• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.54 no.1
• /
• pp.15-25
• /
• 2021

The purpose of this study was to present the necessity and effect of culvert fishway, based on the absence of design criteria for it which fishes can pass. As an attempt for this purpose, circular culvert fishway were designed hydraulically to meet the passage condition for selected target fish species, and post-monitoring was performed to confirm its effectiveness. In the case of general circular culvert without weir baffles, the target fish species cannot pass because of the constant depth and velocity in the entire reach of the circular culvert, so it was confirmed that resting pools must be installed to help fish passage. In the case of circular culvert with weir baffles, the depth and the mean velocity in resting pool increased by about 240% and decreased by about 70% respectively, which not only satisfied the passage conditions of Zacco platypus that can swim at more than 10 times the speed of body length for 1 to 5 seconds, but also confirmed that various river fish could pass. Post-monitoring results of the restoration reach and fish capture monitoring surveys of circular culvert fishway demonstrated that the target fish species, Zacco platypus, can pass through it.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.46 no.3
• /
• pp.267-276
• /
• 2013

An Improvement of channel structure for sound fish habitat suitability enhancement is investigated. The restoration target species of Zacco Koreanus which is represented a sound aquatic ecosystem is selected by investigating results of the fish fauna and the river environments. The changes of lower channel width for enhancing suitability indices for water velocity and depth result in habitat suitability enhancement in general by PHABSIM simulation. The habitat suitability enhancement is not guaranteed consistently by the changes of lower channel is confirmed. The optimal lower channel widths at each reach are presented by genetic algorithm of optimization which is considering the enhancement of suitability indices for water velocity and depth with given instream flows. The suggested plan of the lower channel modification will contribute to the various projects for the environmental improvement of aquatic system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.494-494
• /
• 2018

최근 하천에서 홍수방지를 위한 제방과 댐 같은 구조물이 지속적으로 건설되고 있으며 이러한 구조물의 설치는 자연적인 하천의 발달과정을 느리게 하고 어류의 서식처를 감소시킨다. 특히 주기적인 홍수 및 홍수터를 필요로 하는 어류는 유량의 규제 및 홍수터의 감소로 심각한 영향을 받게 되었고, 많은 종류의 어류가 환경 및 생태계의 변화로 멸종했다. 따라서 수중생태계에서 어류의 서식환경을 보호하고 유지하기 위해서는 공간확대를 통한 적절한 서식처가 보장되어야 한다. 본 연구에서는 공간복원 시나리오에 따른 수환경 변화가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 적용하였다. 만경강 유역의 봉동, 소양, 하리 3개의 지점을 경계지점으로 하여 대상영역 내 저지대 상습 침수구역인 만경강 본류와 소양천 합류지점을 복원대상지로 선정 후, 현재하도와 세가지 복원 시나리오(제방 셋백, 구하도, 배후습지)를 적용하여 분석을 실시하였다. 이 분석에서 모니터링 된 과거 흐름과 세가지 물리적 복원 시나리오 뿐만 아니라 필요한 유량조건의 범위에 있는 목표종 성장단계는 홍수터 서식지 이점에 영향을 미친다. 분석결과 홍수터 지역의 물리적 복원을 통해 대상어종의 생태계 복원 전의 부정적인 영향을 줄일 수 있었고 특히 WUA 분석에 따르면 세가지 복원 시나리오 적용시 복원전보다 서식처 개선효과가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 구하도 복원의 경우 WUA 값은 산란기에 20.0%, 성장기에 39.5%로 가장 큰 효과를 나타냈고, 그 결과와는 다르게 배후습지 복원의 경우 성어기에 85.3%로 가장 크게 나타났다. 또한 동일한 흐름에서 홍수터의 확보 및 복원을 통해 최소유량에서 최대서식처 개선효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 최종적으로 복원이 성공적으로 이루어지기 위해서는 복원계획에서 대상어종의 성장단계와 복원 시나리오를 고려해야 하고 정확하게 검토해야 하며, 생태학적 특성도 면밀히 조사되어야 할 것으로 사료된다. 또한 앞서 분석된 데이터는 최적의 하천 복원 유형을 판단하기 위한 기초자료 및 판단근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.117-121
• /
• 2011

