용될 수 있도록 보완할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.454-454
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• 2021

하천 환경에 대한 최근의 사회적 관심은 하천횡단구조물에 대한 평가를 기존의 이□치수적 관점에서 환경□생태학적 관점으로 변화시키고 있다. 이는 자연하천(특히 충적하천)이 수공구조물에 가로막히면 일반적으로 유사, 식생 등의 하천 제반 환경에 부정적인 영향을 준다는 전제에서 댐에 대한 평가가 시작되는 것으로, 국내에서는 이러한 인식의 변화가 2010년대 이후 널리 퍼지면서 현재는 더 이상 신규 댐을 건설할 수 없게 되었다. 댐에 의한 수리 특성과 기후 변화 등으로 댐 하류하천의 유사, 식생, 생태변화는 최근 급격하게 진행되었지만, 정량적인 변화량 및 지표 도출에 대한 연구는 대부분 최근의 data를 반영하지 못하고 있어 관련 원인과 대책 제시에 다소 한계가 있다고 생각된다. 이에 본 연구에서는 낙동강 주요 지류 중 하나이며, 충적하천인 황강을 대상으로 가용한 data를 활용하여, 합천댐 건설 전□후의 유사, 식생변화로 대표되는 하천 환경변화를 정량적으로 분석하고, 변화 원인을 파악하고자 하였다. 유사환경의 변화 분석은 댐 건설 전부터 최근까지의 문헌들에서 조사□제시된 data를 이용하였다. 연도별 최심 및 평균하상고는 댐 건설 전과 비교해 1.0 m가량 감소하였는데, 댐에 의한 세류사 공급차단보다는 골재 채취 및 하도 정비 등이 지배적인 원인인 것으로 파악되었다. 유사 입경의 변화는 댐 건설 전 대비 조립화가 진행되어 모래비율이 감소하고 유사 입경(댐 직하류 약 2배)이 증가하였다. 이는 골재 채취 및 댐에 의한 세류사 차단에 기인한 것으로, 준설된 지역의 하상이 모래 대신 자갈로 대체되고 있기 때문인 것으로 판단된다. 유사량의 경우 몇 번의 조사 과정이 있었으나, 기준이 명확하지 않아 정량적인 변화는 파악하기 어려웠다. 제외지의 식생 분포는 본 연구에서 개발한 이미지 처리 기법을 동원하여 분석하였으며, 대상은 합천댐 하류 중 모래 사주의 비율이 큰 곳을 선택(3지점)하였다. 분석 결과 2008~2011년 이전까지 큰 폭으로 사주가 식생 서식처로 변화(약 20%)되었으며, 이후 큰 변화 없이 안정화 된 경향을 보였다. 이는 2009~2011년 동안 식생이 활착되는 봄~초여름의 강우량 감소, 댐의 홍수조절 및 하상 조립화로 인한 다년생 식생의 활착되고 성장할 시간이 확보되면서 홍수 등 외부 변화에 대한 식생의 대응 능력이 증가했기 때문인 것으로 생각된다. 합천댐이 황강 환경변화에 주는 영향은 분명하지만, 현재 상황은 기후 변화와 인위적인 골재채취도 주요 원인으로 판단되는 바, 향후 하천 환경 개선 계획 수립 시 이러한 변화 원인이 고려된 대책이 수립되어야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.522-526
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• 2007

