• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.31-31
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• 2017

북한강은 한강의 제 1 지류로 지리적 이점과 풍부한 유량으로 많은 댐들이 건설 되었다. 북한강 본류에는 6개의 크고 작은 댐이 있는데 이들 중 4개가 홍수조절 능력이 없는 발전용댐이다. 이 댐들은 발전효율 향상과 범람으로 인한 저수지 붕괴에 대비하기 위하여 수위를 일정하게 유지하는 방식으로 운영되고 있다. 그러나 최근에 발생하는 집중호우와 게릴라성 폭우는 이러한 목표를 달성하기 힘들게 하고 있다. 지금까지 댐 운영을 위한 유입량 예측에 관련된 연구는 많이 있었지만 대부분 예측 단위가 1시간 이상이었다. 본 연구의 대상이 된 북한강 발전용댐은 저수용량이 작아 적은 양의 유입에도 수위가 급변하는 특징이 있기 때문에 1시간 단위로 유입량을 예측하는 모형은 실제 운영에 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 댐의 운영자가 수문 개도 의사결정에 참고할 수 있는 유입량 자료를 생성하기 위하여 10분 단위 유입량을 예측하였다. 또한 댐들이 직렬로 배치된 유역의 특징을 고려하여 상류에 댐이 있는 경우에는 상류 댐의 방류량을 고려하였다. 본 연구는 뉴로 퍼지 기법을 사용하였으며 2004~2016년까지 발생한 호우 사상을 이용하여 모형을 구성하고 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.208-208
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• 2023

북한강 유역은 대한민국을 대표하는 한강의 제1지류로 상류에 북한산이 위치하여 풍부한 자연환경과 생태계를 보유하고 있다. 해당 유역은 수력 및 다목적댐이 위치하여 수력발전과 수도권 물공급에 있어 중요한 역할을 하고 있다. 더욱이, 상수원보호구역으로 지정되어 있어 수질오염 예방을 위한 수질 관리가 필요하다. 기존 연구의 경우 북한강 유역 내 1개 다목적댐(소양강댐) 지점에 대한 수량 및 수질 매개변수 검·보정을 수행한 사례가 있으나 다목적댐 및 수력댐을 모두 고려한 사례는 없어 관련 연구가 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 활용한 북한강 유역 내 수량·수질을 분석 및 평가하고자 한다. 대상유역은 북한강 유역이며 저류를 하지 않는 평화의 댐을 제외한 5개 댐(화천댐, 춘천댐, 소양강댐, 의암댐, 청평댐)에 대해 모형에서 고려하였다. 자료평가기간은 1983년부터 2021년이며 기상 및 지형자료, 저수지 자료, 점오염원 자료를 입력자료로 활용하였다. Penman/Monteith 방법, SCS 방법, Muskingum 방법, 저수지 운영 방법(일 단위 관측 방류량 입력 및 목표 저수량 유지)을 활용하여 모형 모의를 수행하였다. 매개변수 검·보정은 수량(댐 유입량 및 방류량, 저류량) 및 수질(유사량, 총질소, 총인) 자료를 활용하여 수량 9개 지점과 수질 6개 지점, 댐 저수지 5개 지점을 중심으로 수행하였다. 수량 및 수질에 대한 도시적 및 통계적 평가를 통해 관측 및 모의 간의 정확도를 평가하였다. 평가결과, 수량은 임남댐의 영향을 받는 일부 댐을 제외한 대부분의 댐 유역에서 관측 및 모의 유량 간의 적합도가 우수하게 나타났다. 수질은 수량의 영향을 직접적으로 받아 일부 지점을 제외한 대부분 지점에서 관측 및 모의값 간의 적합도가 높게 나타났다. 검·보정 적절성 판단을 위한 정량적 평가결과, 수량의 경우 결정계수(R²) 0.64~0.94, 용적오차(PBIAS) 0.09%~15.77%로 적정한 것으로 나타났다. 수질의 경우 용적오차 0.00%~29.14% 사이로 적정범위 안에 포함된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 기후변화와 연계하여 미래 기간의 수량 및 수질 분석 연구에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2009-2013
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• 2009