기존 국내의 자연형 하천복원사업은 인위적으로 정비된 하천을 대상으로 훼손된 자연성을 되살리기 위하여 물리적 환경의 개선을 중심으로 진행되었으며, 저수호안의 안정성과 더불어 식생 피복율을 높이는 등 형태적 복원을 중심으로 사업이 시행되어 왔다. 이러한 자연형 하천복원사업은 하천의 생태적 특성에 대한 고려가 미비하여 하천이 생물서식처로서의 기능을 수행하는 데에는 효과적이지 못하였다. 따라서 본 연구는 하천의 물리적 특성에 의하여 형성되는 생물서식처와 이에 반응하는 생물들의 상호관련성을 분석하여 생물들에게 적합한 서식환경을 제공할 수 있는 기술을 개발하며, 하천유역의 환경 훼손으로 인하여 개체수가 급감하고 있는 종을 복원 목표종으로 선정하여 개발된 기술을 현장에 시범적으로 적용하여 기술을 검증함으로써 생물을 중심으로 한 자연과 함께하는 하천복원기술을 개발하고자 하였다. 이를 위해 우리나라의 중소하천을 대표할 수 있는 대표하천을 선정하여, 서식처 유형을 분류하고 각 서식처의 물리 화학 생태특성을 분석하였으며, 이를 통해 납자루아과 어종의 산란처 및 서식처로서의 역할을 하는 개방형 하도습지 조성 기술을 개발 및 시범적용 하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.29 no.3B
• /
• pp.311-317
• /
• 2009

Similarity indices between sampling sites are calculated and cluster analysis of fish community is carried out by UPGMA based on investigating fish fauna and water environment. The restoration indicators as target species of Wonju stream are selected Cottus poecilopus, Zacco temmincki, and Zacco platypus along upper, middle, and lower streams, respectively. For better habitat suitability, low flow increasing and induced water quality improving must be secured by sewer system rearrangement and watershed management. Composite habitat suitability of Zacco temmincki as target species at middle stream of Wonju stream improve significantly by low flow increasing, which is very important factor to improve habitat suitability. The changes of hydraulics of depth and velocity govern the habitat suitability in general, but the effects are not significant. Low flow increasing with the change of 10% reducing of lower channel improves the composite habitat suitability of 0.37~0.78 to their origin of 0.1~0.25, which represent the channel restoration scheme of Wonju stream for enhancing the habitat suitability of fish community.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.107-107
• /
• 2019

하천은 과거부터 현재까지 인간의 삶에 있어서 중요한 공간이며 환경적, 생태적으로도 중요한 가치를 지니고 있다. 특히, 하천은 물과 흙으로 이루어져 있기 때문에 수생물이 살아갈 수 있는 독특한 생태 서식처 공간을 제공한다. 국내에서는 1980년대 말부터 하천환경의 개선 및 복원에 대해 관심과 인식을 높이고 공감대를 형성하여 훼손된 하천을 원래 모습으로 되돌리는 사업을 수행하였다. 이러한 하천복원사업이 하천에 서식하는 수생물의 어떠한 영향을 주는지 분석하기 위해 최근에는 다양한 물리서식처 분석이 수행되고 이를 통해 각종 복원계획을 수립하고 있다. 하천복원사업을 통한 생태유량 재산정, 보 철거의 영향, 다양한 복원기법을 통한 수생물에 미치는 영향 파악 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 기존 연구들은 하천복원사업으로 인한 수리특성과 수생 서식처의 변화를 살펴보는 간접적인 영향에 대한 내용이었다. 그러나 직접적으로 영향을 미치는 하도의 단면을 재설계하고 다양한 복원기법을 적용하여 그 영향을 파악하는 연구도 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 수리학적으로 유리한 저수로 물길 조성 및 다양한 저수로 조성기법의 적용을 통해 우점종의 서식처에 미치는 영향에 대해 원주천을 대상으로 물리서식처 분석을 수행하였다. 대상구간은 원주천 중 상류에 위치한 900 m 구간으로, 대상 어종은 원주천의 중 상류에 서식하는 우점종인 참갈겨니를 목표로 하였다. 수리분석과 서식처분석은 각각 River2D 모형과 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 서식처 적합도 모형에 사용된 서식처 적합도 곡선은 Gosse (1982)의 방법을 이용하여 구축하였으며, 수심, 유속, 기층을 모두 고려하여 물리 서식처 분석을 수행하였다. 저수로 물길 복원 조성을 위하여 수리학적으로 유리한 저수로 단면으로의 복원 및 거석, 여울/소 구조, 단면의 확폭을 통해 기존 자연형 하천과는 다른 복원을 조성하였다. 수리학적으로 유리한 저수로 물길 복원을 조성한 결과를 이용하여 물리서식처 분석을 수행하였을 때, 기존 자연하천인 현상태 대비 약 37% 가중가용면적이 악화되는 것으로 나타났다. 그러나 수리학적으로 유리한 저수로 단면의 설계 조건에서 거석, 여울/소 구조 및 단면의 확폭의 복원을 수행하였을 때 서식처가 최소 약 3%에서 최대 21%까지 가중가용면적이 향상되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.290-290
• /
• 2017