항공사진을 이용하여 하천의 경년변화를 조사하다 보면, 사주 변동에 따라 하천의 주 흐름이 다양하게 변화되고 있음을 알 수 있다. 이처럼 특정 하천의 지정된 구간에서의 흐름변동은 많은 시간에 걸쳐 이루어진다. 바꾸어 말하면, 짧은 시간 동안 자연하천에서의 주 흐름 변화를 관찰 하기는 일반적으로 매우 어렵다. 본 연구에서는 이틀이라는 짧은 시간 동안에, 하천에서의 주 흐름 변동에 따른 특성변화를 조사하였다. 이러한 조사는 "조정지 댐에서의 수문 조작"이라는 인위적인 방법을 동원함으로서 가능하였다. 모든 조정지 댐에서는 하천 유지를 위한 일정양의 물을 수문을 통하여 방류한다. 대청댐 하류에 있는 조정지 댐에는 폭이 약 10m에 이르는 10개의 수문이 있다. 평상시에는 우안으로부터 5번째에 있는 중앙의 수문을 개방하여 초당 약 18톤의 물을 방류한다. 그러므로 본 연구에서는 방류하고자 하는 지점의 수문높이를 조정하여 일정량을 유지한 채, 수문의 위치를 중앙에서 좌안 그리고 우안의 순으로 변경 하였다. 방류 수문 위치를 변경함에 따라 하천에서의 수리특성을 조사하기 위하여, 흐름이 안정 될 때까지 충분히 기다린 후, 각각의 경우에서의 하류지역을 대상으로 현지관측 및 수치실험을 실시하였다. 조사는, 첫째 지형측량, 유량측정 및 수위변동 등을 포함한 정밀현장조사, 둘째 일반적인 모델에 정밀조사 결과를 적용시킴으로서 얻을 수 있는 가시화 기법 개발 등의 순으로 진행하였다. 수치실험에 사용한 모델은 하천에서의 흐름거동을 2차원적으로 해석하는데 많이 사용되고 있는 상용프로그램인 SMS (Surface-Water Modeling System)의 RMA2 모형이다. 이모형은 RMA (Resource Management Associates, Inc.)에 의해 처음 개발된 2차원 유한요소 모델이며 지배방정식은 z방향을 수심 적분한 2차원 천수방정식으로, x와 y방향에 대한 Navier-Stokes 방정식과 연속 방정식으로 구성된다. 본 연구에서는 현장 조사 시 지배인자 파악의 중요성 및 수치계산을 위한 검증자료의 필요성을 강조하기 위하여, 일반적인 방법으로 수행한 계산 결과 및 다양한 현장 특성을 고려한 계산 결과를 비교 하였다. 그 결과 본 연구는 (1)최신 장비들의 도입 및 검증과 기존 장비의 활용 범위 확대, (2)기존의 상용 프로그램을 이용한 하천 흐름특성의 가시화 실현 등에 의의가 있다고 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.2 no.4
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• pp.317-323
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• 2015

This study investigated the impact of the morphological change on a physical fish habitat in the downstream reach of a dam using long-term mobile bed simulation. The quasi-steady model was used for hydraulic simulation and the habitat suitability index model was applied for physical habitat simulation. For simulating long-term morphological change of the stream bed, The Exner equation was used. Sorting of bed material was also considered. The results of simulation showed that erosion and armoring process occurred in a reach downstream of the dam and change of physical habitat for Zacco platypus followed. These results indicate that channel morphology and substrate conditions effected the physical habitat for considering long-term investigation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1472-1476
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• 2008

남북 공유하천은 크게 임진강과 북한강으로 대별된다. 이중 임진강은 2000년을 기점으로 상호 협력방안이 모색되고 있다. 그러나 북한강수계에서는 북한이 유역변경을 위해 대댐을 건설하여 운영중에 있는 등 남북관계에 있어서 협력과 갈등이 공존하고 있는 상황이다. 국제공유하천에 있어 수자원 개발과 이용은 협력과 공평성에 기초하여야 한다. 그러나 갈등은 모든 국제하천이 가지고 있는 공통의 문제로 해결을 위한 대안마련에 많은 노력이 필요하다. 그럼에도 국 내외의 사례에서 볼 수 있듯이 예방적 조치들이 미약한 것이 현실이다. 남 북한 공유하천에서도 수자원 이용과 관련된 문제점은 계속되고 있다. 특히, 북한강 수계의 경우 상류유역을 점하고 있는 북한이 임남댐을 건설해 유역변경 수력발전을 함으로서 하류를 점하고 있는 남한지역에서는 하천관리 및 용수공급 등 지장을 받고 있다. 얼마 전에는 댐의 안정성 문제가 제기되어 국가안보 차원에서 문제를 다루어야 할 정도로 중대 사안이 되었다. 임진강 유역에서는 수해방지를 위한 남 북한간 협력체제의 토대가 마련되어 가고 있지만 황강댐의 유역변경 이 구체화될 경우 문제는 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 국제공유하천의 갈등해소 이론을 바탕으로 보다 현실적인 접근방법을 대안으로 제시하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1489-1493
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• 2008