일반적으로 비닐하우스내의 농작물 경작은 자연환경과 차단된 조건에서 작물을 집약적으로 재배하므로 비료의 사용량이 많아 오염원으로 작용하고, 휴작기에 비닐을 제거 방치하므로 비닐 표면에 집적된 오염물은 강우 시 유출되어 이들로 인한 주변 하천수 및 지하수 오염을 가중시킨다. 따라서 팔당호 유역내 하천 부지에서 비닐하우스 등이 집단화 되어 있어 이로 인해 팔당호 유역내 수질에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 또한 팔당호 유역내 하천부지에서 대단위 비닐농가가 집단적으로 조성되어 있는 것으로 조사되었으며, 팔당호 유역내 산발적으로 비닐하우스 농가가 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 이들 비닐하우스로부터 비강우시에는 유출 오염수는 없는 것으로 파악되었으나, 강우 시 강우유출수가 표면 유출되는 과정에서 오염수가 팔당호로 직접 유입되어 팔당호 수질에 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 팔당호 유역의 비닐하우스 경작에 의한 수질특성 조사 결과, SS 농도는 북한강 $372{\sim}446$ $mg/{\ell}$, 남한강 $488{\sim}547$ $mg/{\ell}$, 경안천 $345{\sim}415$ $mg/{\ell}$로 조사되었으며, BOD 농도는 북한강 $12.2{\sim}15.3$ $mg/{\ell}$, 남한강 $13.3{\sim}16.8$ $mg/{\ell}$, 경안천 $15.6{\sim}18.8$ $mg/{\ell}$으로 조사되었고, COD 농도는 북한강 $23.9{\sim}26.8$ $mg/{\ell}$, 남한강 $25.2{\sim}26.0$ $mg/{\ell}$, 경안천 $26.4{\sim}32.9$ $mg/{\ell}$로 조사되었다. 또한 T-N 농도는 북한강 $17.39{\sim}23.64$ $mg/{\ell}$, 남한강 $17.87{\sim}22.09$ $mg/{\ell}$, 경안천 $18.34{\sim}19.55$ $mg/{\ell}$으로 조사되었으며, T-P 농도는 북한강 $1.425{\sim}1.795$ $mg/{\ell}$, 남한강 $1.519{\sim}1.767$ $mg/{\ell}$, 경안천 $1.727{\sim}1.827$ $mg/{\ell}$로 조사되었다. 또한, 오염부하량으로부터 산정된 비닐하우스의 하천에 미치는 오염부하기여율은 SS의 경우 17.3%, BOD 4.5%, COD 5.2%, T-N 11.0%, T-P 7.4%로 조사되었다. 이는 비닐하우스 농가에서 유출되는 SS 및 T-N, T-P 오염부하량이 하천에 미치는 영향이 상대적으로 높다는 것을 의미하며, 이는 비닐하우스 주변이 주로 나대지로 되어 있고 비료 또는 영양물질이 많기 때문인 것으로 판단된다. 그러나 탄소성 유기물질을 나타내는 BOD 및 COD의 오염부하기여율은 주변 토양과 큰 차이를 보이지 않았다. 결국 비닐하우스의 재배는 토양 표면피복의 효과적인 관리 및 영양물질에 대한 관리가 이루어지지 않을 경우 팔당호에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지리학회지
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• 제35권2호
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• pp.189-205
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• 2000