본 연구는 안정하도 설계를 위해 대상구간으로 원주천 16 km, 20개 횡단면에 대하여 SCAD(Stable Channel Analysis Design)를 이용한 안정하폭 평가를 실시하였다. 안정하폭은 하폭이 증가와 감소로 20%의 허용범위를 적용하였다. 안정하폭의 설계와 물리서식처의 개선을 위해 저수로 폭의 최적 설계를 제시하기 위해 유전자알고리즘을 이용하였다. 물리서식처 개선은 원주천의 하천환경조사와 어류의 군집특성을 이용하여 수중생태계를 대표 할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. 참갈겨니의 서식적합지수 (HSI, Habitat Suitability Index)를 사용한 서식 적합도 분석은 River2D 모형을 이용하였다. 그에 따라 안정하도 설계와 물리서식처의 개선을 위한 각 단면의 최적 저수로 폭을 제시하였다. 개선된 하천구조에 대한 물리적 교란개선 평가를 실시하였다. 대산구간을 40개 구간으로 분할하여 각 구간의 물리적 교란개선 평가를 수행하여 안정하도 설계와 물리서식처 개선을 위한 하천구조의 개선에 따른 물리적 교란 양상을 평가 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.221-230
• /
• 2014

In order to restore an ecologically damaged river, freshwater fish which inhabit at the target aquatic ecosystem have a great applicability as one of the essential indicators. Although the informations about the habitat conditions of freshwater fish are key elements reflecting biological, physical, and chemical properties of the aquatic environment, because of the lack of preceding related research and insufficient database with scattered data, they have not been applied effectively for the ecological river restoration projects in Korea. To cope with these problems, based on the nation-wide detailed investigation for domestic freshwater fish habitat conditions, we have selected 70 species considering the possibility for the candidates of flagship species, constructed a database for their population, physical, and chemical habitat properties, and suggested its application methodology for the river restoration projects. In particular, the utilization of the database has been enhanced by the additional statistical analysis to present their resistance and optimum ranges for physical, and chemical habitat properties respectively. It is expected that the database constructed in this study can be utilized for the calculation and evaluation of the appropriate ecological flow rate and target water quality for the selected flagship species (fish), and the basic data for the restoration of river environment.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.33-41
• /
• 2015

In this study, an optimal improvement method of stream channel structure is presented for the enhancement of fish habitat suitability by genetic algorithm. The correlation between fish habitat suitability and physical disturbance in stream is analyzed according to the changes of hydraulic characteristics by channel structure rehabilitation. Zacco koreanus which is an indicator fish of the soundness of aquatic ecosystem was selected as a restoration target species by investigating the community characteristics of fish fauna and river environments in Wonju stream. The habitat suitability is investigated by PHABSIM with the habitat suitability index of Zacco koreanus. Hydraulic analysis by HEC-RAS and physical disturbance evaluation in stream are carried out. The optimal channel width modified for the enhancement of fish habitat suitability is provided. The correlation analysis between habitat suitability and physical disturbance with the change of hydraulic characteristics by channel modification showed that the proper channel modification enhanced fish habitat suitability and mitigated physical disturbance in the stream. The improvement of physical disturbance score by the channel structure rehabilitation for the enhancement of fish habitat suitability was confirmed in this study.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• v.3 no.4
• /
• pp.285-293
• /
• 2016

This study conducted the evaluations of stable channel and physical disturbance improvement for optimal construction of river structures by focusing on Wonju River. A stable slope was analyzed sectionally for stable channel design, and in order to satisfy the stable slope, river structure improvement scenarios were deduced. Accordingly, through physical disturbance improvement evaluation for each scenario, the study extracted the optimal scenario for stable channel design and physical disturbance improvements. The changes in physical habitat were analyzed when river structure improvements were made for stable channel design and physical disturbance improvement. Zacco koreanus, an indicator fish of the soundness of the aquatic ecosystem, was selected as a restoration target species by investigating the community characteristics of fish fauna and river environments in the Wonju River. The habitat suitability was investigated by the PHABSIM model with the habitat suitability index of Zacco koreanus. The results of the prediction evaluation showed a slight decrease in habitat suitability and weighted usable area. However, it was not influenced by the improvements in the river structure. The study suggested river structure arrangement methods that can improve physical soundness and safety of Wonju River, and confirmed that there were no effects to the changes in the physical habitat.