신규 수자원개발을 위해서는 사회적으로 공감대를 형성해야 하며, 사업을 평가할 수 있는 기준과 방법이 객관성과 타당성을 가져야 한다. 이를 위해 수자원개발 사업시 대상이 되는 편익과 비용을 제시하여 계량화하는 것이 필요하다. 수자원사업에 따른 편익 및 비용의 대상 항목과 그 필요성은 기존에 이미 정립되어 있으나 용수공급과 홍수조절, 수력발전 등 일부 항목에 대한 계량화만이 비교적 실체적으로 연구되었을 뿐이다. 그러나 최근의 사회적 여건변화에 따라 환경개선, 관광 및 레크리에이션, 주운 등 다양한 편익항목의 계량화 방안 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 댐에 의한 환경개선용수공급에 따른 하천수질개선 편익의 계량화 방안을 제시하고자 한다. 댐에 의한 하천의 수질개선은 크게 두 가지 측면에서 바라볼 수 있는데 하천유량 증대에 따른 희석효과와 수처리 시설에 의한 정수효과가 그것이다. 본 연구는 댐으로부터 공급되는 풍부한 유량을 바탕으로 희석효과에 의한 하류 수질개선 편익을 계량화하기 위한 것이다. 즉, 풍부한 유량으로 유량감소에 따른 수질악화를 막고, 희석작용에 의한 자정작용의 향상 및 이에 따른 수질개선 효과에 대한 편익이다. 본 연구는 이를 위하여 낙동강수계 내에 신규댐 건설에 의한 하류 수질개선 편익을 산정하고자 한다. 기존에는 환경개선용수 공급을 위한 댐의 편익산정에 대체댐에 의한 대체시설비용법을 적용하였으나, '댐을 대체하는 또 다른 댐'에 의한 편익산정이 갖는 이론적 모순이 제기될 수 있어 설득력을 갖기 힘든 면이 있었다. 따라서 본 연구에서는 댐의 환경개선용수 공급을 통한 수질개선 효과를 산정한 후, 이에 상당하는 효과를 환경기초시설에 의해 구현하였을 때의 비용을 계산하여 환경개선용수 공급의 편익으로 가정하는 대체시설비용법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1108-1112
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• 2005

보(round-crested weir)는 수로나 하천의 수위를 조절 과 취수 등의 편의를 제공하기 위해 건설되는 하천 구조물이다. 일반적으로 보의 수리특성은 자유 월류라는 측면에서 댐의 여수로와 유사하지만 하류 수위가 높아져 수중(submerged)에 잠기게 되면 보의 수리 특성은 여수로와 다르게 해석하여야 한다. 기존의 연구에서는 하류수위조건에 따라 4가지의 경우 1) 사류, 2) 도수현상을 수반한 상류, 3) 사류흐름으로 인한 도수발생, 4) 잠김상태(submerged)로 구분하고 있다(Chow ,1952). 그러나 이에 대한 흐름 해석은 대표적인 보에 대해 제안된 식으로 각 경우에 대한 정확해 해석은 어려움이 있다. 특히 하천에 수문과 동시에 보가 설치될 경우 그 차이는 클 것으로 판단된다. 본 연구에서는 하천에 설치되는 보와 수문에 대한 실험연구로써 보의 높이에 비해 수위가 과다하게 높은 경우에서의 수위-유량관계를 이론식과 기존 웨어공식에 대해 각각 비교하여 그에 대한 차이를 검토하였으며 하류수위에 대한 상류수위변동 시점을 측정하여 하류수위의 영향을 받는 임계수심을 제안한 Knapp(1960)식과 비교하였다.