북한강 지류 홍천강은 중류구간과 하류구간의 하천 형태가 대조적이다. 홍천강의 중류는 단층선을 따라 직선상으로 남서류하고, 하류는 감입곡류 구간으로 서류하여 북한강에 합류한다. 유역분지의 기반암은 중류구간의 서쪽과 하류구간은 편마암, 중류구간의 동쪽은 화강암이며, 상류구간은 변성암과 화강암이 혼재한다. 하안단구는 중류구간 유로의 양안에서 넓게 분포하며, 하류구간에서는 감입곡류의 활주사면에 좁게 나타난다. 이러한 특징은 지질구조선의 존재, 중류와 하류의 지질 특성과 이에 따른 유로 발달의 차이에 기인한다. 화계분지는 중류구간의 가장 하류쪽에 위치하는데, 분지 내에는 고도를 달리하는 여러 단의 하안단구가 분포한다. 즉, 화계분지에서는 과거 여러 번에 걸친 유로변경과 이로 인해 곡류절단이 이루어졌다. 이는 변성암으로 이루어진 홍천강 하류의 좁고 깊은 하곡이 국지적인 침식기준면으로 작용하여 중류에서 하류로의 곡류대 이동이 방해받았기 때문이다. 하안단구의 형성시기는 기존의 연구결과와 비교할 때, 저위 I면과 저위II면이 각각 Early Wurm 빙기와 Late Wurm에 대비되는 marine oxygen isotope stage 4와 2 시기에, 중위면은 Late Riss에 해당하는 marine oxygen isotope stage 6에 형성된 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.71-82
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• 2020

본 연구에서는 공유하천인 북한강 유역을 대상으로 북한 임남댐 운영에 따라 북한강 댐들의 하천유지유량 확보여부에 대해 평가하였다. WAMIS 자료 기준 1991. 01~2018. 12 기간 동안의 시자료, 일자료, 월자료의 댐 유입·유출량 자료를 기준으로 분석을 수행하였다. 시평균 자료를 이용한 물수지분석 결과를 살펴보면, 평화의댐-화천댐과 춘천댐-소양강댐-의암댐의 댐 방류량 기준 상류유역 유입량이 (-)값으로 산정되었으나 일평균이나 월평균에서는 합리적으로 추정되어 자료의 시간단위에 따라 댐유입량·방류량 물수지분석 결과가 달라질 수 있음을 확인하였다. 두 번째로 임남댐 운영 후에 화천댐 월평균 유입량이 크게 감소하는 것으로 나타나 임남댐 운영이 북한강 수계 댐에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 마지막으로 임남댐 운영으로 인한 북한강 수계 댐들의 유입량과 총방류량의 감소에 따른 하천유지유량 총부족량과 부족시간의 증가비율이 최대 +330%로 증가하는 것으로 나타나 임남댐 운영이 하천유지유량 부족의 주요 원인 중 하나로 분석되었다. 따라서 향후 중요성이 커지는 하천유지유량을 확보하는 다양한 방안 마련에 대한 연구가 필요하다.

• 대한지리학회:학술대회논문집
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• 대한지리학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.37-37
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• 2004

한반도 중부에 위치한 북한강(화천에서 양수리까지의 구간)에는 하상비고가 낮고 보다 최근에 형성된 하안단구 71면과 하상비고가 높고 보다 오래된 하안단구 T2면이 발달해 있지만, 북한강의 지류 하천들에 비해 하안단구의 발달은 매우 빈약한 편이다. 하안단구 T1면의 하상비고는 18~29m, T2면은 25~39m이며, 전체 면적과 평균면적은 최근에 형성된 T2면이 T2면에 비해 더 넓게 나타났다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.475-475
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• 2023

직경 5 mm 이하의 미세플라스틱은 인류 활동에 의해 생산되어 하수처리장 처리수, 우수토구, 도로 분진 등 다양한 경로를 통해 하천에 유입되고 있다. 하천에 유입된 미세플라스틱은 하천흐름을 따라 하류로 이동하여 해양환경에까지 이른다. 미세플라스틱은 수체를 따라 이동할 뿐 아니라 수생생물에 의해 섭식되기도 하여 인체 위해성이 우려되는 상황이다. 특히 서울과 경기도의 주요 상수원인 팔당호는 북한강, 남한강, 경안천이 유입되어 형성되기 때문에 미세플라스틱의 유입에 따른 이송-분산 거동 평가가 중요한 영역이다. 본 연구에서는 준3차원 입자추적기법을 이용한 미세플라스틱 거동해석 모형, MPT-Q3D를 개발하였으며 팔당호 내 미세플라스틱의 거동 특성을 분석하였다. MPT-Q3D 모형은 2차원 흐름해석모형과 연계한 입자의 준3차원 거동해석을 위해 step-by-step computation method를 적용하였으며, 전단류에 의한 입자의 수평거동과 난류확산에 및 침강속도에 의한 연직거동 두 단계 계산과정에 따라 입자의 거동을 해석했다. 전단류는 2차원 흐름해석결과로부터 유속의 연직분포식을 적용하여 생성하였으며, 생성된 전단류에 의해 각 연직층 별 유속이 계산되고 𝚫t 이후 입자의 종, 횡 방향 이동거리를 계산한다. 또한 난류확산에 의한 무작위적 거동 계산을 위해 Gaussian 분포를 따른 난수 생성을 통해 무작위적 거동을 계산했다. 각 연직층에 위치한 미세플라스틱 입자의 종, 횡 방향 거동을 계산한 후 입자의 연직거동을 계산한다. 입자의 연직 위치는 난류확산과 침강속도에 따라 계산되며 침강속도는 미세플라스틱의 밀도 및 직경에 따라 결정된다. 현장 샘플링 결과에 따라 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리에스테르(Polyester)가 있으므로, 세 종류의 미세플라스틱을 동시에 주입하여 팔당호 내 거동을 분석했다. 남한강, 북한강, 경안천의 유량 차이로 인해 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 대체로 남한강과 북한강의 흐름특성에 영향을 받았다. 경안천의 경우 유량이 낮아 팔당호로 유입되지 못하고 좌안을 따라 하류로 이동됐다. 남한강과 북한강에서 유입된 미세플라스틱은 주로 팔당호 내 소내섬을 거쳐 팔당댐 쪽으로 이동했다. 또한 팔당댐 인근에서는 PP, PE, Polyester 순으로 많은 양이 유입되는 결과가 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.268-268
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• 2016

우리가 알고 있는 북한 수리 시설물들의 용량은 대부분 일제 시기의 자료나 북한과 국제기구에서 발행하는 간행물에 근거하고 있다. 그러나 실제 발전용량 및 저수용량은 기존 자료와는 차이를 보이는 것으로 조사되고 있다. 본 연구에서는 북한 수리 시설물들의 저수량을 재산정하고, 이를 추후 각종 조사 및 분석에 활용하고자 하였다. 이를 위해 해당 지역의 위성자료와 DEM(Digital Elevation Model) 자료를 수집 및 활용하였다. 북한지역의 DEM은 격자 크기 $100m{\times}100m$로 분석하였다. 북한 수리 시설물의 저수량 파악을 위해 Global Mapper 프로그램을 이용하였으며, DEM과 위성자료를 입력해서 분석하였다. 선정된 수리 시설물에 대한 유역경계를 설정하고, 수면표고별 저수면적 및 저수량을 산정하였다. 이를 통해 Hypsometric Curve와 수면표고-저수면적-저수량 곡선을 작성하였으며, 해당 시설물의 저수량을 평가하였다. 이러한 방법으로 북한 금야강발전소의 저수량을 산정한 결과 약 19억7천만$m^3$으로 나타났다. 금야강발전소의 높이는 약 90m, 발전용량은 18만kW 정도이고, 우리나라 소양강댐의 높이가 123m, 발전용량이 20만kW일때 총 저수용량이 29억$m^3$인 점을 감안하면 적절한 산정결과인 것으로 판단되었다. 본 연구의 성과는 추후 북한의 분석 가능한 수력발전소들의 실제 저수용량을 계산하며, 주요 지점별로 개발 가능한 저수량을 산정해서 각종 개발사업 계획 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 하천과문화
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• 제10권4호
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• pp.59-64
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• 2014